第1章 關於飛機的為什麼
004 哪一架是全世界飛得最遠的客機?
答案是波音公司的777-200LR客機。777-200LR客機名稱中的「LR」是「Longer Range(長距離型)」的縮寫。即使是在因「Triple Seven」這個暱稱而為大家所熟悉的777家族裡,身為擁有最長續航性能機型的777-200LR客機還是展現了自豪的姿態。
雖然以往的大型飛機都需要3〜4具的引擎,但隨著引擎逐漸導入高科技並不斷進化,現在僅需2具引擎就能獲得飛行時需要的推力(Thrust Force)了。如此一來,體型巨大且擁有優異續航能力的雙引擎飛機(Twin-Engine Plane)便就此躍上舞台。在這些飛機之中,率先開展雙引擎飛機可能性的就是波音公司777系列的長距離機型。
雖然日本目前已有日本航空及全日空航空兩家公司引進這類機型作為歐美線等長距離國際航線的主力機材,但兩家持有的機材都是標準型的777-200與機身延長的777-300,或是長距離型的777-200ER、777-300ER等四種。777-200LR客機很遺憾地並未列入兩家公司的機隊之中。
波音公司是在1986年啟動了777系列的開發工作,並於14年後的2000年2月啟動了777-300ER、777-200LR等長距離機型的開發,希望藉由加大燃料箱容量來強化引擎的功能。當777-200LR機型在2005年3月首次飛行成功後,同年即以向東連續飛行22小時42分的時間完成了香港至倫敦的航程(大約為2萬1600公里),一舉刷新了客機續航距離的世界紀錄。
目前公布的777-200LR客機續航距離為1萬7446公里。如果以東京為起點,大概就是飛到地球背面的南美智利聖地牙哥(Santiago)的距離。此外,續航距離次於777-200LR客機的是空中巴士的四引擎飛機—A340-500客機(1萬6670公里),但A340客機的製造目前已經完全結束。排名第三的同樣是空中巴士的四引擎飛機,也就是全機雙層構造的A380客機(1萬5700公里)。
010 客機的引擎位置只能裝設在主翼下方?
要能夠在天空中翱翔的話,飛機就會需要可讓機體浮起的升力與促使飛機前進的推力。負責促發升力的是飛機左右兩側向外延伸突出的巨大主翼,而產生推力的則是懸掛在主翼下方的引擎。
這裡我們提到引擎的位置是「懸掛在主翼下方」,而波音與空中巴士兩家公司目前製造的客機也全都是將引擎懸掛於主翼之下,包括裝載2具引擎的「雙引擎飛機」與4具引擎的「四引擎飛機」等各類機種均是採用類似形式。不過,在以往開發的機種當中,卻曾有過引擎裝設在獨特位置的稀有機型。
事實上,從前的客機也是個性十足的,而其中最具代表性的就是擁有三座引擎而被稱為「三引擎飛機(Trijet)」的機型。即使同為三引擎飛機,也是種類繁多、姿態各異,而且引擎的裝設位置還是多少隨著機型的差異而有所不同。1960年代登場的波音727客機,是將三具引擎全都裝設在機體後方,並設計其中一座引擎的空氣吸入口貫通整個垂直尾翼。另外,洛克希德(註:Lockheed Corporation,美國著名航太工業公司,創立於1912年,西元1995年與美國馬丁.馬瑞塔合併為洛克希德.馬丁公司。)的L-1011三星寬體客機(Lockheed L-1011 TriStar),也是一家與全日空航空業務成長息息相關而為人所熟知的三引擎飛機。
1960年3月3日,在眾多相關人士的歡送之下,洛克希德三星客機的機體載著287位乘客從日本成田機場起飛航向美國關島。這款擔負號稱「全日空社員到達萬人夢想」的定期國際航線開通重責大任的機種,就是洛克希德的L-1011三星寬體客機。由勞斯萊斯(Rolls-Royce)打造的三發引擎與尾翼的順滑曲線設計等種種獨特姿態,更是深受不少航空迷的喜愛。
019 「行政專機」是什麼樣的飛機?
近年來在海外發生的災難、事故等緊急場合中,開始可以見到國家重要人士與皇室成員出國訪問所搭乘的行政專機的活躍身影。
在美國,經常可以在電影裡頭看到的「空軍一號(Air Force One)」也是非常有名的例子。不過,日本從1992年開始也購入了2架波音747-400作為行政專機來進行飛航任務。
雖然同樣都是巨無霸飛機,但機艙內部的設計與一般客機可是完全不同。除了辦公室、會議室之外,還另外設置了祕書人員的事務室、記者會專用座位等,甚至連浴室都一應俱全。
「如此豪華的飛機,真的好想坐一次看看喔!」有個已經升上高中的朋友女兒曾經這麼跟我說過。不過,就算是與一般人無緣的行政專機,也並非完全沒有搭乘的可能性。舉例來說,每當首相與內閣大臣出席國外舉辦的高峰會議時,大眾傳媒相關人士也會隨行採訪而一同搭乘行政專機。
於是,我告訴這個叨念著「好想搭乘看看」的高中女生說,「將來如果當上記者的話,說不定可以搭乘這架飛機喔!」她聽到後馬上問我:「是免費的嗎?」其實這種行政專機是花費國民稅金購買的,所以就算是採訪團隊也無法免費搭乘,還是要確實收取費用。只是,支付費用應該不會像一般客機的商務艙那麼昂貴,大概是經濟艙程度的價格吧!
另外,日本政府目前使用的兩架行政專機將會在2018年正式除役,後備機種也已經決定採用波音公司的777-300ER。至於負責整理維護的單位,則會從目前的日本航空變更為全日空航空。2015年4月,相關單位也正式公布了新機的外觀設計。
第2章 關於飛行的為什麼
026 為何客機能夠以少量用水強力沖刷馬桶?
客機的廁所大致上可分為兩種。一種被稱為「循環式」,是有點老舊的類型。循環式的廁所是在馬桶正下方設置貯放汙物的水槽,並藉由循環槽內的用水來洗淨馬桶,故因而得名。
不過,因為循環式廁所需要重複使用有限的水分,所以缺點就是每次使用廁所時,都必須將馬桶用水再次進行殺菌、淨化程序,馬桶的用水也會隨著使用的頻繁程度而逐漸變髒。因此,經過製造團隊的思考後,便研發出利用飛機內外壓力差且名字為「真空式」的嶄新廁所型式。
在地面的時候,飛機內部與機外都同為「1大氣壓」,但到了高度1萬公尺的高空時,飛機外面的氣壓會低於機內的氣壓。這裡有個重點是「空氣會由氣壓高處流往氣壓低處」的性質。真空式的廁所是藉由連接廁所與收集槽的水管而通往飛機外部。當飛機在高空飛行時,乘客使用完廁所並按下「洗淨」的按鈕後,就能夠用極少量的水分將汙物強力地吸走,很多人都會覺得非常不可思議。這是因為遮阻水管的閥門朝外打開後,管道內的氣壓就會一口氣快速下降之故。也就是說,這與機體開了一個洞是一樣的狀態,所以汙物就會被吸往水槽的方向,加上空氣跟著逸散至飛機外部後,就僅留下汙物被集中到水槽了。
相較於循環式廁所,真空式廁所只需要在飛機後方找到一處空間即可,因此還有著可提高機內配置自由度的優點。加上水槽只有一個,處理手續也很簡單,所以現今的新型客機幾乎已全都採用真空式廁所了。
029 客機即使遭遇雷擊也沒有關係?
在客機的世界中,並不太會使用「落雷」這個詞彙,而是以「被雷擊中」的語詞來描述雷擊。原因在於雷電並非永遠都是由上往下掉落。如果站在平地觀看,可以發現雷電閃光都是由上往下奔跑的,但如果有特定目標物時,雷電其實也會從旁邊或由下往上攻擊。對於雷擊的危險性,以前某位採訪過的機長也曾經這麼說過:
「飛機飛行時,雖然能藉由氣象雷達事先得知雷雨雲(Thundercloud)的情況而得以迴避,但其實飛機在惡劣氣候中偶爾還是會遇到雷擊的情況。這時最重要的就是要在到達目的地之後立即通知修護人員,並對飛機機體的狀況加以仔細檢查。只要有縝密查驗的話,飛機遇到雷擊並不會有什麼大問題。」
一般說來,人體遇到雷擊受傷是因為電流通過身體之故。這種情況會造成嚴重的燒燙傷,甚至可能因為電擊引發心臟停止跳動而導致死亡。但飛機內部的乘客因為受到金屬與複合材料製成的機體保護,所以是安全的。大家都聽過天空打雷時只要待在車子裡頭就會安全,這是因為電流會透過車子的金屬車身竄往地面之故,而客機的情況當然也是如此。
此外,客機飛行時也會與大氣之間互相摩擦,導致客機機體產生靜電。因為這種靜電可能會對通訊儀器及測量儀器等飛行設備造成影響,所以客機會在主翼與尾翼等處裝設一種能將靜電逸散的裝置,也就是所謂的「靜電放射器(Static Discharger)」。靜電放射器是長度約10公分的細棒狀物體。當飛機在飛行中遭遇雷擊時,靜電放射器就會發揮如同避雷針般的作用。中型客機的機身大約會裝設20〜30支的靜電放射器,而大型客機則是裝設50支左右。
034 客機輪胎的耐用程度有多高?
如果參訪機場的維護棚廠(Maintenance Hangar),並近距離觀看客機輪胎的話,一定會對巨大的輪胎感到極為驚嘆。F1賽車之類的輪胎雖然已經不小,但卻還是完全無法與客機輪胎互相比擬。而且只要再抬頭仰望看看這些輪胎所支撐的客機機體,我們一定會感到更加驚奇無比!
現在,就讓我們以波音777-300ER客機為例來仔細思考看看。如果以此架飛機飛行國際線,其總重量大約為300噸,而波音777在主起落架(Main Gear)上的兩邊各有6條輪胎,合計共有12條,所以可計算出每條輪胎的平均承擔重量為25噸左右。以25噸來說,約為1台大型拖車以上的重量,但飛機只以1條輪胎來承載如此的重量。
大家容易誤認飛機從高空降落在滑行跑道的那段時間才是輪胎的最大負擔所在,但其實客機的重量在起飛滿載燃料之際才是最重的,加上起飛時的速度比著陸時還快,所以輪胎在這個情況下的負擔反而是更大的。
除了需要支撐300噸的重量外,抵擋嚴酷的環境條件並發揮作用也是客機輪胎的必然命運。高空的氣溫大概會下降到攝氏零下50〜60度左右,抵達地面時又會因煞車熱氣而讓輪胎溫度升高至150度左右。承受零下50度低溫的輪胎在滑行至跑道時,必須在瞬間耐受如此驚人高溫,包括賽車在內的其他領域應該都無法想像這種情況。
另外,如果問到客機輪胎的飛行次數,答案是同一條輪胎大概可承受飛行次數約為250次。一旦到達250次,就會再次更新胎面,也就是將輪胎已經磨損的胎面更替換新。更新胎面的作業通常會重複5、6次,所以可計算出每條飛機輪胎大約能夠承受1500次左右的飛行航程。