交通部署案例集/2018/全球商業航空
商業客機旅行主要透過飛機的飛行技術實現。飛行技術本身，特別是商業飛機的飛行，依賴於四種力的相互作用：升力、阻力、重量和推力。這四種力的微妙平衡隨著技術的進步，包括噴氣發動機的出現，在歷史上發生了轉變。美國宇航局描述了這四種力在飛行過程中的相互作用。重量是一種始終指向地球中心的力，它由飛機的質量以及機上的所有乘客和貨物以及在飛行過程中不斷變化的質量（燃油）決定。為了克服飛機的重量，升力主要透過機翼產生，儘管它取決於飛機的大小和形狀。阻力是由空氣對飛機運動的阻力產生的，為了抵消阻力，飛機使用發動機形式的推進系統產生推力。當這四種力達到平衡時，飛機將以恆定的速度“巡航”。
商業客機旅行的主要優勢是能夠快速將人們從一個地方轉移到另一個地方，跨越很長的距離。然而，隨之而來的是許多其他優勢。旅遊業是全球經濟的主要經濟推動力，特別影響發展中國家的經濟（可能產生積極和消極影響）。另一個優勢是它提供了一種基礎設施支出較低的旅行方式。與公路和鐵路運輸相比，其基礎設施佔地面積要小得多。不需要鋪設軌道，不需要修建道路 - 只需要建造機場。航空旅行克服了物理陸地障礙（水體、山脈），並提供了一種高速旅行方式。
商業客機旅行歷史上以富裕階層為目標。許多人負擔不起航空旅行，它被視為擁有較高可支配收入的人的奢侈品。在一篇文章中，引用了賓夕法尼亞州奧爾布賴特學院教授吉約姆·德·西翁的觀察結果，該文章指出，在美國，平均職業的人可能需要花費一個月的工資來購買一張國內航班機票。隨著技術的進步，飛機的建造成本降低，以及廉價航空公司要求供應商提供更好的規模經濟和簡化流程運營，航空旅行現在面向更廣泛的市場。例如，隨著廉價航空公司的出現，歐洲的國內航空旅行對中低收入群體變得負擔得起。這種趨勢擴充套件到全球市場，自 2010 年以來，航空旅行呈指數級增長。
在商業航空旅行之前，發達國家的大規模鐵路和公路網路是主要的陸路運輸方式。對於海外旅行，客輪是唯一一種從一個大陸到另一個大陸進行商業旅行的方式。這種旅行方式需要相當長的時間，一艘從英國南安普頓到澳大利亞悉尼的客輪在 1909 年完成旅程需要 45 天，而今天的飛行旅程僅需 24 小時。即使隨著海運運輸的演變和技術的進步，航程時間也縮短到了不到一個月，當時海運的商業成本比航空旅行便宜。海運還增加了陸路航程時間，具體取決於乘客在特定大陸內的目的地。例如，機場的覆蓋範圍和密度以及快速將乘客送往其最終目的地儘可能近的機場的能力減少了對其他陸路運輸方式的依賴。
飛行的發明本身並沒有立即引起人們對商業客機旅行的興趣。萊特兄弟，威爾伯和奧維爾，花了六年時間，從 1899 年到 1905 年，才成功地發明了一架飛機，並完成了持續數分鐘的飛行。在此之後，航空史上的一件標誌性事件是第一次商業客機飛行，這是一次從美國聖彼得堡到坦帕的 34 公里飛行，發生在 1914 年。）。同樣，在 1926 年。本·F·雷德曼和 J·A·湯姆林森陪同 C·N·詹姆斯從鹽湖城到洛杉磯的定期郵件飛行，並坐在美國郵件袋上，用一個錫杯作為廁所。人們對擴大商業飛行和可持續地建立一個商業模式以縮短航程時間越來越感興趣。對於從聖彼得堡到坦帕的飛行，這表明航空運輸有可能大大縮短航程時間。1914 年，這兩座城市之間的汽車旅程需要 20 小時，火車旅程需要 12 小時，而飛機旅程只需 20 分鐘。跨大西洋飛行是隨後的一個關鍵里程碑，查爾斯·林德伯格在 1927 年完成了第一次成功的跨大西洋飛行。隨後，第一架載有 26 名乘客和“特聘空姐”的直飛跨大西洋商業航班於 1938 年從柏林飛往紐約。再一次，點對點高速旅行的吸引力引起了公眾的興趣，成千上萬的人聚集觀看這些航班起飛和降落，然而，早期開發階段的航空旅行相對成本仍然是擴充套件到富裕階層以外的市場的一個障礙。
雖然 20 世紀初，全球許多人都在嘗試飛行的原理，但奧維爾和威爾伯·萊特是第一個成功地設計、建造和駕駛我們今天所知的飛機的人。在回顧飛行器的早期發明，很明顯飛行是兩個更廣泛的技術領域的融合：空氣動力學，以及基於空氣動力學研究結果的發明可持續發動機技術，以成功地平衡飛行的四種力並推動飛行器前進。
在研究飛行的原理時，萊特兄弟嘗試了風箏、機翼扭曲和多種不同尺寸的滑翔機設計。1903 年，在北卡羅來納州基蒂霍克進行了幾次滑翔機飛行後，萊特兄弟用他們的第一架動力飛機成功地進行了四次飛行，使用推進技術。最初的推進系統發動機是由萊特兄弟設計的，因為當時可用的汽油發動機都無法滿足飛機的重量和功率要求。他們的發動機使用了輕質鋁，這種材料至今仍是飛機制造的主要材料。隨後，安裝了空氣動力學螺旋槳和“鏈條和鏈輪”傳動系統。最初的飛機進行了 3 秒和 12 秒的飛行，然後被損壞。然而，飛行技術已經建立。“人類已經飛翔了”。
繼可能是航空史上最傑出的技術發明，即飛機本身的飛行之後，在隨後的幾十年裡出現了幾個關鍵的技術發展。發展主要與飛機尺寸和發動機技術有關。第一架商業噴氣式飛機 DeHavilland Comet 於 1949 年完成了首次飛行。噴氣發動機開創了航空和商業航空的新紀元。1947 年，聯合航空公司推出了第一架全機艙增壓的飛機。無線電和導航技術的開發也是商業飛行發展過程中的一個關鍵演變，它補充了技術的硬體方面，從而延長了點對點航程。[1]
早期的飛行經歷並非沒有事故。直到 1940 年，聯合航空公司才確認他們完成了一整年的商業客機飛行，沒有對乘客或機組人員造成嚴重傷害或死亡。飛機的初始設計必須進行修改，以適應乘客的安全要求。在“黃金時代”的飛行中，飛機的內部裝飾被認為是 1940 年代到 1960 年代後期，並非沒有缺陷，而且經常會發生傷害，僅僅是因為客艙設計中的缺陷。這與當今飛機內部的設計形成鮮明對比，後者更加關注安全，而不是外觀。
航空發展的早期階段主要發生在美國，儘管全球都在進行發展活動，荷蘭的 KLM 航空公司和德國的漢莎航空公司分別於 1919 年和 1926 年開始運營。最初，商業航空的市場規模相對較小，與當今的市場多樣性相比，主要針對淨資產較高的旅行者。航空旅行是一種在國內目的地之間快速移動的方式，但大多數人負擔不起。隨著跨大西洋航班的推出，一個全新的市場誕生了。乘客現在可以以比其他方法（如海運）快得多的時間從一個大陸到另一個大陸。在美國，跨大西洋航班的推出促使國會對該行業進行監管，並通過了 1926 年《航空商業法》，標誌著設計航空路線、空中導航系統以及飛行員和飛機許可證要求的實施。乘客增長的速度在早期相對緩慢。飛機事故更加頻繁，除了缺乏經濟能力之外，大多數更廣泛的人群通常害怕旅行。
在誕生階段以及整個技術發展過程中，商業航空業都存在著重大的安全風險。1926年，美國頒佈了《航空商務法》，對飛行員和飛機進行監管。該法案要求飛行員和飛機獲得許可證。它還制定了安全規則，並確保事故得到妥善調查。商業航空至今仍受到安全機構的監管，這可以認為是透過消除利益衝突，使航空旅行更加安全，從而促進了航空業的發展。
1935年，DC-3飛機的推出，使商業飛行真正騰飛。這些飛機能夠搭載更多乘客，飛行速度更快，航程也比當時任何飛機都遠。這一進步使商業飛行對航空公司和乘客來說都成為現實。從那時起，技術不斷改進，航空公司成本不斷降低，典型的“神奇子彈”場景，商業航空持續取得顯著增長。1952年，德·哈維蘭彗星式飛機問世，極大地推動了航空業的發展。這是世界上第一架商用噴氣式客機。早期的型號載客量為32至44人（取決於航空公司，並考慮到當時的客艙空間要大得多，因為當時的市場就是這樣），航程超過2400公里（後來的型號航程更大），速度很快，巡航速度超過700公里/小時，飛行高度為42000英尺。1958年，波音707飛機問世，乘客容量和航程大幅提高。波音707飛機可以搭載140至219名乘客，航程超過10000公里。泛美航空公司使用707飛機開通了紐約至倫敦航線。
近年來，技術的進步不斷推動著航空業的發展。1995年，波音777飛機問世，是第一架採用計算機輔助設計製造的飛機。空客A380於2007年問世，最大載客量可達850人。最近，波音787夢想客機於2011年投入使用，它採用複合材料製造，消除了金屬疲勞帶來的許多問題，並大幅提高了燃油效率。
政府透過對航空業的監管，在商業航空的發展中發揮了作用。在美國，監管於1938年開始實施，對航線、票價和飛行計劃進行限制。這反過來給航空公司帶來了巨大的壓力——監管限制了新航線和定價的審批，減緩了航空公司發展的速度。在公眾的持續壓力下，以及人們擔心監管不利於航空業發展，美國於1978年放鬆了對商業航空的管制。在澳大利亞，政府於1952年實施了“兩家航空公司政策”，規定只有兩家航空公司可以在首都城市和主要地區城市之間運營，對航空業進行了監管。這一政策在20世紀90年代被廢除。在這兩種情況下，放松管制都使航空公司數量增加，新航線開通，票價競爭加劇，從而刺激了航空業的進一步發展。
監管不僅限於航空公司航線和票價。在誕生階段以及整個技術發展過程中，商業航空業都存在著重大的安全風險。1926年，美國頒佈了《航空商務法》，對飛行員和飛機進行監管。該法案要求飛行員和飛機獲得許可證。它還制定了安全規則，並確保事故得到妥善調查。商業航空至今仍受到安全機構的監管，這可以認為是透過消除利益衝突，使航空旅行更加安全，從而促進了航空業的發展。
雖然航空業仍在快速發展，但理論上的同比增長率正在下降，表明商業飛行已處於生命週期早期成熟階段。在整個生命週期的成熟階段，最顯著的發展是商用飛機制造商（以及航空公司）提高了效率。這不僅僅侷限於飛機的燃油效率——為了保持競爭力，航空公司必須提供具有成本效益的航線。提供比空客A380更大的飛機非常具有挑戰性，因為跑道長度（起飛所需）、飛機停機坪大小和過載路面設計等方面存在“鎖定”約束。雖然這些方面都可以改進，但它們都是昂貴的解決方案，需要更高的效率收益才能成為具有成本效益的解決方案。
可以說，隨著波音787夢想客機的問世，飛機航程的技術限制已經不存在，因為現在可以實現環球一半距離的直飛。現在有機會重新發明飛行技術，以提供經濟實惠的超音速旅行。但這尚未以具有成本效益的方式實現，如果實現，將為航空業帶來巨大的增長空間。
雖然商業航空在過去半個世紀經歷了顯著增長，但同比增長率正在放緩，這表明商業飛行的技術已處於成熟階段的早期階段。已獲取並顯示了相關資料。[2] [3]。我們還進行了S曲線建模，試圖進一步瞭解商業航空所處的階段，並洞察未來增長趨勢。