话宇专栏丨波音完成首架 777X 组装，配有世界上最大客机引擎

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2018 年 11 月 20 日，承担着波音公司下一代主力机型希望的波音 777X 传来了新消息，首架 777X 试飞飞机在华盛顿州埃弗雷特工厂（Everett）完成了组装，接下来需要等待的就是 2019 年的首飞和 2020 年后交付客户了。

 

在这个被称为“最终机体对接”的生产环节中，波音团队将 777X 飞机的机头、中机身段和后机身段连接起来。组装完成之后，飞机全长可达 77 米，一举成为航空史上机身最长的喷气式客机。

 

波音 777X 传承自波音公司制造的中远程双引擎宽体客机、也是目前全球最大的双引擎宽体客机波音 777，二者通用性高达 60%。2011 年 9 月，波音公司宣布 777X 飞机计划，并透露了 777-8X 和 777-9X 两种机型，其中，777-8X 是 777-200/-200LR 的后继机，载客 353 名，直接对标 A350-1000，而 777-9X 是 777-300ER 的后继机，载客 407 名，主打低每座运营成本。

 

图丨波音 777X（来源：波音）

之所以波音会提出 777X 计划，主要还是要应对老对手空客集团的 A350 新一代飞机（A350-1000，A350-900ULR），牢牢占据全球双通道宽体客机的市场。根据波音的介绍，与竞争机型相比，777X 机型油耗低 12%，运营成本低 10%。

 

世界最大的 GE9X 引擎

 

有了前辈波音 777 和波音 787 的铺垫，777X 飞机可以说是含着金汤匙出生的。运用了包括第四代全新复合材料机翼、GE9X 先进发动机、新一代驾驶舱综合航电系统和电传操纵系统以及在大型民用客机中首次应用的折叠式翼梢设计等等。

 

作为 777X 飞机的标配引擎，GE9X 备受关注。这款发动机由 GE 公司改进自波音 777 所配装的 GE90 发动机风扇直径达 3.34 米，进气道直径为 4.5 米，推力可达 470 千牛，是世界最大商用航空发动机，甚至比波音 737 飞机机身直径还要大 76 厘米。值得注意的是，GE9X 的单位推力耗油率（SFC）比上一代 GE90 发动机要低 10%，即便是在 2020 年 777X 飞机服役时，GE9X 也能做到比同级别发动机低 5%。

 

图丨在GE9X（左）面前，CF6-80 C2发动机（右）相形见绌（来源：GE）

为了能够达到这一严苛的目标，GE9X 在生产过程中有了巨大的革新，拥有新一代压比达 27：1 的 11 级高压压气机；高效率和低排放的第 3 代 TAPS III 燃烧室；采用陶瓷基复合材料（CMC）的燃烧室和涡轮，与金属部件相比，陶瓷基复合材料强度增大一倍，耐热性能显著提升，而重量只有其三分之一；除此之外，已经在航空制造领域日趋成熟的增材制造技术和碳纤维材料也是用在了 GE9X 的生产上，16 个碳纤维的涡轮扇叶和 19 个 3D 打印的燃油喷嘴是最佳代表。

 

折叠式翼梢

 

除了发动机，波音 777X 上另一项最为称道的技术就是独特的折叠式翼梢。该技术的运用使 777X 得以增加翼展以提升机翼的气动效率，从而降低对发动机推力的需求和燃油消耗。此外，折叠式翼梢让 777X 可以保持与现有 777 家族相同的机场适应性。

 

图丨折叠式翼梢（来源：波音）

对于民航客机来讲，各家公司的主要竞争点都放在了舒适性和经济性上面，而为了提升民航客机的燃油使用效率，在飞机设计中就需要尽可能地通过改变飞机机翼的设计来增加升力。而在影响升力的要素中，展弦比是一个值得关注的指标，它是指翼展的平方除以机翼面积。

 

如果机翼面积相同，在相同条件下展弦比大的机翼产生的升力也大，因而能减小飞机的起飞和降落滑跑距离、提高机动性以及增加亚音速航程，所以一般以亚音速飞行的民航客机都会选用大展弦比机翼。

 

那么按照这个逻辑来看，似乎应该是在保持机翼面积不变的情况下，尽可能的拉长机翼的长度，换句话说，飞机的机翼应该是越长越细越好。

 

图丨波音 777X 纤细的机翼（来源：波音）

但在实际操作过程中，民航客机的机场飞行区等级严重限制了机翼的“扩张”。在 A、B、C、D、E、F 六个级别飞行区中，民航客机的翼展从 A 级的小于 15 米到 F 级别的最高 80 米不等，其中 E 级可以容纳的飞机翼展为 52-65 米，F 级可以容纳的飞机翼展为 65-80 米。也正因此，波音 747 全重、空客 A340 等四发远程宽体客机、大型双发客机波音 787 和波音 777 等都需要在 E 级以上机场起飞着陆，而空客 A380 这样的更大的四发远程宽体客机就只能使用 F 级的机场。

 

而转过头来看波音 777X，其翼展达到了 71.8 米，也属于 F 级别，但这显然限制了该机型在全球范围内的广泛适用性。为了解决这个问题，使该机型能够在更多的机场起降，777X 采用了折叠式翼梢，当飞机着陆后，翼梢可以向上折叠，折叠长度为 3.5 米，20 秒内就可以让翼展降到 E 级飞机的水平。这一设计在民航客机上还属首创。

 

迄今，波音已经赢得来自多家客户的 340 架 777X 订单和承诺订单，而空客 A350 家族也在壮大，两大对手的新一轮蓝天争夺即将展开。

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