白鲸运输机：运输大型航空器利器
在二十一世纪的今天，各种先进航天器的规划研发是每个国家都必须要大力发展的，而在航天器发展的过程中，有一个问题是每个国家都不能防止的，那便是大尺度航天器的运送问题，为了处理这个问题，每个国家都相应的研发出了空中运输机，特别是关于欧洲来说，他们也自然也不会例外，今天咱们要说的便是处理了欧洲各国航天运送问题的一款运输机，这便是白鲸运输机。
这款白鲸运输机是由空中客车公司所规划研发的运输机，这款运输机的机身长度为六十三点一米，机身高度为十八点九米，机身直径为八点八米，其翼展为六十点三米，所运用的发动机是罗罗瑞达700发动机，最大业载为五十三吨，最大航程为两千两百海里，最大起飞分量为二百二十七吨，最大着陆分量为一百八十七吨。
这款白鲸运输机是在空客A300-600R的基础上加以改善然后研发制作的一款运输机，可是这款运输机的外形却和它的前身大相径庭，这款运输机的全体体型十分巨大，而且造型十分的独特，它那机身背部与奇怪的“尖鼻”型驾驶舱是这款白鲸运输机最大的特色所在。
这款白鲸运输机的主要目的便是用于运送大型部件，比方国际空间站组建核未完成的大型客机分段，飞机上半段的内部货舱的容积达到了一千四百立方米，可以容易的包容下空中客车A340这类广体科技的主机身结构。
其实在这种航天运输机这一领域，美国早在上个世纪六十时代就现已研发出了最早的运输机，这便是美国的超级孔雀鱼运输机，在其时那个时代，美国为了开端他们的登月方案，就规划研发了这款超级孔雀鱼，以此来协助他们输运大型航天器部件，然后在这几十年里超级孔雀鱼现已进行了不断的改善，不仅仅满意了美国航天和货运运送的需求，还出口到了欧洲，为欧洲宇航局和空客的运送任务服务。
而空客所研发的这款白鲸运输机，在安全功能、机体规划以及动力等各个方面都满意了欧洲各国关于这种大型空中运输机的要求，而且与美国同种类型的运输机比较来说都毫不逊色，已然达到了国际先烈的水准。
作为高速发展中的中国来说，关于超大尺度航天器的运送需求也相同存在，可是就现在中国的科技水平来说，想要规划研发出这种相似白鲸运输机的大型运输机，是十分困难的，可是咱们相信在不久后的将来，中国的航空公司也必定能够在一方面做出突破性的发展。
航空航天产品结构特征是大尺寸硬壳结构，而离散制造与高度国际化专业分工又是其产业的基本特征。
因此解决长距离、超大体积、非标部件的国际运输问题就成了刚性需求。
超级运输机是国际航空供应链的中坚,图片来自空客原理上，航空运输本身非常适用于长距离、高价值的“抛货”。
超级运输机就是为运输大尺寸航空航天部件而诞生的，其最主要的特征是有巨大的货舱门和货舱容积。
例如，即便对比最大的运输机安-225，最新的超级运输机空客BelugaXL在货舱容积方面为其2.2倍（见上表）。
现在，大家对用飞机运输大型航空结构件已经习以为常，当年却是件不可思议的创新！ 本文通过分析供应链需求的变化，回顾一下超级运输机的前世今生。
始于个人创业项目的“彩虹鱼”
第一代超级运输机PregnantGuppy，来自NASA超级运输机诞生的时代是美苏航天展开炽烈竞争的1960年代初。
NASA的主要火箭发射基地在弗罗里达卡纳维拉尔角，而主要部件制造却在西海岸的加利福尼亚。
火箭助推器等部件的尺寸超大，无法方便的进行陆路运输，而海路运输每次需要通过巴拿马运河，单程需要数周时间。
极具创新精神的前美国空军飞行员约翰·康罗伊(JohnConroy)，在一次与朋友的聚会中想到可以通过加大当时退役的C-97(波音377军用型，部分设计继承自B-29)机身来胜任跨越北美大陆运输航天部段的任务。
NASA设施的分布图，来自NASA官网这个想法当时看起来过于激进，无人看好。
康罗伊抵押了自己的房子来筹款，成立了航空宇航运输公司(AeroSpacelines)并完成了飞机的改装。
孕妇彩虹鱼(PregnantGuppy)本是NASA某官员起的具有讽刺意味的名字，却成了改装后飞机的正式名称，也成为超级运输机的起源。
装载水星4号部段的孕妇彩虹鱼，NASA历史图片“彩虹鱼”飞机在1962年首飞，1963年即开始运输任务。
这架独特的飞机让初次见到它的人感到不可思议，甚至怀疑其是否真正能飞行。
但事实胜于雄辩，彩虹鱼能把从加州到发射场的运输周期从18天缩短到18小时，取得了出人意料的成功。
AeroSpacelines很快推出了改进的后续机型，新飞机被称为超级彩虹鱼(SupperGuppy)，换装了新的涡桨发动机，同时修改了机翼和机尾。
其最终的改进型SGT使用了Allison501-D22C涡桨发动机，重新制造了机身，货舱地板加宽到4.0m。
机舱的总长度增加到34米，改进的机身和发动机使最大负载提高到20吨以上。
装载两架T-38的SuperGuppy，视频来自NASASGT仅保留了波音377的驾驶舱、机翼、机尾和主起落架。
前起落架是从波音707上移植来的，可调节角度使飞机的机头高度略低，使货舱地板保持水平并简化了装载操作（参考以上视频）。
装载土星五号部段，图片来自NASA超级彩虹鱼取得了巨大的成功，NASA评价说如果没有这种特殊的飞机，就不可能在1969年完成人类首次登月。
助力早期国际供应链搭建
转战欧洲的SupperGuppy，图片来自空客历史照片超级运输机的强大运输能力给空客泰斗罗杰·贝泰耶留下了深刻印象，1970年代初，空中客车公司开始使用两架SuperGuppy将航空部件从分散的在欧洲的制造厂运输到法国图卢兹的总装线。
上图说明了1970年代A300国际分工情况和运输路径。
可以看到空客的专业化分工的格局已经经过了半个多世纪的发展，自A300时代以来，各个国家的能力就聚焦在专业化的基础之上，例如英国的机翼制造和西班牙的机尾制造等。
顺时针序：ATR垂平尾、A320机翼机身和A340机身SuperGuppy系列飞机在空客公司的国际专业分工中发挥了极其重要的作用。
1982年和1983年，在空中客车公司获得了特许生产权之后，法国联合运输工业公司（UTA）又在法国建造了另外两架。
空客公司把4架飞机重新命名为Skylink1~4。
90年代中后期Skylink开始被空中客Beluga取代，其中的最新的一架Skylink4回到美国，在NASA管理下执行国际空间站相关的运输任务，目前仍在服役。
空客供应链的中坚力量“大白鲸”
1988年，空客推出了畅销的A320系列飞机。
通过总结空客成立以来的各机型历年的交付速率情况，可以看到90年代以来，A320的交付速率突破10架份/月，此后一路攀升。
四架由波音飞机改装的第一代超级运输机显得运力不足。
1991年10月，空中客车当时的两个主要成员—法国宇航(Aérospatiale)与德国DASA戴姆勒·奔驰宇航(Daimler-BenzAerospace,EADS的前身）成立了一家专业子公司SATIC来负责新一代专用运输机的研发与制造，其成果就是A300-600ST大白鲸(Beluga)。
A300-600ST超级运输机是以A300飞机作为基础研发。
由于巨大的货舱与造型独特机头，A300-600ST的外观非常像一只鲸鱼，因而得到“Beluga”（大白鲸）的昵称，共生产了5架。
A300-600ST（大白鲸机头），空客历史资料Beluga虽是一种新研发的飞机，但其设计沿用了很多超级彩虹鱼的设计理念：例如从前部装载，机头下沉，货舱地板平齐与原飞机地板平齐，巨大的非增压货舱等。
Beluga的工作包的分工情况如下：
A300-600ST 机体通用部分工作包分工，空客历史资料
A300-600ST 改装部分工作包分工，空客历史资料
首架机于1993年于9月13日在图卢兹进行首飞，在数年的试飞之后，600ST在1996年1月正式取得各国航空主管机关的认证，并在1月15日很快投入了运营。
空客供应链的中坚力量
Beluga自90年末服役以来，成为了新的航空供应链中坚力量。
600ST的货舱全长37.7米，但其中55%长度为接近2/3圆的巨大断面，内部空间呈一个完整的圆柱体状。
货舱门超过7米，其地板宽度达5.11米，容纳不到4米直径的单通道机身空间绰绰有余。
对比最大的运输机安-225，Beluga高达1400立方米的货舱容积超过安-225的1000立方。
装载A320机头与前机身段，空客图片
装载A350机头与前机身段，空客图片
装载A350机翼，图片来自ADS
A320、A330以及A350均使用Beluga运输大型部件。
A380因为尺寸超大，仍然是陆运和海运，穿越欧洲部分市区街道，难度极大。
甚至被拍成了多部纪录片。
市场需求不足的决定性因素以外，供应链组织难度大，成本高昂，也是A380停产原因之一。
如果说Beluga运输机助力空客完成了产业跃升并不夸张。
787全球供应链的托举者747Dreamlifter
747LCF，图片来自波音空客的成功案例也对787的全球供应链的构建起到了良好的示范效用。
波音在787研发的同时，改装制造了4架747LCF(LargeCagoFreight)，使得其货舱容积几乎为-400的三倍，最终官方将其命名为Dreamlifer。
波音早在2004年10月时就已经确定LCF的基本设计，令人耳目一新，恍然大悟。
舱门开启状态的Dreamlifter，图片来自波音
与一般大型货机常采用机头向上打开的货舱门开启方式不同，LCF在装卸货物时LCF的货门是以后机身横向的方式开启，主要优点有：
气动外形变化小，飞行品质类似747-400，飞行员的适应性好。
实际上把机尾段作为舱门，降低了成本。
非新造飞机，由747-400型客机与747SP改装而来，分别是国航的原B-2464，台湾地区的中华航空的原B-18271和B-18272及马来西亚航空的原9M-MPA。
尾部打开后周边的开放性好，有利于提高装卸效率。
笔者个人很喜欢这类可以"化繁为简"的创新型工程方案，值得学习。
Dreamlifter改装工作包分工情况
747LCF的工作包分工，图片来自ManuelNegrerie与787的全球外包一样，747LCF的设计同样利用了全球资源。
位于俄罗斯莫斯科的波音设计中心负责LCF大幅扩大的上层机身的设计。
西班牙的Gamesa（后剥离了航空事业部）负责设计LCF机尾处横开式货舱门，荷兰Fokker（后并入GKN）负责设计隔框组件，最后由台湾长荣航太（长荣航空与GE合资企业）进行改装。
国航747-400，图片来自Airliners.net
首架747LCF改装自国航747-400，新机时于1992年2月1日首飞,3月20日由国航接收，2001年8月22日卖回给美国波音公司。
2006年完成改装，2007年6月重新获得适航证。
改装中的747LCF，图片来自波音
首飞前的747LCF，图片来自长荣航空
首飞前的747LCF，图片来自长荣航空长荣航空成功完成747LCF的改装项目赢得了国际声誉。
如此大型的超级客改货项目顺利完成树立了公司的品牌，后多次被业内专业媒体评为亚洲最佳MRO企业。
2020年，长荣与GE又新成立了发动机维修的合资公司。
787机体结构的35%由日本供应商制造。
2020年2月10日，三菱重工生产的1000架份机翼从日本名古屋中部国际机场装载到LCF上发往美国。
相比直筒段的机身，形状不规则的机翼的运输难度更大。
可以看到，747LCF的开口设计为787机翼量身打造：连同装运工装，一副机翼刚好可以塞进货舱。
在名古屋装载第1000架份787机翼，图片来自朝日新闻
在意大利装载第787中机身段，图片来自朝日新闻相对于以传统的海运的方式，以波音747LCF空运787的大部段可减少30%的运输成本，而耗时则由海运的30天缩短到仅需1天。
完成改装后的747LCF将主要自日本名古屋与意大利等地运送787到南卡罗来纳州查尔斯顿（Charleston），最终再运送到波音在华盛顿州西雅图地区的Everet工厂进行总装。
最新一代超级运输机空客BelugaXL
BelugaXL完成首飞，空客官方图片空中客车超级大白鲸BelugaXL（A330-700L），主要以A330-200型客机为基础开发而成。
作为空中客车Beluga的后续机种，继承了前一代的基本设计，于2018年7月19日完成首飞，2020年年初进入运营。
BelugaXL工作包分工情况
空中客车超级机体结构分工情况沿用了空客的传统产业链格局。
Stelia负责机头、前机身部分以及巨大的前货舱门，非气密的货舱由德国企业负责，西班牙企业负责机尾。
为了增加航向稳定性，BelugaXL的垂直尾翼增大了50%，并在水平尾翼末端增加两片垂直小翼，同时在机尾下方的机腹加装两片腹翼。
A350产业链与BelugaXL新一代大白鲸的主要目的之一就是运输A350的部件。
如前文所述，此前空客A380大部段并不空运，A330/A340系列的年交付速率不足百架。
像A350这样的中大型宽体客机的上速率对国际物流是一个全新的挑战。
A350产业链分布（注意-1000的起落架是UTC制造），图片来自国泰航空
A350作为新一代宽体客机，是空客最近的主力机型。
目前月产速率已达10左右。
而A350机型中除了沉重起落架主要由陆运以外，主要机体结构件均由航空运输。
BelugaXL正是为了保障A350的供应链而研发。
图片来自Airbus 新一代BelugaXL的优势在于超大的货舱容积，能一次运输两个A350机翼，而以往仅能运输一个。
BelugaXL容积还超越了747LCF，突破了2000立方米，是目前容积最大的运输机。
结语与评论时间是最宝贵的资源。
使用超级运输机最大优势是节省时间，极大的提高了国际航空供应链的弹性，在确保航空大部段交付方面可谓大显身手。
可以看到，由超级彩虹鱼到大白鲸XL，超级运输机随着民机生产量的提高而进化。
可以说，一代机型也对应一代超级运输机。
超级运输机为了航空结构件而进化成的一种特种飞机。
对于A350和787这样的主流机型的供应链需求，一般4到5架即可满足需要，建造数量有限；而改装后的飞机还需要重新试飞取证，因此是一种高门槛的解决方案。
其他应用场景是有限的。
空客曾希望生产20架左右的Beluga，因缺乏订单而作罢。
我国引进的运输A320机翼的蝴蝶拖车，来自航空工业超级运输机起源于航天需求，发展于欧洲大协同，成熟于产业链国际化。
我国幅员辽阔，航空航天事业均在高速发展，如果想进一步提升效率，建造一架或数架国产超级运输机将会是一个方向。
笔者认为，相比全新建造，类似747LCF的改装思路就更值得借鉴。
此类飞机也能极大的提升我国飞机改装的工程能力和特种飞机适航取证能力。
大白鲸等超级运输机因其独特的外形，也常常成为一般大众的喜爱的机型，可谓既是大众偶像，又是产业明星。