波音787飛機性能簡介

1、 畢業(yè)設(shè)計(論文)波音787飛機性能簡介 學院名稱宇航學院 學生姓名王國鵬 班級學號12151153 卷面成績 2013年 12 月 摘 要波音787，又稱為“夢想客機”（英語：Dreamliner），中型雙發(fā)（動機）寬體中遠程運輸機，是波音公司1990年啟動波音777計劃后14年來推出的首款全新機型，由波音民用飛機集團（BCA）負責開發(fā)，在2004年4月正式啟動。經(jīng)多次延期后，于美國時間2009年12月15日成功試飛，標志著787飛機的制造項目進入交付使用前最后一個階段，2010年交付使用。2011年9月27日零時20分，波音787“夢想飛機”交付全日空。2013年1月16日，由于連續(xù)出現(xiàn)安

2、全故障，美國聯(lián)邦航空局宣布暫時停飛所有波音787“夢想”客機。關(guān)鍵詞：夢想客機、試飛、安全故障 目 錄1、 簡介12、研發(fā)情況12.1研發(fā)背景12.2項目成立22.3研發(fā)發(fā)展22.4首飛測試32.5最新計劃33、參數(shù)44、特點44.1巡航速度44.2生產(chǎn)周期54.3人性化設(shè)計54.4發(fā)動機54.5材料使用54.6機身設(shè)計65、國內(nèi)相關(guān)機型比較6參考文獻71、 簡介波音787系列1屬于200座至300座級客機，航程隨具體型號不同可覆蓋6500至16000公里。波音公司強調(diào)波音787的特點是大量采用復(fù)合材料，低燃料消耗、較低的污染排放、高效益及舒適的客艙環(huán)境，可實現(xiàn)更多的點對點不經(jīng)停直飛航線。以及

3、較低噪音、較高可靠度、較低維修成本。波音787夢想飛機是航空史上首架超長程中型客機，打破以往一般大型客機與長程客機掛鉤的定律。預(yù)計2010年787的單位造價為$1.3-1.8億美元。1787在技術(shù)和設(shè)計上的突破，使中型尺寸的787具有在同座級的飛機中，無與倫比的航程能力與英里成本經(jīng)濟性。倘若乘客偏愛不經(jīng)停直飛服務(wù)及更高航班頻率，那么787就是開辟這種新航線的完美機型，尤其是不適合大型飛機的客源少的遠程航線。它是一架綠色環(huán)保的飛機。波音787除了讓中型飛機尺寸與大型飛機航程的實現(xiàn)結(jié)合，還以0.85倍音速飛行，這也使其點對點遠程不經(jīng)停直飛能力得以更好的體現(xiàn)，從而能在450多個新城市對之間執(zhí)行點到點

4、直飛任務(wù)。這讓運營商能更靈活地把機型與市場相匹配，首架787客機在美國西雅圖埃弗雷特波音工廠向日本ANA航空公司交付使用。2、研發(fā)情況2.1研發(fā)背景在1990年代后期，隨著民用飛機市場份額不斷流失給其歐洲競爭對手空中客車公司(Airbus）。波音767在與空中客車A330的競爭中處于下風，波音公司決定研發(fā)其取代產(chǎn)品。向市場推出“音速巡航者”（Sonic Cruiser），強調(diào)在燃油消耗與波音767和A330相當?shù)那闆r下，接近音速的飛行速度（約0.98倍的音速，即0.98馬赫）。當時美國不少大規(guī)模的航空公司對音速巡航者的概念表示樂觀。因把航程時間縮短可獲乘客好評而大力支持研發(fā)該款客機。9.11事

5、件發(fā)生后，全球航空市場均受創(chuàng)，而美國的航空公司更是首當其沖，“音速巡航者”難以獲得計劃啟動的足夠訂單。在油價上升的情況下，效益比速度更重要。波音公司最終決定放棄音速巡航者，提出新計劃取代，稱為7E7，當中的“E”可解釋為Efficiency（效率）、Economics）（經(jīng)濟性）、此外也可解釋為Environmentally Friendly（環(huán)保）、Extraordinary comfort and convenience（超凡的乘坐舒適性和便利性）、以及E-enabled（電子化系統(tǒng)）等。7E7又稱為夢想飛機（Dreamliner），波音公司認為，波音7E7將為航空公司降低運營成本，創(chuàng)造更

6、多利潤，同時為乘客提供更舒適的客艙環(huán)境，以及更多的不經(jīng)停直飛航線。2.2項目成立2004年4月，波音宣布7E7客機使用的發(fā)動機分別為通用電氣的GEnx及勞斯萊斯的遄達（Trent)1000。不同廠商的787發(fā)動機均有著相同的標準接口，航空公司可把飛機的發(fā)動機互換，這在商用航空業(yè)界歷史上實屬首次。隨著全日空確認50架飛機訂單，該項目正式啟動，全日空航空公司的訂單是歷史上對波音新型民用飛機最大的啟動訂單。2005年1月28日，波音公司為7E7夢想飛機確定了正式的機型代號787。7E7方案正式啟動后，波音公司以正式的數(shù)字編號取代，7E7夢想飛機正式命名為787。自此，該飛機被稱為波音787夢想飛機。

7、按照波音公司解釋，以往使用7E7這一名稱是為了突出該飛機出色的效率（Efficiency）優(yōu)勢。這也是波音的傳統(tǒng)做法，在飛機的研發(fā)階段給其一個字母代號，例如，波音757在開始研發(fā)時被稱為7N7，波音767被稱為7X7，而波音777則被稱為767-X。而在項目啟動后為其確定一個數(shù)字。波音公司所有噴氣式客機是從707、717、727.順序至777。而按順序，繼1993年推出波音777之后就應(yīng)是787這個代號。2.3研發(fā)發(fā)展2005年4月26日，即研發(fā)計劃推出的一年后，波音在787客機的外觀設(shè)計作出改動，包括機鼻長度改短。2007年5月下旬，首架787開始總裝。計劃同年7月8日，首架787下線，有一

8、種說法是，波音選在7月8日向外界展示787客機，是因為2007年7月8日的美式寫法是“07/08/07”，剛好拼成“787”?？墒牵捎谠O(shè)計進展順利，第一架波音787“夢想客機”下線的時間不是在2007年7月8日，而是提前到6月25日，比原計劃的客機公開亮相的時間提前了將近兩周時間。但這架下線的787“夢想客機一號”還有幾大部分的結(jié)構(gòu)沒有完工。波音也承認，第一架出廠的波音787因市場上缺乏碳纖維，所以只是用其他材料暫時遮蓋。這樣的事情并不鮮見，1968年波音第一架747下線時，也只是完工了78%的工作量，嚴格說來，那并不是一架完整的飛機。波音787客機在埃弗雷特組裝廠正式開始組裝其實是在200

9、8年3月，直到這時，波音才發(fā)現(xiàn)，從世界各地的合作伙伴那里匯集到組裝廠的部件經(jīng)常出現(xiàn)尺寸誤差超標的問題，比如，各部分機體，竟然無法接合。毫無疑問，供貨鏈出現(xiàn)問題了。2.4首飛測試波音公司最初計劃在2008年上半年交付給日本全日空航空公司第一架飛機，但由于某些零部件進度拖延及新產(chǎn)品陸續(xù)出現(xiàn)問題以及罷工事件使波音公司的工廠被迫停工的影響，波音公司已經(jīng)先后五次推遲了787客機的首航計劃。原定于2007年秋季開始試飛的787客機，延期到2007年11或12月中旬，導(dǎo)致了原定2008年5月要交給第一批客戶全日空延后6個月，推遲到2008年12月才能營運。這樣，全日空就錯過了2008年北京奧運會的龐大運輸量

10、。在波音歷來眾多產(chǎn)品的首名買家中，以787的全日空所斥資金額為最大，總高達約60億美元。全日空和澳大利亞航空一度考慮向波音索賠。當時間到了2009年，6月23日，因為飛機結(jié)構(gòu)問題，波音第五次宣布推遲787“夢想飛機”首飛的時間。終于，美國西雅圖12月15日上午10時（北京時間16日凌晨2時），在華盛頓州埃佛瑞特潘恩機場，兩名飛行員邁克爾卡瑞克爾和蘭多爾內(nèi)維勒駕駛的波音787飛機順利升空，在飛行了大約四個多小時后返回地面，試飛成功，這標志著9個月的空中測試正式拉開序幕。波音公司預(yù)計2010年第四季度交付第一架用于商業(yè)飛行的波音787客機。截至2009年12月15日試飛成功，波音787夢想飛機收到

11、了來自世界六大洲的57家客戶878架飛機的訂單，合同儲備訂單總價值達到1400多億美元。2.5最新計劃美國波音公司2013年6月2日宣布，這家飛機制造商已開始建造“夢想”客機的加長版7879型。波音在一份聲明中說：“5月30日，這個787家族的最新成員開始在華盛頓州埃弗里特組裝廠成型，波音按計劃開始組裝這一高效飛機的大部分。”法新社報道，7879型可搭載250名至290名乘客，比如今的7878型多出40多人。同時，相比同尺寸飛機，這一加長款“夢想”客機能節(jié)省20%燃料，多飛大約555公里。7879型預(yù)計幾個月內(nèi)首飛，首批交付將在2014年年初，買家是新西蘭航空公司。波音說，全球20家用戶訂購3

12、55架7879型，占全部787系列訂單的大約40%。3、參數(shù)機組駕駛員人數(shù) 2人座位數(shù) 290330、 210250、 250 290 長度 55.561.6米翼展 50.358.8米后掠翼 32.2高度 16.92 m機身高 5.91 m機身寬 5.75 m座艙寬 5.49 m載貨容量 124.6立方米152.9立方米空重 101,151kg、109,769kg、115,213kg最大起飛重量165,108kg、219,539kg、244,940kg巡航速度 0.85馬赫（903 km/h,561英里（mph),487節(jié)（knots）最大速度 0.95馬赫（1010 km/h,631 英里，

13、553節(jié)）滿載航距 4,6505,650km、14,20015,200km、14,80015,750km最大燃油容量 126,918 L138,898 L發(fā)動機（2） 通用電氣GEnx 或勞斯萊斯（Rolls-Royce)Trent 1000最大推力 235.8 kN、 284.7 kN、 311.4 kN4、特點4.1巡航速度0.85馬赫（水平面速度約每小時561海里或903公里）。續(xù)航距離：8,500海里（15,700 公里），可由洛杉磯直飛倫敦，或紐約直飛東京。4.2生產(chǎn)周期生產(chǎn)線只要3天（以生產(chǎn)線達至全力全速而言計算）便可完成一架787的裝配，而737則需要11天。4.3人性化設(shè)計比其

14、他民航機擁有更大的窗戶，窗的位置亦更高。乘客可以看見地平線。窗中以液晶體調(diào)校機艙的光暗，減少窗外射入的眩光及維持透明。機艙內(nèi)以發(fā)光二極管提供照明，取代螢光管，節(jié)省約一半電力消耗。機艙氣壓以電動的空氣壓縮機維持，不使用引擎放氣帶入的空氣；加上機身物料的空氣密封功能，比舊款民航機更能保持機艙濕度。機內(nèi)用以太網(wǎng)路提供駕駛室及各部分的資料通訊。4.4發(fā)動機波音的發(fā)動機合作伙伴-通用電氣與羅爾斯羅伊斯公司為787提供了新一代發(fā)動機技術(shù)。波音的專有技術(shù)與計算機流體力學(CFD）優(yōu)化了發(fā)動機與787機身的整合，將干擾阻力降至最小，讓這些技術(shù)進步的效益達到最優(yōu)波音化。787新型發(fā)動機建立在成功的通用電氣GE9

15、0與羅爾斯羅伊斯遄達（Trent）發(fā)動機產(chǎn)品家族的基礎(chǔ)上。這些產(chǎn)品家族歷來以卓越的性能與可靠性著稱。這兩款發(fā)動機都將取得在“開箱”投入使用時進行雙發(fā)延程飛行(ETOPS）認證。787先進的發(fā)動機其函道比約為10， 而當前發(fā)動機的函道比約為5。成倍增加的函道比，讓787發(fā)動機的社區(qū)噪聲更低，油耗顯著減少。更低的排放與油耗，能降低787運營商的成本，減少飛機對環(huán)境的影響。短艙上的鋸齒邊大幅降低了后艙的減震艙噪聲。機翼上裝備的787發(fā)動機可互換，這樣能盡可能減少構(gòu)型與系統(tǒng)的易變性，實現(xiàn)更輕松、更經(jīng)濟的重新構(gòu)型、升級以及飛機在不同機隊之間過渡時的改裝。這種標準化和簡化的方式增加了收益潛能，降低了運營成

16、本，并賦予787折現(xiàn)能力與較高的殘值。4.5材料使用在材料使用方面，波音787采用了61復(fù)合物料（碳纖維），20鋁，11鈦，8鋼。按體積，占787全機物料的80均為復(fù)合物料。波音787擁有多項技術(shù)創(chuàng)新，其中最引人注目的是波音787機體結(jié)構(gòu)的一半左右都用更輕、更堅固的碳纖維合成材料代替鋁合金，是第一款以碳纖維合成物為主體材料的民用噴氣式客機。一方面是因為金屬能夠隱藏損傷問題，這種損傷很難發(fā)現(xiàn)，直到碎裂時才會被發(fā)現(xiàn)，而合成材料就不存在這種問題；另一方面，用合成材料制造的機身比較輕，這使得波音787更節(jié)省燃油，而且也可以節(jié)省在維護方面的花費。這種合成材料類似于一級方程式賽車中所使用的碳纖維合成材料。

17、1985年，空中客車公司率先將這種合成材料用于飛機制造，制造A310客機的尾翼，隨后空中客車公司還將這種合成材料用于制造A350客機的機翼。波音787將這種技術(shù)全面運用到787飛機上，機身、機翼等主要的部件，都采用這一新技術(shù)，重量比例將超過50%，此前這個比例只有20%。復(fù)合材料也大量應(yīng)用在發(fā)動機的葉片、發(fā)動機罩等部份。波音787也因這種新技術(shù)的廣泛應(yīng)用而被稱作“夢想”飛機（使用物料（按重量）：61%復(fù)合物料（碳纎維），20%鋁，11%鈦，8%鋼）。4.6機身設(shè)計同時波音787機身截面形狀采用雙圓弧形，頂部空間也進行了優(yōu)化設(shè)計，可為乘客提供更寬敞的空間。波音787的機翼設(shè)計延續(xù)波音737NG(

18、Next Generation)/777的超臨界機翼設(shè)計。超臨界翼的好處在于在高次音速時有較好的氣動力效率，可以減少燃料的消耗并增加飛機的性能，如飛行距離等。787還裝備了垂直陣風抑制系統(tǒng) ，能感知湍流并指揮機翼操縱面應(yīng)對湍流，從而大幅提高飛行的平穩(wěn)性。5、國內(nèi)相關(guān)機型比較在國內(nèi)，由于大飛機項目發(fā)展較晚，所以技術(shù)并不是很先進，但國內(nèi)的研發(fā)團隊也在積極的趕超，在2007年成功試飛我國自主研發(fā)的新支線飛機ARJ21。ARJ21是7090座級的中、短航程渦扇支線飛機,采用每排五座雙圓切面機身、下單翼、高平尾、前三點式可收放起落架、尾吊兩臺發(fā)動機布局。所選裝的發(fā)動機具有低油耗、低噪聲、可靠性高、維修方便的特點。駕駛艙采用兩人制，航電系統(tǒng)采用總線技術(shù)、LCD平板顯示并高度綜合化，機械系