民航未来——波音787宽体客机

2022-12-24 21:55 作者:永磁-老鼠 0人读过 | 我要投稿

波音787（英语：Boeing 787）是航空史上首架超远程中型双通道宽体客机，是美国著名飞机制造商波音公司于2009年12月15日推出的全新型号。它变体机型中典型的三层座位设计能容纳242至335名乘客。波音787的最大特点是大量采用先进复合材料建造飞机骨架、超低燃料消耗、较低的污染排放、高效益及舒适的客舱环境。主要竞争对手为空客的A350及A330neo。首架波音787于2011年9月26日交付全日空航空公司使用。在2005年1月重命名之前，该飞机的初始名称是7E7。787第一次亮相是在2007年7月8日在波音在埃弗雷特工厂举行的推出仪式上。 787的开发和生产涉及与全世界众多供应商的大规模合作，最终组装在位于华盛顿州的波音埃佛雷特工厂和位于南卡罗来纳州北查尔斯顿的波音南卡罗来纳工厂进行。最初计划于2008年5月进入服务，该项目经历了多次延误。该客机的首次飞行于2009年12月15日进行，并于2011年中期完成飞行测试。据报道，波音公司在787计划上花费了320亿美元。 2018年10月27日，一架编号为B－2733的南航波音787－8客机降落在武汉天河国际机场，标志着湖北民航正式进入宽体机时代。 2019年6月1日，日本全日空航空公司的一架波音787飞机在飞行过程中一度出现空中险情。5日，日本国土交通省宣布对此重大安全问题展开调查。上世纪90年代后期，随着民用飞机市场份额不断流失给其欧洲竞争对手空客公司，波音767在与空中客车A330的竞争中处于下风，波音公司决定研发767的代替产品。向市场推出“音速巡航者”（Sonic Cruiser），强调在燃油消耗与波音767和A330相当的情况下，接近音速的飞行速度（约0.98马赫）。当时美国不少大规模的航空公司对“音速巡航者”的概念表示乐观。因把航程时间缩短可获乘客好评而大力支持研发该款客机。 9.11事件发生后，全球航空市场均受创，而美国的航空公司更是首当其冲，“音速巡航者”难以获得计划启动的足够订单。在油价上升的情况下，效益比速度更重要。波音公司最终决定放弃“音速巡航者”，提出新计划取代，称为“7E7”，当中的“E”可解释为效率（Efficiency）、经济性（Economics）、此外也可解释为环保（Environmentally Friendly）、超凡的乘坐舒适性和便利性（Extraordinary comfort and convenience）、以及电子化系统（E-enabled）等。“7E7”又称为“梦幻飞机”（Dreamliner），波音公司认为，波音7E7将为航空公司降低运营成本，创造更多利润，同时为乘客提供更舒适的客舱环境，以及更多的不经停直飞航线。 2003年5月7日，波音公司发布了超效7E7飞机的最新设计方案。 2004年4月19日，波音7E7的主要合作伙伴团队组建工作宣布完成，2004年4月，波音宣布可供7E7客机使用的发动机分别为通用电气的GEnx及罗尔斯·罗伊斯的遄达Trent1000。不同厂商的787发动机均有着相同的标准接口，航空公司可把飞机的发动机互换，这在商用航空业界历史上实属首次。随着全日空确认50架飞机订单，该项目正式启动，全日空航空公司的订单是历史上对波音新型民用飞机最大的启动订单。2005年1月28日，波音公司为7E7梦幻飞机确定了正式的机型代号--波音787。 2005年4月26日，即研发计划推出的一年后，波音在787客机的外观设计作出改动，包括机鼻长度改短。 2006年6月30日，波音及其合作伙伴日本富士重工庆祝首架787梦想飞客机进入组装阶段。2007年5月下旬，首架787开始总装。同年7月8日，波音公司在西雅图波音总部举行787梦幻飞机下线仪式。有一种说法是，波音选在7月8日向外界展示787客机，是因为2007年7月8日的美式写法是“07/08/07”，刚好拼成“787”。可是，由于设计进展顺利，第一架波音787“梦幻客机”下线的时间不是在2007年7月8日。但这架下线的787“梦幻客机一号”还有几大部分的结构没有完工。波音也承认，第一架出厂的波音787因市场上缺乏碳纤维，所以只是用其他材料暂时遮盖。1968年波音第一架747下线时，也只是完工了78%的工作量，严格说来不是一架完整的飞机。波音787客机在埃弗雷特组装厂正式开始组装是在2008年3月，这时波音发现，从世界各地的合作伙伴那里汇集到组装厂的部件经常出现尺寸误差超标的问题，比如，各部分机体无法接合。 2011年9月26日零时20分，首架波音787“梦幻飞机”在美国西雅图埃弗雷特波音工厂交付全日空。2013年1月16日，由于连续出现安全故障，美国联邦航空局宣布暂时停飞所有波音787“梦幻客机”。 2013年6月，我国引进的首架波音787飞抵广州，正式入列南航机队。 2013年11月24日，波音警告称部分747及787客机引擎存在结冰风险。波音公司最初计划在2008年上半年交付给日本全日空航空公司第一架飞机，但由于某些零部件进度拖延及新产品陆续出现问题以及罢工事件使波音公司的工厂被迫停工的影响，波音公司已经先后五次推迟了787客机的首航计划。原定于2007年秋季开始试飞的787客机，延期到2007年11或12月中旬，导致了原定2008年5月要交给第一批客户全日空延后6个月，推迟到2008年12月才能营运。这样，全日空就错过了2008年北京奥运会的庞大运输量。在波音历来众多产品的首名买家中，以787的全日空所斥资金额为最大，总高达约60亿美元。全日空和澳大利亚航空一度考虑向波音索赔。当时间到了2009年，6月23日，因为飞机结构问题，波音第五次宣布推迟787“梦幻飞机”首飞的时间。美国当地时间2009年12月15日上午10时（北京时间16日凌晨2时）在华盛顿州埃佛瑞特的潘恩机场，由两名试飞员迈克尔·卡瑞克尔和兰多尔·内维勒驾驶的波音787飞机顺利升空，在飞行了大约四个多小时后返回地面，试飞成功，这标志着9个月的空中测试正式拉开序幕。波音公司预计2010年第四季度交付第一架用于商业飞行的波音787客机。截至2009年12月15日试飞成功，波音787梦想飞机收到了来自世界六大洲的57家客户878架飞机的订单，合同储备订单总价值达到1400多亿美元。 2011年8月8日，波音公司参加第十届莫斯科航展，787客机与空客“巨无霸”同台竞技。 2011年9月26日，波音公司向全日空交付首架波音787客机。同年9月27日，在美国华盛顿州埃弗里特，第一架787“梦幻客机”准备首航。美国波音公司交付全日本航空公司的第一架787“梦幻客机”定于27日执行“处女航”，从华盛顿州埃弗里特飞往日本东京，全日空总裁兼CEO伊藤真一郎将搭乘这架客机，于28日抵达东京羽田国际机场。 2013年6月2日美国波音公司宣布，这家飞机制造商已开始建造“梦幻”客机波音787的加长版——波音787－9。波音在一份声明中说：“5月30日，这个787家族的最新成员开始在华盛顿州埃弗里特组装厂成型，波音按计划开始组装这一高效飞机的大部分。” 法新社报道，787－9型可搭载250名至290名乘客，比如今的787－8型多出40多人。同时，相比同尺寸飞机，这一加长款“梦幻”客机能节省20%燃料，多飞大约555公里。 787－9型预计几个月内首飞，首批交付将在2014年年初，买家是新西兰航空公司。波音说，全球20家用户共订购355架787－9型飞机，占全部787系列订单的大约40%。波音787系列飞机当前共推出四种机型（包括正在研制），其包含787-3（因最终没有订单而取消）、787-8、787-9，787-10等四型。 787-8 波音787的基本型号，标准三级客舱布局有223座位，航程达15700公里（8,500海里），已于2009年完成首飞，2011年首次交付全日空投入使用。 787-9 787-8的加长型，机身加长了6米，采用标准三级客舱布局有259座位，首架787-9于2013年8月24号完工下线，并于西雅图当地时间2013年9月17日上午11点02分成功进行首飞，2014年首架交付新西兰航空公司，中国国际航空公司订购了15架。 787-10 波音公司于2013年巴黎航空展宣为面对空客A350的挑战，以及满足航空公司的要求获取利润，宣布研发“787-10”型号。该型号是“787-8”的加长版本，载客量可达300至330人，航程为12984公里。2013年开始研发，预计于2018年投入使用。通用电气与罗尔斯·罗伊斯公司联合为787提供了新一代发动机技术。波音的专有技术与计算机流体力学（CFD）优化了发动机与787机身的整合，将干扰阻力降至最小，让这些技术进步的效益达到最优化。787新型发动机建立在成功的通用电气GENx与罗尔斯·罗伊斯遄达（Trent）发动机产品家族的基础上。这两款发动机都将取得在“开箱”投入使用时进行双发延程飞行(ETOPS）认证。机翼后掠角（25%弦长） 30度。计算机根据飞行时所处的高度和速度，以及载荷情况，操纵飞机后缘襟翼来获得最佳翼型。这种自动变弯度翼型可提高飞机气动效率、减小阻力、还可以缓解机翼所承受载荷而减小机翼结构重量，翼尖加装翼梢小翼。升阻比比A300高40%。机身和尾翼采用了大量铝锂合金和复合材料，铝锂合金用于机身结构、桁条等部件。尾翼、各操纵面、整流蒙皮、客舱地板均由复合材料制造。主起落架为四轮小车式，前起落架为双轮式。动力装置所选用的发动机GEnX,采用了先进技术，压缩比更高，加大了进气道和进气量，提高了发动机推力，降低了燃油消耗。全部符合ETOPS180分钟标准。材料特点波音公司在波音787上使用了“音速巡航者”所提出的技术以及机体设计，并决定在7E7的主体结构（包括机翼和机身）上大量采用先进的复合材料。波音787拥有多项技术创新，其中最引人注目的是波音787机体结构的一半左右都用更轻、更坚固的复合材料代替铝合金，是第一款以复合材料为主体材料的民用喷气式客机。一方面是因为金属能够隐藏损伤问题，这种损伤很难发现，直到碎裂时才会被发现，而合成材料就不存在这种问题；另一方面，用复合材料制造的机身比较轻，还能够埋入光纤管来监控飞机的状况，对于后期的维护成本跟安全上都能达到最新的飞机需求，这使得波音787更节省燃油，而且也可以节省在维护方面的花费。这种合成材料类似于一级方程式赛车中所使用的碳纤维合成材料。 1985年，空客公司率先将这种复合材料用于飞机制造，制造A310客机的尾翼，随后空客公司还将这种合成材料用于制造A350客机的机翼。波音787将这种技术全面运用到787飞机上，机身、机翼等主要的部件，都采用这一新技术，重量比例将超过50%，此前这个比例只有20%。复合材料也大量应用在发动机的叶片、发动机罩等部份。波音787也因这种新技术的广泛应用而被称作“梦想”飞机（使用物料（按重量）：61%复合物料（碳纤维），20%铝，11%钛，8%钢）。生产线只要3天（以生产线达至全力全速而言计算）便可完成一架787的装配，而737则需要11天。波音787机身截面形状采用双圆弧形，并采用平滑机翼、流线机头与鲨鱼鳍形翼端与尾翼的设计，顶部空间也进行了优化设计，可为乘客提供更宽敞的空间。波音787的机翼设计延续波音737NG（Next Generation[下一代]）/777的超临界机翼设计。超临界翼的好处在于在高次音速时可增加5%气动力效率，可以减少燃料的消耗并增加飞机的性能，如飞行距离等。787还装备了垂直阵风抑制系统，能感知湍流并指挥机翼操纵面应对湍流，从而大幅提高飞行的平稳性。航空旅行的相关调查揭示了对乘客飞行体验产生负面影响的各种症状与抱怨。调查结果直接影响了787系统的设计，使787在设计中力求营造更宜人的客舱环境，如更平稳的飞行、更低的座舱高度、更清新的空气以及更安静的客舱。提升整体的乘客飞行体验。客舱尺寸客舱比其他中型飞机宽敞，乘客坐下后其平视位置比竞争机型宽38厘米，能为每位乘客创造出更大的个人空间。客舱安装了比其他民用飞机宽的客椅，每个座位比最接近的竞争对手至少宽4厘米。经济舱通道宽55厘米，该宽度比典型的双通道飞机经济舱通道宽6厘米。公务舱通道宽65厘米，这一宽度使乘客可以轻松绕过正在供餐的餐车。空气质量与之前的民用飞机相比，除了装备一般客机使用的、用于消除细菌、病毒与真菌的高效空气粒子(HEPA）过滤器之外，787系统中还额外引入了一种新型气体过滤系统，用以去除异味、刺激物与气态污染物。这样能减少乘客头疼、头昏，以及因干燥引起的咽喉刺激与眼部刺激，787客舱的空气将更清新。 787的客舱可以制造更高的客舱空气湿度，加上机身物料的空气密封功能，比旧款民航机更能保持机舱湿度，以提升乘客舒适度。787客舱可比金属机身飞机中的空气湿度更高，且与载客率的大小无关。787的复合材料机身不会随着湿度的增加更易腐蚀。客舱气压机舱气压以电动的空气压缩机维持，不使用引擎放气带入的空气。客舱最高压力高度为1228米，而不是其它飞机的2438米。高压氧舱试验表明，置身于压力高度为1228米的787客舱还能让乘客的血液多吸收8%的氧气，从而减少头疼与头昏，疲劳感减轻。铝制飞机因材料疲劳或重量原因而无法实现1228米的压力高度。787复合材料机身不会疲劳，因此，既能应对更低高度的座舱压力，又不对重量产生影响。灯光设计 787客舱内以发光二极管（LED）提供照明，取代传统使用的荧光管。营造出头顶即是天空的感觉，天空特色的舱顶一直贯穿整个客舱，机组还可以在飞行中控制天空特色舱顶的亮度和颜色。需要时，乘务员可以为乘客提供白天的感觉，而当乘客需要休息时，舱顶则可模拟夜色。机舱以重复的大弧度拱形结构、动态照明以及飞行中可以由乘客调整透明度的电子遮光帘为特色，并利用可以变幻色彩及明亮度的LED数组营造出仿真“天空”的天花板效果。波音787的舷窗与之前的飞机相比，规格是最大的（高47厘米，宽28厘米），比竞争机型的舷窗大65%，窗的位置亦更高，所以无论坐在飞机的什么位置，乘客都能看到地平线。机身舷窗有别于过往使用隔板，而改用电致变色的原理调整明暗，减少窗外射入的眩光及维持透明。驾驶舱特点 787驾驶舱还与以777为代表的其它波音飞机保持了通用性。787驾驶舱装备的是和其他波音机型相同的波音操纵系统、显示器与程序，使得机组人员能在较短的时间内从波音飞机家族其他机型改装到787，并能实现经济的混编机队飞行。在无需地面助航设备的情况下，787能够通过点到点的方式着陆到跑道的任何一端。787还拥有许多其它先进的功能，如综合通信（机内用以太网路提供驾驶室及各部分的资料通讯）、综合数据链、双重监视与保护系统及电气跳开关等等。共2张波音787驾驶舱 787驾驶舱中集成了开放式构架设计，升级通过软件进行，而不需要进行更为昂贵的硬件更换或升级。通过“软键”菜单，能融合未来的管制要求与通信、导航、系统与空中交通管理等领域的变更与技术升级。 787驾驶舱仅装备13个航线可更换组件（LRU），零部件及其成本仅相当于777和747的一半。更少的零部件与更完善的设计，能降低运营成本，提高可靠性。五个多功能显示器实现了许多标准功能，如进行地面滑行的高清晰度的机场滑行道地图，以及增强型垂直状况显示，提供进近区地形剖面图。每个显示器都能提供双窗口（分屏显示），或配置为提供大型策略地图 787驾驶舱装配了一整套导航与通信无线电设备及航空电子设备，无需额外的选装件和费用，也不必另行认证，787标准化飞机在交付时即可“投入运营”。双平视显示器（HUD）、非常大型的多功能平板显示器、双电子飞行包以及一个电子检查表，都是标准配置。双平视显示器(HUD）：作为基本配置的双平视显示器，能让机长与副驾驶在更多地了解“驾驶舱外的情况”下飞行。无论能见度好坏，双平面显示器都能增强所有飞机阶段的安全性，还能降低最低起飞能见度标准。双平视显示器能让副驾驶在成长为机长的过程中熟练掌握平视显示器的使用。双电子飞行包(EFB）：787的双电子飞行包可通过触摸屏、边框按键、光标控制或键盘操作。其它航空电子设备、飞行管理计算机、通信设备与驾驶舱打印机，均有接口与电子飞行包相连。通过提供标准化的软件套件，电子飞行包减少了大量的驾驶舱纸质文件。该软件套件包含各种机载维修功能、一个性能工具、电子日志及文件浏览器。电子飞行包还为各种选装系统进行预留，如终端图、飞机视频监视，并能适应未来的改进。波音787是宽体客机，采用双通道，比其他民航客机拥有更大的窗户，窗的位置亦更高。乘客可以看见地平线。窗中以液晶体调校机舱的光暗，减少窗外射入的眩光及维持透明。机舱内以发光二极管提供照明，取代萤光管，节省约一半电力消耗。机舱气压以电动的空气压缩机维持，不使用引擎压缩段带入的高压空气；加上机身物料的空气密封功能，比旧款民航机更能保持机舱湿度。飞机内用以太网络提供驾驶室及各部分的资料通讯。无高压分气系统的涡轮扇引擎，减少各式高压热空气管道，以电力系统取代。 2019年6月5日，据英国《每日邮报》报道，美国联邦航空管理局（FAA）认定波音787-8和787-9机型存在安全漏洞，已经对其下达新的适航指令。根据FAA的说法，波音787-8和787-9的轮毂和轮胎容易受损，这就有可能导致一个主起落架失去制动力，同时也会在特定情况下造成前轮在地面上无法转向以及失去对方向的控制能力。 FAA对波音公司下达了新的适航指令，要求其修复安全漏洞，从6日起生效。根据FAA的估算，修复这一特殊安全问题，需要花费超过500万美元（约合人民币3455万元）。[9] 国际合作中国公司中航工业沈阳飞机工业（集团）公司参与了生产787垂直尾翼前缘组件等。这是中国公司第一次从一开始就参与一个全新的客机项目。2005年1月28日。波音公司与中国航空器材进出口公司（代表6家中国的航空公司）就中国的航空公司购买60架波音787梦想飞机签订框架协议。按照平均目录价格计算，此协议总价值约为72亿美元。此次订购的飞机将交付给中国的四家航空公司——中国国际航空公司、中国南方航空公司、海南航空公司、和厦门航空公司。 2005年8月8日其中的42架波音787型飞机的购买协议正式签署，其中中国国际航空购买15架，厦门航空购买3架，这42架均为波音787-8型。后来厦门航空将3架787置换为波音737-800型飞机。2011年5月9日，厦门航空再次与波音正式签订波音787购买协议，订购6架波音787-8型客机，并预计于2014年开始交付厦门航空。2016年4月28日，中国东方航空股份有限公司在上海与波音公司签署15架波音787-9飞机购置协议日本公司波音787的机体材料是首次在民用飞机中使用的碳纤维，由三井财团的东丽纺织供应。一劝财团的日本川崎重工主要制造机翼之前的部分机身，同时还提供主机翼固定后缘装置并运送至三菱的工厂。富士重工主要制造中心翼盒，以及位于机身中部下侧用来连接机翼与起落架的强化结构。三菱财团的三菱重工则总装机翼。首架客机也交付日本全日空。客舱特色机身尺寸客舱比其他中型飞机宽敞，乘客坐下后其平视位置比竞争机型宽38厘米，能为每位乘客创造出更大的个人空间。座椅客舱安装了比其他民用飞机宽的座椅，每个座位比最接近的竞争对手至少宽4厘米。通道经济舱通道宽55厘米，该宽度比典型的双通道飞机经济舱通道宽6厘米。公务舱通道宽65厘米，这一宽度使乘客可以轻松绕过正在供餐的餐车。舷窗波音787的舷窗是所有飞机中最大的(高47厘米，宽28厘米)，比竞争机型的舷窗大65%。模拟天空客舱照明使用了节能型的阵列LED。需要时，机舱可以让乘客有白天的感觉。而当乘客休息时，舱顶则可模拟美丽的夜空。压力高度当乘客乘坐波音787在13100米高空巡航时，客舱内的压力保持在相当于海拔1830米的气压。波音787的客舱压力高度比当前大多数民用飞机低大约600米。最早于2005年1月28日，787在拥有正式名称之前，被称为7E7。在2006年4月26日，即研发计划推出的一年后，波音在787客机的外观设计作出改动，包括机鼻长度被改短。波音787于2009年12月15日进行首次测试飞行。2013年1月16日，由于连续出现安全故障，美国联邦航空局宣布暂时停飞所有波音787“梦幻”客机。 2005年1月28日，我国政府官员与波音公司签署了60架波音787飞机购买协议。 2013年6月2日，我国首架波音787“梦幻飞机”抵达广州白云机场，这架喷绘着“梦想之翼”涂装的787飞机从此将加入南航机队。南航也此成为我国首家、全球第9家接收787梦想飞机的航空公司。 2013年6月南方航空还将继续再接收一架，2013年内南航将接收8架，2014年接收2架。南方航空于2005年12月订购了10架波音787，原计划2011年底交付，此前曾因零部件和试飞等原因多次推迟交付，2012年又因中国民航局迟迟未发适航证，以及2013年1月连续出现的电池故障等原因再度推迟。由于2013年初日航等航企波音787的电池故障，致使该机几乎在全球范围内停飞。2013年4月，美国联邦航空局批准了波音787改进方案，现役波音787陆续恢复运营，新飞机的交付也逐步重启。 2013年5月23日，波音787终获中国民航局型号认可证，这标志着其具备了进入中国民航市场的资格。波音公司已为南航首架787飞机安装了改进后的电池，并通过了相应的测试。首架波音787飞机南航将投放在广州出发的国内航线，在国内运行一段时间后，再投入国际航线运营。波音787中国内地的订单为41架，其中，国航订购了15架787-9、南航10架787-8、海航10架787-8，30架787-9、厦航6架787-8。国航因2010年8月31日对订单进行更改，将公司于2005年批准引进的15架波音787-8置换为15架波音787-9，因此交付时间会再晚两年（相较座位数量偏少的787-8、787-9增加近40个座位，不仅可以给航空公司带来更高的单位效益，同时也可以给航空公司在设计航线和运力分配时提供更多的选择。），2016年5月20日，国航首架，也是中国首架波音787-9从美国飞抵北京。厦航明后两年将引进6架波音787飞机，主要投放在福州和厦门市场，其首架787已于2014年7月交付。海航已于6月底引进波音787客机，具体时间在等中国民航局的相关认证。海航前两架交付的波音787计划投入北京至海口、上海、成都3条国内航线，其中北京—上海航线每天由787执行两班，北京—海口、北京—成都航线每天各执行一班。后续海航787客机将计划投入执行北京—芝加哥、北京—西雅图、北京—多伦多等北美的国际航线等其他城市的国际航线。截止2013年6月，波音已经向全球8家航空公司交付52架787飞机，还有超过800架787飞机有待交付全球58家客户。[21] 2013年6月以来，已有全日空两班次，日本航空一班次，南航一班次，埃塞俄比亚不定期班次等五架787飞航北京。据悉，2013年6月底波音787梦幻客机也将落户海南航空股份有限公司北京分公司。 2013年，海南航空北京－海口、北京—上海、北京-海口、北京-杭州、北京-成都、北京-长沙、北京-昆明航线将由波音787梦幻客机执飞。 2013年8月，将由波兰航空使用波音787梦幻客机执飞北京－华沙航线。届时北京首都机场将是世界上起落不同航空公司波音787客机最多的机场（非班次最多）。 2013年11月17日，阿提哈德航空在迪拜航展中订购30架波音787-10，标志着787订单总数超过1000架（1012架），成为航空史上最快达到这一销售里程碑的宽体机。阿提哈德共订购了71架波音787，是最大的梦幻飞机客户。自从2004年787计划推出以来，波音提供了四种乘客变型; 三个正在或将要建成。 787-8是第一个生产的变种，其次是2014年的787-9，后来是787-10。一个短程模型，787-3，最初是出售，但发展取消。国际民航组织飞机型号指定系统分别按照代码“B788”和“B789”对787-8和787-9进行分类。国内数量截至2016年7月15日，我国共有：波音787-8：中国南方航空10架，海南航空10架，厦门航空6架。波音787-9：中国国际航空:22架订购中，海南航空:28架订购中，厦门航空:6架订购中，瑞丽航空:6架订购中，东海航空:5架订购中。波音787-10：无。