７８７：波音公司的 最大賭注

最新的飛機(jī)不是鋁合金制造，而是塑料。為了在與空中巴士的競(jìng)爭(zhēng)中勝出，波音公司正在打造由塑料組成、更堅(jiān)固、更省油的新型夢(mèng)幻飛機(jī)。

波音的最大賭注：新型飛機(jī)由塑料打造

在西雅圖波音公司洞穴狀的研發(fā)中心內(nèi)，其商用飛機(jī)事業(yè)的未來(lái)已然成形。

這個(gè)未來(lái)是由塑料所拼湊而成。在這個(gè)警戒森嚴(yán)建筑的中央舞臺(tái)上，是三個(gè)巨大的機(jī)身部分，全部由名為碳纖維強(qiáng)化塑料的復(fù)合材料所制造而成。飛機(jī)結(jié)構(gòu)體上站滿了工程師，尋找這個(gè)薄如晶圓、卻硬如花崗石的材料可能有的缺陷。在其中一個(gè)角落，機(jī)械人員正在打造全球最大的復(fù)合材料機(jī)翼。

復(fù)合材料已廣泛使用于小至高爾夫球桿、網(wǎng)球拍，大至地下儲(chǔ)存槽的制造，但從未嘗試用于飛機(jī)如此龐然大物的建造上。波音公司即將引進(jìn)的787夢(mèng)幻客機(jī)，全部的機(jī)身架構(gòu)將采用復(fù)合材料打造。

波音深知這是以公司為賭注、極大膽的一步。過(guò)去4年來(lái)在銷售上落后勁敵空中巴士，波音高層深知他們必須推出一個(gè)可以扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)況的技術(shù)，借以擄獲財(cái)務(wù)捉襟見肘的一眾航天公司。

787客機(jī)，史上賣得最快的飛機(jī)

迄今為止，此一策略看來(lái)已經(jīng)奏效。波音在今年6月巴黎航空大展前，就已接到266架飛機(jī)訂單及其21家客戶購(gòu)買夢(mèng)幻客機(jī)的承諾，這使得787客機(jī)成為史上賣得最快的一款商用飛機(jī)，而且這型飛機(jī)也在波音與空中巴士之間的財(cái)富高低變化中，扮演一個(gè)關(guān)鍵的角色。

787型夢(mèng)幻客機(jī)如此搶手的原因再簡(jiǎn)單不過(guò):客戶所花的錢有很大的投資效益。以1.2億美元（其價(jià)格約與20世紀(jì)80年代波音767-300型客機(jī)相當(dāng)），航空公司買到的全新飛機(jī)不但飛行速度加快，營(yíng)運(yùn)成本也大幅減少。這些優(yōu)點(diǎn)極具說(shuō)服力，一來(lái)目前燃料價(jià)格高漲，再者航空公司才剛走出史上最嚴(yán)重衰退的陰影。為波音提供咨詢的華盛頓大學(xué)材料學(xué)教授賽佛瑞斯表示，復(fù)合材料搭配更具燃油效率的引擎，“正在顛覆以鋁合金為主的產(chǎn)業(yè)形態(tài)?！?/p>

其中一項(xiàng)很大的好處是:復(fù)合材料飛機(jī)所需要的零組件量減少很多，所以要組合固定的動(dòng)作相對(duì)不多。且因?yàn)檫@些復(fù)合材料重量比鋁還輕，飛機(jī)能燃燒較少的油料。波音表示，夢(mèng)幻客機(jī)還能改善乘客乘坐的舒適度。為何這么說(shuō)呢？原來(lái)復(fù)合材料機(jī)身的優(yōu)異強(qiáng)度使得客艙可以承受更大的壓力，因此更易于控制客艙內(nèi)的溫度、濕度及通風(fēng)。

傳統(tǒng)而言，制造大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)體一直是一個(gè)緩慢、耗費(fèi)人力的過(guò)程，零件成品品質(zhì)的好壞取決于專業(yè)技工的工藝水準(zhǔn)。對(duì)于波音公司來(lái)說(shuō)，大部分的制造過(guò)程必須自動(dòng)化，此一要求一開始令部分波音公司全球的協(xié)力制造廠及供應(yīng)商擔(dān)心，如何在既能維持品質(zhì)及達(dá)到重量要求下，同時(shí)不超出原先60億至80億美元的預(yù)算。

787客機(jī)，更堅(jiān)固、更耐用

波音復(fù)合材料權(quán)威、同時(shí)也是787型客機(jī)首席工程師的波蘭德坦承，整個(gè)設(shè)計(jì)依舊過(guò)重，但他也表示，此一情況在新飛機(jī)研發(fā)階段相當(dāng)常見。他還說(shuō)，787研發(fā)團(tuán)隊(duì)在開發(fā)有效率的制造方法上有持續(xù)性的進(jìn)展。

碳纖維零件的制造可被形容為一個(gè)大型的壁紙操作。首先，先將紙廣泛粘貼，再用超強(qiáng)硬的碳纖維編織，后浸泡于一種如蜂蜜厚的聚合體混合劑。粘稠的膠帶貼滿模具內(nèi)壁或纏繞在旋轉(zhuǎn)之心軸，之后再經(jīng)燒烤。熱度引發(fā)一種化學(xué)反應(yīng)，將聚合體變成一種堅(jiān)硬且驚人堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。

第一個(gè)機(jī)身在去年感恩節(jié)經(jīng)熱塑烤制而成，夢(mèng)幻客機(jī)團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出全球第一個(gè)一件式的機(jī)身部分。它長(zhǎng)6.7米、直徑5.8米，并可在幾乎無(wú)鉚釘下與其他部分銜接。如今，夢(mèng)幻客機(jī)工程師還發(fā)現(xiàn)，他們的復(fù)合材料甚至比原先預(yù)期還要強(qiáng)硬，如此一來(lái)，波音便可向客戶保證，維修成本比鋁合金飛機(jī)還省30%。

最大的成本節(jié)省效益在于飛機(jī)檢查。因?yàn)閺?fù)合材料比鋁更具耐久性，政府主管機(jī)關(guān)要求的檢查次數(shù)可能較少。一般飛機(jī)在服役6年后須經(jīng)詳細(xì)且昂貴的腐蝕檢測(cè);相較之下，787型客機(jī)可能在服役12年后才須第一次的結(jié)構(gòu)檢查。免于待在機(jī)房，夢(mèng)幻客機(jī)可以多飛113架次。787研發(fā)計(jì)劃副總裁貝爾指出:“抗腐蝕及抗疲乏的好處將相當(dāng)驚人，它的賣點(diǎn)甚至可能比燃料成本還大。”

不過(guò)，公司經(jīng)營(yíng)高層憂心停機(jī)坪的碰撞問(wèn)題。雖然碳質(zhì)復(fù)合材料通常十分堅(jiān)硬，但若是遭受像大卡車的大力撞擊，不但會(huì)造成機(jī)身凹陷，甚至?xí)跈C(jī)身外殼造成裂縫。就算裂縫很小，肉眼難以察覺，但當(dāng)飛機(jī)爬升至9000米以上高速飛行時(shí)承受的壓力，將使裂縫擴(kuò)大。

貝爾表示，研發(fā)計(jì)劃推動(dòng)平順，他預(yù)估夢(mèng)幻客機(jī)可在今年年底完成全部架構(gòu)。這是重要的里程碑，意味著工程師可展開諸如零組件及制造工具的最終設(shè)計(jì)。

一旦夢(mèng)幻客機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼及其他部分準(zhǔn)備就緒，波音希望僅用3天時(shí)間組裝一架787客機(jī)，較737客機(jī)11天組裝時(shí)間大幅縮減?！白詈蠼M裝的問(wèn)題不急，可以從容研究，”貝爾說(shuō)，要是3天完成組裝的計(jì)劃最后證明野心過(guò)大，“將時(shí)間延至4天也無(wú)妨?！?/p>

波音787的優(yōu)勢(shì)

造價(jià)1.2億美元的夢(mèng)幻客機(jī)，其營(yíng)運(yùn)成本比其他機(jī)型還少。以下是復(fù)合材料如何改變成本利益的秘密:

燃油效率

223個(gè)座位的夢(mèng)幻客機(jī)燃油效率比波音767型或空中巴士250個(gè)座位A330型客機(jī)高20%，部分原因在于復(fù)合材料比鋁合金還輕。

維修

復(fù)合材料的強(qiáng)度讓夢(mèng)幻客機(jī)的維修成本比鋁合金飛機(jī)少30%

制造

現(xiàn)在的客機(jī)每架機(jī)身共需1500片金屬板及近5萬(wàn)顆鉚釘。用復(fù)合材料，固定零件量大減八成，組裝更快更便宜。

檢查

鋁合金飛機(jī)服役6年后須經(jīng)昂貴的腐蝕檢測(cè)，夢(mèng)幻客機(jī)首次腐蝕檢測(cè)可能延至服役12年后。

乘客舒適度

客艙可承受更高的壓力，艙內(nèi)溫度可逼近常溫，提高乘坐的舒適度。