與軍用飛機相似。在成熟的領域中，創建比我們已經擁有的產品明顯更好的產品變得越來越困難。因此，管理層將設法降低失敗的風險，這又增加了開發成本和時間。這是一個自我強化的螺旋。

事實上，我們現在只有兩家主要的民用飛機生產商，它們都得到了各自政府的大力支持，而且規模太大，無法倒閉。這產生了政治干預，使主要決策更加複雜，並排除了大膽，冒險的決策。經過多年的審議，只會選擇最安全的*。

我拒絕相信我們對空氣動力學或材料科學的了解還不夠。當機翼測試讓機翼在第一次嘗試時以1.54（目標為1.5）的載荷係數折斷時，我們已經很不錯了。性能上也一樣：新車型的預期油耗不到2％！關於許多子系統： COTS。當然，如果您堅持要重新發明一架新客機的車輪，那麼那10年是可以接受的。他們保持自己的位置，並且目前處於不完整的狀態。可悲的是，像紐波特紐斯造船公司這樣的公司的精神是：“我們將在這裡建造好的船，如果可以的話，可以賺錢，如果必須的話，可以虧本，但總是好的船。”專注於短期結果的哈佛MBA文化已經迷失了。

有許多不可避免的因素導致飛機的長時間開發：

• 飛機的開發涉及各種各樣的子系統。示例包括：空氣動力學表面，機械結構（前兩個在物理上是相同的），推進系統，電氣系統，液壓系統，航空電子設備，起落架，客艙，機艙空氣管理，貨艙，應急系統，除冰，操作，人員，飛行員培訓，構建專用的飛行模擬器，製造，供應鏈，維護和回收設計，編寫維護和操作手冊等。

• 所有飛機系統都高度耦合。如果更改一個組件，它將對整個飛機產生影響。對於空氣動力學，總質量，重心和油耗尤其如此。

• 所有內容的設計都接近極限。可以設計出具有極大安全係數的工廠機器，拖拉機等，所有飛機部件通常都具有所需的強度，剛度，大小等等。典型的安全係數僅為最壞預期工作條件的1.5倍或2倍。具有更高的安全係數，飛機可能不會飛行，因此您絕對無法與其他公司競爭。

• 雪球效應。如果在後期設計階段，任何小部件比初始設計中所需要的功率或質量更大，阻力更大，則該效應成倍增加。一個示例：尾部控製表面上的力高於預期。因此，您需要更大的圓柱體才能移動它。這增加了重量並使重心向後移動。為了以很少的重量繼續飛行，您需要更多的燃料。但這意味著您需要一個額外的戰車。您想將那個放到飛機的前面，以將重心移到需要的位置，但是隨後您需要一個額外的管道和加油泵，該油管會連接到該油箱。所有這些都增加了重量。不久之後，您將離聲障太近，以至於無法更快地飛行，因此您需要更大的機翼。等等。

• 迭代。由於前三點，設計人員經常被迫重新考慮以前的決定並重新做一部分設計工作。如果這種情況經常發生，飛機將永遠無法完成任務。因此，在初步設計期間，飛機設計人員會特別注意根據全局設計參數（重量預算，燃油預算，機翼形狀，機翼位置，發動機數量，發動機位置，發動機推力等）正確估計可能的情況，並進行修復。在子系統的初步設計過程中，任何子系統的主要參數也是如此。這減少了迭代的需求，但它們仍在飛機開發中發揮重要作用。必須重複許多單獨的設計順序，直到每個子系統的最終設計。

• 人們對空氣動力學的了解很少。尤其是當您越靠近聲屏障（飛機靠近飛機）並且越靠近邊界層（即直接空氣中的所有空氣分子）時，尤其如此。飛機附近；我們處理的所有簡潔的空氣動力學方程式基本上都在飛機上加上邊界層（我們不知道其形狀）上進行運算）。因此，為空氣動力學設計是一種猜測。而且，只有在進行飛行測試時才能真正檢查空氣動力學設計是否具有所需的屬性。在設計過程中花費大量時間，增加了飛行測試順利進行的機會。參見有關建模的段落。

• 我們對材料科學的了解甚至更少。對於空氣動力學，我們有從基本物理學派生的偏微分方程來對氣流進行建模。非常準確。我們只是不知道如何解決它們。但是，僅基於基本的物理或化學定律，就沒有遠程精確的方法來對鋁（或任何其他材料）的失效模式進行建模。最重要的是，現代飛機的設計採用了越來越多的複合材料，這些材料甚至更難建模。

• 空氣彈性。這是空氣動力學和材料力學之間的動態相互作用。這些相互作用會導致機翼劇烈振動，使其斷裂。這個領域特別難以理解，因為我們在空氣動力學和材料方面已經很困難。但是我們需要為此進行設計，其中涉及大量的建模和測試。

• 飛機設計的大多數方面都需要多個建模階段。由於我們的了解有限，我們不能只是繼續前進，做出一些猜測，製造那隻鳥並希望它飛起來。那可能會殺死我們的測試飛行員。而且，我們必須從頭開始。因此，我們製作了許多現實模型。例如，對於機翼設計，我們首先進行包絡計算，然後建立計算機空氣動力學模型以縮小選擇範圍，然後將幾個簡單的模型機翼放入風洞中，看看它們的性能如何。然後，我們將小翼和襟翼添加到機翼上，重複這些過程。後來我們進行了戰鬥測試，這也是無限數量的可能工作條件的模型。為了檢查許多機械組件（小型和大型），我們將設計測試裝置，以弄清它們如何變形以及何時斷裂。 該視頻顯示了整個機翼的外觀。我們對第一個項目符號中提到的所有子系統進行建模。所有這些建模都是非常耗費時間和資源的。例如，在建模的最後階段，即實際的飛行測試中，必須建造幾架完整的飛機。設計這些模型需要花費大量的精力，以使其盡可能逼真地建模。特別是計算機模型通常相距遙遠。因此，除了建立，驗證和運行模型的所有努力之外，當模型證明是錯誤的時，還需要進行迭代。

• 製造商需要證明飛機不會從天上掉下來。這需要大量的文書工作，分析和測試。與負責的航空當局（美國FAA）打交道並不總是那麼快。

• 管理所有相關人員不可避免地會導致延誤。由於上述所有復雜性，成千上萬的人參與了開發新飛機的工作。他們不僅在飛機製造商工作。許多子系統是由其他公司設計的。他們也有供應商。管理所有相關人員和公司並不一定總是完全有效。

• 非技術約束上述所有技術問題已經意味著它至少要花十年才能讓一架新客機降落。額外的延遲通常是由於運氣不佳，政治，缺乏資金，缺乏經驗豐富的工程師，缺乏緊迫性，管理失誤以及任何水平的無能而造成的。

聽起來是圓形的，因為是這樣。在飛機開發中，如果系統工程做得不好，很容易陷入困境。

當一個飛機計劃向全世界宣佈時，已經有十幾個人的團隊進行了幾年的概念開發。將製定業務/市場目標，基本尺寸和佈局，性能和重量目標以及定義飛機的關鍵設計決策。至少還要進行一兩個風洞測試。

接下來的兩年將是初步設計，重點是確定主要的飛機系統要求，外部模型線設計，控制面尺寸確定以及選擇第1層供應商。在此階段將執行許多風洞測試，並且設計將以迭代方式進行，直到圍繞所有主要學科閉合循環為止。至此，最初的12名工程師團隊將激增至數百人。 /得到滿足，扭結被解決。多架原型飛行測試車（FTV）的生產也將在某個時候開始。許多幕後模擬正在幕後進行，以對飛行控制系統，航空電子設備進行微調，並努力實現首次飛行的飛行安全。

經過1-2年的開發和認證飛行測試。開發飛行測試可確保飛機和系統的性能令人滿意且符合認證要求，如果不合格，則可以進行調整。為了精簡飛行測試計劃，每架飛行測試車都將降級到特定的領域：例如，一種用於空氣動力學/性能/控制，另一種用於氣動/液壓/電氣等。調整完成後，便開始認證飛行測試與監管機構的機務人員一起飛行。

如果一切順利，則飛機將獲得主要機構的型號合格證，並在不久後開始服役。

以上是一個相當樂觀的發展計劃。在此過程中發現的任何主要設計問題（在項目的後期進行的影響都會更糟）很容易將進度拖延數年，從而增加數十億的開發成本。示例： A380中的電氣系統可認證性， B787的製造和集成問題， A220中的控制規律和發動機爆炸，製造問題和Lear 85中的體重爆炸（最終導致程序崩潰）。

飛機是複雜的機器。一架波音747飛機由〜600萬零件組成，所有零件都必須進行設計，測試和認證。

將此與擁有約10,000個零件的汽車進行比較。開發新車需要2-3年的時間。

飛機的運行也接近最先進的水平（即使用最先進的材料，設計技術和施工方法）。要創建比其前代產品明顯更好的設計，您可能必須提高技術水平，這意味著您的設計過程始於基礎研究。然後必須使研究投入生產，必須對新產品進行測試以確保它們可以安全使用等。

測試和認證是一項艱鉅的任務。對於這600萬個組件中的每個組件，您都必須有一條紙質記錄，證明它的設計，製造和組裝正確。您必須進行大規模的測試（例如，將整個機身置於液壓設備中以模擬飛行負載的加速疲勞測試）可能需要幾個月的時間才能完成。

然後是工具。對於這600萬個零件中的許多零件，您需要定制工具和夾具，以便可以重複可靠地生產零件。您需要開發製造過程。

我發現這篇 Wikipedia文章對於回答您的問題非常有幫助

飛機設計過程是一種寬鬆定義的方法，用於平衡許多競爭和苛刻的生產要求堅固，輕巧，經濟並且可以攜帶足夠的有效載荷，同時又足夠可靠以安全地飛行的飛機。與通常的工程設計過程類似，但比常規工程設計過程更為嚴格，該技術是高度迭代的，涉及高級配置折衷，分析和測試的混合以及對結構各部分的充分性的詳細檢查。對於某些類型的飛機，設計過程由國家適航部門監管。

從頭開始開發新的客機不需要十年。兩年的時間足夠長。

波音公司的問題在於，他們浪費了10或20年的大部分時間來胡思亂想，沒有客戶感興趣的想法（例如Sonic Cruiser），波音公司的高層管理人員不能在製造其現有產品之一或設計新產品之間進行選擇。

當然，在那幾十年中，許多經驗豐富的波音工程師實際上知道如何在兩年內開發飛機，發現其他一些工作比玩“紙飛機”更有趣，並且看著他們的管理者無法做出任何決定並為實施這些計劃投入資金。

在那十年中，航空公司的客戶提供了一些精彩的故事。例如，有一次，波音公司的銷售團隊在介紹他們的“最新戰略”時，航空公司負責人叫停了他們，並說：“這與您五年前給我們的演示完全相同，但實際上並沒有在這五年中交付了其中的任何一部。那麼，為什麼還要浪費我們的時間再一次告訴我們同樣的童話？”波音團隊否認這是同樣的信息-直到客戶對他們的備案系統進行了快速搜索，然後返回了與五年前完全相同的演示材料。停止銷售。

在大西洋的另一邊，空中客車公司製定了一項戰略（不一定是“最佳”戰略，但足夠好），繼續實施，並緊追波音以每年超過一年的速度...

為發動機製造商工作並與兩家公司進行業務往來，兩者之間的區別是粉筆和奶酪。空中客車公司知道他們要去哪裡，並且不怕踢@ **到達那裡。波音通常被認為是一群笨拙的浪費時間的人，而實際上知道他們在說什麼的人卻落後了最先進的技術十年。

喬·薩特（Joe Sutter）於1965年開始設計747，並於1969年2月首飛。此後，設計實踐和製造工藝得到了極大的改善，因此，關鍵的問題是為什麼要花更長的時間設計商用飛機50年747之後的飛機可能是安全的，但正如MAX慘敗所證明的那樣，不是航班，飛機或乘客的安全，而是管理層和股東的安全。 747賭博幾乎使波音公司破產。它之所以有回報，是因為有個人的勇氣，遠見和權威做出危險的決定，而這些決定在當前甚至下一個季度都不會得到回報。

我在答案上方發表評論，因為我認為這是一個重要因素：安全性。

飛機與其他復雜設備之間的區別是不尋常的安全水平。原因是，在發生無法恢復的錯誤時，沒有簡單的“安全模式”飛機可以跌倒，幾乎是所有其他設備（機器，汽車和火車通常可以停下！）的方式。

對具有如此嚴格的安全要求的生命攸關係統的開發受到了嚴格的規範和規範化，從而導致了相當緩慢的進步。從細節到整體結構的各個層次，每行代碼，每一個零件規格和設計，每一個修訂都經過檢查和重新檢查，記錄和歸檔，審核和批准。結果是，即使飛機在空中高速運轉，飛機還是非常安全的。火車，汽車或智能手機的故障率對於飛機來說是完全不可接受的。

我能想到的唯一技術結構具有相似的安全要求，並且可能也不容易實現安全狀態，這就是核電廠，並且它們也需要很長的開發時間，儘管幾乎沒有重量限制：它們通常不飛。