问题

BOEING 787 为什么叫做梦想的飞机?

回答
“梦想飞机”这个名字,可不是随便哪个航空公司拍脑袋想出来的。它背后,是波音公司倾注了无数心血和创新,想要打破航空业的陈规,创造出一种真正颠覆性的客机。想当年,波音787的诞生,绝对是航空界的一场大革命。

为什么叫“梦想飞机”?

这个名字,最直接的来源是波音公司在项目初期,为了凝聚人心、传递愿景而提出的口号。他们希望这款飞机能够真正实现很多飞行爱好者和航空公司的“梦想”——更舒适的飞行体验、更低的运营成本、更环保的飞行方式,以及更先进的科技。

但“梦想”之所以能落地,绝不是一句简单的口号,而是实打实的技术革新和设计理念的落地。我们就来好好聊聊,它究竟是如何一步步成为“梦想”的:

1. 材料的革命:告别铝合金,拥抱复合材料

这是787最核心的改变之一。过去几十年的主流客机,绝大多数都是用铝合金制造的。但铝合金有它的局限性,容易腐蚀、疲劳,而且在长途飞行中,客舱的压力和湿度变化会让乘客感觉不适。

波音787,大胆地将机身和机翼的绝大部分(超过50%)都使用了碳纤维复合材料。你可以想象一下,这些材料就像是把无数根极细的碳纤维,按照特定的方向排列、粘合,然后高温固化而成。这带来了一系列惊人的优势:

更轻盈: 复合材料比铝合金轻得多。飞机轻了,燃料消耗自然就少了,这直接意味着更低的运营成本和更少的碳排放。环保,这是“梦想”的重要一环。
更坚固、更耐腐蚀: 碳纤维复合材料的强度非常高,而且不像金属那样容易受损或生锈。这不仅提高了飞机的安全性,也大大降低了维护成本。
更优美的曲线: 复合材料的柔韧性,让设计师可以创造出更流畅、更符合空气动力学设计的机身曲线。这不仅好看,还能进一步提升燃油效率。

2. 客舱体验的飞跃:让飞行不再是煎熬

很多乘客对长途飞行的印象,无非是狭窄的座椅、浑浊的空气、干燥的皮肤以及刺眼的灯光。787,就是要改变这一切。

更高的客舱压力: 传统飞机为了保证结构强度,客舱压力通常需要模拟到相当于海拔2400米的高度。而787可以将客舱压力模拟到相当于海拔1800米,接近于你在高山城市呼吸的空气。这意味着你身体摄入的氧气更多,能有效缓解长途飞行的疲劳感,让你感觉更精神。
更高的客舱湿度: 复合材料机身不像铝合金那样容易渗透水分,这使得波音能够将客舱的湿度控制得比以往更高。这意味着你的眼睛、皮肤不再那么干燥,乘客的整体舒适度得到了显著提升。
更大的窗户和智能调光: 787的窗户比传统飞机大得多,而且采用了电致变色技术(电子调光)。乘客可以通过按钮,让窗户从透明变为深蓝色,有效阻挡刺眼的阳光,而无需再使用那个有点儿掉漆的遮阳板。这不仅增加了乘客的视野和“亲近天空”的感觉,也让客舱的整体氛围更加舒适。
更安静的客舱: 787采用了更先进的发动机,以及对噪音进行优化的设计,使得飞行中的噪音水平显著降低。在机舱内,你几乎听不到引擎的轰鸣声,取而代之的是一种更宁静的环境,这对于休息和放松来说至关重要。
更好的空气过滤系统: 787配备了先进的空气过滤系统,能够更有效地去除机舱内的异味和微粒,提供更洁净的空气。

3. 技术的全面升级:更高效、更智能

除了材料和客舱,787在各个方面都进行了技术革新。

更高效的发动机: 787配备了通用电气GEnx和罗尔斯·罗伊斯遄达1000这两款新一代发动机。它们采用了许多先进技术,比如更大的风扇直径、更低的涵道比,以及更先进的燃烧室设计,使得燃油效率比上一代发动机提高了20%以上。
先进的电力系统: 传统的飞机大多依赖液压和气压系统来驱动各种部件(比如襟翼、起落架)。787则大量使用了更高效、更可靠的电力驱动系统。这不仅减轻了重量,降低了维护的复杂性,也进一步提高了燃油效率。
更先进的航电系统: 787采用了集成化的航电系统,驾驶舱更加数字化和智能化,大大减轻了飞行员的工作负担,提高了飞行安全性。

4. 运营成本的降低:航空公司也爱“梦想”

“梦想飞机”不仅是乘客的梦想,也是航空公司的梦想。

更低的燃油消耗: 前面提到的材料和发动机技术,直接转化为巨大的燃油节约。在油价高企的今天,这对于航空公司来说是巨大的成本优势。
更低的维护成本: 复合材料的耐用性,以及更简化的电力驱动系统,都意味着更少的维护次数和更低的维护费用。
更长的航程和更大的载客量: 787系列有多种型号,能够满足不同航线和载客量的需求,提供更灵活的运营选择。

挑战与磨砺:通往“梦想”之路并非一帆风顺

当然,任何一项划时代的创新,都不会是一帆风顺的。787在研发和早期运营中,也遭遇了不少挑战。比如,电池起火的事件,以及在复合材料制造和装配过程中遇到的一些技术难题。这些都一度让项目陷入困境,也让人们对“梦想飞机”产生过质疑。

但正是通过不懈的努力、大量的投入和不断的改进,波音克服了这些困难。这些经历,也让787变得更加成熟和可靠。

总结一下,为什么787被称为“梦想飞机”?

因为它不仅仅是一架飞机,它是航空业对未来飞行的一次大胆想象和实践。它在材料、乘客体验、技术应用和运营效率上都实现了重大的突破,试图让飞行变得更舒适、更安静、更环保、更经济、更安全。它承载了人们对于美好飞行体验的向往,也代表了波音在创新道路上的一份执着与追求。

所以,“梦想飞机”这个名字,是对它所有革新和突破最贴切的概括。它不仅仅是一个代号,更是对航空业未来发展方向的一种期许和承诺。

网友意见

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787梦想客机的(Dreamliner)名字是网上征名投票来的,但是我觉得这个名字特别好。它不仅能表达787所应用技术的先进,还要一层重要的含义,它的定义和先进技术所达到的的高效实现了二线城市跨洲国际航班的梦想。

787项目的由来

不同于汽车工业,几年就有一次型号迭代,新技术投入的周期非常短,在航空工业,这一切的发生都是慢动作。作为一架全新设计(clean sheet)的飞机,波音在787激进地应用了大量革新技术。

其实最初波音提出了一个更为大胆的飞机型号音速巡航者(sonic cruiser),这台长相怪异的客机可以以0.98马赫(也就是贴近音速)巡航,超过现有客机0.9马赫。然而代价是15-20%更多的燃油消耗,对于旅客来说可以更快达到目的地,对于航空公司来说,可以在同样时间内飞更多往返,能卖多几遍机票。

然而911事件后,航空市场和航空工业爆冷。油价上涨,虽然油价上涨通常对于新机市场更有利,但是谁让这玩意油耗比现有机型还高。音速巡航者流产,波音要做一台更高效,油耗更低的飞机,2005年,波音正式授予它波音家族命名,787。

787的技术先进性

787在777的超临界机翼上又进行了改进,其融合式翼尖小翼效率也超过传统鲨鱼鳍小翼,尾翼的气动也应用了更先进的设计。

787的机头气动外形也更为流线,而一个已经存在的机型更新是无法修改机头气动外形的。因为这样做就需要改驾驶舱,从而使得飞行员需要重新培训,为航空公司带来巨量运营成本,不会有人买账。

即使是对飞机毫无sense的人也能从787优雅的外形感受到,貌似这飞机比其它先进那么一丢丢。

787机身机翼应用非常大量的复合材料,比例达到了50%。而这部分生产工作,很多都是在日本完成的,所以日本的航空工业实力非常强,绝不能小看。

碳纤维不同于铝合金,这玩意不导电,在雷击面前脆弱不堪。所以787的碳纤维编织中加入了金属网,来防雷击。此外,787的复合材料中还埋入了光纤以检测机身状况。除了先进的复合材料以外,还增加了钛合金的应用。

GE的GEnX和罗罗Trent1000作为787的发动机选项,这两款都是非常高效先进的发动机,比早了几年的A380配套发动机GP7200和Trent900都要先进一个台阶。

两款发动机外壳还都装了锯齿形喷嘴(chevron nozzle)降低了排气噪音,提高乘坐舒适性。

而787还史无前例的允许飞机随时更换另外型号的发动机,这两款发动机都有相同的标准接口,相互兼容。(发动机就不多写了,航发的内容可以看我其它回答文章)

787的客舱也换上更高效的LED光源,而在乘客角度,它最有辨识度的就是它的窗户了,不光尺寸巨大,还能变色。

不同于其它所有型号窗户有个遮光板,787的玻璃采用了应用电致变色原理的玻璃,可以说非常有科技感了。

但是从航空工程师角度,787最革新的技术还是它更大量电气化设计理念(more electric aircraft)。例如制动系统使用电驱动,而不是以往的液压,机内数据传输则是通过计算机局域网。

而其中最大的亮点在于它的客舱进气不再来自于发动机压气机抽气。

传统喷气式客机的客舱进气都是来自于发动机压气机的抽气,这不可避免的会掺入极少量飞机发动机轴承润滑油蒸汽,这玩意有一定毒性,虽然计量小不太影响,但是能避免也是极好的。飞机例如机翼的除冰也靠发动机抽气,但是787改用电加热了,大幅提高效率。

除了发动机进气口的除冰以外,787没有地方再需要发动机抽气了。避免了抽气引起的发动机效率下降。而客舱进气则是来自于一套复杂的空调系统,这套系统使得客舱气压更高(更接近于地面),配合飞机其它系统设计,湿度也更高,大幅提高乘坐体验。

787应用的先进技术远不止上面提到的,但是光是这些也足够撑起“梦想”这两个字了,但“梦想”还有另外一层含义。

787独特的定位

通常飞跨洲远程航班的飞机是比较大的,载客量比较大,二线小城市的跨洲航线不太容易塞满,航空公司肯定不愿意去开这种航线。

但是787-9(用-9举例子)虽然三级布局仅有260座,但是航程却达到甚至超过了有点丧心病狂的15000公里。而略大的空客A330航程只有11750-13450公里。

座位数少容易塞满,两台发动机维护成本低于四台,而且效率很高,每座油耗并没有因为飞机尺寸小而上升反而低于其它市场现有更大的飞机。这就可以实现二线城市跨洲直飞的梦想,航空公司同样也可以赚到钱。

开辟跨洲航线,不仅是可以提高城市国际形象(为啥国内二线城市对国际航班疯狂补贴?),还能增加国际间的经济往来,跟“要想富,先修路”一个道理。往往这些城市的经济存在不足以支撑大型客机的定期航班。

所以787这么小的宽体机,却有这么大的航程,它的成功不仅是先进技术的支撑,更有它精准的市场定位和顶层设计定义。

技术上再优秀的飞机,顶层设计定义没有符合市场需求,结果也难好,比如空客A380:

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