10-22 名乘客在噴射動力飛機區域運輸的設計和經濟挑戰

10-22名乘客在噴射動力飛機區域運輸的設計和經濟挑戰10-22名乘客在噴射動力飛機區域運輸的設計和經濟挑戰第五組組員:49912025史偉宏 49912066林奕豪 49912118賴盈豪

摘要不久的將來10-22名乘客分類在區域交通上將是以噴射動力飛機，這預測發展的理念將在本文中討論。基於操作和承受能力的因素對飛機所需要的任務需求確定，表明飛機的成本必須保持著嚴格的控制之下。這些飛機有很多共同性和幾個設計挑戰和認證問題也進行討論。

區域交通設計因素 小型區域運輸設計的三大因素: • 站間速率使用率和生產率 • 乘客的接受 • 承受能力和盈利能力

1.站間速率使用率和生產率 任一飛機每年的英里數生產率是關係到站間速率和使用率。該區塊速度總是低於巡航速度：取決於飛行範圍的多廣和在空中所遇到交通管制程序。在美國的站間速度對於一個典型的300奈米站程可能被假設為巡航速度的79% ，所在地對於給定的範圍和數量，對飛機每年的英里數會隨著巡航速度提高和每年運用增加。

由此圖可見，巡航時速和使用率在每年的英里數的影響方面是非常顯著。無論實際上飛機可以在較高的年度使用率運行取決於以下因素：由此圖可見，巡航時速和使用率在每年的英里數的影響方面是非常顯著。無論實際上飛機可以在較高的年度使用率運行取決於以下因素： • 周轉時間 • 系統可靠性 • 站間速率 • 乘客需求頻繁 • 分段排程 • 插槽可用性（只主要在樞紐問題）飛機設計者可以只影響前三個因素

1-1周轉時間 設計人員可透過下列考量縮短周轉時間：（a）簡單的加載和未加載（b）維修要求應保持在最低（c）補充加油應只能偶爾運作且單一類型時間和人力資源是最嚴苛需要支付予轉虧為盈項目的成本。

1-2系統可靠性 設計者應權衡著固有系統可靠性冗餘的成本。航班取消或延遲都考慮到成本和乘客滋憂。任何系統故障，決定於操作或飛行安全應是最為少見的。 1-3站間速率高站間速率會產生更大的產能，改善空氣動力學設計（低風阻）和更大的推力（功率）二者會產生更高的巡航（或站間）的速度。然而，較重的結構因為較大的結構載荷導致設計上較困難用於更高的速度。

2.乘客的滿意度 在飛機上乘客的接受分面重要的四個因素是：時刻表可靠性、舒適度、安全、成本 2-1時刻表可靠性乘客堅持準班率，時刻表可靠性取決於簽派可靠性和交通延誤的時間。為了避免交通阻塞應避免直接進入樞紐機場，而交通延誤可以避開樞紐直接通過而進入城市。

1995年的航空安全圖 2-2舒適度乘客舒適的程度取決於以下特性品質： • 穿越亂流 • 座艙空調 • 座位間距和座椅寬度 • 噪音水平 • 機艙釋壓 • 洗手間 2-3安全性安全性可以通過許多不同的尺度來衡量。從乘客的角度來看是最有意義的標準可能是每百萬次離港人數的死亡人數。

3.承受能力和盈利能力 一個區域交通的銷售是必須是負擔起責任和要獲利的，負擔能力是指兩個條件必須滿足： • 飛機的市場價格（AMP）必須夠低。 • 每座英里或每小時的直接運營成本（DOC）必須有競爭力。 • 明確的是不論在給定尺寸的支線飛機在市場上，它能提供給客戶的取決於該地區的航空公司運營商的盈利能力和支付能力。

家庭式小型噴射機的設計理念 下列項目將簡要討論： • 任務要求與配置 • 燃油效率 • 爬升能力 • 飛行控制系統

1.任務要求與配置 在本節提出了一個家庭的兩個成本效益，從小型支線飛機運輸的基本任務要求中給出小型家庭式噴射機的規格作用: 為設計提供快速，舒適，可靠的運輸範圍從200到600納米。該飛機預計將產生小社區之間作為以及與現有的小區域渦輪螺旋槳飛機連接的樞紐機場與小社區當競爭的新市場。有效負荷: 第一版:10名乘客，每位175磅加30磅行李經濟艙座位為36英吋的最低座位間距和19英吋座椅寬度。第二版:20名乘客，每位175磅加30磅行李經濟艙座位為36英吋的最低座位間距和19英吋座椅寬度。

機組人員: 第一版:1個駕駛艙沒有客艙，每個175磅加30磅行李第二版:2個駕駛艙沒有客艙，每個175磅加30磅行李性能: 範圍：在600nm靜風航程中全負載及儲備相當於使用燃料的15％速度：在30000英尺（350 KTAS）0.60馬赫攀登：理想是在10分鐘內直接爬升到30,000呎動力裝置：雙渦輪風扇加壓：從8000英尺機艙到30000英尺認證：FAR 25

兩架飛機將有二個引擎，每個引擎起飛推力將分別為兩架飛機將有二個引擎，每個引擎起飛推力將分別為 2700和1500磅。雙機體飛機的引擎被安置於近似重心位置，這樣會減少所有引擎控制問題。每個機體有一前起落架和一個主傳動裝置，兩個都能縮回到機體內部。單機身設計的飛機也將採用翼式傳動裝置。兩架飛機將裝備線傳操縱控制系統的通用軟體。根據 1500架飛機方案的飛機預計售價（AEP），其中包括10％的利潤，為22名乘客版本的是600萬美元。AMP的是700萬美元。而10名乘客版本500架飛機AEP估計在400萬美元。 AMP則是450萬美元。因此，從製造商的角度考慮的項目似乎是可行的。

2.燃油效率 飛機燃料效率的比較。 • 每旅程(或段)的燃料 • 每英哩設定的燃料隨著降低燃料成本渦輪螺旋槳飛機和噴氣機之間的成本被降低，渦輪螺旋槳飛機將永有顯著燃料的成本優勢。因為短里程的噴射客機又被大多數乘客所接受，儘管他們用較差的燃油效率與節能將能夠打入這個市場，甚至擴大現在的市場。

3.攀登能力 高初始爬升率可以提供一個區域交通的營運優勢。 (1)可以在經濟的高度，甚至在較短的段上停留更多的時間。 (2)改善乘客乘坐的飛行水準將花費更多時間，因為在不穩定的氣流中感覺不舒適。只要在機艙設計增壓系統，就可實現具有較高的爬升率。這裡可以看出，噴射動力推進已經比渦輪螺旋槳推進佔優勢。

4.飛行控制系統 這些新的區域運輸的飛行控制系統必須是FBW (線傳飛控系統)類型，小區域運輸的起飛和降落著陸週期的數目會多於大區域的運輸次數。所以比起傳統的飛行控制系統，這將依賴於飛行員的工作負荷比由飛行員駕駛大型運輸機遇到的工作量更重。線傳飛控系統(fly-by-wire):線傳飛控系統將駕駛艙內操縱桿、踏板的移動，轉換成電子訊號傳送至液壓系統。使飛機能夠更平穩、省油地飛行，甚至是在飛行員失能時由電腦接手控制飛機，為人類飛行帶來更多的效率與保障。

機身約10名乘客，單機身、單機尾噴射機的視圖。機身約10名乘客，單機身、單機尾噴射機的視圖。這種飛機造價昂貴所以這些飛機的成本必須控制得非常嚴格。一達到可以被接受的費用標準將發展一個兩架飛機的系列產品，約10名乘客的機身和雙機身約22名乘客的噴射客機。

發展和認證議題 飛機例如空中巴士320、330、340和319和波音777 以及幾架軍用飛機現在都已經建立了FBW線傳飛控系統，它的安全、可靠性和維修費用都將超過傳統的飛航控制系統。現在這個噴射客機的計畫已經讓美國與歐洲的工程師們去創造與改良，並在未來將它們先試用於較小的飛機。此外，在美國航空局以及歐洲適航當局已經與開發製造商商討未來將能被使用還能被更新與認證的FBW系統，希望在未來噴射客機真的能夠取代現在的渦輪螺旋槳客機，讓人類飛行技術進入一個新的里程碑。

報告完畢謝謝指教

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