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復合材料機翼 波音777X性能效率大幅提升

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-03-26  來源:波音微刊  瀏覽次數:134

憑借大型復合材料機翼,777X將在性能和效率方面實現巨大飛躍。

  當777X項目副總裁兼總工程師Terry Beezhold站在全新777X的模型旁時,他把手放在機翼上,研究了一會兒。“沒有人可以做我們的工作,”他對一位波音院士工程師說,“這真是一副神奇的機翼。”當這種帶折疊翼梢的機翼將以真實的尺寸被制造出來后,很難不去近乎夸張地描述它有多么巨大。

                      

777X將擁有波音有史以來制造的最大機翼。為了獲得比當前777更高的效率和更遠的航程,新的機翼由輕質而結實的復合材料制成,翼展達到71.1米。這比現在777的翼展要大9米,也比747-8的翼展更大。新的機翼的面積比787夢想飛機的復合材料機翼大45%。

  777X最近完成了第一階段高速風洞試驗,它將吸取從787和777上獲得的材料和設計方面的經驗。777是波音第一種采用復合材料垂尾和平尾的波音飛機。

  777X機翼設計組工程師主管Jess Trostle表示:“對我來說,開展這種飛機的復合材料機翼的工作充滿樂趣,一些技術最初是為早期的777提出的。”

                                      

Trostle和其他設計新飛機的工程師回想起了777的研發經歷,這種于1995年投入使用的飛機一開始被某些人認為“技術跨度過大”,因為它有很多創新之處。例如,它是第一種完全在計算機上完成設計的民用飛機;它是第一種設計用于遠程國際航線的雙發飛機,安裝了最大的噴氣式發動機;它也是波音第一種電傳民用飛機。

  據波音民機集團777X副總裁兼總經理Bob Feldmann介紹,777X也將采用一些民用飛機領域的全新特征。

  Feldmann 說:“777X針對下一代實現了性能的巨大飛躍。我們會采用源自787、737 MAX和其他項目的技術改進。我們還會充分利用777-300ER的機身和系統,從而可以在規避巨大技術風險的同時獲得性能的巨大改進。”

  777X于去年11月正式啟動,這種機型承諾向客戶提供顯著降低的油耗和運營成本。

  350座的777-8X將擁有超過9300海里(17200千米)的航程。777-9X將載客超過400人。

  兩種機型都將在合理的范圍內保持與當前777的通用性,包括金屬機身。

  Beezhold說:“777-300ER有一個非常可靠、性能良好的機身。”這解釋了設計師需要在成本考慮與性能和客戶要求之間達成平衡,以確定新機型的基本參數。

  777-9X將首先推出,預計從2020年開始交付航空公司。

  Feldmann說:“團隊工作的重中之重是提供關于飛機交付和可靠性的確定性,我們將把更多的精力放在這些方面。”
                  

折疊翼梢是需要“超級可靠”的部件之一,這也是777X在民用飛機中最獨特的特征。飛機在地面時,翼梢向上折起,使飛機可以使用現有的機場登機門。翼梢折起時,777X的地面翼展為64.8米。

  “我們希望折疊機構可以和起落架艙門一樣簡單而可靠,而不會給我們的客戶帶來問題,” Feldmann說。

  針對早期的777,波音研究過折疊機翼的概念,甚至制造了樣品,但并沒有在最終設計中采用。

  Beezhold補充道,777X的折疊翼梢的設計比早期777上的類似設計要“可靠和簡單”得多。

  777X上的其他創新還包括GE9X發動機,這種新型發動機將采用陶瓷基復合材料和第四代復合材料風扇葉片,以實現更高的壓縮比和效率。

  此外,777X的垂尾上將采用混合層流控制。這一具有突破性的新技術可以使氣流更加平順并降低阻力。由此,可以降低每次飛行的油耗和排放。此概念已經被考慮幾十年之久。但波音工程師最終找到了一種簡單而可靠的實現方法來達到提升性能和降低重量的目的,這種技術現在已經應用于787-9——這是混合層流控制技術首次在民用噴氣機上得到使用。

  在777X內部,駕駛艙將與787的相似,包括大型顯示器和座椅。對于乘客,客艙將采用更大的舷窗,位置更靠近眼睛高度。

  迄今,航空公司已經對這種飛機表現出了充分的信心。777X在2013年迪拜航展上啟動,當時獲得了259架訂單和承諾訂單,包括漢莎航空34架、阿提哈德航空25架、卡塔爾航空50架和阿聯酋航空150架。按照目錄價格計算,這些訂單和承諾訂單的總價值超過了950億美元。777X現在是民用航空史上啟動訂單價值最高的機型。之后,國泰航空在去年年底訂購了21架777-9X。

  波音民機集團銷售副總裁John Wojick表示:“我們的銷售團隊與世界各地的客戶進行接洽,他們對777X的反饋非常積極。作為行業領袖的他們都認同777X將給市場帶來的卓越價值,并對波音的新產品技術充滿信心。”

  曾在波音防務、空間與安全集團任職的Feldmann說,他的團隊吸引了來自公司各個部門的員工,擁有廣泛的經驗。但參與777X項目的工程師中也有例外,比如Trostle,他曾在20多年前就幫助將777推向世界。

  作為參與777X機身設計的助理波音院士,Bruce Shull參與了現在飛行的每一種型號777的研發。
                   

Bruce Shull談到早期的777:“對于客戶和乘客,它們已經被證明是非常有價值的工具。我很樂意與新工程師們分享777項目率先采用的創新特征,并幫助他們為777X引入更多創新。”

  Beezhold說,成熟經驗與新知識、新技術的融合將帶來一種更高效和更先進的飛機,可以保持前代型號超群的可靠性并滿足客戶的需求。“我們希望能夠在堅實的基礎上繼續順利前行,并從不甚成功的歷史中汲取教訓用在這種飛機上。把777的傳奇繼續帶入未來,真是一個讓人興奮的使命。”
 

 
關鍵詞: 波音 復合材料 機翼
 
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