飞起来的“梦想”
一个姗姗来迟的重磅产品总得有点新东西才行,波音787如今想在航空业掀起波澜,它的设计到底有哪些改进?
眼看蓝白相间的大家伙收起起落架,一头扎入阴沉的天空,Paine Field机场内1.2万名观众爆发出一声欢呼。2009年12月15日10时,被波音公司命名为“梦想”的波音787终于实现了首飞。设计思路引起业内大论战,尚未露面就累计订单近900架,下了总装线两年多后才飞上天,波音787的诞生几乎就是好莱坞电影标准情节。
这是一架200座至300座级的中型客机。机身截面形状采用双圆弧形,为乘客提供更宽敞的空间,乘客在舱内坐下后,平视位置比竞争机型宽了38厘米,独立的空间感立即就增加了。787客舱安装了比同类型飞机都要宽的座椅,每个座位至少大了4厘米。在每排9座的经济舱布局下,宽大的座椅完全可以与400-500座的超大型客机747的经济舱媲美。
除此之外,波音总设计工程师 Tom Cogan在细节设计上进行了更多探索,787的舷窗增大65%,方便让乘客欣赏地平线上的景色,改动不多但效益很大。同时采用电子舷窗遮阳板,使乘客能控制外界光线的射入量并同时看到飞越的地域。
长久以来飞机起落时发生的耳鸣刺痛状况,终于得到了真正的重视。当乘客乘坐787飞行在13100米时,客舱内的压力相当于海拔1830米的气压,比大多数客机都低了600米,几乎不会造成不适。飞机独特的空气净化方法也让客舱的空气质量几乎和医院手术室相当。
另外,工程师对发动机排气道锯齿边进行了改动,由此把噪音降低到易睡层面。787的客舱照明还使用了LED灯,可为乘客模拟白天的感觉,在需要休息时,又能模拟星空。
在Tom Cogan看来,这些设计并不比人们时常提及的新材料应用来得差。“我很难确定哪个方面是最大创新,因为运营商和乘客看重的并不一样。”
“真是太棒了!”波音公司董事长James McNerney在首飞后难抑兴奋。对他来说,787项目终于有了可以预期的盈利时间表,而在第三季度,它还被视为波音亏损16亿美元的罪魁祸首。在连续五次推迟首飞时间后,波音787功能的实用性遭到最广泛的质疑,现在McNerney才有了些底气。
这架预想中的中型客机的确另类,飞机总重量的50%将用“碳纤维强化材料”制造,此前这些复合材料多被用在轻型军用飞机上。空客公司在1985年时首先尝试在A310客机用类似材料建造垂直尾翼,空客A300的方向舵也有这些材料,但此后这类应用未能更多地拓展。
对波音来说,787计划的确有些冒险的意味。在1990年代后期,波音的份额就不断流失给空客,波音的主力机型767就在与空客A330的竞争中处于下风。波音公司决定研发替代产品,“音速巡航者”和“747X”分别被提出,前者强调在燃油消耗与767类似的情况下,让速度接近音速(约0.98马赫),后者则是把机身加长使用超临界机翼,用以应对空客即将面世的超大型客机A380。
9?11事件以后,需求却发生了变化。全球航空业遭受重创,加上油价的上升,人们不再强调速度,转而重视效率。波音迅速放弃了上两个计划,随之而来的即是787计划。波音承诺,新机型将比同尺寸飞机的燃油效率高出20%,维修费用也将减少20%,而要做到这一点,必须在机体材料上做文章。
挑战不容小觑—在波音777飞机上复合材料只占总重量的9%,而这次将把比例提升到50%,光是解决关键零件替代问题就让波音砸下了上亿美金。由于史无前例,波音工程师操心操得事无巨细,大到不同零件该用什么材料制作,小到复合材料刷什么漆来抗氧化。和以往拿研究成果拼贴产品不同,这次波音边做应用边研究,拿下了不少技术专利。
客舱空间的重新设计、复合材料的采用、效能更高的发动机、机内控制的电气化,这些改进结合在一起进一步强化了787的低耗能特性。凭借这些优势,787的野心是改变行业规则。
按照航空业的一般规律,长程客机通常和大型客机挂钩,按照“枢纽/辐射”的理念,旅客通过支线航班汇聚到枢纽机场,再由大型客机送到另一枢纽机场,接下来进行第二次“辐射”,由支线航班分运客流。由此理念,超大型客机空客A380应运而生,面世时世界第一(555座)的载客量,打破了波音747三十年来对大飞机市场的垄断。空客认为,改善空中交通拥堵的最好办法就是增加运力。
787的载客量只在210至330人之间,但它显然不是来拼运力的。由于飞行效率的大幅提升,一次油最远可飞行1.575万公里,足够为一些没有直航班机的城市开拓新航线,比如西雅图至上海。而每年每机预计为客户节省数百万美元的燃料和维护成本,也让航空公司有余力链接更多中型城市。按照波音统计,在枢纽机场,有30%至50%的乘客中转,他们对等待的厌倦将是一个极有潜力的市场。
类似787的飞机一旦规模化,中型城市一对多的辐射模式将会取代现有的哑铃型模式,而此前无法计算可行性的根本原因还是中小型飞机的动力不足。把人和货物直接送到目的地,减少了起降次数,从而减少了废气排放和噪音污染。据波音估算,到2027年,787的需求将达到3360架,按目前价格计算,这将是一笔价值6100亿美元的大生意。
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