夢想客機:美國波音787

作為美國波音公司歷史上最成功的新機型，波音787“夢想客機”在世界上最大的建筑物內制造，每架僅用四天時間即可組裝完畢，此外，它還是世界上第一種采用碳復合材料制造的商業飛機。

“造夢工廠”揭秘

在美國西北角，距西雅圖以北大約48公里的地方，坐落著世界上最大的建筑物——“造夢工廠”埃弗雷特鎮。它長1.2公里，寬530米，混凝土地板下面是多條長達2英里(約合3.2公里)的人行隧道；一個遍布整個區域的五層樓高的結構內，設有會議室、辦公室和咖啡廳。在這個奇特、龐大的“宮殿”內，居民或乘高爾夫球車，或騎自行車四處活動。由于整個建筑如此之大，雨水溢流池(西雅圖冬天必需之物)足以令一艘遠洋客輪漂浮起來，另外，它還配有自己的消防隊……但“造夢工廠”埃弗雷特最令人矚目的地方既不是它的結構本身，也不是其城鎮大小的規模，而是其中蘊藏的故事。

在同一個屋檐下，共有26輛安裝在屋頂的吊車和一百萬個電燈泡，大約3.3萬人正在參與一場關系到航空旅行未來的價值數十億美元的“賭博”。據了解，設在埃弗雷特的波音工廠最初是專門為波音747建造的，它可以容納15架處于不同制造階段的噴氣式飛機以及大量機翼、機尾等其他機身零部件。在其中一個車間，停放著4架噴氣式客機，技術人員和工人們正蜷縮在里面工作。在尋常人看來，波音787“夢想客機”與別的客機無異：圓形頭部、三角形尾部、細長的管狀機身和優雅的弧形機翼。但業內人士認為，如果說波音787“夢想客機”正在改變世界航空業，那它也是以一種無形的方式改變：人們即便不進行深入探究也可以明白，發生在埃弗雷特的故事將對客機的設計和制造產生革命性影響。

波音787“夢想客機”是波音公司啟動“波音777計劃”14年后推出的首款全新機型，每架造價在1.5億至2億美元之間，它采用的是英制勞斯萊斯發動機，如果按市值計算，波音787四分之一算是“英國造”。作為第一種主要采用碳復合材料制造的商業客機，波音787“夢想客機”于2009年12月首次亮相，那次從埃弗雷特飛往不遠處的波音機場(位于西雅圖以南的一個機場)的短暫航程帶給了人們無限的驚喜。但“夢想客機”的未來卻任重道遠。

波音“夢想客機”全球造

據了解，碳纖維合成技術至今已有數十年的歷史，自20世紀80年代以來，該技術就已廣泛應用于試驗飛行和軍事航空領域。波音787作為第一種主要采用碳纖維材料制造的商業客機，其機體的70％全部采用合成材料制造。碳纖維技術即把碳纖維絲植入樹脂中，然后將一層層的碳纖維夾在別的材料之間以使碳纖維絲處于不同方位。研發人員指出，利用這種技術制造的材料不僅輕便，而且其硬度可達到鋼材的四倍。在結構上，波音787“夢想客機”機身全部由長方形的金屬板構成，關鍵部位由成千上萬個鉚釘固定，然后再使用合成材料打造整個機身的管狀截面，最后，只需通過很少的扣件就可以達到固定少數部件的效果。值得一提的是，波音787“夢想客機”的制造過程突破了以往先將機身結構組裝完畢，再安裝所有的布線、管線和其他機載系統的陳舊方法，開創性地采用了先將機身整個部分外包，造好以后再在埃弗雷特進行組裝的先進技術。

波音史上最成功的機型

預計到2013年，波音計劃每個月可交付10架波音787，任何時候都有4架波音787在生產線上等待組裝。屆時，竣工的飛機會被很快拖上波音架設在外面的一條專用橋梁，再直接運往附近的機場使用。此外，波音787“夢想客機”還使用了“音速巡航者”提出的技術以及慣用的機體設計理念。但其中最受矚目的還是全面采用復合材料設計的波音787主體結構設計，研發人員將該復合材料的比重提高了50％以使飛機的造型更富動感。此外，復合材料也不會像鋁合金那樣容易發生疲勞和腐蝕現象，不僅重量輕便，而且更加節能環?！ㄒ?87“夢想客機”因使用了新型發動機、更多輕便型復合材料、更高效的系統及先進的氣動性能，所以它可比當今同尺寸的飛機節省多達20％的燃油。

在內部設計上，波音787“夢想客機”還采用經過聲學處理的發動機進氣道和鋸齒形短艙。此設計主要是在發動機后部配有特色鋸齒形邊緣及針對發動機和發動機外殼進行的其他特殊的設計處理，以確保所有的85分貝噪音(等同于在路邊聽到的喧鬧的車流聲)不超出機場邊界。

長途旅行變得更舒服

從乘客角度看，波音787“夢想客機”的創新主要體現在兩個方面：首先，它可有效減少乘客暈機、嘔吐現象的發生。由于波音787“夢想客機”塑料機身強度較以前有顯著增加，因此其客艙舷窗比任何現役或研發中的機型都要大——比波音747的舷窗長約8公分，比波音767的面積大65％。屆時，坐在中間座位的乘客可以看到地平線，這不僅改善了機上的景觀，而且還可以讓乘客感到舒適。其次，舷窗使用了會“自動變暗”的智能玻璃設計，波音稱此種智能玻璃為“電子窗簾”。使用者只需按一下按鍵，舷窗就會慢慢變暗，直到幾乎完全不透光。此外，客艙照明全部采用LED燈，此種燈光可以有效減少乘客頭痛、暈眩及疲勞癥狀的發生。而可增大到1800米高度氣壓的客艙設計，不僅“可讓乘客血液中多吸收8％的氧氣”，而且還可通過增加濕度來改善乘客的旅行環境。

(作者為中國科學院教授、知名科普作家)