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《大飞机》:“梦想”新启航

2014年12月23日 14:20   来源:《大飞机》杂志   任治潞

  作为事隔14年后,波音重磅推出的一款全新机型,787梦想飞机无论对于波音还是世界民机制造业的影响都是不言而喻的。这款承载着诸多技术创新的当今最先进的双发飞机无疑是波音在宽体客机领域叫板空客的一个重要筹码。

  命远多舛的“宠儿”

  787系列飞机对于波音而言,也许早已不是一个新机型那么简单了,它背后包含的更多的是美国人勇于创新的精神,这种创新不仅体现在技术上,更体现在他们对于供应商管理的大胆变革上。

  早在项目启动之时,波音就对梦想飞机作了系列化发展的规划。最初,240座级基本型的787-8计划于2007年完成首飞,2008年投入运营,同时针对日本市场专门推出短程787-3。加长版的787-9则原计划于2010年完成首飞,之后在此基础上推出机身进一步加长的787-10。但随后发生的一切超出了波音的预料。首先是第一架在埃弗雷特开始总装的飞机出现了各模块之间的尺寸误差超标的状况,随后三菱重工及其下级供应商擅自更改波音的生产工艺导致主机翼出现裂痕,接二连三的意外导致原本应该在下线后几周内完成的首飞最终被延误了2年半。同时,波音还宣布放弃其原计划的787-3项目,以便将精力集中在787-9项目上。

  然而,波音在787项目上对供应链实施的重大改革又导致飞机在交付后事故频频。2013年1月,在短短10天内,787-8飞机连续发生7起故障,且事故原因多种多样,这使得美国联邦航空局不得不发布“紧急适航指令”,随后波音宣布全球停飞787飞机。在美国航空史上,迄今为止只出现过两次被下令全面停飞的情况,上一次还要追溯到1979年DC-10飞机停飞。虽然凭借强大的技术实力,在经过3个月的技术攻关后,梦想飞机重返天空,并且之后事故率明显下降,但此次停飞对于波音的声誉还是造成了一定的影响。

  除了时间上的延误和安全问题之外,第一批投入运营的787-8飞机在经济性上也未能达到最初的设计目标。2011年3月,波音公开承认787-8的重量超出预计,且发动机的性能也未达到预期,之后更是出现了数起因发动机结冰导致性能暂时降低的情况。

  但这些问题似乎并没有影响客户对于这款新飞机的“宠爱”。2013年11月,阿提哈德航空在迪拜航展上订购了30架787-10,这不仅使其成为了787的最大客户,同时也标志着波音787订单总数超过1000架,成为航空史上最快达到这一销售里程碑的宽体客机。但A350XWB的步步紧逼,使波音不敢有所松懈,为了巩固自身在宽体客机领域的优势,波音加快了787-9研发和试飞的步伐,并且在这款衍生机型中融入了更多创新技术。

  不仅仅是加长版

  2013年9月17日,首架787-9飞机成功首飞。在订单数方面,截至2014年6月,787-9的订单数已经与787-8不分伯仲,目前已经从26家用户获得了413架订单。航升数据显示,自2010年年中开始,787-9的订单获取速度已经开始逐步超越787-8。

  其中的主要原因在于,虽然787-9的机身加长了6.1米,航程也增长了450海里,达到了8300海里,座位数也相应增加了40个左右,可达280座,但是它与787-8的油耗基本相同,这一点对于航空公司来说是极具吸引力的。最大起飞重量和航程的增加,使客户有更大自由度,可以执飞更远的航线或者搭载更多的旅客。但对于制造商波音公司来说,要实现这些目标必须进行大量的技术创新。

  虽然由于机身加长以及最大起飞重量要高于787-8,但通过大量使用第二代复合材料,787-9的机身重量反而减轻了1000磅。波音方面表示,这个重量已经低于项目启动之初他们对客户的承诺,也一雪了早前787-8飞机超重的“耻辱”。

  在气动外形的优化方面,787-9做足了功课。平滑机翼技术是一个亮点。它采用了简单的枢轴后缘襟翼,其襟翼导轨整流罩比传统飞机的要小得多。得益于这一特性,787-9获得了高效的升阻比性能。简单的枢轴后缘需要更少的零部件,维修也随之减少,同时翼尖的弯曲设计还能降低机翼顶部和底部气流造成的阻力。

  最值得一提的是,787-9在飞机垂尾上所采用的被动层流控制技术,对尾翼成功地进行了“重塑”。这项技术通过维持大面积光滑、稳定的层流流动来达到减少阻力的目的。由于对更高燃油效率的不懈追求,减阻技术长期以来一直是飞机制造商十分关注的领域,减少飞机垂尾的尺寸和阻力是减阻技术应用的第一个目标,此次波音创新性地将此项技术应用在了787-9上,未来这项技术还将被应用在777X等机型上。

  在制造工艺流程方面,波音在787-8的基础上也有了新的飞跃,相关的机身构造技术同样极富创新性。787-9进一步优化了整件桶装机身构造方式,与传统的板块构造相比,整件桶装机身构造重量更轻,维修成本更低。

  此外,波音还对787-9做了许多设计优化,以避免曾经在787-8上出现过的质量问题再次发生。例如,787-8曾在试验阶段出现过由于机翼和翼盒的连接方法存在设计问题,导致压力分布不均的情况,在787-9的设计中,波音对此进行了重新设计,并在机身和机翼的连接区域采用了钛合金。但是,曾导致2013年停飞的锂电池装置问题在787-9项目上并没有新的改进。

  在动力方面,罗罗和GE这两家动力供应商,目前都没有针对787-9再推出新的发动机,但这两家都已经从油耗、减重和维修成本这三个角度出发推出了更有针对性的改进产品。目前两家为787-9所提供的发动机推力都在74000磅左右,比787-8的发动机推力提高了4000磅左右。

  首架787-9安装的遄达1000C发动机将成为梦想系列飞机的标准型发动机,未来将有望替代遄达1000B被应用于787-8,以进一步增加遄达系列发动机在梦想飞机系列中的应用。

  针对未来的787-10,罗罗公司正在加紧研制遄达1000-TEN发动机。罗罗方面表示,这款发动机汲取了遄达XWB和Advance下一代发动机项目的技术,在动力和效率上均得到提升。已完成的部分试验也证明了这款产品在高压涡轮、压缩机、内部空气系统和复合风扇机匣系统等各方面都有了显著提高。波音方面希望这款发动机的推力达到76000磅,但遄达1000-TEN的推力可达78000磅。未来,这款发动机不仅能够用于787-10,还可以装备787-8和787-9。

  抢占廉航市场

  近年来,低成本航空公司的发展势头强劲,但一直以来波音在低成本航空领域与其竞争对手空客相比,却稍显劣势。

  从亚太市场来看,国内首家低成本航空公司春秋航空旗下38架飞机全是空客A320-200;东南亚知名廉航亚洲航空机队中也以空客飞机居多,机队数达到536架。此外,印尼狮航、新加坡虎航等低成本航空公司同样对空客飞机青睐有加。

  为了扭转劣势,波音近年来采取了很多“贴地气”的营销策略,而在波音的战略规划中,787-9无疑是其抢占廉价航空市场的利器。相对于传统中短程航线,中远程航线特别是中远程国际航线没有来自地面交通运输方式的竞争,存在着比较大的利润空间。以中美航线为例,根据公开的资料测算,北京—纽约航线的利润大约相当于美国国内3条航线的利润。因此,各家低成本航空公司亟待进入这一市场。而梦想飞机无疑是运营此类航线不错的选择。

  首先,787系列飞机具有极佳的燃油效率,非常适合中远程航线,特别是国际航线的运营。这一点在787-9和787-10上将体现得更为明显,新材料的使用使其燃油效率比同尺寸飞机高出20%。由于航油成本占低成本航空公司运营成本的比重达40%以上,所以,787系列飞机可帮助航空公司降低8%左右的运营成本。

  其次,从低成本航空公司的市场运营模式来看,787系列飞机也依然有其优势。目前,低成本航空公司仍然偏向于将运营成本相对低廉、旅客经济承受能力相对较低的国际航线作为“主战场”,而此类航线的旅客流量相对较低。根据波音公司公开的资料,波音787-8飞机的座位数在210~250座,波音787-9飞机在250~290座。相比空客A380、波音747等动辄500~700座的飞机,787系列飞机显然更适合运营国际航线。

(责任编辑:缪杰娴)