波音787生產(chǎn)線(波音供圖)
5月25日,中國國際航空公司舉行波音787-9夢想飛機入列發(fā)布會,飛機注冊號為B-7877的中國國內首架787-9夢想客機首次正式與公眾見面。隨著海南航空和廈門航空也將陸續(xù)引進787-9機型,787夢想飛機系列也引來更多的期待。這款客機之所以被稱為“夢想客機”,是因為它開創(chuàng)了較小飛機也能飛遠程航線的民用航空歷史。
波音民用飛機集團開發(fā)的波音787是最新型號的寬體中型雙發(fā)遠程客機,大量使用復合材料建造而成,亦稱“夢想客機”(Dreamliner),由于具有省油高效的特性深受各國航空公司的青睞,更多的高效遠程直飛也給乘客帶來了更加舒適的飛行體驗。
波音公司在研制787時使用了“音速巡航者”所提出的技術以及機體設計,并在787的主體結構,包括機翼和機身上大量采用更輕、更堅固的碳纖維合成材料代替鋁合金的復合材料,復材重量比例從原有20%達到空前的50%。
更輕的飛機不僅可以節(jié)省燃油和維護費,使運行成本大幅下降,同時也可以避免金屬隱藏的損傷問題,而這種損傷是很難被發(fā)現(xiàn)的,直到碎裂事故后才可能被驗證出來,但復合材料就不存在這個問題。
設計中融合先進的空氣動力學技術,能降低阻力、提高效率并減少油耗,顯著提升飛機性能并降低運營成本。其中包括平滑機翼技術與在放襟翼時下垂的擾流板。除機翼采用超臨界機翼之外,其余增加氣動力的設計還有流線機頭與鯊魚鰭式翼端與尾翼,這些設計約可增加5%的氣動力效率。
精巧的設計創(chuàng)造了保持層流型短艙部分長度之最,其結果是阻力降低,飛機每年的油耗最多可減少3萬加侖。
利用襟翼導軌整流罩比傳統(tǒng)飛機小的特性,簡單的樞軸后緣襟翼技術獲得了降低油耗與成本的、高效的升阻比性能。
后緣裝置可變曲度控制技術在巡航飛行中,機翼后緣上下調節(jié),可持續(xù)優(yōu)化翼型和效率,也將油耗降低。
符合市場,比其他同類飛機節(jié)省20%燃料,可以實現(xiàn)釋放更低的溫室氣體排放,減少飛機對環(huán)境的影響。
通用電氣公司GENX系列與勞斯萊斯1000系列為787提供的新一代發(fā)動機技術與波音的專有技術相結合,通過計算機流體力學(CFD)優(yōu)化了發(fā)動機與787機身的整合,將干擾阻力降至最小。
787的發(fā)動機涵道比10與當前發(fā)動機的涵道比約為5的比較可知,增加的成倍涵道比可以讓起飛和降落時的噪音比其他同類飛機低60%;而短艙上的鋸齒邊設計也可大幅降低后艙的減震艙噪聲,讓發(fā)動機的噪聲更低。
波音787為飛機配備標準的發(fā)動機接口界面,使787飛機能夠隨時配備任一制造商的發(fā)動機,不存在不兼容的問題,這樣的創(chuàng)新設計將有效提高發(fā)動機效率至8%,也意味著中型飛機在技術上實現(xiàn)了近兩代的飛躍。
發(fā)動機的可互換性,可以盡可能地減少構型與系統(tǒng)的易變性,實現(xiàn)更輕松、更經(jīng)濟的重新構型、升級以及飛機在不同機隊之間過渡時的改裝。這種標準化和簡化的方式增加了收益潛能,降低了運營成本,并賦予787折現(xiàn)能力與較高的殘值。
駕駛艙中集成了開放式構架設計,升級全通過軟件操作,而不需要進行昂貴的硬件更換或升級,同時也能融合未來的管制要求與通信、導航、系統(tǒng)與空中交通管理等領域的變更與技術升級。
與其他同類飛機相比,787的檢修率低于30%,而使用期則更長。
以航空旅行調查取得的乘客負面抱怨信息,成為改善787的系統(tǒng)設計思路,如需要平穩(wěn)的飛行、清新的空氣以及更安靜的客艙等,從而在技術和設計上滿足舒適的客艙環(huán)境要求。
平穩(wěn)飛行。垂直陣風抑制系統(tǒng)能感知湍流并指揮機翼操縱面應對湍流,從而大幅提高飛行的平穩(wěn)性。這樣,乘客的飛行將會更舒適,暈機的乘客數(shù)量將會減少8成。
清新空氣。除保持原有消除細菌、病毒與真菌的高效空氣粒子(HEPA)過濾器之外,787系統(tǒng)中還額外引入了一種新型氣體過濾系統(tǒng),用以去除異味、刺激物與氣態(tài)污染物。這樣能減少乘客頭疼、頭昏,以及因干燥引起的咽喉與眼部刺激。
座艙高度。787的客艙最高壓力高度為6000英尺,低于其它飛機2000英尺,因而據(jù)高壓氧艙試驗表明:787客艙比其它飛機能讓乘客的血液多吸收8%的氧氣。這樣可以減少頭疼與頭昏,疲勞感減輕。
空氣濕度。據(jù)分析,復合材料可比金屬機身飛機中的空氣濕度更高,且與載客率的大小無關,可以提升乘客舒適度。
可控光源??团搩纫园l(fā)光二極管(LED)提供照明,天空特色的艙頂一直貫穿整個客艙,機組還可以在飛行中控制天空特色艙頂?shù)牧炼群皖伾?,或白天和夜色的感覺;舷窗設計比傳統(tǒng)增大一倍,可調校機艙的光暗,減少窗外射入的眩光及維持透明。
787駕駛艙與其它波音機型保持了通用性,主要在于熟悉的波音操縱系統(tǒng)、顯示器與程序,可實現(xiàn)經(jīng)濟的混編機隊飛行。同時還擁有許多其它先進的功能,如綜合通信、綜合數(shù)據(jù)鏈、雙重監(jiān)視與保護系統(tǒng)及電氣跳開關等等。如787駕駛艙裝配了一整套導航與通信無線電設備及航空電子設備,無需額外的選裝件和費用,也不必另行認證,787標準化飛機在交付時即可“投入運營”。
雙平視顯示器(HUD)、非常大型的多功能平板顯示器、雙電子飛行包以及一個電子檢查表,都是標準配置。其中在無需地面助航設備的情況下,能夠通過點到點的方式著陸到跑道的任何一端。
卓越的航程能力能讓789在450多個新城市之間執(zhí)行點到點直飛任務,也滿足乘客偏愛不經(jīng)停直飛服務及更高航班頻率。中型尺寸的787卻擁有大型機的航程,這讓運營商能更靈活地把機型與市場相匹配。
空氣動力學技術能讓787的遠程巡航速度達到0.85馬赫,與波音747和777旗鼓相當,成為世界上最快的飛機之一。
飛行時間縮短會博得乘客的青睞,機組費用降低則會贏得運營商的贊賞。
國航最新引進的波音787-9在上海虹橋機場滑行。 張凱敏攝
波音787-9成功登陸中國,但波音與客空在中國寬體的競爭才剛開始。波音已經(jīng)宣布啟動787-10夢想飛機項目,在787-9基礎上再進一步加長機身來提高效率應對空客A350-800/900比波音787更大、更多座位的優(yōu)勢。可以說,波音787-10項目與波音777的升級項目777X一起,成為了波音應對A350XWB挑戰(zhàn)并進一步提升競爭力的解決方案。
波音與空客在中國的寬體之戰(zhàn)已經(jīng)打響,寬體也將是中國民用飛機需求的一個重要增長點。當前,我國正采用“中國設計、系統(tǒng)集成、全球招標、逐步提升國產(chǎn)化”的發(fā)展思路研制單通道大型客機。筆者認為,中國客機產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略,尤其是寬體客機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須建立與波音、空客同步發(fā)展,或是借勢發(fā)展的前提下又具差異性為特點,在技術、設計、制造、營銷等多方面形成超前的,不受歷史或是現(xiàn)實束縛的,具有未來暢想而形成競爭力的獨特性,以不爭而求“適者生存”。
■“夢想客機”之夢
波音公司所有噴氣式客機是從707、717、727順序編排,1990年啟動波音777計劃后14年才推出首款全新機型787,2004年隨著全日空確認訂購50架開始,該項目正式啟動,此后卻經(jīng)歷了不少磨難。
因9·11事件帶來的油價上升等航運現(xiàn)實問題,波音公司最終決定放棄無市場定購的“音速巡航者”項目,提出“7E7”的夢想客機計劃,即大量采用復合材料,低燃料消耗、較低的污染排放,以及較低噪音、較高可靠度、較低維修成本等高效益設計,來為航空公司實現(xiàn)降低運營成本,創(chuàng)造更多利潤的夢想;提供舒適的客艙環(huán)境和可實現(xiàn)更多的點對點不經(jīng)停直飛航線為乘客提供全方位貼心服務的航行夢想。而波音的這兩個夢想也因此成為了“7E7”贏得市場的強項核心,實現(xiàn)了波音“夢想飛機”的自我夢想。
2005年1月28日,波音公司為7E7夢想飛機確定了正式的機型代號787。
波音787系列飛機現(xiàn)有4種機型:787-8、787-9,787-10和因最終沒有訂單而取消的787-3。
787-8是波音787的基本型號。標準三級客艙布局有223個座位,航程達15700公里,于2009年完成首飛,2011年首次交付全日空投入使用。
787-10是研制中的“787-8”的加長版本。預計載客量可達300至330人,航程為12984公里。2013年開始研發(fā),預計于2018年投入使用。
787-9是787-8的加長型。現(xiàn)機長可達62米;機身寬度5.74米的雙通道客艙,采用公務艙、超級經(jīng)濟艙和經(jīng)濟艙的三艙布局,座位總數(shù)可達293座,其中公務艙設有2-2-2布局座椅30個,超級經(jīng)濟艙是2-3-2布局共34個座位,經(jīng)濟艙采用3-3-3布局共229個座位;該機配置兩臺渦輪風扇發(fā)動機,可達0.85馬赫飛行速度,航程15400公里。
一位名叫“彩虹熊_白瑋”的網(wǎng)友在新浪微博上發(fā)了一條消息說:“波音787-9的尾部是熊。”文后照片讓網(wǎng)友驚呆了,原來“夢想客機”還一直暗藏著一張如此呆萌的熊臉!網(wǎng)友“勾芡”說:“好乖好乖,它還不高興,還在撇嘴耶。”
作者:胡鑫川
刊登于《大飛機報》第23期(總55期)2016年6月8日周三,第四版(編輯修改)
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