摘要：当我们想到 燃油效率时 ，我们会想到混合动力汽车、电动汽车和通过轻质材料节省成本。在飞机中，燃油效率不仅在节省加油成本方面发挥着重要作用，而且还允许在相同数量的燃料下运载更多货物、乘客和飞行更长的距离。本文探讨了如何计算燃油效率、航空公司的经济节约以及航空公司
当我们想到 燃油效率时 ，我们会想到混合动力汽车、电动汽车和通过轻质材料节省成本。在飞机中，燃油效率不仅在节省加油成本方面发挥着重要作用，而且还允许在相同数量的燃料下运载更多货物、乘客和飞行更长的距离。本文探讨了如何计算燃油效率、航空公司的经济节约以及航空公司制造商和整个航空业正在正面应对的环境影响。
简而言之 - 成本！通常，飞机燃油流量以每小时燃烧的燃油磅数表示。一个很好的例子是一架满载的 波音 737 MAX 飞机在起飞时，第一个小时燃烧 7,300 磅（3,311 公斤）燃油，第二个小时每小时燃烧 5,700 磅（2,585 公斤），随着重量减轻和效率提高，以此类推。
影响燃油效率的因素有很多，例如飞机的空气动力学、重量和发动机效率。从根本上讲，飞机通过升力抵消其重量，通过推力抵消其阻力。当我们转向每加仑英里数的概念时，这有助于我们概念化地比较飞机和汽车在燃油效率方面的差异。
从飞行开始，飞机设计就一直在为提高燃油效率而战。设计师希望他们的飞机飞得更远、更快、更高、运载更多，并且运营成本更低，同时还要安全且易于维护。
由于 航空燃油成本高昂，燃油效率是商业航空的一个关键因素 。航空公司每年在燃油上花费数十亿美元，这是其最大的运营支出。燃油效率更高的飞机每英里消耗的燃油更少，这意味着可以节省大量成本。例如，如果飞机的燃油效率从每加仑 0.2 英里 (MPG) 提高到 0.25 MPG，则燃油效率将提高 25%，每年可节省数百万美元。
照片：Markus Mainka | Shutterstock
燃油效率通常以每座位英里（SM）燃油消耗量或乘客英里/加仑（MPG）来衡量，同时考虑到机上乘客人数。航空公司优化航线、减轻重量并升级机队以提高英里/加仑。例如， 用波音 787 等更高效的机型 取代波音 767等老款飞机 可以将燃油成本降低高达 25%。
AOPA提供的另一个例子表明，与传统的 737 相比，新型 737 MAX 从华盛顿特区飞往旧金山的航线将比传统 737 少燃烧 850 加仑燃油。
假设成本为每加仑 3.00 美元，因此单次飞行的总节省额将达到 2,550 美元！燃油效率的提高也体现在航程上，737 MAX 的总航程可达 3,500 海里。
飞机燃油消耗直接影响 碳排放 。根据国际航空运输协会 (IATA) 的数据，商业航空占全球二氧化碳排放量的 2% 至 3%。提高 MPG 可减少温室气体排放，帮助航空公司遵守环境法规，例如国际航空碳抵消和减排计划 (CORSIA)。
照片：阿提哈德航空
到 2050 年，国际航空运输协会将实现“二氧化碳净零排放”倡议，这是一项颇具挑战性的目标。该倡议呼吁“最大限度地减少排放，并采用抵消措施和新技术”。这些倡议概述如下：
65%使用 可持续航空燃料 (SAF)，其原料不会破坏环境，也不会与食物或水竞争13%投资于新飞机技术，包括新的空气动力学和替代推进（电动或氢动力）解决方案空中交通管理改善3%（直达航线增多，机场拥堵减少，飞行时间延长）19%的抵消（补偿）使用率，特别是用于投资碳捕获和碳储存技术在 2013 年 5 月题为《计算不同舱位的碳足迹》的研究报告中，Heinrich Bofinger 和 Jon Strand 描述了如何根据舱位（头等舱、商务舱、经济舱等）计算碳足迹的影响。乘坐头等舱通常比乘坐经济舱产生更高的碳足迹，主要是因为头等舱座位更大，客舱乘客更少，导致每位乘客在飞机排放量中所占份额更大。
举个普通的例子，如果一架 737-800 飞机 通常每英里燃烧约 5 加仑燃油，而一家航空公司每天运营 1,000 个航班，平均每次飞行 1,000 英里，那么仅将 MPG 提高 5% 便可每年减少数千公吨的二氧化碳排放量。航空公司还采用可持续航空燃料并实施空气动力学改进，以进一步减少燃油消耗。
MPG 的改进直接影响飞机的航程和有效载荷能力。更高的 MPG 意味着飞机可以在相同数量的燃料下飞行更远，从而减少中途停留的需要并提高运营效率。这对于长途飞行至关重要，因为燃料重量是一个重要因素。
图片：空中客车
例如，How Stuff Works指出， 空客 A380 的 燃油效率略高于 747等老款机型 ，而且其效率的提高使其能够飞行超长距离航线。由于容量更大，A380 的每位乘客燃油效率提高了 20%。此外，更高的燃油效率允许更高的有效载荷能力，使航空公司能够运载更多乘客或货物而不会超过重量限制。
燃油效率通过降低成本为航空公司带来了竞争优势，而这些成本可以通过降低机票价格转嫁给客户。拥有燃油效率高的机队的航空公司可以更经济地运营，提供更好的定价，同时保持盈利能力。这对于利润率较低的廉价航空模式尤其重要。
图片：GE航空航天
例如，西南航空一直专注于提高燃油效率，以降低运营成本，从而提供具有竞争力的票价。机队现代化，如 737 MAX，比之前的机型燃油效率高 14%，进一步增强了这一优势。
航空法规日益要求降低排放量并提高燃油效率。联邦航空管理局 (FAA) 和国际民用航空组织 (ICAO) 等组织 执行严格的燃油效率和排放标准。未能满足这些标准的航空公司可能面临处罚、运营限制或增加税收。
CORSIA 要求航空公司通过投资可持续发展项目来抵消二氧化碳排放。高效的 MPG 性能有助于航空公司降低这些成本并更轻松地满足监管要求。自 2021 年以来，CORSIA 的参与者已增加到 129 个国家和 670 家飞机运营商，并通过参与这项碳足迹减少工作抵消了超过 3.3 亿吨的碳排放量。
航空公司认为 MPG 是投资新飞机时的一个关键因素。燃油效率更高的机队可确保长期节省成本并符合未来法规。波音和空客等飞机制造商采用轻质材料、先进的空气动力学和燃油效率高的发动机设计新机型，以提高 MPG。
据Slashgear称，飞机 MPG 的计算公式为 MPG = 总距离（英里）÷ 总燃料消耗（加仑）。然而，飞机指标依赖于乘客人数来计算，以便给出更相关的答案。
乘客每加仑燃油消耗量 = [总距离（英里）X 乘客人数] ÷ 总燃油消耗量（加仑）
例如，如果一架 737-800 飞机在载客 150 人的情况下使用 5,000 加仑燃油飞行 2,500 英里，那么其乘客 MPG 为 [2,500 X 150] ÷ 5,000 = 75 乘客 MPG。这实际上意味着每位乘客每加仑燃油可行驶 75 英里，与满载时的汽车相比，其效率更高。
照片：马修斯·奥布斯特 | Shutterstock
Thunder Said Energy的分析利用基本物理原理计算商用飞机的燃油经济性，重点关注升力和阻力，并将这些计算结果与飞机制造商的数据进行交叉引用。分析得出的关键见解包括：
飞机尺寸的影响：飞机尺寸越大，每位乘客的燃油效率就越高。然而，飞机的设计也是为了飞行更远的距离，航程每增加 1,000 公里（530 海里），燃油效率就会降低约 1.2 乘客英里/加仑。速度的影响：巡航速度增加 100 公里/小时（54 节）可使燃油效率降低约 4 乘客英里/加仑。这是因为克服空气阻力所需的推力与速度的立方成比例。例如，协和式飞机的巡航速度为 1,176 节（2,179 公里/小时），导致燃油经济性降低 70%，考虑到它只搭载 100 名乘客，其燃油效率比当代飞机低 92%。随着时间的进步：在过去四十年中，商用喷气式飞机的燃油效率平均每年提高 1%。值得注意的是，空中客车和波音等制造商一直走在生产更高效飞机的前沿。替代燃料：喷气燃料的高能量密度给替代能源带来了挑战。例如，锂离子电池会限制大型飞机的航程，因为电池单元的能量密度较低。虽然氢气的单位质量能量密度是喷气燃料的三倍，但与储存液化或超压缩氢气相关的实际问题阻碍了其在航空领域的应用。照片：美国联合航空
分析认为，航空业可能是脱碳难度较大的行业之一。潜在的解决方案包括利用高质量的自然解决方案或先进的直接空气捕获技术抵消航空燃料消耗产生的二氧化碳排放。
无论是哪种飞机、航空公司或目的地，MPG 在商业航空中都发挥着至关重要的作用，影响着成本效率、环境可持续性、航程、竞争力、法规遵从性和投资决策。
这些 MPG 原则不仅适用于商用行业，也适用于私人飞机行业，利用材料、发动机设计、燃料类型和机载计算机系统方面的新技术来提高未来的 MPG。随着航空业的不断发展，提高燃油效率仍将是航空公司寻求保持盈利能力并减少环境影响的首要任务。
来源：孟尝门下微湖客一点号