在年初成功試製複合材料機身壁板件之後,中國商飛在CR929大型客機的材料工藝方面可謂進展神速,在近日,也就是趕在2019年到來之前,中國商飛的首個CR929複合材料前機身全尺寸段就完成了總裝工作,如此高的效率可以說稍稍有些出人意料。
但和“出人意料”相對應的,則是CR929在複合材料上的相對保守依舊“不出所料”。
從年初的板件外觀和目前公布的機身細節來看,CR929在複合材料應用上使用了空客和波音應用多年的“拼接法”,即先搭建出成型的金屬骨架和連接件,再將每個截面分成3-4片的“壁板件”拼接上去,就得到了我們今天看到的複合材料機身。
當然,在空客的A380、A350XWB、波音777等成熟機型上得到應用的“拼接法”的確在眼下“夠用”,但金屬件的始終存在使得機身難以做到真正減重,複合材料在機內環境控制上的優勢也無法完全發揮。
當然,早在波音777和空客A380等飛機誕生之前,運載火箭和彈道導彈就有用複合材料整體製造箭彈體的先例:直接使用機器在模具外分層塗抹和鋪裝複合材料,再使用熱壓罐對之進行加工,最後就得到了一體成型的渾圓殼體。
而把這項技術真正引入到客機製造的,依舊還是美國波音公司:波音787“夢想飛機”的機身就基本全由一體成型的碳纖複合材料製成,不需要預先裝配金屬加強和連接件。
為此波音不惜投入重金,在多個工廠和承包商處建立了直徑最大達9米的熱壓罐,以及複合材料整體纏繞生產線,這一系列舉措最終使得波音787的複合材料應用率達到驚人的55%,首先就極大地降低了機體重量,提升了客戶航司最為關注的經濟性。
此外,複合材料替代金屬還能讓客艙內的濕度不再成為乘客和地勤必須要面對的“兩難問題”:一方面,地勤不需要再對金屬元件在較高濕度下的腐蝕傷腦筋,另一方面,乘客又可以不必在低濕乾燥的客艙環境裡忍受煎熬,這對於遠程飛行的舒適度而言至關重要。
當然,在設計和製造之初,外界對波音大範圍使用複合材料的態度並不明朗。但航司的訂單早已“用腳投票”,向外界證明誰才是正確選擇:自交付至今短短不過7年,波音787已經向客戶交付了760架飛機,另有700架訂單存量,且每年還有100架左右的新增訂單。
對比之下,與波音787對標的空客飛機情況就比較慘澹,A330NEO和A350XWB均未開始“走量”,更別提A380摔下神壇的直接原因就是波音787開創了新的“點對點”運營模式。
而波音787的餘波仍未散去,波音公司的新作777X又即將誕生,這已經使得意圖“翻身”的空客A350XWB背負了極大的壓力,換句話說,空客如果要想繼續和波音競爭,提高複合材料應用率,轉向一體式複合材料機身製造是唯一的出路。
而在CR929如期投入商用的10年,也就是2028年時,如此一款技術水平比肩空客A350XWB的飛機,能接下二手波音787的衝擊拳麼?又或者能正面對抗波音和空客的下一代機型麼?筆者對此實難報以樂觀態度。