陈光/文
采用可折叠机翼的飞机上,可以向上折的机翼尖部分与机翼本体部分用销钉将两者连接起来,如图8所示。翼尖收起(即折向上方)与展开的时间各约20秒,在展开后需用锁紧装置将其卡死,保证不会在飞行中突然向上翻起。
波音公司有设计可折叠机翼的经验,因为它为海军研制的F/A-18舰载机机翼就是可以折叠的(图9)。但大型旅客机重量比战斗机的要大得多,要求也高得多,因此这项设计也是考验波音公司能力的试金石。
波音公司为制造这个复合材料的机翼投资20亿美元(约127亿人民币),新建一所工厂,经过几年的拼搏,终于在2018年5月18日,777X的折叠机翼获得了美国联邦航空局FAA颁发的适航证,为777X投入运营创造了有利条件。
图8、可折叠机翼的结构
为了使乘坐777 X的旅客,特别是长航程的旅客有较舒适的乘坐环境,波音公司釆用了一些在787客舱中的、经过使用中考验过的设计,例如舱顶做得较高,形成挑高的天花板,旅客进入客舱时不会有压抑的感觉;
机身宽度由777的5.87米增大至6.1米,加上机身的内壁厚度也减少了,使经济舱中能每排安排十个座椅,座椅宽度为0.46米,使乘客坐得较舒适;
除装备了当前飞机使用的、用于消除细菌、病毒与真菌的高效空气粒子过滤器之外,还引入了一种新型气体过滤系统,用以去除异味、刺激物与气态污染物,使客舱的空气更清新;与以往的客机相比,增加了客舱空气湿度;
图9 波音公司研制的F/A-18舰载机
777X的舷窗是目前所有飞机中最大的(高47厘米,宽28厘米),比与之相竞争的A350XWB面积大29%,见图10,弦窗的位置亦更高,所以无论坐在飞机的什么位置,乘客都能看到窗外的地平线;
舷窗还采用了电致变色的原理调整明暗,减少窗外射入的眩光及维持透明;客舱内的灯光作了较大改进,以发光二极管(LED),取代以往的荧光管,营造出头顶即是天空的感觉,机组还可以在飞行中控制天空特色舱顶的亮度和颜色,可为乘客提供白天的感觉,也可模拟夜色,机舱以重复的大弧度拱形结构、动态照明以及飞行中可以由乘客调整透明度的电子遮光帘为特色,并利用可以变幻色彩及明亮度的LED数组营造出仿真「天空」的天花板效果;座舱内的气压维持在海拔1800米处的气压,而不是以往客机的海拔2400米的气压等。
图10、777X弦窗与具它飞机弦窗的比较
现代旅客机都采用了增压座舱,这是因为随着飞机飞行高度的增加,大气气压逐渐降低,例如飞到一万米高空时大气气压只相当地面气压的四分之一左右,在这种气压下,人类无法生存,而现代旅客机一般飞行在一万至一万三千米高空,所以现代旅客机均釆用增压座舱,即对飞机座舱内用高压空气加压,使飞机在整个飞行期中,机舱内保持一定的气压。
由满足旅客舒适度来考虑,最好将座舱的气压与地面一样即一个大气压,但当飞机飞到12000米高度时,机舱外的气压只有0.2个大气压,而机舱内为1个大气压,于是飞机机体就承受了一个向外的0.8个大气压的压力,每飞行一次机体就承受一次,飞行若干次后机体材料会疲劳,一旦机体材料疲劳,就会发生机体破裂的严重后果。
为此,除对机体要选用强度性能最好的材料外,还需增加机体材料的厚度,这样会增加飞机的重量。能不能做到既保证旅客有适宜的座舱环境,又不要增加机体的厚度的作法呢?
为此,将增压座舱内的气压设置成相当海拔2400米高度的气压,此处的气压约为0.7个大气压,当飞机在12000米高空飞行时,机体承受向外的压力仅为0.5大气压,与前者相比,作用于机体向外的压力减少了37%,当然就不要增加机体材料的厚度。
但是将座舱气压设置为海拔2400米处的气压是否会使旅客在旅途中感到不适呢?我国云南旅游胜地-丽江的海拨高度就是2400米,所以现代旅客机座舱气压的设计还是可行的,几十年来一直沿用这个设计。
美国俄克拉荷马州立大学在波音公司资助下开展的一项研究发现,乘客在海拔2400米高度的气压下,如果飞行时间超过三至九小时,血液中的氧气含量会减少4%,这样会使乘客出现恶心、乏力、头痛、食欲不振与失眠等症状。
为此,波音公司在研制787客机时,为使乘客有更舒适的座舱环境,将座舱气压设计成相当海拔1800米高度处的气压(0.81大气压),即增大了座舱内的气压, 777X也釆取了这一设计。空中客车公司研制的最新客机A350XWB,其座舱压力设置为相当海拔高度为1830米的气压,稍低于波音777X的气压。当然,这一改进,需要在座舱上采用强度更好的材料等。
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