電商行業正在重塑飛機客改貨市場

■ Thierry Dubois

通常，使用民航退役或老齡飛機改裝貨機，是貨運航空公司出于成本考慮的首選方案，但當前受電商行業持續繁榮的影響，貨機改裝過程中開始更加關注艙內容積而不是載重量，此外對艙內集裝箱預留位多少以及裝卸便利等要求更感興趣。

在飛機設計領域，長期以來重量是最重要的設計性能指標，而載重量則是客戶選擇飛機的主要考慮因素。但在客改貨飛機這一細分市場上，電商行業的發展不僅推動了飛機客改貨市場的繁榮，而且讓艙內容積成為了比載重量更為重要的性能指標。因為電商包裹的特點是體積大、密度小，所以客改貨飛機的發展趨勢之一是客戶更加關注艙內容積這一指標。

在航空貨運領域，一直以來的一個問題是飛機利用率低，這意味著大多數情況下購買新貨機在經濟性上是不劃算的，而將提早退役的客機改裝成貨機似乎成了唯一經濟可行的選擇。

專業從事飛機客改貨業務的Precision Aircraft Solutions公司認為，現在的貨機都是還沒達到最大載重就已經裝滿。因為空運貨物的密度大多較低，基本為每立方米95～103千克。快遞公司和電商巨頭更多是在大量運輸“氣泡袋”和“紙箱”，就像我們每次打開包裹看到的一樣。

因此，飛機客改貨市場需求正在朝著3個趨勢方向發展。首先是電商對運送時間的要求更高；第二是電商包裹密度低的特點使得艙內容積的重要性超過了載重量；第三是上下層貨倉內的包裹都越來越多地采取預先裝在航空集裝箱里的方法以縮短裝卸時間，通常要求每次裝卸最多不能超過2小時。其中，對艙內容積的要求就相當于對客改貨飛機的尺寸大小提出了要求。以色列飛機工業公司（IAI） 認 為，以波音767為代表的中大型飛機的艙內容積較為適合當前市場需求。

盡管通常貨運航空公司是直接裝托盤或集裝箱，而且也是按照托盤或集裝箱所占用空間量收費的。但在設計客改貨方案時有些重要的因素是不變的，如載荷、應力、損傷容限和疲勞性能等。這也是貨機區別于民航客機的一些重要設計要求。因為民航飛機是專門針對載客飛行優化設計的，其結構相對輕量化，而貨機在設計上需要考慮較重貨物的承載能力。

飛機客改貨的重點是通過結構補強和更換新的更結實的零件和組件以強化機體結構，尤其是客艙地板結構等。IAI公司在中大型飛機客改貨方面的做法是更換整個客艙地板，在小型飛機方面則是對客艙地板進行結構補強。除此之外，客改貨過程中另一個設計要素是更寬的重心包線。

客改貨的主要改裝之一是在貨倉地板內加裝一種集成的動力滾輪貨物裝卸系統。

Precision Aircraft Solutions公司正在研發空客A321客改貨的改裝方案。

客改貨過程中的另一個改裝重點是改變貨物裝卸系統，如采用集成在貨倉地板內的動力滾輪系統，以及對艙內氣壓和空調進行控制的環境控制系統，因為貨機的艙內環境控制要求與客機不同，而且還要安裝無死角的煙霧和火災探測系統。此外，在駕駛艙后面還需安裝一個特制的隔板，也叫“剛性屏障”。這是一個額外的安全功能，它將貨物與駕駛艙分隔開來，在貨物出現滑動時該隔板可以承受全部貨物重量9倍的沖擊力。有時會把客機原來的登機艙門去掉，在駕駛艙位置加裝一個小的機組登機門。

Precision Aircraft Solutions公司擁有豐富的波音飛機客改貨經驗，目前正在開發其首個空客A321客改貨方案。該公司表示，空客飛機在結構上已經非常優化。它們的結構重量很輕，結構力學效率很高。所以在加裝貨艙門時，需要通過精密計算和使用最新的工程設計工具去驗證修改設計的合理性、結構的可承受性，同時確保不超過重心包線的范圍。因此，空客飛機的客改貨工作相比之下難度更高，但最終產品在飛行效率和燃油效率上也會更高。

有的機型結構補強新增的重量會超過拆除多余組件的重量，使得改裝后的貨機空重超過原來的客機空重，例如EFW公司的空客A330P2F改裝方案就是如此，根據原客機子型號差異，改裝后的貨機比客機重1～2噸。但在其空客A320和A321改裝方案中，重量控制的情況則要好得多。

在Precision Aircraft Solutions公司的空客A321客改貨方案中，客艙設備移除減輕的重量要超過新增系統的重量，包括貨物裝卸系統、駕駛艙儲藏室模塊（包括放行李的空間和一個小“廚房”）、主貨艙門和防貨物沖擊隔板。這4個新增的貨運組件的重量分別1600磅、225磅、800磅和700磅。其結果是改裝后的貨機空重比原來的客機空重要輕幾千磅。同樣的情況也出現在Precision Aircraft Solutions公司的波音757改裝方案中。

EFW公司表示，把一架客機改裝成貨機通常需要4～6個月的時間，當然具體周轉時間取決于具體機型，以及同時進行的基礎維修和其他改裝工作。例如，Precision Aircraft Solutions公司的空客A321和波音757改裝通常需要3～3.7個月，包括飛機運營商選擇利用客改貨期間完成的一些同步大修工作。IAI公司執行一架飛機客改貨所需時間在4個月左右，而且也包括同時進行的一些大修和改裝工作在內，因為大多數客戶會選擇利用這段時間完成一些大修、發動機以及其他設備的更換工作。

Precision Aircraft Solutions公司的空客A321改裝方案計劃于2020年5月接受美國聯邦航空局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA）的授權批準。當前最艱巨的任務之一是開發一個機身改裝過程的有限元分析模型。要構建此模型，工程師必須獲得充足的數據，而這些數據也只能基于其他分析工具以及從試飛中獲得。

由于空客旗下的EFW公司和Precision Aircraft Solutions公司是競爭對手，空客公司曾保證過會為Precision Aircraft Solutions提供客機結構和系統的所有相關數據，但不會對改裝方案提供支持。所以Precision Aircraft Solutions公司選擇自己購買了一架空客A321飛機的機身，將其拆解并進行數據分析，然后按照自己的原則獲得應力載荷數據和試飛數據，進而確保飛機改裝后的適航性。

Precision Aircraft Solutions公司的空客A321改裝方案有一個特別之處是駕駛艙能容納6人。該公司認為這比EFW公司的方案更優，因為兩家公司的A321改裝方案在貨倉都有14個集裝箱位。可搭載6個人的駕駛艙將可讓航空公司更方便利用貨機轉運飛行員和機械師。

Precision Aircraft Solutions公司的秘訣是把最后一個集裝箱縱向設置在機尾處，該布局最大程度地利用了艙內空間，而且還保留了客機原來的登機艙門，而不是取消登機艙門后再加裝一個小的機組登機門。

該方案的載重量和艙內容積分別是27噸和226.5立方米。在89噸最大起飛重量和最大載重的情況下，航程為3760千米。Precision Aircraft Solutions公司計劃形成產能后每年完成10架空客A321的客改貨工作。

Precision Aircraft Solutions公司認為，在客改貨的工程設計方面，設計工具的進步正在拉平OEM與非OEM廠商之間的技術差距。

總部位于俄勒岡州的Precision Aircraft Solutions公司從2002年開發波音757-200的客改貨方案起步，在2005年通過了該型客改貨飛機的監管認證，迄今已為17家客戶交付了115架客改貨飛機。包括美國和中國的工廠在內，Precision Aircraft Solutions公司的年產量約為11架波音757。該公司表示，盡管當前市場上仍約有200架波音757的飛行時間不足28000個循環，這些都是合適的改裝候選對象，但預計在未來4～5年內該型飛機客改貨產量將會下降。

總部位于德國東部德累斯頓市的EFW公司表示，EFW的方案可將所有貨機功能完美整合到原機的駕駛艙電腦系統中，改造后的貨機更像是新出廠的貨機而非客機改裝貨機。

IAI公司擁有波音737、767和747飛機客改貨的補充型號合格證。該公司在墨西哥和中國也有自己的工廠，預計2019年將完成15架波音767和5～6架波音737飛機的客改貨項目，此外還將獲得波音737-800客改貨的補充型號合格證。例如，亞馬遜公司約80%的貨機都是以色列IAI公司改造的波音767貨機。波音767客改貨的機源對象通常機齡為15～30年，發動機、APU和起落架壽命處于中期的客機。這樣的飛機購進價格僅需1000萬～1200萬美元，加上改造費用1400萬美元和大修費用約150萬美元，全部成本僅為2500萬美元左右，而一架同級別的新貨機的價格可能是這個價格的5～6倍。