抢占中型客机市场波音NMA项目蓄势待发

来源:中国航空网航空 2017-08-28 09:44:00

距上次波音公司在巴黎航展讨论全新商用客机,已经过去了14年。在2017年巴黎航展上,波音公司首次公布了新中型客机(NMA)的研制计划及部分细节,成为航展热点。

波音的NMA双通道客机将采用第五代复合材料机翼、“混合”(hybrid)机身设计和超高涵道比涡扇发动机,尺寸与波音757相当,融合了波音777和波音787的设计特征,座级涵盖220~270座,航程5200海里(9260千米),其市场容量预计超过4000架。

波音透露,NMA的横截面将采用波音787或波音777上机身与波音737下机身组合而成的构型。虽然波音对NMA“混合”机身的表述比较含糊,但据分析是指机身横截面的形状,而不是指结构材料的选择。据称,在波音已经公布的一些专利中,有上机身采用双通道飞机主客舱、下机身则采用单通道飞机腹舱的构型方案。

波音表示,NMA的研发将吸取波音787研制过程中的经验教训,数字双胞胎(digital twin)和数字链(digital thread)将成为NMA项目的关键。在项目正式启动之前,波音已通过多学科优化设计和基于模型的系统工程,对NMA的设计、生产和试验的各个环节进行了深入而全面的分析。根据客户反馈的大量信息,波音正不断修改NMA方案,目前的方案与最初设想相比,已经发生了很大改变。

未来,随着NMA项目的推进,波音整个产品研发体系也将发生根本性的改变。波音表示,波音787飞机可执飞跨太平洋等航线,而NMA则执飞跨大西洋以及一些航空运输量快速增长的航线。NMA的目标是成为一款具有单通道飞机的经济性和双通道飞机的舒适性的新机型,它的生产成本将低于以往生产的任何一款双通道飞机。

飞机配置的问题受到密切关注。波音表示,其仍在推进系统、生产流程等方面进行持续创新,以增强这一项目的成功性。该双通道飞机概念旨在填补波音737-10和波音787-8之间的空白。

在推进系统方面,齿轮传动涡扇发动机将成为NMA的首选。虽然NMA处于“萌芽”状态,但现在谈论发动机的选型并不算早。NMA项目能否如期投入商业运营,一款新型高效的中等推力的发动机是关键。而NMA可能会是下一个10年前半段最大的民机新项目,也是发动机制造商“志在必得”的一个项目。新发动机一旦入围,很有可能会成为空客随后推出的竞争机型的动力装置。

根据波音公布的信息,NMA的发动机的推力约为200kN,涵道比大于10∶1,总增压比大于50∶1。200kN的推力,高于目前单通道飞机的发动机,同时低于现代宽体飞机的推力,因此NMA所需的这款中等推力的发动机到底会是一款“高推力的小型发动机”,还是一款“小推力的大型发动机”尚不得而知。按照客户的提议,波音的NMA可能会像波音787一样,选择两款发动机作为候选动力装置,而不会像波音777X那样采用唯一一款指定的动力装置。尽管如此,NMA发动机的竞争也会十分激烈。目前,罗罗、普惠和CFM国际公司都在积极争取成为NMA的发动机供应商。

在生产流程方面,波音正着力于对整体设计以及建设和推进方面进行改进。虽然NMA系双通道飞机,但其目标旨在达到单通道飞机的运营成本。如何实现这一点,波音表示这是公司的秘密所在。然而,波音毫不掩饰对基于模型的系统工程(MBSE)的逐渐依赖,这极大地改变了整个公司开发新产品的方式。MBSE是一种在开发早期确定客户需求和功能的跨学科方法,该概念被越来越多地用于防务和空间事务中。

就波音而言,MBSE流程包含三种工程模型,其中一种是与分析验证模型交互的系统架构模型。该系统架构模型可以帮助定义关于NMA设计开发的各种限制、接口和要求,以及产品本身。而且,该系统模型可以用于管理绑定数据以及控制成本和进度。先进的系统架构模型使得NMA的开发过程完全不同于波音787的开发过程。

波音表示,NMA的一个秘诀是机翼与发动机之间的接口更为紧密结合。波音正在就此与 CFM、罗罗和普惠公司进行讨论。为了针对NMA进行更好的发动机设计,波音和发动机制造商执行了一系列的迭代程序,使他们了解飞机的界限、爬升能力、噪音水平,以及双发延程飞行(ETOPS)飘降高度和航程范围等。目前,这些设计已经非常清晰。

波音认为NMA飞机真正是围绕乘客而设计的。波音已经与57家航空公司就NMA进行了讨论,各家公司最期待的是可以开发新市场,而且其中一些市场采用的是全新的商业模式。一些廉价航空公司希望获得发展,一些则希望补充机队的机型,还有一些公司希望重整整个飞机网络。

在今年巴黎航展期间,波音公司公布了NMA的研制计划表。新项目将于2018年年底或2019年年初启动,2020年开始设计,2021~2022年开始生产零部件,2023年开始总装并下线,2024年开始飞行试验和取证,2025年投入商业运营。根据项目的商务研究结果,波音公司可能在2018年决定是否将NMA飞机推向市场并正式接收订单。

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