波音787追梦万米高空

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  作为美国波音公司历史上最成功的新机型,波音787“梦想客机”在世界上最大的建筑物内制造,每架仅用时四天即可组装完毕,它还是世界上第一种采用碳纤维复合材料制造的商业飞机。
  “造梦工厂”揭秘
  在美国西北角,距西雅图以北大约48千米的地方,坐落着世界上最大的建筑物,整个埃弗雷特镇都被这个建筑物占据。它长1200米,宽530米。在混凝土地板下面,则是多条长达约合3.2千米的人行隧道,与此同时,在遍布整个区域内的一个五层楼高的结构内,设有会议室、办公室和咖啡厅。
  在这个奇特而庞大的“宫殿”里面居民或乘高尔夫球车、或骑自行车四处活动。由于整个建筑如此之大,雨水溢流池(西雅图冬天必需之物)足以令一艘远洋客轮漂浮起来,另外,它还有自己的消防队。然而,“造梦工厂”埃弗雷特最令人瞩目的地方不是结构本身,也不是城镇大小的规模,而是里面发生的故事。
  在同一个屋檐下,共有26辆安装在屋顶的吊车和百万个电灯泡,大约3.3万人正在参与一场关系到航空旅行未来价值数十亿美元的“赌博”。设在埃弗雷特的波音工厂最初为波音747设计,可以容纳15架处于不同制造阶段的喷气式飞机,以及大量机翼、机尾等其他机身零部件。在其中一个车间,放着4架喷气式客机,技术人员和工人们蜷缩在里面工作,一定程度上衬托出整个建筑的规模。
  在寻常人看来,波音787“梦想客机”与别的客机无异:圆形头部、三角形尾部、细长的管状机身和优雅的弧形机翼。实际上,波音787“梦想客机”正在改变世界航空业,并且是以一种无形的方式改变。即便不进行深入探究,我们也可以明白,发生在埃弗雷特的故事将对客机的设计和制造产生革命性影响。
  波音787是波音公司启动“波音777计划”14年后推出的首款全新机型,每架造价在1.5~2亿美元之间,使用英制罗尔斯·罗伊斯发动机,按照价值计算,波音787的1/4算是“英国造”。作为第一种主要采用碳纤维复合材料制造的商业客机,波音787在2009年12月首次亮相,从埃弗雷特飞往不远处的波音机场(位于西雅图以南的一个机场),然而,“梦想客机”未来的道路远比这漫长和复杂。
  运用复合材料新技术
  碳纤维合成技术已有数十年的历史,自20世纪80年代以来,广泛应用于试验飞行和军事航空领域。不过,波音787是第一种主要采用碳纤维材料制造的商业客机:70%机体使用合成材料制造。碳纤维丝被植入树脂中,然后将一层层的碳纤维夹在别的材料之间,以便令碳纤维丝处于不同方位。利用这种技术制造的材料既轻又坚硬——强度至少是钢材的四倍。
  金属机身一般由长方形金属板构成,然后用成千上万个铆钉固定,使用合成材料,整个机身的管状截面可以作为整体制造出来—基本上是在一个被称为高压釜的巨型炉子将碳纤维复合材料热压成型。接着,只要通过更少的扣件就能将更少的部件固定。这使得波音公司可以重新考虑整个制造过程。波音不是像以前那样,将机身结构组装完毕,然后再安装所有的布线、管线和其他机载系统,而是将机身整个部分外包,造好以后再在埃弗雷特进行组装。
  到2013年,波音计划每个月交付10架波音787,任何时候都有4架波音787在生产线等待组装:每一架都有条不紊地进入制造过程,一旦完工,工厂大门打开,竣工的飞机被拖走,经过波音架设在厂房外面一条四车道公路上的专用桥梁,拖到附近的机场。
  波音787属于宽体客机,机内两行通道。巡航速度0.85马赫(海平面速度约为903千米/小时):续航距离15700千米,可由洛杉矶直飞伦敦,或纽约直飞东京:使用物料按重量来区分分别是61%复合材料、20%铝、11%钛、8%钢。按体积而言占波音787全机物料的80%均为复合材料。
  波音787使用了“声速巡航者”所提出的技术以及。惯用的机体设计。其中倍受瞩目的当属波音787主体结构的大部分(包含机身和机翼)采用复合材料的设计,而不是现在常用的铝合金:此外还使用了钛合金,在主体结构上复合材料所占的重量比例提高至50%,而飞机的形状设计也因此而变得更富动感。
  复合材料不像铝合金那样容易发生疲劳和腐蚀现象,重量也比铝合金轻,具有高比强度和易于设计的优点,因此波音787的维修费用会较同级机型更低,而速度更快,更省燃油,更具环保。
  借助四项关键技术,波音787比当今同尺寸的飞机节省多达20%的燃油。这四项技术分别是:新型发动机、更多使用轻型复合材料、更高效的系统和先进的气动性能。它们共同提高了787的整体性能。随着油耗的降低,二氧化碳的排放也会相应减少。
  787“梦想客机”采用经过声学处理的发动机进气道和锯齿形短舱,即发动机后部的特色锯齿形边缘、针对发动机和发动机外壳进行的其他特殊处理,以确保所有的85分贝噪音(等同于在路边听到的喧闹的车流声)不会超出机场边界,以此减小噪声。
  创新使长途航行更舒服
  相比当前其他飞机,这种飞机可以使乘客有更舒适的体验,飞行更稳定。
  所有客机的机舱都经过加压设计,压力一般相当于身在海拔约2438米的高处。波音787机舱压力被进一步增加,以复制在约1830米高处的条件,这样会提高舒适度,帮助缓解时差影响,同时机舱内的相对湿度还会提高,所以,干燥皮肤和眼睛的刺痛感会得到缓解。机舱照明设备光线还可根据白天与黑夜转换进行设置,帮助长途旅行者适应新时区。
  波音787飞机在制造上大多数依赖液压技术的系统都被电子设备所替代,电脑会发现问题并自动提醒地勤人员对这些问题进行修理,甚至是在飞机飞行的时候,所以,如果豪华经济舱卫生间的电灯泡坏了,目的地机场的维护人员会得到通知,在飞机降落时准备好新电灯泡。
  从乘客角度看,波音787的创新主要在三大方面。
  首先,由于塑料机身强度增加,客舱舷窗比任何现役或研发中的机型都大——比波音747的舷窗长约8公分,比波音767的面积大65%。坐中间座位的乘客可以看到地平线。其好处是不仅改善了机上的景观,也让乘客不容易晕机、不容易产生欲呕感。波音声称,在这方面波音787的得分改进了8倍。
  其次,舷窗使用了会“自动变暗”的智能玻璃,波音称之为“电子窗帘”。只要按一下按键,舷窗就会慢慢变暗,直到几乎完全不透光。老式的下拉式遮阳板消失了。客舱照明用的是LED灯,可以减少乘客的头痛、晕眩和疲劳。其亮度可以按一天中的时辰调节,从而减轻倒时差的不适。
  第三,客舱气压增大了——相当于1800米高度的气压,而不是通常的2400米,其结果可让乘客血液中多吸收8%的氧气,湿度也增大了,这些都让乘客感觉更舒适,舱内空气变得更干净。波音787不再使用发动机抽取的空气,因为容易受外泄有毒烟雾的污染,而是直接采自大气,这样做同时减轻了发动机的负担。
  目前,波音共收到来自56架航空公司的821架波音787的订单,包括全日空航空公司的55架、英国航空公司的24架和维珍航空公司的15架,总值1450亿美元。到2014年第二条生产线开工时,月产量可望提高到10架。
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