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明天的飞机:更坚固、更舒适,主要是塑料

波音787及其未来的竞争对手空中客车A350 XWB将由金属和复合材料制成。复合材料在这些飞机中的广泛使用将使乘客乘坐更舒适,并使飞机更高效、更环保。

如果你在十年后乘坐长途国际航班,那么携带你的飞机很有可能是由塑料和金属制成的。

但不仅仅是任何塑料制品。未来的客机将广泛使用先进的碳纤维复合材料,比它们所取代的铝部件更坚固、更轻。

波音新的787双引擎宽体客机将于2008年投入使用,其整个机身将由复合材料组成。787机翼的蒙皮和翼梁也是由复合材料制成的,尽管从前到后塑造和加固机翼的肋是铝的。

波音787的首席项目工程师Tom Cogan说:“我们观察了飞机的每个部件是如何装载的,并为每个给定的应用程序选择了正确的部件。”例如,波音公司使用钛作为将787机翼连接到机身的大型配件,因为“它非常轻,在高负载情况下表现非常好。”

今天的飞机使用复合材料,但没有达到787及其未来竞争对手空中客车A350 XWB的程度。Cogan说,复合材料占787的“大约50%”。A350 XWB要到2013年才能投入使用,其复合材料比例将超过60%。

空中客车公司是第一家在客机的承重部件和飞行控制表面使用复合材料的制造商,但波音公司在20世纪90年代设计大型双喷气式飞机时,选择在777的地板梁上使用复合材料。

复合材料具有几个主要的设计优势。除了非常轻便和坚固之外,它们不会腐蚀,也不会受到金属疲劳的影响。

Cogan说,最早建造的777最近进行了第一次“严格检查”——主要的结构检查期间,飞机基本上被拆开、彻底检查并重建——它们的地板梁是“原始的”。“我们还没有卖出一根备用地梁。”

这对航空公司来说是个好消息。在正常运行过程中,它们的喷气式飞机会受到极端高温和低温的影响,尤其是在越洋飞行中,它们会在潮湿、含盐、腐蚀性的空气中长时间飞行。

在更大程度上使用复合材料将使客机更可靠,让航空公司在降低维护成本的同时更多地飞行。它还将使客机更轻,降低燃料成本,并允许它们在最大起飞重量下搭载更多的乘客和货物,或飞行更长的距离。

明天的复合型客机也将改善乘客的飞行体验。

由复合材料制成的航空内衬机身消除了对金属疲劳和腐蚀的恐惧,这种恐惧一直制约着设计师。客舱的空气会更浑浊,保持在更高的压力下,这样乘客就不会感到脱水,也不会发现自己喘不过气来。

在今天的日落中呼吸就像在8500英尺高的山顶上呼吸。但787将有一个6000英尺的机舱,使其更容易呼吸。

乘客窗口也可以大得多。每扇787飞机的窗户都比现在的机舱窗户大30%左右,窗户的高度差异尤其明显。787的窗户将延伸到座椅靠背上方,因此坐在过道之间的乘客可以看到外面。

“我们喜欢说每个座位都是靠窗的,”科根说。

在这些优势的基础上,波音公司采用了其他技术,让乘客在787飞机上感到舒适。

它使用LED照明来创造一个随时间变化的客舱照明环境,从黎明和黄昏时宁静的柔和色调到傍晚时明亮的白天照明和柔和的午夜蓝色阴影。

此外,787机舱环境控制系统不仅使用高效空气过滤器来保持空气中没有像病毒一样小的颗粒,而且波音公司还引入了一个气体空气净化系统来清除更小的分子,以保持空气中的香气。

科根说:“实际上,船上的空气会比外面的空气更清洁。”

由于高空的室外空气非常干燥,但人们会产生湿度,波音787飞行员会告诉飞机的电脑机上有多少人,电脑会通过从室外吸入更多或更少的空气来管理机舱湿度水平。787不需要机舱加湿器。

乘客们不会注意到787和A350 XWB使用的所有先进技术。但他们会注意到的是使用动态载荷减轻来减少阵风。

当飞机开始应对横向和垂直阵风时,机头上的传感器会感应到这些阵风,使其飞行计算机能够立即移动飞机的飞行控制表面,以减少负载。这意味着飞机可以采用更精确的设计结构,但更重要的是,对乘客来说,飞行会感觉不那么颠簸。


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