Boeing 787-Dreamliner

yonghion

Boeing 787-Dreamliner



在本次航展上,波音公司找准了机会向欧洲空中客车A380发起了反击,进一步捍卫自己在世界航空届"老大"的地位,倾情向世界展示新机型B-787飞机!

波音在787项目中注重技术创新和供应商管理的改革。它一方面通过大幅度提高复合材料在机体结构中的用量，采用先进的发动机、新型航电和电气系统，使波音787的燃油消耗和座英里成本比现有飞机分别降低20%和10%；另一方面大大提高了系统一级供应商所要完成的系统综合化水平，使供应商数量从波音777项目的数百个减少到近50个，使之实现了向大规模系统综合商角色的转变。
　　波音787"梦想飞机"是波音公司为其孕 育中的产品计划--波音787起的一个寓意广泛的名称。它既可以理解为是一个满足乘客追求未来更安静、更舒适航空旅行环境的梦想，也可解释为是为航空公司客户创造低成本、高性能产品的梦想，还可以认为是波音努力保持其在民用航空技术领域领先地位的梦想。
　　

　　用户更看中先进技术带来的长期经济价值
　　全日空一笔50架波音787的发起订单，曾经创下了宽体商用喷气飞机单笔发起订单之最。当被问及波音787究竟什么地方更具有吸引力时，全日空的总裁兼首席执行官大桥透露，不是波音的底线价格，而是波音在787计划推进过程中一直强调的"长期的技术价值理论"。全日空的工程技术人员对波音787良好的评价，也与它所采用的多项技术改进和技术创新所带来的更高效费比有关，如该机的发动机因取消引气系统而具有的较高效率；复合材料机身除能减轻结构重量和减少结构疲劳外，还能为旅客提供更大的客舱视窗和更利于健康的乘坐环境等。正如波音公司所期待的，提高787项目中"技术驱动"的分量，是使之在短短一年多时间里获得如此大市场成功的关键。


　　技术创新是波音一如既往的追求。纵观波音公司商用喷气运输机的发展史，虽然，一些竞争方案也曾出现过由于技术太超前，风险过大或市场一时难以接受而不得不下马的情况，但垄断全球400座级以上商用飞机市场长达30年之久的波音747飞机和世界上第一种采用双发布局的远程宽体波音777客机，都是其大胆采用创新技术的成功范例。
　　波音787项目在系统招标之初就对使用新技术提出了明确的要求，并将新技术作为市场推介和媒体宣传的重点。面临羽翼日丰的欧洲空中客车公司的咄咄攻势，波音787已经成为波音重振雄风的希望。
　　到目前为止，波音787所采用的具有开创性的技术已逐渐露出水面，它们包括：首次启用了电刹车系统，将环控系统由传统的发动机引气系统驱动改为电驱动，由此，波音787堪称商用大型喷气式飞机中的第一种近乎的"全电飞机"；采用开放式结构的中央计算机而不是传统的数十个独立的总线，控制整个飞机的航空电子和通用系统；主机身结构所用复合材料占结构重量的50%，远远突破了大型商用喷气运输机的传统用量（目前最高水平在25%左右）。



　　波音公司对波音787项目供应商管理模式进行的改革，彻底改变了这种局面。它大大提高了系统一级供应商所要完成的系统综合化水平。例如，汉胜公司将直接负责研制波音787的电气系统、客舱增压系统和环控系统、辅助动力装置以及冲压空气涡轮和其他系统，同时还为罗罗公司为波音787研制的遄达1000发动机研制发电机变速器。
　　事实上，汉胜公司能够在波音787电气系统领域赢得这样多的工作份额和这样广泛的工作领域，并不是一种偶然，它恰恰反映了波音在产品供应商管理模式认识上的转变，即希望尽可能减少一级供应商的数量，并让一级供应商更多地变成综合系统供应商/设计部门，让他们尽可能多地担负起自行发展、设计和制造综合系统的任务。


　　另外一个例子是，法国的梅西耶·道蒂公司被波音公司选中，成为波音787 主起落架和前起落架部件供应商，负责主和前起落架结构的设计、开发、试验、制造和一体化。而过去起落架的结构设计工作是由波音自己负责完成的。这同时也是波音以寿命周期生产小组（LCPT）的形式与供应商建立工作关系的一个典型例子。
　　在波音787项目中，波音保留了总系统综合商的角色，负责整个供应商和合作伙伴的管理。例如，波音只负责选择史密斯公司为提供起落架作动系统供应商，而梅西耶·道蒂公司却要负责整个起落架项目的管理。波音还将整个波音787的制造工艺分解到由波音和供应商代表共同管理的寿命周期生产小组。
　　梅西耶·道蒂的起落架设计在年中波音的整个787最终结构设计完成之后才能开始，它现在与波音紧密合作，全力落实LCPT的方法。
　　　　波音十分强调787的重量问题，它要求比顿的工厂采用锻造的钛内筒，这在业内还是首次。总之，从波音787开始，其产品供应商已经成为波音公司真正意义上的合作伙伴，而不再是以往那样的纯粹部件供应商。他们必须充分发挥自己的创造力和经验，与波音共同将高质量的产品推向市场。其结果是，波音在787项目中的供应商数量从波音777项目的数百个减少到将近50个。而且多数供应商被选定的时间也比其他产品开发项目提前了一年半左右，以使他们能在波音787的设计决策阶段发挥作用。
　　总之，从波音787项目开始，波音的一级系统供应商能够更贴近飞机系统部件的设计工作，而过去这些设计工作基本都是由波音自己来完成的。在波音787项目中，波音与他的系统供应商处于一种实时合作环境中，大家采用相同的设计方法、流程和软件。波音与世界各地的供应商实施数据连接，实时进行各种分系统和部件研制和设计工作的沟通和讨论。

　　鉴于空中客车在产品通用性设计方面获得的成功经验，波音从他的787项目开始强调产品之间的共通性设计，这种共通性首先将在波音787和波音777系列飞机上得以体现。这两种产品在速度、航程和效率方面很相近。两者形成新一代混编机队，既有统一性又有灵活性，比单一机型更能满足广泛的市场需求，为用户带来更大经济收益。这两种机型进行飞行员转型培训只需3天或5天


　　复合材料应用取得重要技术进步
　　大量采用复合材料是波音787能够在设计、经济性、制造技术、维修技术各个方面全面取得重要进步的关键。外界曾经夸张地报道说波音787是全复合材料飞机。实际上，波音787机体结构大约有50%由复合材料制造，其中45%为碳纤维复合材料，5%为玻璃纤维复合材料。对比20世纪90年代生产的波音777，后者只有10%的结构部件由复合材料制造，包括7%的碳纤维和3%的玻璃纤维复合材料。

　　

   铝合金在波音787上的用量只占20%。包括机上采用的钛合金结构在内，波音787上应用的抗疲劳、抗腐蚀的机身结构材料达到61%。复合材料的采用大大提高了787机体结构抗裂纹扩展能力，并使检查变得更容易，通常只要用肉眼没有发现破坏，就不必进行修理。复合材料的耐久性也使波音787的外场维护间隔时间达到1000小时，而波音767和A330分别只有500小时和700小时。同样，787的D检时间也从波音767和A330的

服役后6年推迟到12年。
　　　　大量采用复合材料的主要优点在于，可使787的结构重量比通常采用铝合金结构的减轻了4500千克 。
　　另外，大量采用复合材料机体结构的附加优点还包括，能够使波音787客舱的窗子尺寸比目前商用飞机的增大30%，达到高约48厘米（19英寸）和宽约28厘米（11英寸）。这个数据意味着，如果一位身高为1.9米的乘客坐在靠窗的座椅上，他的水平视界将不再是客舱的壁板，而是窗外的蓝天。同时，由于复合材料结构有比铝合金结构更好的抗疲劳和腐蚀特性，还有利于提高客舱的压力和温度，给予旅客更加舒适的空中旅行享受。波音787客舱的气压从目前飞机客舱内相当于外界2400米的高度降至1800米。


　　电气系统获得重要技术突破
　　在实现波音787降低燃油消耗20％的设计目标中，有3%是由于系统技术创新的贡献。新的系统设计布局能有效降低系统对发动机功率的需求并减轻了系统结构重量。从波音787开始设计时起，其系统综合化程度远远高于任何以前的机型。波音787上共计只有30个独立的计算机系统，而波音777上大约有80个这样的系统。
　　
　　　波音787上共装有6台起动机/发电机，飞机两侧发动机上各装两台250千伏安的，APU上装两台225千伏安的。它们总共发电能力为1450千伏安，相当于传统飞机电力的4倍。这个发电机的尺寸足以胜任作为发动机起动机的任务。而这通常在大型涡扇发动机上需要用多个专门的轻型气源电动机来完成。这种改进能够解决电动机在低转速运转时，高扭矩要求所导致的电动机电流超过其额定电流的问题。
　　按重量计算，波音787发电机的比功率高于50%，其体积是目前同级飞机上发电机的2.5倍以上。这个三相发电机的输出电压比常规发电机高一倍，为230伏。电动机控制器内用的电压值甚至更高，达到了540伏。
　　电动机控制器以液冷方式冷却，他们负责将数百马力的电力分配到起动机、客舱增压系统和电液泵中。尽管这种方式效率更高，但可能会存在一定的维护问题。机上的厨用冰箱采用以丙烯乙二醇为冷却液的冷却回路。
　　波音787的机翼防冰也将采用电加热系统，而不是发动机引气系统。这是一个较大的，约100千瓦的电负荷。
　　

波音认为，这方面成熟的技术能够从广阔的工业市场上获得。近年来全球工业领域已经投入了大量的资金用于研发更好的电气系统设计。同时，电气系统比气源系统应用得广泛。例如，近年来工业界已投入数十亿美元进行的复合型汽车的研究成果就已对波音在787上采用电动机及其控制器产生了影响。
　

[ 本帖最后由 yonghion 于 24-3-2007 05:27 PM 编辑 ]

rasmuswil

沙发是偶得
谢谢你楼主








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blackbird

加油！

加10分以示鼓励。

可以放一些关于它的复合物应用和机翼设计吗？
这是它的特点，比较有兴趣。

rasmuswil

原帖由 blackbird 于 24-3-2007 05:42 PM 发表
加油！

加10分以示鼓励。

可以放一些关于它的复合物应用和机翼设计吗？
这是它的特点，比较有兴趣。

嗯嗯
偶也是
做么图片看起来很薄且向上弯







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.:.阿叻.:.

好贴
加油！！

yonghion

為了達到787的性能目標，波音在飛機各部分採用了不同程度的先進設計。



787氣動力設計

目前對於787氣動力設計有關的資料非常少，僅知787的機翼設計延續NG737(Next Generation)/777的超臨界機翼設計。超臨界翼的好處在於在高次音速時有較好的氣動力效率，可以減少燃料的消耗並增加飛機的性能，如飛行距離…等。除機翼採用超臨界機翼之外，其餘增加氣動力的設計還有流線機鼻與鯊魚鰭式翼端帆與尾翼，估計這些設計約可增加5％的氣動力效率。



787結構設計

波音787使用了「音速巡航者」（Sonic Cruiser）所提出的技術以及慣用的機體設計。其中受矚目的為波音787主體結構的大部分（包含機身和機翼）將採用複合材料設計，而不是現在常用的鋁合金，此外還使用鈦合金，其中複合材料所佔重量比例提高至50％，而飛機的形狀設計也因此而變得更富動感。複合材料不像鋁合金那樣容易發生疲勞和腐蝕現象，重量也比鋁合金輕，具有高比強度和易於設計的優點，因此波音787的維修費用會較同級機型更低，而速度更快，燃油更省，更具環保。



787材料應用

787發展之初，為了要選用複材還是鋁料做過多次的比較。鋁的優點是其施工容易且技術成熟，價錢方面也能夠降低成本，但近年來複合材料的發展，對於複合材料的特性已經完全能掌控質輕強度夠是複材的優點，且複材能夠埋入光纖管來監控飛機的狀況，對於後期的維護成本跟安全上都能達到最新的飛機需求，就是至少能夠性能提昇百分之二十以上。因此波音最後決定大量始用複合材料來當做787的主要機身、結構，且複材應用在引擎壓縮片跟主葉片的技術已經純熟，也降複才大量應用在引擎的葉片、引擎罩等部份。



787為了能夠跟市場競爭，並吸引航空公司的買氣，因此在概念設計時就已經定義出飛機的性能要超越舊型至少百分之二十以上，且重點在維修成本的降低跟維修的方便性與產品的可靠度，以下是波音在簡報上所提的性能需求

Lower airplaneempty weight
Less maintenance due to corrosion and fatigue
Lower cabin altitude
Increased cabinhumidity
Bigger windows
Fewer parts
由上面的需求可以知道為什麼7E7要用複合材料來當做飛機的主要材料，因為只有複材才能符合新的性能需求。

Lower noise
Reduced emissions
Lower fuel consumption
Higher reliability
Lower maintenance costs


787引擎

波音787除具有特殊機鼻設計、新翼端概念與雕塑垂尾結構等外型設計外，並提供兩種引擎架構作為選擇，分別為奇異（GE）的『GEnx』及勞斯萊斯的『傳特（Trent）1000』引擎，不同廠商的787引擎均有著相同的標準介面，因此航空公司可把飛機的引擎互換，不存在不相容的問題。



客艙設計

波音787的客艙比其他中型飛機要寬，座椅也比其他任何民用飛機的座椅寬許多，並採用兩行通道設計，客艙通道能使不太胖的乘客很容易繞過正在供餐的餐車。



燈光設計

機艙內以發光二極體（LED）提供照明，取代傳統使用的螢光管。飛機入口配以新穎的照明燈光，營造出頭頂即是天空的感覺，天空特色的艙頂一直貫穿整個客艙，一些區域還採用了弧形設計，使客艙實現了比例適當的房間式分區，機組還可以在飛行中控制天空特色艙頂的亮度和顏色。需要時，乘務員可以為乘客提供白天的感覺，而當乘客需要休息時，艙頂則可模擬美麗的夜色。

機艙以重複的大弧度拱形結構、動態照明以及飛行中可以由乘客調整透明度的電子遮光簾為特色，並利用可以變幻色彩及明亮度的LED陣列營造出模擬「天空」的天花板效果。



舷窗設計

787的舷窗比目前民用飛機中的大一倍，窗的位置亦更高，所以無論坐在飛機的什麼位置，乘客都能看到地平線。窗中則以「液晶體」調較機艙的光暗，減少窗外射入的眩光及維持透明。



其他空間設計

頂部行李艙是目前業內最大的，每個乘客都可將任一尺寸的拉桿式箱包置於艙內，而寬敞的盥洗室大得足以容納一個標準尺寸的輪椅。

波音787的空間設計概念提供顧客良好的機艙航行環境和舒適性，其加大空間讓乘客有更寬廣的活動空間，特殊燈光設計與LED使用讓人有種新奇的感覺。



资料来源 wikipedia

blackbird

你有更多B787的超臨界翼（supercritical wing）的资料分享吗？


对了，根据B787的主席Mike Bair，B787的复合物应用率可能会增加到51-52%，那现在的巴仙率是多少了？

[ 本帖最后由 blackbird 于 25-3-2007 12:10 PM 编辑 ]

yonghion

photo from boeing official website

[ 本帖最后由 yonghion 于 25-3-2007 12:17 PM 编辑 ]

yonghion

B７８７的使用物料（按重量)：61%复合物料，20%铝，11%钛，8%钢。按体积，787的 80%是复合物料。

我不是很清楚实际的巴仙率， 这是从wikipedia找到的。

至于B787的超臨界翼的资料我得询问一下有关的工程师。 由于B787的超临界翼属于航空界的新科技， 所以比较难得到有关的实际资料。

[ 本帖最后由 yonghion 于 25-3-2007 12:39 PM 编辑 ]

blackbird

我觉得61%composite是比较难相信因为787的主席也是希望能达到超过51%，61%太多了。请问有写那篇wikipedia的作者背景吗？

至于787的supercritical wing design,就期待你的消息了

在那之前，不妨到新人那边自我介绍下和大家交流交流嘛

http://chinese2.cari.com.my/myfo ... &extra=page%3D1

yonghion

根据波音的官方网站, B787的复合物只占便50%罢了.希望还有更新的资料吧. supercritical airfoil的资料, 我从wikipedia找到一些资料
http://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_aerofoil
这款设计主要是让飞机能有更快的飞行速度(cruise speed), 因为机翼的减少激波, 因此产生更高的阻力分歧马赫, 飞行速度也相对增加.

blackbird

我是想了解B787的supercritical 设计过程，机翼弯曲有影响吗？
一般上，这个设计常用在军机上以达至超音速，
它们是利用超薄airfoil（thinner wing ）来达成supercritical condition
那么这么薄的机翼在民航机上面到底有多大限制呢？由于还要盛装油和
别的器材等等，还有多大空间呢？

yonghion

嗯, 你不提我也没发现到这个问题哦, 我会再去找资料的.

jeff_love_peace

哇！很高科技．．．我喜欢．．．

yonghion

B787拥有更宽的CARGO空间, 由于机翼体型的限制, 所以会在CARGO的部分装一个大油箱(机翼里也拥有油箱, 但体积较小), 装油量为37,000-40,000加侖, 为了达到省油的效果, B787油箱里有装置一个惰性气体释放器, 这个能使飞机的耗油量减少, 另外, B787的机翼其实并不是我们想象中的那么薄, 只是在机翼的中段至尾段比较薄而已. 如有任何错误请更正我....
至于机翼设计的过程, 我迟点再找找资料.


ps:我的资料来源都是来自不同的网站, 所以如有什么错误的话记得要更正我哦..

blackbird

太厉害了。。。
有办法懂787的机翼volume 比一般的机翼少了多少？
"机翼的中段至尾段比较薄"
我看薄了很多。
那又是什么原因导致机翼弯曲起来？

谢谢你的回复哦

rasmuswil

原帖由 blackbird 于 27-3-2007 01:07 AM 发表
太厉害了。。。
有办法懂787的机翼volume 比一般的机翼少了多少？
"机翼的中段至尾段比较薄"
我看薄了很多。
那又是什么原因导致机翼弯曲起来？

谢谢你的回复哦

偶也是想知道

谢谢分享。个人觉得外型看起来比A380轻盈漂亮多了。

yonghion

超临界机翼 supercritical wing

　　采用特殊翼剖面（翼型）的机翼。它能提高机翼的临界马赫数，使机翼在高亚音速时阻力急剧增大的现象推迟发生。它的翼型被称为超临界翼型，由美国R.T.惠特科姆于 1967年首先提出。 其形状特征是前缘较普通翼型钝圆，上表面平坦,下表面接近后缘处有反凹(见图)，后缘薄,而且向下弯曲。气流绕过普通翼型前缘时速度增加较多(前缘越尖，迎角越大，增加越多），在翼型上表面流速继续增加。翼型厚度越大，上表面越向上隆起，速度增加也越多。飞行速度足够高时(相当马赫数0.85～0.9),翼型上表面的局部流速可达到音速。这时的飞行马赫数称为临界马赫数。飞行速度再增加，上表面便会出现强烈的激波，引起气流分离，使机翼阻力急剧增加。为了保持飞机飞行的经济性，飞行马赫数不宜超过临界马赫数。想要提高飞行速度就要设法提高机翼临界马赫数。减小机翼厚度或采用后掠机翼（见后掠翼飞机）可以提高临界马赫数，但是这样会增加机翼重量。采用超临界机翼可提高临界马赫数，同时不必付出增加机翼重量的代价。超临界翼型的前缘钝圆，气流绕流时速度增加较少，平坦的上表面又使局部流速变化不大。这样，只有在飞行马赫数较高时，上表面局部气流才达到音速，即其临界马赫数较高。在达到音速后，局部气流速度的增长较慢，形成的激波较弱，阻力增加也较缓慢。超临界机翼还可用于减轻飞机结构重量。如果带后掠翼的高亚音速飞机改用超临界机翼，在保持飞行速度不变的情况下，可以在机翼厚度不变时改用平直机翼，这样就可减轻机翼重量，同时改善机翼的低速气动特性。如维持后掠角不变而采用厚机翼，同样可降低机翼重量，还可增加机翼内的容积，用以放置燃油或其他设备。超临界机翼由于前缘钝圆，低速和跨音速的升力特性比较好，有可能应用在超音速飞机上。