波音787的新技术

2023年12月4日发(作者：雪泪节)

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波音787的新技术

作为波音公司在21世纪推出的第一个机型，波音787飞机上采用了大量先进技术和航空工业的最新研究成果，这对于降低飞机运营成本并提高飞机的使用可靠性将起到至关重要的作用，但也将给传统的航空维修业带来严峻的挑战。

电源系统

波音787飞机上的所有能源都来自飞机的电源系统，取消了传统的气源系统。这样的设计优化了飞机能源的使用，提高了发动机的效率。由于取消了气源系统的各个部件(活门，管道等)，大大降低了飞机的重量，系统的可靠性得到显著提高，飞机的维修成本也可以得到有效降低。

波音787飞机的电源系统与以往的波音飞机有着很大的区别、飞机上的电源来自4个安装在发动机上的230V交流250kW变频发电机和两个安装在APU上的230V交流225kW变频发电机组成，变频系统取代了传统的恒频系统，这种变频电源系统在空中客车A380上也得到应用。电源经过变频、整流、变压分配后形成飞机的4种电源模式，即传统的115V交流、28V直流和新的230V交流、270V直流。其中230V交流和270V直流电源主要用于以往由气源系统驱动的系统部件。

波音787飞机上的跳开关功能由传统的跳开关和固态电路电源控制开关组成，其中大部分的跳开关功能是由固态电路控制开关来实现的。这种方式极大地

方便了对跳开关的控制，同时也可以对跳开关的状态集中进行显示。在驾驶舱可

以通过多功能显示器集中对跳开关进行控制，同时也可以通过便携式的维修控制显示器在飞机上的任意位置对跳开关进行控制，极大方便了飞机的维修工作。这

种固态电路的跳开关在美国C-17军用运输机和空客A380上都得到了应用。

电子系统

在波音787电子系统设计中大量采用了与因特网相兼容的系统和网络技术，尤其是无线网络技术在波音787上得到了大量应用。在波音787飞机上的数据传递将通过核心网络(CORENETWORK)、通用核心系统(COMMONCORESYSTEM)和空地数据链组成，外界数据通过核心网络进入到通用核心系统。

目前3公司正在推广的信息管理系统如电子飞行包(EFB)、电子记录本(ELB)、飞机状态监控系统(AHM)等都将成为波音787飞机的标准配置。

除了传统的高频（HF）、甚高频（VHF）、卫星通信（SATCOM）以外，波音787飞机的通信系统上还增加了波音联接（CONNEXIONBYBOEING）和机

场无线联接两种方式。遗宣联接将为飞机提供高速宽带的互联网服务，飞机通过卫星和地面建立基于因特网的高速数据链，在机上可用有线或无线的方式通过辿五联接进入因特网。机场无线联接是一种基于地面服务器和机上进行无线联接的通信方式。这套系统可以在机场办公室内进行QAR数据的下载，机上娱乐系统（IFE）内容的更新，各种机载数据库的更新，飞机维护信息的下载等，通过这套系统将大大提高飞机的营运效率，降低航空公司的成本。

波音787飞机的机上娱乐系统（IFE）采用无线技术，基于无线技术的IFE将取消座椅间和侧壁板内的导线，座椅上的电子盒也将变得非常小或者没有，传

统的VCC将在波音787飞机上消失，这些都将显著降低飞机的重量。同时，基于无线技术的IFE也将便于航空公司对飞机的客舱布局进行调整，来适应运输市场的变化。

飞行控制系统

波音787飞机的飞行控制系统将全面采用电传操纵技术。该系统是在波音777的基础上发展延伸而来，并进行了全面的优化设计。所有的操作都是通过驾驶舱、飞行控制电子组件（FCE）和各个操纵面组成的闭环系统来完成的。

与波音777相比，波音787飞机飞行控制系统的设备集成度更高。波音787飞机将波音777飞机的15个组件集成到了4个FCE设备架上，电路卡数量由波音777的169个下降到53个。降低了成本，减轻了重量，缩小了设备空间，减少了导线和接头的数量，增加了系统的可靠性。

环境控制系统

由于取消了气源系统，波音787飞机的空调和增压系统是通过电驱动的空气压缩机对冲压空气增压来实现的，这样可以根据飞机的实际飞行状况来调整压缩机的工作状态，优化机上能源的使用。空气循环机（ACM）采用的是类似于波音777的设计，由一级压缩机和两级涡轮组成。冲压空气风扇也变为由电源驱动。由于采用了复合材料机身，机身可以承担更大的内外压差，飞机的客舱可以按6000英尺高度加压，替代以往的8000英尺高度的压力，同时还可以增加客舱的湿度，使得乘客更为舒适。

由于取消了气源系统，波音787飞机的空调和增压系统是通过电驱动的空气压缩机对冲压空气增压来实现的，这样可以根据飞机的实际飞行状况来调整压缩机的工作状态，优化机上能源的使用。空气循环机（ACM）采用的是类似于波音777的设计，由一级压缩机和两级涡轮组成。冲压空气风扇也变为由电源驱动。由于采用了复合材料机身，机身可以承担更大的内外压差，飞机的客舱可以按6000英尺高度加压，替代以往的8000英尺高度的压力，同时还可以增加客舱的湿度，使得乘客更为舒适。

波音787飞机的厨房取消了传统的冷气机，取而代之的是一套集中的冷却系统，这样的设计将提高整个系统的可靠性，同时降低了厨房冷却系统的重量，避免了各个冷气机产生的热空气在飞机内的传播，集中的冷却系统的制冷效果也能优于传统的冷气机。

液压和刹车系统

波音787飞机的液压系统的工作压力由以往的3000psi增加到了5000psi,提高了工作压力将有助于降低系统的重量。与波音777飞机相似，波音787飞机的液压系统是由左系统、中央系统、右系统三套独立的系统构成，其中中央系统将完全由两个电增压泵提供液压。

波音787飞机的刹车系统也是以电作为动力，与液压刹车系统相比，刹车系统得到大大简化，系统可靠性将得到提高。没有液压管路，不会发生泄漏，降低了车间和航线的维修成本，缩短了更换刹车系统的时间。

飞机结构

波音787飞机设计的一大特点就是复合材料的全面应用，除了以往的蜂窝复

合材料外，碳纤维强化塑料（CFRP）在波音787飞机上得到了大面积的应用。波音787飞机的机身蒙皮、框、长桁、地板梁、龙骨梁、机翼前后、机翼蒙皮及翼肋等主要结构件全部采用CFRP,波音787的结构重量中复合材料占到了60%,铝合金为21%,钢为8%,钛合金为11%（结构重量是指机翼，机身，尾翼和起落架结构的总重），波音787飞机是目前惟一的飞机结构以复合材料为主的大型民用客机复合材料的广泛应用将彻底解决目前金属材料的腐蚀和

疲劳问题，对于提高飞行安全，降低维修成本将起到至关重要的作用。

如何应对挑战

大量新技术的采用，将使波音787飞机的运行可靠性大大提高，同时运营费用将会显著降低。在另一方面，这些新技术的采用，使得航空公司必须调整原有的维修系统和维修方式，以适应波音787飞机的特点。

1 .建立或完善其飞机信息管理系统 信息技术的广泛应用是波音787飞机的一个主要特点，航空公司也必须建立一套相对应的信息管理系统与之匹配，这样才能发挥信息技术实时、高速、便捷的特点，如电子飞行包、电子记录本、飞机状态管理、机场无线联接等系统都需要相应的地面信息网络系统相支持。

2 .加强对维修人员的培训，提高其综合素质

与以往的波音机型相比,波音787飞机的维修方式发生了较大变化，尤其是飞机故障处理全面采用计算机故障诊断，排故方法更加程序化。飞机故障信息的收集、处理，故障隔离程序，修理程序，故障排除后的功能测试以及电子记录本的签署，将采用维修控制显示器（一种具有无线网络功能的笔记本电脑）来进行，极大地节省排故时间，提高工作效率。但是使用这套新的方法和设备，需要飞机维护人员具有较强的英语和计算机使用能力。为此，航空公司在当前就应逐步加大英语，计算机和网络技术培训的力度，提高维护人员的综合能力，以应对新机型引进对维护人员提出的新的要求。

3 .对新型复合材料的修理进行提前准备

新型复合材料的广泛使用，降低了飞机腐蚀和疲劳损伤的几率，但是由于意外而造成的飞机结构损伤修理却是航空公司面临的一个新课题。对于新型复合材

料的修理，航空公司应加强与波音公司的合作、对复合材料修理人员、工程技术人员、检验人员进行全方位的培训，同时修理设备和修理器材也应提前进行准备。

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