塑料787：波音未来所寄？

　　2004年，空中客车销售了320架飞机，再次超过波音公司285架的销售数量。这已是波音公司连续五年落后于空中客车了。为了扭转这种局面，波音公司正全力以赴加紧研制新型客机波音787。这种客机表面大多数材料都由特制塑料制成，包含了很多新科技。波音公司希望这种新型客机能够改变整个航空市场，重新恢复自己在市场上的领先地位。

　　豪赌市场

　　在西雅图宽敞的波音发展制造中心，波音公司对商用客机的未来设想正在变成事实。他们的设想是，未来的客机表面大多数或者全部由特制塑料制成。在中心内部高大的飞机制造厂内，三架被戏称为铁桶的波音787的机身正静静地躺在中心平台上。它们的外部配件都是由一种叫做碳化纤维的特制塑料制成的。

　　制造厂内，一些工程师正爬上波音787的机身，寻找这些超薄但却十分坚硬的新型材料的不足;而另外一些工作人员正在雕琢世界上最奇妙的飞机的特制机翼。整个波音发展制造中心内，波音人正在全力研制号称梦想飞机的波音787。

　　从某种程度上讲，世界上还没有哪架飞机过多地使用这种特制材料。这种特制材料是由许多化合物混合制成的，以前常被用作高尔夫球杆、网球拍和地下储存槽。虽然材料成分相同，但上述物品的材料还不能直接用在飞机表面上，它还达不到波音787的特殊要求，还需要进行特殊的加工。

　　波音公司知道用这种特殊材料建造飞机的表面是场豪赌。过去五年，波音公司的销售额一直落后于主要的竞争对手空中客车，公司主管们希望这项新技术能大幅度降低客机成本，从而夺回空中客车抢占的市场份额。

　　从目前的订购来看，波音公司使用这种新型特制材料的作法是正确的。在6月法国巴黎举行的航空展览会上，波音公司得到了266份订单，其中21个大客户直接点名要求购买这种梦想飞机。这使得波音787成为历史上卖得最快的商用客机之一。按照这种形式的发展，有专家预言，波音787或许可以在一定程度上扭转波音和空中客车现在的力量对比。

　　特制材料

　　波音787销路好的原因很简单，航空公司只需花很少的钱就能从这种飞机上获得巨大的利润。波音787单机销售价是1.2亿美元，与上世纪八十年代出厂的同类型客机波音767300的价格一样。这在原材料不断上涨，员工工资不断增加，交通运输费接连上调的今天，尤其难能可贵。

　　波音787的价格虽然低廉，但飞行速度却比同类型的中型客机提高了一倍。除此之外，波音787的日常保养花费却没有增加，这对于接连受到油价上涨，由于恐怖袭击造成大量乘客流失，在破产倒闭边缘苦苦挣扎的航空公司，不啻为一件天大的好事。试想，航空公司还能从哪个飞机制造厂买到价格如此低廉但性能如此全面的飞机呢？

　　“配上高功率的发动机，在飞机表面大量运用特制塑料材料，波音787确实在一定程度上改变了民用客机长期以来一直以铝当主要材料的情况。”华盛顿大学材料教授吉姆·瑟菲尔斯说。目前，他在波音公司担任材料顾问。

　　由于波音787的表面材料是由混合特制塑料制成，这就需要尽可能少的衔接部分，所以波音787很少使用焊接。由于塑料的重量小于铝，波音787自然比其他客机更省油。除此之外，波音公司还宣称，波音787能使乘客在飞行中感到更舒适。原因就是这种由混合特制塑料制成的机舱能够承受比其他飞机更大的压力。波音787的塑料机舱能在6000米高空承受的大气压力相当于其他飞机在8000米高空承受的压力。因此，波音787很容易控制机舱的温度、湿度和通风情况。

　　由于波音787的特制塑料材料制造过程复杂，很多航空公司对波音公司的第一架波音787能否如期完成产生怀疑。同时，很多专家也对这种由特制塑料制成的机舱和机翼组成的飞机能否以很快的速度并在预期的成本内批量生产产生了怀疑。尽管波音公司一再保证波音787的生产一切正常。但有消息表明，就在这种飞机开始生产6个月后，第一架波音787的一个发动机发生了机械故障。这注定第一架波音787的生产要比预期延后一个月。

　　面临困难

　　在制造环节中，塑料机身同样也不能忽视。一个金属机舱需要1500块铝片和5万颗螺丝钉。但是换成特制塑料材料后，焊接点就下降了80%。“成本下降的奇迹来源于焊接点的减少和构造的简化。”波音公司主管布莱尔说。

　　但是，使用这种材料同样也要面临一些弊端，特别是16米长的机舱焊接部分，这些都需要将各部分材料联合在一起。“但这样做，难免会出现缝隙。”弗吉尼亚州立大学工艺教授、混合材料专家麦克·海尔说。

　　2004年11月，当波音787的第一个客舱的材料在熔炉锻造时，波音公司的工程师们就很担心材料变质。当材料出炉后，经过仔细检查，工程师们确实发现材料有些瑕疵：材料表面出现一些水泡状的物质。它能稀释材料浓度，当水泼到材料表面时造成的热胀冷缩会引起材料断裂。“第一次尝试制作这种材料的机舱，难免会有这样的事发生。”波音787的制造成员之一柏格里说。在经过三次锻造后，波音公司终于解决了这一难题。

　　那么机翼如何用特制材料制作呢？布莱尔解释说整个工程要稳步前进。他希望2005年底再说出飞机的全部秘密，这是波音公司制造工艺新的里程碑。一旦梦想飞机的机舱、机翼和其他部分都准备完毕，波音公司计划三天内组装完波音787，这远远低于波音737十一天的装备时间。“设计完舞蹈后，我们就该在大厅里跳舞了。”布莱尔说。

　　新材料机舱

　　波音公司的主管说，他们可以想办法弥补这些损失，坚持认为波音787的生产都在控制之中。“我们能照本宣科毫无困难地批量生产波音787吗？”负责波音787生产的副总裁麦克·布莱尔自问自答，“生产中总会有闪失，但我们从没失去信心。”

　　现在，波音787的生产完全自动化，这使得原来一些波音公司的全球合作伙伴对如何保证飞机质量感到很担心，而且他们还担心波音公司能否在达到要求的飞机重量的同时，将材料成本控制在600万～800万美元之间。

　　波音787的材料专家和高级工程师戴维·柏格里承认这种要求有点过分，但却依然认为这是新型客机在发展工程中普遍要经历的过程。同时，柏格里补充说，波音787的设计团队会在改进制造工艺时，提高生产速度。

　　第一个用特制塑料制作的机舱是在2004年感恩节建成的，这也是波音787的重要组成部分。机舱长22米，宽16米，整个部分几乎不用螺丝钉焊接。现在，波音787的工程师们发现，他们选用的特制材料要比他们原先预想的还要坚硬。据此，波音公司估计，与铝制机舱相比，这种新型材料能为航空公司节省30%的成本。

　　这种非常节省成本的飞机同样也要接受政府的检查。由于这种混合特制材料比铝更耐腐蚀，所以，航空管理人员检查的次数相对会少。通常，普通客机服役六年后，航空公司就要花大精力和财力保养和维修飞机。但波音787要在飞行12年后，才会进行首次飞机大检查。从制造厂下线，波音787的综合性能就比同类飞机优良。“与其他同类型飞机相比，波音787耐腐蚀和破损的能力更强。”波音副总裁布莱尔说，“它的耗油量也比其他中型客机少。”据了解，波音787耗油量比同类飞机低20%。

　　当初，这种特制塑料材料只在军队和小型客机上使用。原来，飞机制造商普遍认为，如果大型客机大面积使用这种特制材料，不利于飞机保护，因此很多大型客机很少使用这种特制材料，连最大胆设计的波音777也只有11%的表面使用了这种特制材料，而且大多数都用在机尾。但是，波音787的表面机身都是由这种塑料特制材料覆盖的，整个飞机表面的50%都使用了这种材料。“我们总是梦想把这种材料用在大中型客机上。”波音商务客机首席执行官、负责制造波音787的主管艾伦·姆利在5月17日的股东大会上说。同时，他又表示，这种特制材料的成本与铝相差不大。

　　当姆利对未来的波音787满怀希望时，他不得不首先解决一个问题。制造者很担心斜坡撞击，特别飞机在驶入停机坪时。一般来说，这种特制材料在受到撞击后，受到的损伤眼睛看不到，在飞机爬行到3000米高空后，受到高气压和温度变化，受撞击的特制材料会发生变形。

　　为了防止这种情况的发生，波音公司的碳纤化合物提供商在制造过程中，将这种化合物长时间浸泡，以增加材料的韧度。这样做可以使特制材料表面更容易承受撞击。如果出现了破裂，特制材料也能阻止碎片四处扩散。“由于这个原因，我在乘坐这种飞机时，可以放心地睡大觉。”华盛顿大学教授瑟菲尔斯评价这种材料时说。