噴射客機的製造與技術(修訂版)

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青木謙知
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具体描述

  我們在旅行或商務時,時常都會搭乘飛機,但是你知道飛機是由什麼樣的公司生產的嗎?

  要製造一架如此龐大的飛機需要用到非常多尖端技術與零件,這些複雜的零件來自世界各地的許多不同公司,每種系統設備及機體元件都有各專業製造商,最後再運往波音及空中巴士工廠進行組裝。

  飛機組裝工廠號稱「沒有柱子的世界中,最大的建築物」,在噴射客機的製造現場,您可以看到像一座足球場面積那麼大的工廠大門!每一架飛機的製作除了要考量使用者需求及經濟效益,其尺寸、重量也與維修、機場的適性息息相關。更不能忽略的是在導入新技術的同時,最優先考量的就是確保及提高安全性!

  飛機是結合多方面專業技術與科技的成果,
  本書就要帶你來看飛機系統設備及製造零件製程全解析!
  ◎ 空中巴士和波音客機的製造方式有什麼差別?
  ◎ 一個月最多可以製造多少架飛機?
  ◎ 這麼長的主翼和機體如何製造、如何運送?
  ◎ 「試飛」是要試哪個部分呢?
  ◎ 噴射客機引擎的進化與種類
  ◎ 噴射客機的壽命是幾年?
  ◎ 製造噴射機的工廠有多大?

本書特色

  1、噴射客機製作流程大公開,帶你一窺製造現場的技術細節與浩大工程。
  2、精美圖片解析,還有許多作者親自取材拍攝的照片,一目了然,具臨場感,以容易理解的方式傳達給讀者。
航空史上的璀璨明珠:从螺旋桨到喷气时代的飞跃 本书聚焦于20世纪航空工业最具革命性的转型期,深入剖析了从二战末期萌芽到冷战高峰期喷气式飞机如何彻底重塑全球交通、军事和技术格局的恢弘历程。 本书并非单纯的技术手册,而是一部融合了历史叙事、工程原理与地缘政治影响的综合性著作。它以详实的史料和精妙的分析,带领读者穿越时空,见证人类如何攻克超音速飞行的壁垒,以及喷气推进技术如何从最初的实验性装置,演变为驱动全球经济和军事力量的核心技术。 第一部分:黎明前的探索——喷气时代的酝酿与萌芽(约350字) 本部分着重考察了喷气推进理念在20世纪初期的理论基础,以及二战中英、德、美、日等国为获取技术优势而进行的秘密研发竞赛。我们将详尽梳理涡轮喷气发动机的早期设计哲学,特别是关于轴流式与离心式压缩机的选择对早期机型性能产生的决定性影响。 关键议题包括: 早期涡轮喷气发动机的先驱者: 深入探讨汉斯·冯·奥海姆(Hans von Ohain)和弗兰克·惠特尔(Frank Whittle)在独立发明和完善喷气发动机过程中的技术挑战与思想碰撞。 第一次实战应用: 对德国梅塞施密特Me 262等早期喷气式战斗机进行细致的案例分析,探讨它们在设计限制下所展现出的惊人速度,以及这些“奇迹武器”对传统螺旋桨飞机的战术冲击。 战后技术的转移与吸收: 战后各国如何接收、解构和应用缴获的喷气技术,为后续商业和军用飞机的开发奠定基础。本章详细分析了英国罗尔斯·罗伊斯“尼裴(Nene)”和“德文特(Derwent)”发动机对全球航空工业的深远影响。 第二部分:喷气时代的开端——商业航空的革命(约450字) 随着军事需求暂时放缓,航空工业的焦点迅速转向民用客运。本部分深入研究了喷气客机如何从奢侈的军事衍生品转变为大众化的交通工具,以及这种转变所带来的颠覆性影响。 核心内容聚焦于第一代喷气客机及其带来的挑战: 德哈维兰“彗星号”的辉煌与悲剧: 本章对“彗星号”(de Havilland Comet)的诞生、早期成功和灾难性事故进行了详尽的复盘。我们不仅探讨了其在设计上的创新(如全金属机身和翼型设计),更侧重于对金属疲劳和压力集中点等结构工程问题的深度剖析,这些教训直接促成了现代航空安全标准的建立。 美苏的追赶与超越: 详细对比了波音707和道格拉斯DC-8等美式喷气客机的设计策略。这些飞机如何吸取“彗星号”的教训,采用更可靠的涡扇发动机雏形,并针对跨洋航线进行优化。分析了更大载客量和更长航程如何使得“喷气时代”真正到来。 航线网络的重塑: 喷气客机大幅缩短了旅行时间,首次将全球主要城市置于数小时的航程之内。本书探讨了这种速度的提升如何催生了现代酒店业、国际金融和全球旅游业的爆发式增长,彻底改变了商业运作的地理概念。 第三部分:技术与性能的极限突破——高空、高速与大推力(约400字) 本部分转向对喷气发动机核心技术的深入挖掘,特别是涡轮风扇发动机(Turbofan)的出现如何标志着第二代喷气技术的主导地位。 技术演进的关键点: 涵道比的哲学: 解释了为何增加涵道比(Bypass Ratio)是实现燃油效率和降低噪音的关键。通过对比早期纯涡喷发动机与现代高涵道比涡扇发动机的效率曲线,揭示了工程优化在可持续发展中的核心作用。 跨音速飞行的挑战: 深入探讨了空气动力学在接近音速时所遇到的“音障”问题,包括激波的产生、气动阻力的骤增以及对机翼后掠角设计的依赖。分析了贝尔X-1等试验机如何利用火箭推进克服这一障碍,以及这些经验如何反馈到商业客机的设计中。 发动机的可靠性与维护: 随着喷气发动机功率的提高,对其材料科学的要求也达到了新的高度。本章细致考察了高温合金(如镍基超合金)在涡轮叶片中的应用,以及对冗余系统和模块化设计的需求,以确保长途飞行的安全性。 第四部分:地缘政治的加速器——军用喷气技术的发展轨迹(约300字) 喷气技术在军事领域的应用,是推动其研发投入和技术迭代的最强驱动力。 军用领域的技术对撞: 截击机时代的兴衰: 分析了冷战初期,各国如何发展超音速截击机(如米格-21和F-106)以应对远程轰炸机的威胁。探讨了这些机型在追求极致速度过程中,对航程和机动性的牺牲。 喷气式战略轰炸机与空中加油: 深入研究了B-52等大型喷气战略轰炸机的发展,以及空中加油技术如何通过为喷气式飞机提供无限航程,彻底改变了全球军事投射能力的概念。 从亚音速到超音速巡航: 最后,本书简要概述了军用技术向第四代和第五代战斗机过渡的趋势,其中,发动机推重比的持续提高和隐身技术的结合,预示着喷气时代的下一个篇章。 本书通过严谨的工程分析和宏大的历史叙事,全面勾勒出喷气推进技术从一个大胆的设想到定义现代世界的关键力量的完整轨迹,为读者提供一个理解现代航空史的全面视角。

著者信息

作者簡介

青木謙知


  1954年12月生於北海道。1977年3月畢業於立教大學社會學系,同年4月進入「Aviation Journal」航空雜誌出版社擔任編輯/記者。1984年1月,於日本《航空日誌》月刊擔任總編輯。1988年6月,該雜誌廢刊後,便轉任航空軍事自由記者。他不僅在專業航空雜誌投稿,在報紙、週刊以及通訊社等也有諸多與航空、軍事問題相關的專欄。有多數著作如《徹底驗證!V-22魚鷹直升機》、《驚人的F35第五代戰鬥機》、《世界最強!美國空軍的全部》、《自衛隊戰鬥機有多強?》、《波音787如何製造》、《F22為何被譽為最強》等(全部為SCIENCE‧i新書)。目前身為日本電視節目解說員。

譯者簡介

盧宛瑜


  輔大日文所畢,取得輔大翻譯學程證明。求學期間曾參與2006年中經院舉辦之台日科技高峰論壇研討會會後成果編譯。後陸續擔任多場活動口譯,如日本留學說明會口譯、2011年、2014年、2016年、2018年台北國際旅展中日口譯等。曾任秀峰高中、聖心女中、新莊高中兼職第二外語日文教師。譯有《趣味地球科學》《飛機為什麼會飛》《航空管制超入門【圖解版】》等書。
 

图书目录

作者序

第1章  直到決定開發噴射客機前
1.1 噴射客機的壽命
1.2 市場預測
1.3 客機市場的轉換
1.4 機體提案的策劃制定與評價
1.5 導入新技術等的評價
1.6 到提案之前的過程
1.7 獲得啟始客戶
專欄(1)Working Together的意思是?

第2章  如何開發噴射客機
2.1 決定形狀及架構
2.2 以數位模擬法設計
2.3 開發所使用的機體數量和種類
2.4 飛行實驗機
2.5 地面實驗機
2.6 決定製造方式
2.7 轉向分工的過程
2.8 國際分工以及合作夥伴1
2.9 國際分工以及合作夥伴2
2.10 波音公司和西雅圖
專欄(2) VFW Fokker 614

第3章  波音787是如何製造的?
3.1 最後組裝線的特徵
3.2 第1組裝位置與MOATT
3.3 第2組裝位置與第3組裝位置
3.4 第4組裝位置及塗裝
3.5 各部位的製造1
3.6 機體製造的特徵
3.7 各部位的製造2
3.8 各部位的製造3
3.9 國際合作體制
3.10 日本企業的參與1
3.11 日本企業的參與2
3.12 日本企業的參與3
3.13 日本企業的參與4
3.14 日本企業的參與5
3.15 日本以外的參與企業
3.16 韓國企業的參與
3.17 澳洲企業的參與
3.18 生產物流1
3.19 生產物流2
3.20 交貨前
專欄(3) 直升機工廠

第4章  近看波音737、747、767、777的製造工程
4.1 最後組裝方式
4.2 新一代737
4.3 747-8
4.4 767
4.5 777
專欄(4) 到現場就能參觀工廠

第5章  空中巴士如何製造噴射客機?
5.1 空中巴士的主要工廠
5.2 A320家族飛機的製造
5.3 A330/340的製造
5.4 A300-600ST「大白鯨」
5.5 A380的製造後勤1
5.6 A380的製造後勤2
5.7 A380的最後組裝線
5.8 A350XWB的製造
專欄(5) A350XWB

第6章  噴射客機的引擎進化
6.1 噴射引擎的種類
6.2 渦輪式噴射引擎和渦輪式風扇引擎
6.3 渦輪式風扇引擎的進化
6.4 新一代渦輪式風扇引擎
6.5 三軸構成以及齒輪渦輪風扇引擎(GTF)
6.6 未來的噴射客機用引擎
專欄(6)首飛成功!龐巴迪「C系列」

第7章  MRJ的製造技術
7.1 MRJ的製造1
7.2 MRJ的製造2
7.3 MRJ的製造3

图书序言

  • ISBN:9789865529901
  • 叢書系列:知的
  • 規格:平裝 / 224頁 / 16 x 22.5 x 1.12 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 修訂版
  • 出版地:台灣

图书试读

作者序

  「製造業」現場,是在一無所有的狀況下,生產出實體的「物品」。這個過程實為非凡的景象,且能夠給人物品誕生後的感動。用於製造業的各種技術,特別是訓練有素的技術員,其技藝更令人驚嘆。

  飛機的體積相當大,因此工廠也很大。由於製造過程已分工,因此只看一間工廠無法掌握其製造全貌。例如波音的飛機,雖然在波音工廠進行最後組裝,但反過來說,就算參觀波音工廠,也只能看到最後組裝作業。對於機體框架的製造以及外板加工等,大部分的作業工程,都是和其他工廠簽訂負責製造的合約,在其他工廠進行製造作業。因此,就算想「在波音工廠看某個構造零件的削切作業」,也不可能實現。

  關於飛機整體的實際製造作業,首先從某個製造商開始製造小零件,再由其他製造商使用這些零件來製造尾翼等「機體元件」部位。接著各元件會被運至波音工廠,才進行最後組裝完成。這些作業流程無論是波音公司,還是歐洲共同體的國際合資製造商空中巴士,原則上都相同。

  飛機內部更有引擎以及操縱裝置等諸多系統類的配備。尤其引擎完全為個別處理,引擎製造商是在製造完成後才交貨給機體製造商,並在最後組裝作業程序裝上。這就是為什麼,有一部分機種的引擎走「選擇制」,能夠讓航空公司(Airline)選擇。

  各種系統設備原則上和機體元件一樣,都有各個專業製造商。這些專業製造商從機體製造商那邊簽訂契約,開發、製造系統後再裝置於機體內部。筆者在取材時,對於這些進行前置作業的製造商感到吃驚的是,「他們作業用的工具機幾乎清一色都是日本製」。

  最近,飛機的製造零件幾乎都是強化纖維複合塑料(FRP:Fiber Reinforced Plastic),但即使如此,飛機原則上還是金屬製。最常使用的就是鋁合金,暴露於高溫的部位則使用鈦合金材料。另外有部分相當低的比例會使用鋼鐵。日本製的各種作業用工具機則用來對這些金屬素材進行加工,這些工具機也被海外多數製造商引進。

  說實話,這些機台雖都是相當特殊的機械,但大部分都由一些不是很知名的企業所製造。但不管是哪一間公司製造,比較其作業精細度以及可靠性、耐久性等,無論從哪個角度來看,大家都認為「日本製的工具機最好」。由於大多數公司對日本製機械的認可,加上現實也是日本製工具機的使用率較高,所以這並不是因為筆者身為日本人,就開始自誇。筆者在取材時發現這樣的事實,心中不禁感到無比驕傲,而且也重新認識了日本的技術力。

  客機工廠比其他大型機體的組裝工廠還要大。雖然製造商提供了工廠地板面積以及建築物的總容積數字,但無論何者,都和我們日常生活接觸到的認知相差甚遠,幾乎難以想像。因此飛機組裝工廠有諸多稱號,如「是沒有柱子的世界中,最大的建築物」等,擁有相當多「世界第一」的形容詞。最容易想像的說明之一,就是在波音公司的埃弗里特工廠,面積到達「一棟工廠大門的大小,和美國一座足球場地面面積一樣大」。這個說明就能夠實際感受到工廠(建築物)的大小。

  本書主要都使用筆者所取材的內容以及照片,並針對今日的噴射客機製造現場的狀況,包括規模大小等,以容易理解的方式傳達給各位讀者。

  本書執筆之際,受到科學書籍編輯部門的益田賢治先生、以及石井顯一先生的許多寶貴建議。筆者在此藉著書序,對兩位致上謝意。

用户评价

评分

坦白講,對於這類極度專業的書籍,購買前最大的猶豫點就在於「實用性」和「深度」的權衡。有些書為了追求深度,反而犧牲了宏觀的視野,讓人讀完後只知道一堆零碎的技術細節,卻抓不到整個客機製造的產業鏈全貌。我期待這本書能在我腦海中建立起一幅完整的製造藍圖:從最初的需求定義、材料選擇、次系統(如起落架、增壓系統)的獨立開發,到最後的總體集成與適航認證。如果它能稍微觸及到全球供應鏈管理在客機製造中的角色,例如波音和空中巴士那種龐大合作體系的運作模式,那就更值回票價了。這不僅僅是一本技術書,更應該是一本關於現代大型工程專案管理的縮影。

评分

這本書的封面設計,老實說,蠻樸實的,沒有太多花俏的圖案,就是那種理工科學生會喜歡的務實風格。一拿到手,立刻感受到那種厚重感,光是掂在手上就知道內容絕對紮實,不是隨便寫寫的入門書。翻開目錄,看到那些密密麻麻的章節標題,什麼空氣動力學分析、結構強度計算、發動機原理深入探討,立刻就能感受到作者的專業程度。這絕對是給對飛機製造有真材實料興趣的人準備的,而不是給只想看戰鬥機酷炫照片的軍事迷。我個人對材料科學的部分特別感興趣,想看看現代客機如何在減輕重量和保持極致安全之間找到平衡點,書裡應該會深入剖析複合材料的應用吧。那種從基礎的力學原理開始,一步步推導到複雜的系統整合,對我這種喜歡「知其所以然」的讀者來說,簡直是福音。光是想像要啃下這些內容,就覺得是個巨大的知識工程,但這也正是我想要的深度。

评分

光從書名來看,「修訂版」這三個字就很有份量,代表著作者對知識的更新和精進,畢竟航空科技日新月異,舊有的數據和設計規範很快就會過時。這讓我更加確信,這本書涵蓋的應該是當代客機設計的主流趨勢,也許還會提到一些關於綠色航空、節能設計的新發展。我尤其好奇在航電系統(Avionics)的部分會怎麼處理,畢竟現代客機越來越像一個飛在空中的超級電腦,軟體和硬體的整合是個極其複雜的學問。希望作者能在系統冗餘設計、故障安全機制這方面多著墨,畢竟安全是民航客機的最高指導原則。如果修訂版能納入新一代發動機的熱力學效率提升策略,那就更符合現階段產業的需求了。

评分

說真的,現在市面上關於航空航天的書很多,但很多都停留在科普層面,講得太淺,一下子就帶過了關鍵技術細節,讓人意猶未盡。我一直在尋找一本能真正深入探討「製造」過程的書籍,而不僅僅是介紹飛機的基本構造。這本似乎就抓住了這個核心需求。我特別期待它能詳述從設計藍圖到實際生產線上的各種挑戰,例如複雜的鉚接技術、高精度加工的標準制定,以及品質控管的嚴格流程。畢竟,一架噴射客機的製造,牽扯到的精密工程量是難以想像的,任何一個環節出錯都可能是災難。如果書中能提供一些實際案例分析,說明過去在製造過程中遇到的重大技術難關是如何被克服的,那就太棒了。我希望看到的不是教科書式的乾巴巴的定義,而是那種帶著現場經驗的、活生生的技術描繪。

评分

我比較在意的點是,這本書的敘事風格會不會太過學術化,導致閱讀體驗變成一種負擔。畢竟,雖然內容再專業,如果文字組織不夠清晰流暢,讀起來也會讓人昏昏欲睡。我希望作者在闡述複雜原理時,能適當地穿插一些圖表輔助理解,或者用清晰的邏輯鏈條引導讀者進入狀況。如果能有豐富的剖面圖、爆炸圖來展示內部結構的組裝細節,那將極大地提升可讀性。畢竟,對於非專業出身,但又對機械結構有濃厚興趣的人來說,光靠文字描述那些幾何形狀和應力分佈,確實有難度。希望這本修訂版在「教學設計」上有所進步,讓知識的傳遞更有效率。

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