波音787飞机新技术的应用

2023年12月4日发(作者：鼓舞士气的口号)

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波音787飞机新技术的应用

摘要：随着科技的进步与不断的发展，各类新技术被应用于民机波音787，借鉴新技术的运用不仅可以提升我国飞机的国际竞争力，还可以研究新的电源系统、电子系统、飞行控制系统、环境控制系统以及液压刹车系统等多个系统，面对新形势，我国民用飞机要想捷足发展，必须吸取先进的发展经验，努力并不断研究，对技术进行变革与升级创新，方可面对未来的发展。

关键词：民用机；技术创新；国际竞争力

上世纪末本世纪初，波音公司终于推出787飞机的最终定型架构，作为本世纪的第一款机型，大量的新技术和航空领域的最新成果都在上面得到应用和体现。采用这些新技术在降低飞机运营成本和提高飞机可靠性方面发挥着至关重要的作用。

1波音787飞机新技术的概述

1.1电源系统

波音787的所有能量来自飞机的动力系统，消除了传统的空气供应系统。该设计优化了飞机能量的使用并提高了发动机效率。通过消除供气系统的各种部件（阀门，管道等），大大降低了飞机的重量，显着提高了系统的可靠性，并且可以有效地降低飞机的维护成本。

波音787的跳开关功能包括传统的跳开关和固态电路电源控制开关。大多数跳转开关功能由固态电路控制开关实现。该方法极大地方便了跳跃开关的控制，并且还可以集中显示跳开关的状态。在驾驶舱内，可通过多功能显示屏集中控制跳开关。同时，可以通过便携式维护控制显示器将跳开关控制在飞机上的任何位置，这极大地方便了飞机的维护工作。这种固态电路跳转开关已应用于美国C-17军用运输机和空中客车A380。

1.2电子系统

在波音787电子系统设计中，采用了大量互联网兼容系统和网络技术，特别是无线网络技术已广泛应用于波音787。波音787上的数据传输将由核心网（CORENETWORK），通用核心系统（COMMONCORESYSTEM）和空地数据链路，外部数据通过核心网络进入公共核心系统。波音公司正在进行的信息管理系统，如电子飞行包（EFB），电子记录簿（ELB）和飞机状态监测系统（AHM）都将成为波音787的标准配置。

除了传统的高频（HF），超高频（VHF）卫星通信（SATCOM）外，波音787飞机通信系统还增加了波音连接（CONNEXIONBYBOEING）和机场无线连接。波音连接将为飞机提供高速宽带互联网服务。该飞机将通过卫星和地面建立基于互联网的高速数据链路，可通过波音或无线方式连接到互联网。机场无线连接是基于地面服务器和板载无线连接的通信方法。该系统可以在机场办公室下载QAR数据，更新机上娱乐系统（IFE）的内容，更新各种车载数据库，下载飞机维护信息等。通过该系统，飞机的运行效率将大大提高和改进，降低航空公司的成本。787的机上娱乐系统（IFE）使用无线技术。基于无线的IFE将消除座椅和侧壁板中的电线。座椅上的电子盒也将变得非常小。传统的VCC将在787上消失，这些将显着降低飞机的重量。

1.3飞行控制系统

波音787的飞行控制系统将全面采用电传操纵技术。该系统基于波音777的开发，并已经过全面优化。所有操作均由闭环系统执行，该系统由驾驶舱，飞行控制电子设备（FCE）和各种控制表面组成。

1.4环境控制系统

由于取消了气源系统，波音787的空调和增压系统通过电动空气压缩机实现对冲压空气加压，从而可以根据实际飞行条件调节压缩机的工作状态这架飞机在船上使用能源。空气循环器（ACM）使用类似于波音777的设计，包括主压缩机和两级涡轮机，冲压空气风扇也由电源驱动。由于采用了复合材料机身，机身内部和外部之间可承受更大的压力差，机舱可以加压6000英尺，取代之前8000英尺的压力，同时还增加了机舱的湿度，使乘客更多为了舒适。

1.5液压和刹车系统

波音787的液压系统从之前的3000psi增加到5000psi。增加工作压力有助于减轻系统的重量。与波音777类似，波音787的液压系统由三个独立系统组成：左侧系统，中央系统和右侧系统。中央系统将由两个电动增压泵完全液压供应，波音787的制动系统也由电力驱动。与液压制动系统相比，大大简化了制动系统，提高了系统可靠性。没有液压管路，不会发生泄漏，车间和路线的维护成本降低，更换制动系统的时间缩短。

2复合材料的优化技术在787中的应用

由于其出色的材料特性，复合材料在波音787飞机上的总重量超过50％。对于波音787及其衍生产品的系列化，波音采用Altair的OptiStruct软件的复合优化技术来优化水平稳定器部分，以开发各种设计。理想的优化过程是从设计到分析再到制造的循环过程。该设计过程需要能够处理复杂情况，并最终提供准确，高效和稳健的理想解决方案。波音公司水平尾翼稳定器部分的复合优化过程包括两个阶段的优化和最终定义。

2.1优化阶段

（1）根据制造约束对结构进行分组。（2）优化PCOMP外壳单元的特性。（3）层板中每个铺层方向百分比定义。

2.2最终定义阶段

（1）铺层层叠定义。（2）所有层的PCOMP（G）卡的定义。（3）制造铺层板的定义。水平尾翼稳定箱部分表皮和翼梁是碳纤维复合材料，必须与测试和制造的风险和成本相结合，并考虑减重。稳定表面盒的设计经过优化，可最大限度地减轻重量，设计限制因素是层压单层应变和层压板屈曲。

3大量新技术的应用的应对措施

采用大量新技术将大大提高波音787飞机的运行可靠性，同时运营成本将大幅降低。另一方面，采用这些新技术迫使航空公司调整其现有的维护系统和维护方法，以适应波音787的特性。

3.1建立或改进其航空器信息管理系统

信息技术的广泛应用是波音787的一大特色。航空公司还必须建立相应的信息管理系统来匹配它，使信息技术可以用于实时、高速、便捷的功能，如电子飞行包和电子产品记录飞机状态并管理，机场无线连接和其他系统需要由相应的地面信息网络系统支持。

3.2加强维护人员培训，提高整体素质

与以前的波音模型相比，波音787飞机的维修模式发生了重大变化，特别是飞机故障诊断采用了计算机故障诊断，故障排除方法更加规划。将使用维护控制显示器（具有无线网络功能的笔记本电脑）执行飞机故障信息收集，处理，故障隔离程序，维修程序，故障排除后的功能测试以及电子笔记本电脑的签名，从而节省大量资源减少时间并改善工作效率。但是使用这种新方法和设备，飞机维护人员需要具备较强的英语和计算机技能。为此，航空公司应逐步加大英语，计算机和网络技术培训的力度，提高维修人员的综合能力，以应对维修人员新模式的新要求。

3.3提前准备修复新的复合材料

新型复合材料的广泛使用降低了飞机腐蚀和疲劳损坏的可能性，但由事故引起的飞机结构损坏的修复是航空公司面临的新问题。对于新型复合材料的维修，航空公司应加强与波音的合作，为复合维修人员，工程技术人员和检验人员提供全面培训。同时，还应提前准备维修设备和维修设备。

参考文献：

[1]马立敏,张嘉振,岳广全,刘建光,薛佳. 复合材料在新一代大型民用飞机中的应用[J]. 复合材料学报,2015,32(02):317-322.

[2]胡挺,王晓春,任盈盈. 空客A350和波音787的对比研究[J]. 企业技术开发,2015,34(35):54-56.

[3]范玉青. 波音787飞机总装配线及其特点[J]. 航空制造技术,2011(Z2):38-42.

作者简介：吴意（1986-04）男，汉族，籍贯：湖南邵阳，职称：助理工程师，学历：大学本科，主要研究方向：飞机维修。

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