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2022-02-21 10:02

波音公司的大型可折叠机翼777x刚刚试飞

Boeing 777x

上周六,波音公司(Boeing)首次试飞了其最新的客机,在西雅图着陆后,它的翼尖在商用航空界做了一件新鲜事:当飞机还在停机坪上滑行时,翼尖向上折叠。

当新型宽体型777x投入使用时,它将可容纳多达426人,这是两种配置中最长的一种。虽然飞机机身的尺寸让它能够承载这么多人,但机翼的设计真正让它从工程角度脱颖而出。

波音777-8和777-9两款机型的机翼从尖端到折叠尖端的长度均为235英尺。这比现有的波音777或787的机翼还要宽,翼展是737的两倍。波音777x不惜一切代价打造如此长的机翼,原因很简单:它可以让飞机在飞行过程中更加高效。该公司在每个机翼上都安装了11英尺长的可折叠翼尖,并对这种功能带来的额外重量和复杂性进行了管理,只是为了确保新飞机能够适应标准的机场大门。

就像F/ a -18超级大黄蜂(Super Hornet)战斗机在航空母舰上可以折叠部分机翼,以减少占用空间一样,777x可以控制其尺寸,以便能礼貌地挤进商业航站楼的停车位。

麻省理工学院航空航天学教授马克·德雷拉解释说,在空中,机翼越长产生的阻力越小。“机翼在空气中向下推动,”他说。“翼展越长,可以向下推的空气就越多。”

根据物理学原理,较长的机翼需要更少的能量来产生与较短机翼相同的升力。德雷拉将这种现象比作滑水运动。想象一下,一个滑水者的滑雪板很窄——船需要使用很多动力才能保持在水面上。解决的办法是把滑雪板变宽。他说:“这样一来,他们的阻力就会减少;这艘船可以用更少的动力。

另一个相关的现象是,长翅膀也会产生较弱的涡流——由于机翼的推动,在翼尖处形成的旋转空气。

但在飞行中没有什么是免费的:长机翼比短机翼更重,这也解释了为什么波音(Boeing)等飞机制造商一开始就不给波音777飞机配备235英尺长的机翼。现代复合材料的重量更轻,使机翼更长,比用铝做的机翼轻得多。Drela说:“复合材料机翼本身更轻,因此它的重量也更低。”因此机翼可以更长。(让翼尖可以折叠的机制增加了重量,但显然,效率的计算结果更有利于长而可折叠的机翼,而不是更短、更传统的机翼。)

GE9X

两个巨大的通用电气发动机——该公司有史以来最大的商用推进器——将使777x在空中加速飞行。11英尺宽的GE9X发动机效率更高,因为更大的发动机可以操纵更多的空气。德雷拉说:“机翼将空气向下推,而引擎则将空气向后推——但在这两种情况下,你都想影响尽可能多的空气。”(每台发动机的直径都和737的机身直径差不多。)

就像更长的机翼更重一样,更大的引擎也更重,所以通用电气需要减轻这一点。他们实现这一目标的一种方法是使用复合材料,另一种方法是采用比其他发动机更少的旋转风扇叶片:波音梦幻客机上的通用发动机依靠18个叶片,现有的777有22个叶片,但新发动机仅使用16个叶片。

波音公司声称,所有这些设计上的改变加起来可以提高10%的燃油效率。

周六的777x飞机在华盛顿州上空飞行了近4个小时,还绕雷尼尔山飞行。(如果你看飞机上的照片或视频,你会看到一个物体在它的尾巴后面流动:那是一根软管和传感器,测量飞机的空速;波音公司可以将其生成的数据与驾驶舱的显示器进行比较。)这家陷入困境的飞机制造商计划进行更多的试飞,并可能最早在明年将新的777x飞机移交给英国航空(British Airways)和新加坡航空(Singapore Airlines)等航空公司。