波音執守于787夢想:對放棄鋰電池堅定說“不”
在被問及是否要棄用鋰電池時,波音公司CEO雷蒙德·康納堅定地回答“不”,
一如波音對787這個夢想的執守
或許是因為承載了太多的創新及波音“改變游戲規則”的殷切期望,被稱為“夢想飛機”的787的命運一波三折。
在比預計時間推遲了三年之后,2011年9月,世界上首架787被交付全日空航空并實現了處女航。然而,不過一年半的時間,2013年新年伊始,787便接連遇到麻煩,其中最核心的當屬主電池及輔助動力裝置(APU)電池起火事故征候。這給787的夢想之路蒙上了一層陰影。
“事故征候一發生,波音就集結了所有資源來了解引發這些事件的原因。這個團隊是從全世界17萬多名波音員工、波音供應商以及特定領域的外部專家中抽調出來的。他們一直在為最近787出現的一些問題尋找解決方案。”波音中國在接受《瞭望東方周刊》采訪時表示。
“就787飛機所采用的鋰離子電池而言,這些電池記錄在冊的地面和空中運行時間超過220萬小時,其中包括50000多飛行小時。在2013年1月之前,從未發生任何與電池相關的事故征候。”波音中國稱。
2013年1月16日夜間,美國聯邦航空局(FAA)發布緊急指令,要求美國航空公司暫時停飛這一型號的客機。之后,歐盟航空安全局、日本國土交通省、印度航空監管部門等也紛紛停飛國內的787客機。
2013年2月28日,波音公司CEO雷蒙德·康納宣布波音已設計出一項永久解決方案,將幫助解決波音787的安全問題:即給鋰電池安裝三重防護層。
波音中國在給本刊的回復中稱,這項修復方案已經提交給美國聯邦航空管理局(FAA),正在等待評估結果。正如雷蒙德·康納在2月28日所說的那樣,波音相信787重上云霄指日可待。
創新的爭議
787之所以被稱為“夢想飛機”,是波音在這款777之后醞釀了14年的新型客機注入了足以重新定義客機的飛躍式創新:新型發動機、更多使用輕型復合材料、更高效的系統和先進的氣動性能。這四項關鍵技術的運用使得787可以實現比同尺寸飛機節省多達20%的燃油。波音787是航空史上首架遠程型中型客機,打破了以往一般大型客機與遠程客機掛鉤的定律。這令全球航空公司趨之若鶩。
“節能”是787最大的賣點,也是其設計所圍繞的中心。為此,787大量使用了復合材料。復合材料重量占787總重量的50%,其中最引人注目的是復合材料機身。碳纖維絲被植入樹脂中,然后將一層層的碳纖維夾在別的材料之間,以便令碳纖維絲處于不同方位。這些薄層再堆疊起來以獲得所應用結構需要的厚度和形狀,并通過持續數小時的高溫高壓工藝成型。利用這種技術制造的材料既輕且堅硬,其強度至少是鋼材的四倍。
波音之所以用復合材料代替鋁金屬,是因其認為金屬能夠隱藏損傷問題,這種損傷在表面下擴大,直到結構碎裂時才會被發現。而復合材料就不存在這種問題。實際上,碳纖維合成技術已有數十年的歷史,20年來也被應用于制造客機的方向舵和尾翼,但從未有飛機敢于用它來制造機身。
這曾經招致其競爭對手空客的質疑,稱用塑料和碳素纖維制成的復合材料代替金屬制造客機確實是飛機制造史上的一個巨大飛躍,但沒有充分考慮其中的風險�?湛偷氖紫\營官雷義(John Leahy)曾表示大量使用復合材料是“荒謬”的。
然而,航空公司卻對787的經濟性表現出了極大興趣,并給了空客的新型客機A350以極大的壓力,迫使空客也不得不跟隨波音787而改進A350的設計,大量使用新材料以替代沉重的金屬機身。
此外,在787內,大多數依賴液壓技術的系統都被電子設備所替代,電腦會全面掌控機艙內出現的各種問題并及時提醒地勤人員,讓他們在飛機降落前就做好準備,這將會加快航班之間的周轉時間,確保航空公司可以將航班延誤降至最低程度。實際上,787這個產品正是波音對于日趨擁擠的空中交通所提供的解決方案。
但卻有分析認為,波音近期的這些故障正是過度創新惹的禍。以電池問題為例,787首次采取在飛機上使用兩塊體積約為汽車電池1.5倍的鋰離子電池,讓飛機甩掉許多機械和液壓系統負擔,加上輕型碳纖維材料和高效能引擎的使用,實現飛機燃料效率最大化。然而,鋰電池充電迅速的特性使其更容易出現溫度陡然升高和壓強增大等內部問題。
然而,波音787項目副總裁及首席工程師麥克.辛尼特卻并不同意這種指責。
“我不認為我們在強迫自己搞創新。我們強調的是技術能夠給飛機帶來什么樣的價值,這也是我們的出發點。我們絕對不會將一項技術強加到飛機上。實際上,787包括所有的波音飛機上所采用的任何技術,都是絕對符合實際需求的技術。”
麥克.辛尼特強調說,“安全毫無疑問是我們的最高目標,在確信飛機符合我們的安全標準之前,我們不會冒然開展下一步工作。”
供應鏈之過?
在波音787的諸多創新中,有一個不得不提的是其設計和制造的全球協作。
波音的全球供應鏈歷史可以追溯至其成立之初的1916年,那時便有供應商參與到波音的生產系統中。老威廉.波音就采購了包括發動機在內的成品組件以及像“最棒的愛爾蘭亞麻”一樣的材料來遮蓋他的第一架飛機的機翼。
波音中國提供的數據顯示,2012年波音民機集團在供應鏈方面的花費約為280億美元;在六大洲共擁有約5400家供應商工廠,包括次級供應商;2012年采購了超過7.5億個零部件及組件,預計2013年將超過10億。
然而,部分設計和機身制造的外包卻是787開創的先例。從項目早期階段開始,波音就與全球50家供應商合作伙伴一起合作,在135個地方聯合開展設計和制造工作。根據波音公司提供的數據,在787項目整個生命周期內,中國航空工業所參與的工作的總價值可達數億美元。
業界認為這種做法是為了分散風險和降低成本。從2004年787項目啟動到2007年正式下線,787稱為波音歷史上完工最快的機型。有數據統計表明,在波音787的開發過程中,波音公司縮短了33%的進入市場的時間,且節省了50%的研發費用。
而波音中國在給本刊的回復中稱與合作伙伴開發了新的技術和流程以促進效率的提升。“例如,在制造一個整體機身段時,我們減少了1500張鋁板和4萬至5萬個緊固件。波音擁有完善的體系確保我們從供應商合作伙伴接收的部件的質量和性能。”
有分析認為,過長的供應鏈可能是導致質量控制失效的原因。例如在電池事件中,日本湯淺株式會社便深涉其中,被懷疑其提供給787的輔助動力裝置(APU)使用的鋰電池有問題。之后,日本關東飛機設備公司也受到了調查,它為787提供監控電池組電壓、電流、充電和溫度的機載電子監控系統。
但在波音看來,全球化以及地理多樣化的供應網絡帶來的益處要超過其風險。通過采用嚴格有序的篩選流程,波音能夠在全球范圍內發掘有專長的供應商及資源,同時又能保護其競爭優勢及知識產權,并降低風險。“例如,我們全球范圍內的合作伙伴已經貢獻了很多關鍵的創新舉措,包括使我們的飛機生產在主體結構上能夠采用復合材料,從而實現革命性變革。”
盡管遭遇了諸多質疑,波音公司依舊堅持自己的選擇。“我們仍然堅持787采取的商業模式及全球策略。”波音中國對本刊表示。
執守夢想
據了解,在禁飛之后,目前波音已經開始了有限的試飛。美國當地時間2月9日,波音第5架用于飛行測試的飛機ZA005持續飛行2小時19分鐘,機組報告該飛機一切正常。
“我們對787測試飛行的安全有充分信心。同時作為附加預防措施,我們也會實施特別的運行程序,這其中包括飛行前對電池的檢查,對具體電池相關情況數據信息的監測,以及對電池的重復檢查等等。”波音中國回復稱。
而與此同時,787的生產和交付準備工作也在繼續進行。
波音并不認為鋰電池會阻礙787實現夢想。正如2月28日,波音CEO雷蒙德·康納在被問及會否棄用鋰電池時,堅決地回答“不”,一如波音對787這個夢想的執守。
787項目副總裁及首席工程師麥克.辛尼特在最近一次的溝通會上詳細介紹了787所使用的電池在被安裝到飛機上之前所需要經歷的流程:“我們會開展非常嚴格的測試,包括用釘子刺穿電池以檢測電池是否會出現爆炸或起火等情況。同時我們還會將電池壓碎、投入烤爐中并在很高的溫度下進行烘烤等等。這些都是電池在被安裝到飛機上之前所經受的5000小時測試過程中所必須經歷的測試項目,通過測試的電池才會被送至波音公司用于制造或者發貨給我們的客戶作為備件。”
“目前787剛剛運營了15個月。這是一款全新機型。如同任何一款全新的飛機項目,頭一兩年的運營期會出現一些我們必須加以解決的問題。但787初始運營情況堪比同一級別中運營最為成功的777,787同777在可靠性、可維護性和飛機可用性上是旗鼓相當的。”波音中國回復稱。
曾參與中國大飛機“運十”研制、后負責ARJ21支線客機總體設計的周濟生在接受媒體采訪時表示,“787是新出廠不久的飛機,也是新研制的飛機,兩者重合,其磨合期故障率就會較高,過段時間故障率就會下降。”
周濟生認為市場對此反應過度,“要求787在出廠前完成磨合是不切實際的。”
2013年3月1日,全日空總裁伊藤真一郎表示,該公司不會改變波音公司787型客機的訂單。他相信波音正就解決電池缺陷取得進展。
“解決棘手的技術問題,實現科技突破,對于波音人而言司空見慣。”2013年1月,在對此次禁飛事件作說明時,波音的一份官方文件如是說。
文中最后引用的是波音前總裁莫爾·斯坦姆普的一段話:“我們的行業從來不為膽小者或懷疑論者提供棲身之地。這一充滿活力的行業的領導者,需要豐富的想象力和不同尋常的眼光。這個行業要求領導者以身作則,奉行針對可能性果斷行動的信念。”
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