通用航空概论
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第二节 通用航空发展简史

1. 怎样理解巴西和美国的“世界动力飞行第一人”之争?

2. 我国的“飞行之父”是谁?他又有哪些创举呢?

飞行是人类社会蓬勃发展的一个新起点,是生产力发展的必然结果,也是物质文明与精神文明协同发展的必然结果。在欧美发达国家,自从飞机发明以来,通用航空蓬勃发展,自由飞行得以实现。美国不光是车轮上的国家,也是机翼上的国家,通用航空是美国成为航空强国的重要基础。中华人民共和国成立以来,我国的通用航空产业发展主要集中在农林作业、地质勘探、应急救援等生产和公共领域,规模不大。

一、世界通用航空的发展历程

(一)通用航空起步与发展

通用航空是民用航空的重要组成部分之一,它是伴随着民用航空的产生与发展而诞生和成长起来的。1903年12月17日,美国莱特兄弟(见图1-9)发明的飞机飞行成功,开创了现代航空的新纪元,同时也揭开了世界通用航空发展的序幕。在莱特兄弟的飞机试飞成功之前,世界上许多人都曾进行过飞机的研制工作,但由于他们所采用的是笨重的蒸气机,没有采用科学、合理的机翼翼型,在研制、试飞过程中,由于飞机的重量过大、产生的升力不足而导致失败。莱特兄弟是在总结前人经验和教训的基础上,采用较轻的内燃机作为动力,并且采用升力大的双翼翼型,才使飞机“飞行者一号”(见图1-10)的首次飞行取得成功。

图1-9 美国莱特兄弟

图1-10 飞行者一号

飞行者一号

1903年12月17日,来自美国俄亥俄州代顿的自行车制造商莱特兄弟在北卡罗来纳州的基蒂霍克岛试飞成功一架结构单薄、样子奇特的双翼飞机——飞行者一号。这是人类历史上第一架能够自由飞行,并且完全可以操纵的动力飞机。这一天就成了飞机诞生之日。

从1899年开始,莱特兄弟先后研制了三架滑翔机,其中第3号滑翔机性能优越,莱特兄弟用它共进行了700次滑翔飞行。飞行者一号就是在第3号滑翔机基础上研制的。

飞行者一号是一架双翼机,前面有两个升降舵,后面有两个方向舵,操纵索集中连在操纵手柄上。翼展达12.3米,机翼面积47.4平方米,机长6.43米,连同飞行员在内总重约360千克。没有专门的驾驶舱,飞行员必须趴在机翼上面操纵。发动机由莱特自行车公司技师查理·泰勒设计制造,输出功率9.7千瓦,重量77千克。

20世纪上半叶,世界发生了重大的变化,特别是两次世界大战的爆发,对世界航空技术的发展产生了深远、积极的影响。第一次世界大战期间,由于飞机在战争中的应用,使一些国家政府开始注意到了飞机的军事意义,相继成立了航空科学技术研究机构,航空工业体系初见端倪。从20世纪20年代开始,飞机的性能和构造发生了巨大的变化:由双机翼飞机发展到张臂式单机翼飞机;由木质结构飞机发展到全金属结构飞机;由敞开式座舱飞机发展到密闭式座舱飞机;由固定式起落架飞机发展到收放式起落架飞机。飞机发动机的功率也提高了5倍。这些科学技术的成果,使飞机的飞行速度提高了2~4倍。航空工业逐渐成为独立的产业部门。

(二)经历两次世界大战洗礼的通用航空

最早的运输飞机是美国道格拉斯飞机制造公司生产的DC产品系列。经过第一次世界大战的洗礼,美国的DC-2飞机在技术上已经比较成熟,基本上达到了安全、可靠、舒适和经济的要求。此时的飞机动力装置是活塞发动机,其功率随着飞机速度增长的需要而大幅度地提高,已从早先的12马力(1马力≈735瓦),增长到3500马力。喷气式发动机是利用反作用原理产生推动力的一种发动机。当空气(或氧化剂)和煤油在发动机燃烧室内混合燃烧后膨胀而获得加速度,从飞机发动机的后尾口高速喷出,根据牛顿第三定律,飞机受到一个相反方向的作用力,即推力。这就是喷气式飞机发动机的工作原理。

第二次世界大战的爆发,又一次推动了航空工业的发展。在战争期间,各国参战飞机的数量剧增,飞机的性能迅速提高,使军事航空对战争的影响越来越大,并起着举足轻重的作用。第二次世界大战结束后,世界航空科学技术得到进一步提升,特别是飞机气动外形的改进,涡轮喷气发动机及机载雷达的使用,进一步提高了飞机的各种性能,使飞机很快突破了声障和热障的限制,飞机的飞行速度达到声速的2~3倍,进入了超声速飞行时代。

随着科学技术的进步和航空器的发展,交通运输结构发生了改变,为人们提供了一种快捷、方便、安全的运输方式。特别是垂直起落飞机及直升机的产生和发展,推动了民用航空运输事业的发展,也推动了通用航空事业的开展。

1911年2月8日,英国飞行员亨利·佩开驾驶一架法国制造的“索默”式飞机,携带6500封信函,从印度的阿拉哈巴德起飞,飞往8000米外的奈尼,从而完成了人类历史上最早的空中邮政飞行,也是最早的通用航空飞行。

1914年,美国在佛罗里达州建立了世界第一条定期飞行的客运航线,但由于当时航空技术不发达,飞机的速度、载客量和航程都十分有限,很难与地面交通工具相竞争。

1919年1月,德国建立了第一条国内的商业航线——从汉堡到阿莫瑞卡。同年2月5日,又开通了从柏林到魏玛的航线,航程192千米,飞行2小时。

1919年,法国政府设立了主持航空运输的专门机构——法国航空局,负责法国航空技术的研究、飞机的生产、空中的导航等方面的工作,同年进行了2400次左右的商业飞行,建立了8条航线。

1921年,英国政府向经营英国伦敦至法国巴黎航线的英国汉德利佩季公司提供了25000英镑的资助。1924年,其他一些英国航空公司合并,成立了帝国航空公司,成为第一家得到政府支持、在英国占据垄断地位的航空公司。

除此之外,其他一些欧洲国家也纷纷发展自己的航空事业,特别是意大利,它的航空事业发展较快,在20世纪30年代其客运量仅次于德国和法国,位于欧洲的第三位。

世界各国在发展航空运输的同时,十分重视通用航空事业。最早的通用航空始于为农业服务。例如,为澳大利亚广大农牧业地区提供帮助,为阿拉斯加、太平洋上的岛屿提供医药、邮递、救援等服务。与此同时,开始出现了飞行训练学校和特技飞行队。1920年之后,在美国和欧洲出现了大量的私人飞机,有的大公司和企业开始用自己的飞机为髙级员工提供交通服务,出现了公务航空。为了向私人和企业的飞机提供维修和燃油、买卖二手飞机、飞机租赁等服务,在美国出现了以机场为基地的通航服务站,形成了完整的通用航空供需市场。

(三)第二次世界大战后的通用航空发展

第二次世界大战后,由于航空技术的高速发展和大量军用飞机转为民用,通用航空得到迅猛发展,通用航空应用的领域更加广泛。除了在农业方面从事更多的工作之外,还发展了空中游览服务等业务。1950年,直升机进入了通用航空市场,大大拓宽了通用航空服务的范围,开始有了海上石油平台的服务、山区或无机场地区的救援、联络、空中吊挂等服务的内容。由于跨国公司的出现,公务航空也得到了巨大的发展。到了20世纪70年代步入繁荣时期。进入80年代,由于全球性的经济衰退、通用航空飞机数量的相对饱和、技术创新减少,导致通用航空开始下滑并陷入低谷。90年代以来,随着世界经济的持续增长、各国政府出台鼓励政策、航空产品推陈出新,通用航空又呈现复苏和重新崛起的态势,且有强劲后势。

全球范围来看,发达国家通用航空发展已经非常成熟。2016年全球通用航空飞机存量超过36.5万架,过去十年间通用航空飞机的年均销货量为2803.4架,年均产出值214.69亿美元。全球通用飞机市场主要集中在美国、加拿大、法国、德国等国家,其通用航空器存量合计为约31.4万架,占全球比例高达86%;此外加拿大、巴西和澳大利亚的通用航空发展也较为领先。

二、我国通用航空发展

中国通用航空是在世界通用航空发展的大背景下产生的,这其中我国航空业的先驱冯如先生做出了开创性的贡献。但是其后,由于外敌入侵和连年战乱,严重阻碍了当时通用航空在我国的进一步发展,直到中华人民共和国成立后,为了恢复国民经济和满足生产发展需要,通用航空又重新回到大众视野,迅速发展成为整个民航事业的重要一翼。

(一)通用航空发展历程

1. 1949年以前的发展过程

中国通用航空发展历程可以追溯到1912年。当时航空界的先驱冯如驾驶自制的飞机在广州燕塘进行的飞行表演,揭开了大陆航空事业发展的序幕。

冯如

冯如,原名冯九如,1884年出生在广东恩平牛江镇杏圃村一个贫困的农民家庭。12岁时跟随舅父漂洋过海到美国谋生。他目睹了美国机器工业的强大,内心受到巨大触动,认识到机器工业对于国家富强的重要性,于是,他开始刻苦钻研机械。1903年,他得知美国莱特兄弟制造的飞机试飞成功后决心献身于新兴的航空事业。1908年,冯如和他的三位助手在奥克兰开设了中国人的第一家飞机制造厂——广东制造机器厂,并开始研制中国人的第一架飞机。

经过一番艰苦努力,冯如终于设计制造出中国人的第一架飞机——“冯如”1号(见图1-11)。

图1-11 “冯如”1号

1909年9月21日下午,冯如在媒体的见证下,在奥克兰兰尼学院进行首次公开试飞。飞机顺利完成滑跑、起飞,升至3~5米高度,绕着一个小山丘盘旋飞行,飞机操控性能良好,后来因螺旋桨突然断裂,飞机坠落地面。这是中国人的首次飞行,当地的美国媒体给予高度评价,华侨华人也备感振奋。

1910年10~12月,冯如驾驶第二架“冯如”1号,在奥克兰进行飞行表演大获成功。

1911年2月,冯如谢绝美国多方的聘任,带着助手及两架飞机回到中国。辛亥革命后,冯如被广东革命军政府委任为飞行队长。

1912年8月25日,冯如在广州燕塘的一场飞行表演中不幸失事牺牲,被尊为“中国首创飞行大家”。图1-12为1912年冯如和他制造的飞机在燕塘机场。

图1-12 1912年冯如和他制造的飞机在燕塘机场

2009年是中国航空百年暨空军建军60周年,时任中国空军司令员的许其亮称冯如为“中国航空之父”。

资料来源:http://www.360doc.com/content/18/0325/10/34637660_740004900.shtml。

1931年6月2日,浙江省水利局租用的德国汉莎航空公司的米赛什米特M18-D型飞机,在钱塘江支流浦阳江36千米河段进行的航空摄影,是大陆首次进行的通用航空商业活动。

从起步时间上看,1903年12月17日美国莱特兄弟首次完成世界上重于空气的航空器动力飞行,1908年美国空军购买了第一架飞机,1911年购买了5架飞机,用于训练飞行员、娱乐飞行、载客飞行。与之相比,中国自1912年开始出现飞行表演活动,通用航空事业起步较早。

2. 1949年以后的发展历程(图1-13)

图1-13 中华人民共和国成立后我国通用航空作业飞行量

自1949年以后,国内通用航空事业得到了快速发展。1951年5月22日,应广州市政府的要求,民航广州管理处派出一架C-46型飞机,连续两天在广州市上空执行了41架次的灭蚊蝇飞行任务,揭开了大陆通用航空发展历史的新篇章。

1952年我国组建了第一支通用航空队伍——军委民航局航空农林队,拥有10架捷克制爱罗-45型飞机,职工60余人,当年飞行总量为959小时,专供通用航空生产作业的机场或起降点约40个。

此后,在全国各地陆续成立了以农林业飞行为主的14个飞行队,后来又成立了专为工业、农业、海上石油等服务的通用航空公司,国内通用航空业逐步发展到现在的规模。

(二)通用航空发展现状

进入21世纪,通用航空开始逐步兴旺,展示出新的发展生机和希望。

1. 运营能力

(1)通用航空器总架数 截至2016年年底,中国通用航空机的在册总数为2595架(具),比上年增长16.1%。其中,固定翼飞机1705架(包含商务机264架),旋翼机825架,气球61架,飞艇4架。

由于部分老旧运力得到更新,设备更加先进,安全水平得到改善,通用航空运力总体性和实际生产能力比10年前有较大的提高,但是,与“十二五”规划的要求还相距甚远。

(2)通用航空器利用率 中国通用航空的航空器利用率从统计数据看并不是很高,以2002年的数据为例,飞机平均年生产小时总体平均为219小时,日平均生产小时还不到1小时。通用航空器利用率前几名依次为“超美洲豹”、EC155B、“凯旋”、CL-604、直11、S-76、A109和“豪客”800XP。

(3)机场和运行人员 截至2016年9月30日,中国颁证的通用航空机场达70个。目前中国已建并运行成熟的FBO(地面固定基地运营商)有13家,已建及在建的FSS(飞行服务站)共10个。截至2016年年底,中国境内的141部飞行学校共有20家。目前各类通用航空产业园区达140余家。截至2016年年底,受雇于91部H章公司的飞行员共2584名(全职2069人、兼职515人)。

2. 生产作业状况

新中国通用航空始于1951年,由于受到各部门的普遍欢迎,得到了较快发展。1980年通用航空飞行作业为42700小时。但从1980年一直到2000年,年作业量徘徊在40000小时左右。进入2000年以后,通用航空有了较大的发展。2016年,全国通用航空行业完成通用航空生产作业飞行76.47万小时,比上年降低1.8%。其中,工业航空作业完成8.29万小时,占作业总量的10.8%;农林业航空作业完成5.10万小时,占作业总量的6.7%;其他通用航空飞行63.08万小时。

在目前我国的通用航空服务业中,海洋石油开采和勘探是运营较成功的领域,主要得益于国家对国内近海石油开发的开放;其次是农林作业。我国地域辽阔,不同地区的传统习俗不同、经济基础不同、资源不同,发展速度也不同,由此使通用航空的地区性差异十分明显。如东北、西北的农林业航空发展较好,华东、华南沿海地区的海洋石油服务比较发达。通用航空开展较好的地区是广东(主要是海上石油服务)、新疆(陆上石油和农业服务)和黑龙江(农林牧业)。以2001年和2002年为例,在总飞行作业量中,工业航空作业量为21752小时,中南地区占总数的46.4%;农业航空作业量为30754小时,东北地区占总数的41.2%。

3. 通用航空市场规模

早期中国通用航空市场的主要服务对象为政府部门或国有企业,作业价格依靠政府制定的作业收费标准执行,作业费用由财政支付。从作业项目的发展看,20世纪50年代中期至70年代中期,通用航空作业多集中在工农业生产建设中一些靠常规手段难以达到时间和工作技术要求的项目,如农林化飞行、航空护林、航空摄影和航空磁法测量等。70年代后期至80年代中期,通用航空作业重点是适应国民经济建设中能源勘探和开发的需求,其最有代表性的项目为海上石油服务和陆上石油服务。80年代末至90年代中期,占通用航空作业比重大部分的仍是农林化飞行、能源勘探和开发中的直升机服务,但通用航空已出现向社会和公众提供服务的倾向,其最有代表性的项目为空中游览、短途运输和公务飞行。

近年来,随着国民经济的持续、快速发展,市场化进程的逐步推进,通用航空市场结构的变化更加明显,通用航空的作业项目已由两三种增加到7大类100多种,主要经营项目包括航空摄影、航空探矿、人工降水、航空护林、飞机灭蝗、农林化飞行等,服务领域涉及国民经济建设、科学研究和社会发展等10多个部门和行业,作业范围遍及全国除台湾和西藏外的所有省、自治区和直辖市。

目前通用航空的市场结构表现为,传统作业项目仍占相当比例,但份额已在逐步下降;自发的市场需求在逐年增长,其作业价格完全按照市场供需关系来确定,发展势头较好的经营项目有石油服务、公务飞行、医疗救护、培训飞行等。随着国家企事业单位购置自用公务机(含直升机)数量的不断增加,对直升机摆渡乘客,直升机医疗救护,以及对小型飞机用于近距离城市之间的旅客穿梭飞行的需求也日益突显。国民经济发展到一定水平后,通用航空的市场将越来越大,市场支付能力也将逐步提高。

2003年,中国民航总局把成立通用航空公司的经营许可审批权下放到民航地区管理局,给通用航空的发展创造了一个宽松的环境。截止到2016年年底,中国拥有获得通用航空经营许可证的通用航空企业320家,比上年增长13.9%。其中,拥有实际作业量的企业224家,拥有91部H章运营许可企业201家,拥有91部K章运营许可的企业32家,拥有135部运营许可的企业46家。在这些通用航空公司中,国有通用航空企业和骨干通用航空企业起着主导作用,它们为保证国家指令性抢险救灾和重大通用航空任务提供服务。

虽然通用航空的市场和收入有了一定的发展,但是,在中国民航业总体份额中仍处于相当低的位置,从收入水平看还不到全民航总收入的1%。