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[交流] 波音787：复合材料导致结构缺陷

波音公司的787梦想飞机机翼翼盒的复合材料在压力测试中出现了问题

《科学网》2008年4月24日讯波音公司的787梦想飞机（Dreamliner）是全球第一款以复合材料为主体的商用喷气式客机。最近，该飞机翼盒的复合材料在压力测试中出现问题。这使得波音787梦想飞机的首飞和交付计划再次发生变动。其首飞将推迟至2008年第四季度，交付将于2009年第三季度开始。

波音公司的787梦想飞机（Dreamliner）是该公司自1995年来研发的第一款中型民用客机，也是全球第一款以复合材料为主体的商用喷气式客机。近日，美国《技术评论》杂志发表文章称，波音公司正在对这款飞机作进一步的技术改进，这使得波音787飞机的首飞和交付计划再次发生变动。其首飞将推迟至 2008年第四季度，交付将于2009年第三季度开始。这是波音787飞机自去年总装下线以来第三次宣布推迟。

据悉，波音787梦想飞机拥有多项技术创新，其中最重要的一点是，整个机身、机翼、尾翼和发动机舱都采用更轻、更坚固的碳纤维合成物而不是传统的铝合金制作，占波音787机体结构的一半左右，因而减轻了20%的飞机重量，耗油量也随之大为减少。

据了解，波音787梦想飞机所采用的复合材料——多层超强力环氧树脂/碳纤维材料长期以来主要应用在军用飞机上。在军用领域，金钱的耗费通常并不是一个主要问题。在民用领域，这种材料主要用于行李架这样的部件中。

现在，波音公司的领导层已经意识到，这样的复合材料是很难被有效分析并在计算机上实现模拟的，因而很难达成高效率制造的目的。该公司最近不得不推迟了该款飞机的首飞时间，因为制作飞机机翼的主要部件——翼盒的复合材料在压力测试中出现了问题。

该飞机的翼盒大约开始于飞机的中部，占据了整个机翼2/3左右的长度。这一关键部件超过15米长，5米宽，是由波音公司和日本的三菱重工株式会社、富士重工株式会社共同设计和生产的。波音公司副总裁兼787项目总经理帕特·沙纳罕（Pat Shanahan）在近日举行的一次电话会议上表示，该飞机翼盒的结构测试已经证实了进一步硬化该部件材料的必要性。

据悉，这一变动不仅需要将新型支架和其他部件添加到已经制造出的翼盒上，而且还需要进一步修改还没有生产的翼盒的设计。对已有翼盒进行设计变化将会影响到飞机上的电路，并使问题进一步复杂化。因此，波音公司决定将波音787的交付时间推后6个月，从2009年的第一季度延迟到第三季度。

复合材料的问题并不是因为它们不够结实，而是由于它们内部的复杂性。不同的成分导致各层的方向不同。因为每个层次均是由各种不同的纤维组成的，因此在成分上会发生一些变化。这使得工程师们很难通过计算机模型在生产前的测试中确切模拟它们的性能。

“复合材料比单一的同质金属更难于分析。”美国麻省理工学院航空运输国际中心主任约翰·汉斯曼（John Hansman）表示，“一般而言，计算机不可能模拟出每一种纤维的性能，因此工程师们只能设想出被简化了的计算机模型。”

据悉，中国内地的航空公司共确认订购了57架波音787梦想飞机，原计划在今年5月接收第一批787飞机，但由于飞机延迟交付，导致多家航空公司的航班计划被打乱。

相关阅读:
http://www.chinainfo.gov.cn/data/200804/1_20080424_164295.html

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