揭秘波音787飞机:出自全球最大“造梦工厂”

民航

　2010-09-08 新浪科技 孝文

　　图1：美国波音公司埃弗雷特总装线上的波音787。

　北京时间9月8日消息，据国外媒体报道，作为美国波音公司（Boeing Co.）历史上最成功的新机型，波音787“梦想客机”在世界上最大的建筑物内制造，每架仅用时四天即可组装完毕，它还是世界上第一种采用碳复合材料制造的商业飞机。但是，这种革命性新型客机能否在与欧洲空中客车公司（Airbus S.A.S.）的竞争中胜出呢？

“造梦工厂”揭秘

　　在美国西北角，距西雅图以北大约30英里（约合48公里）的地方，坐落着世界上最大的建筑物，整个埃弗雷特镇都被这个建筑物占据。它长0.75英里（约合1.2公里），宽0.33英里（约合530米）。在混凝土地板下面，则是多条长达2英里（约合3.2公里）的人行隧道，与此同时，在遍布整个区域内的一个五层楼高的结构内，设有会议室、办公室和咖啡厅。
　　这个奇特、庞大“宫殿”的居民或乘高尔夫球车，或骑自行车四处活动。由于整个建筑如此之大，雨水溢流池（西雅图冬天必需之物）足以令一艘远洋客轮漂浮起来，另外，它还有自己的消防队。然而，“造梦工厂”埃弗雷特最令人瞩目的地方不是结构本身，也不是城镇大小的规模，而是里面发生的故事。

　　图2：波音787正视图。

　　在同一个屋檐下，共有26辆安装在屋顶的吊车和百万个电灯泡，大约3.3万人正在参与一场关系到航空旅行未来的价值数十亿美元的“赌博”。设在埃弗雷特的波音工厂最初为波音747设计，可以容纳15架处于不同制造阶段的喷气式飞机，以及大量机翼、机尾等其他机身零部件。在其中一个车间，放着4架喷气式客机，技术人员和工人们蜷缩在里面工作，一定程度上衬托出整个建筑的规模。
　　在寻常人看来，波音787“梦想客机”与别的客机无异：圆形头部、三角形尾部、细长的管状机身和优雅的弧形机翼。实际上，如果波音787“梦想客机”正在改变世界航空业，也是以一种无形的方式改变。但是，即便不进行深入探究，我们也可以明白，发生在埃弗雷特的故事将对客机的设计和制造产生革命性影响。
　　据悉，波音787“梦想客机”是波音公司启动“波音777计划”14年后推出的首款全新机型，每架造价在1.5亿至2亿美元之间，使用英制劳斯莱斯发动机，按照价值计算，波音787四分之一算是“英国造”。作为第一种主要采用碳复合材料制造的商业客机，波音787“梦想客机”在2009年12月首次亮相，从埃弗雷特飞往不远处的波音机场（位于西雅图以南的一个机场），然而，“梦想客机”未来的道路远比这漫长和复杂。

波音与空客新一轮较量

　　今天，世界客机制造行业只有两个重量级参与者——波音和空客，而且它们还始终是死对头。在一个接连遭受危机（前几年是金融危机，今年是火山喷发的影响）重创的行业，企业生存的关键在于效率，现在这一点比以前任何时候都体现深刻。在这个世纪之交，空客开始投入巨资，开发拥有550个座位的双层客机空中客车A380。空客开发空中客车A380客机的主要动机是，每次飞行可以携带更多乘客，从而更经济划算，同时，飞行次数减少又会降低人员和燃料成本以及对环境的冲击。就现在的情况来说，这是十分合理的理论。

　　图3：用于烧制碳合成材料的巨型高压釜。

　　然而，波音却走在与空客截然相反的道路上。这家美国公司不是制造用以往返于大城市（例如纽约或伦敦）之间的飞机，而是侧重于开发为更多机场服务的相对较小的飞机，使航空公司可以提供更多目的地之间的直航服务。另外，按照波音设计师的设想，客机更小还有别的优势，空中客车A380会造成航班延误，因为它的凝结尾流与其庞大身躯是相当的，某一飞机与空中客车A380之间的距离必须超过与其他飞机之间的距离。这意味着，一旦空中客车A380确定了航线，每次起飞的间隔必须更长。
　　于是，波音决定不与空中客车A380发生直接竞争，而是瞄准他们所认为的更大市场——那些更换日益老化的中型飞机的航空公司。制造新型飞机投资巨大，整个项目可能会让波音投入达450亿美元。仅仅波音787的设计，在Cray超级计算机上就用时80万个小时。在航空制造业，企业不得不将数十亿美元投入到长期计划中，同时又不清楚未来会怎样。波音通过建立被称为是所有行业中最长、最复杂的供应链，将生产外包于世界各地，力图将风险降至最低程度，同时开始史无前例地采用碳纤维材料。

波音“梦想客机”全球造

　　碳纤维合成技术已有数十年的历史，自20世纪80年代以来，广泛应用于试验飞行和军事航空领域。不过，波音787是第一种主要采用碳纤维材料制造的商业客机：70%机体使用合成材料制造。碳纤维丝被植入树脂中，然后将一层层的碳纤维夹在别的材料之间，以便令碳纤维丝处于不同方位。利用这种技术制造的材料既轻又坚硬——强度至少是钢材的四倍。
　　金属机身一般由长方形金属板构成，然后用成千上万个铆钉固定，使用合成材料，整个机身的管状截面可以作为整体制造出来——基本上是在一个巨型炉子（称为高压釜）烧制碳合成材料。接着，只要通过更少的扣件就能将更少的部件固定。这使得波音公司可以重新考虑整个制造过程。波音不是像以前那样，将机身结构组装完毕，然后再安装所有的布线、管线和其他机载系统，而是将机身整个部分外包，造好以后再在埃弗雷特进行组装。

　　图4：波音787的起落装置。

　　波音787项目发言人伊冯娜·里奇（Yvonne Leach）说“过去二十年来，我们与一些合作伙伴携手制造某些飞机零部件。事实上，这个项目的独特之处在于，布线、各个系统和电子仪器全部在机体内安装好了。以前，我们可能不会进行这样的系统整体组装。”这不仅节省了开支，最终还使每架飞机仅用时四天就组装完毕。
　　波音787的机体部分在美国17个州和10个国家（包括英国）的50个地方进行组装。如此程度的外包要求波音必须建立起自己独有的运输飞机。于是，波音公司将可以放下波音787整个机身和机翼的四架波音747客机改装为“梦想飞机”的运输机；这些飞机最远可以飞至意大利南部，将完整的“梦想飞机”部件运回埃弗雷特。
　　所以，整条供应链有许多联系，只要其中一环出现问题，就会对整个研发计划造成严重影响。在波音787研发期间，有些部件交付日期延迟，有些还需要进一步完善。在波音787项目启动接近两年的时候，波音公司被迫将整体项目推迟数周，以保证供应链的每一环都能赶上进度。

因故屡次推迟交付

　　波音787原定于2008年5月交付其第一个客户——全日本航空运输公司（All Nippon Airways Co.，简称“全日空”），后推迟至2010年12月。而在波音787今年7月在英国法恩伯勒国际航空展初次亮相以后，波音公司又承认，波音787交付全日空的日期可能会推迟至2011年初。然而，波音787遇到的种种挫折对饱受全球经济低迷困扰的航空公司来说或许是个福音。
　　汤姆森航空公司（Thomson Airways）是英国国内最早订购波音787的航空公司。该公司执行董事克里斯·布朗尼说：“推迟交付是不幸的，令人十分沮丧，但对我们来说并不是太糟糕的消息。大多数航空公司现在都出现了问题——他们在经济上升时期订购飞机，却在经济低迷时期接收。所以，当波音787在2012年交付时，希望经济届时能再次好转。”
　　乘客不会看到波音787的技术革新，虽然波音公司宣称乘客会亲身体验到诸多益处，消除长途飞行带来的不利影响。例如，所有客机的机舱都经过加压设计，压力一般相当于身在海拔8000英尺（约合2438米）的高处。波音787机舱压力被进一步增加，以复制在6000英尺（约合1830米）高处的条件：这应该会提高舒适度，帮助缓解时差影响。机舱内的相对湿度还会提高，所以，干燥皮肤和眼睛的刺痛感会得到缓解。机舱照明设备光线还可根据白天与黑夜转换进行设置，帮助长途旅行者适应新时区。
　　在航空公司看来，波音787系统的每个微小变化都会对航空技术具有重大影响。大多数依赖液压技术的系统都被电子设备所替代。电脑会发现问题并自动提醒地勤人员对这些问题进行修理，甚至是在飞机飞行的时候：所以，如果豪华经济舱卫生间的电灯泡坏了，目的地机场的维护人员会得到通知，在飞机降落时准备好新电灯泡。
　　这样一来，航班之间的周转时间会加快，确保航空公司可以将航班延误降至最低程度。当飞机从涡流中穿过时，机载软件会对振动做出回应，迅速对飞机控制表面做出微调，令飞机稳定在驾驶员无法取得的水平。

更为舒适的乘坐体验

　　当然，那些为购买波音787已预付数百万美元定金的航空公司对这种新型客机寄予厚望。布朗尼说：“我们认为，相比当前其他所有飞机，这种飞机可以将乘客体验到各种益处，比如速度更快、机票价格更低、更舒适。当你乘坐这种飞机，时差感会更轻微，抵达目的地时精神更饱满，飞行更稳定。”
　　在距西雅图以南几英里的波音客户体验中心，有一个模仿波音787内部结构制造的全尺寸模型。看到它，你最先想到的是空间感。模型下面是一个高度惊人、穹顶状顶棚，里面闪现着蓝光和特大尺寸窗户，令人感觉像是走进了高档餐厅的大堂。波音相信，如果我们真正认为这是飞行的话，我们会更加享受这种感觉，而不是在登机和到达目的地之间忍受数小时的拥挤。
　　波音公司乘客满意服务部门区域经理柯林·莱恩博尔特（Colleen Rainbolt）解释说：“长期以来，飞行就是一种让人类无限痴迷的事情。今天，当我们让乘客走进波音787，我们除了提醒他们一点（即他们将参加我们所认为的奇迹般的体验）以外，不用做任何事情。”这是波音787机舱穹顶过道设计背后的意图所在，也是机舱内部颜色以蓝色为主色调的原因。

全新的设计理念

　　虽然是专为波音787客机提出，这一理念由于表现突出，波音已将其重新应用于其他生产线，开始运用同一种理念对波音747和波音737进行装饰。它被称为“天空”（Sky）。为了在与空客的竞争中保持领先地位，现在，除了他们同意的第三方可选项外，波音还向航空公司提供自主选择机舱内部设计服务。
　　目前，每家航空公司必须提前选择他们自己的机舱固定设备和装饰，然后提供给波音，由后者将它们安装在机舱内。在靠近埃弗雷特工厂的“梦想客机”图片馆，有许多房间专门用来展示波音787的座椅和厨房设备、照明设备和飞行娱乐系统、8套不同类型的内部塑料墙、不同类型的卫生间、激励适用于每家航空公司品牌定位的“情绪收集板”，以及一个满是织物样本的房间。
　　统一机舱内部设计标准不会省钱，但会节省时间——时间可以让波音加快波音787生产速度。到2013年，波音计划每个月交付10架波音787，任何时候都有4架波音787在生产线等待组装：每一架都有条不紊地进入制造过程，一旦完工，工厂大门打开，竣工的飞机被拖走，经过波音架设在外面一条四车道公路上的专用桥梁，拖到附近的机场。

波音史上最成功新机型

　　2005年，全日空从波音公司订购了55架波音787飞机，如今，5年过去了，这家日本航空公司仍是787飞机的最大买主，澳洲航空公司（Qantas Airways Ltd.）和加拿大航空公司（Air Canada）分别以50架和37架紧随其后。截至目前，波音接到的787飞机订单数量达847架，价值1500亿美元，令其成为波音94年历史上最成功的新机型。
　　波音和空客都清楚，他们是在进行一场豪赌，对于双方来说，这也是一次值得冒险的豪赌。波音给拥有40年历史的波音747重新注入活力，虽然新机型的销量不温不火，主要集中于货运型而非客机；空客也设计了与波音787相同大小、主要采用复合材料制造的空中客车A350，作为对波音“梦想客机”的直接回应，尽管尚未试飞，但已经接到500架的订单。
　　在法恩伯勒国际航空展上，空客公司员工也有机会首次看到波音787，该公司首席执行官托马斯·恩德斯（Thomas Enders）承认，这是一款“非常优秀的飞机”，但他同时指出，“我们的A350会更好。”
　　波音与空客唯一的分歧大概在于，他们对商用飞机市场的评估。空客认为未来20年，空中客车A380大小的飞机需求量将是波音所认为需求量的两倍。这种对市场的认识确实会决定企业的成败。究竟是波音还是空客对未来市场走势预测更准确，只有时间能告诉我们答案。