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百年波音之客机霸主是如何炼成的(下)

(2018-01-21 09:28:58)
标签:

飞机设计

飞机制造

民用客机

杂谈

分类: 航史回眸
双管齐下的豪赌
    随着民航业的发展成熟,蛋糕越做越大之际,也是市场逐渐细分之时。B707和B727的相继推出,就是波音对这一趋势做出的对策。为了全面覆盖市场,1960年代中期波音又几乎同时上马了一大一小两个客机项目,然而从立项研制到投入使用依然是波折丛生。其中,B737瞄准的是载客少航程短的支线客机市场,机身显得比较短粗。设计师大胆地将发动机紧贴在机翼下方安装,既避免了气流干扰,又不必增加机身高度,便于地面维护。波音还不惜代价重新设计反推力装置和防沙尘装置以适应小型机场,引入新型飞行控制系统,精心设置客舱座位,还鼓励员工献计献策为飞机减重。不过,当时美国联邦航空管理局还规定B737这样的双发客机必须配备3名飞行人员以确保安全,这就增加了运营成本,影响到采购意愿。经过一番努力,波音用实践证明B737只需双人驾驶同样可靠,才让航管部门收回成命。虽然1967年首飞的B737晚于竞争对手进入市场,但优良的设计使它在适应性、经济性和可扩展性上独树一帜。这只原本不被看好的“丑小鸭”此后不断成长壮大,各种改型迄今已交付了近9000架,成为波音最成功的摇钱树。


百年波音之客机霸主是如何炼成的(下)
最新型737MAX


    相比之下,B747更是一场风险巨大的豪赌。随着国际航线客运量的持续增长,不少航空公司急需更大型的远程客机,载客量得是B707的两倍以上,相应的技术风险和市场风险也随之增大。尤其当时业界普遍看好超音速客机项目,当苏联图-144和英法“协和”相继出炉,波音也集中大量资源研制2707型超音速客机,而B747只被视为一个过渡产品。在压力下,B747要从实用性和安全性等处寻找创新点。起初客户坚持要采用双层客舱,设计师则选择了更合理的方案——在加宽的机身内安排双通道的单层客舱,既保证了载客量又提高了舒适性。而且宽体结构很适合改作集装箱运输,据此又将驾驶舱设在主舱之上,机鼻就可开启作为装卸舱门。B747虽然体积和重量远超B707,但采取多项措施后所需的跑道长度与B707差不多,降低了使用门槛。而在液压操作、机翼控制面和主起落架等重要部位设置了多达4套独立系统,大大提高了安全余度。如此种种,让B747逐渐满足了苛刻的技术要求和安全标准。
    然而这么个“巨无霸”要拔地而起不可避免地会遇上各种阻梗。首先是动力问题——由普拉特·惠特尼公司研制的新型涡扇发动机因技术难关未能及时交付。到1969年B747试飞后,又赶上经济下滑和油价上涨,航空业陷入低迷,波音一连17个月拿不到新机订单。雪上加霜的是,耗资巨大的超音速客机项目无果而终。这些加在一起让波音几乎破产,不得不大幅裁员减薪。这也迫使他们进行大刀阔斧的内部整顿,通过减员增效降低成本。危机过后,保存了核心科研与生产能力的波音迅速恢复元气。而作为第一种宽体双通道远程客机,载客超过400人的B747也解决了各种技术问题。其具有超前性的设计开始凸显出诸多优势,获得了1970年度的科利尔奖——美国航空界最高科技奖项,远远甩开竞争者,最终打开了销路。
    在这场豪赌中,波音公司押对了未来而险中获胜。从B707/727到B737/747,波音在20年时间里巩固了在世界民用航空业的领先地位。这是坚持以市场需求为导向,以技术创新为手段取得的。即紧贴市场趋势和客户需要进行产品布局,及时吸取科技发展成果,并在长期实践的积累中取得突破。在初步成功的基础上,再充分发掘每种机型的潜力,根据需要进行改进改型,形成系列化家族。这样既降低了风险,又可以逐步实现从量变到质变。B737和B747经过40多年的发展,新一代型号已是脱胎换骨,成为民用客机中的常青树。


百年波音之客机霸主是如何炼成的(下)
空军一号——747一直是美国总统的座驾


新对手新挑战
    研制现代客机投入高耗时长,一旦定型可就“覆水难收”,因此要有准确的前瞻性才能把握市场。然而受各种因素影响,市场环境潮起潮落,连波音这样的大鳄也不免呛到几口水。在设计要取代B727的B757时,针对前者“油老虎”的属性,波音结合多种新技术来降低油耗。但到1982年B757出厂时,油价却已走低,其节能优势就缺乏足够的吸引力。而且波音此时偏向保守,B757只设单通道座舱。而后起之秀欧洲空中客车公司在处女作——A300中程客机上就大胆采用宽体双通道设计,舒适度更胜一筹。波音的B767虽然同是双通道,但客舱宽度仍然偏小,也多少影响到乘坐体验。虽说B757/767性能出色,也拿到科利尔奖,销售业绩却难现辉煌。而异军突起的空客尽管还无法撼动波音的龙头地位,但已呈现出咄咄逼人之势。
    国际经济的走向、油价的起落、航空业的波动、政府政策的变化,以及环保和安全的标准提高,都会左右民用客机的发展航迹。技术并非万能,但没有技术创新作后盾,无论波音还是空客都不可能在市场长期立足,以信息化为代表的新一轮技术革命就将竞争推到更高的层次。1990年代初在研制介于B767和B747之间的B777时,波音广泛征求了国际性航空公司的意见,明确市场定位和性能指标,同时大规模引入计算机辅助设计和制造技术及相应的管理系统,将研制和生产过程全面数字化、一体化。B777是第一种“无纸设计”的客机型号,不仅精简了成本,缩短了周期,还降低了出错可能。除了融合超临界机翼、综合航空电子系统、线传飞行控制系统等最新技术,B777还开始在机身和发动机上大量采用复合材料,以人机工程学设计客舱环境。这些创新让双发的B777满足了远程飞行的严格标准和客户的苛刻要求,进入系列化发展后成为波音的又一支柱。
    以1997年兼并老对手麦克唐纳·道格拉斯公司为标志,波音加快多元化战略转型,以适应复杂多变的市场形势,在客机业务上主要运用精益制造技术和移动生产线等先进理念完善流程、提高成效。不过在世纪之交时,波音的发展步伐放缓。羽翼渐丰的空客则发起全面挑战,甚至在2001年后连续多年订单数赶超波音。面对新世纪的市场风云和对手的步步紧逼,要想继续屹立潮头,创新必须戳到用户的“痛点”。当空客力推A380超大型客机抢占国际主干航线时,波音却认为多数乘客倾向以“点对点”方式直抵目的地,而不是集中到枢纽机场再转机,因此中型远程客机更有前途。据此,波音放弃超大机型计划,代之以B787“梦想客机”,以“开放和一流”为创新目标。利用军工优势,波音在B787主结构上采用了高达50%的复合材料以减轻重量,加上高效能发动机、最优化气动设计、先进飞行控制和机舱管理系统等,力图打造更经济更舒适更安全的新一代客机。
    由于市场和技术原因,A380和B787高调面世后并未如预期那样一飞冲天,两家的明争暗斗孰优孰劣还需时间检验。纵观波音百年来的起起伏伏,不难看出创新之力贯穿始终。创新并非闭门造车,也非一蹴而就,要对市场变化反应敏锐,同时紧扣科技发展的脉搏,逐步从技术、经验和资金的积累中取得突破。在波音的发展历程中,技术创新首先带来的是设计上的创新,接着是制造工艺和管理机制上的创新,使得大飞机这样的产品也很有弹性,增强了适应性和生命力。而以用户需求为导向才能准确预测市场趋势,不仅可以先人一步抓到转型时的商机,甚至可以利用新技术主动创造新的增长点,这对于后来者更有借鉴意义。


百年波音之客机霸主是如何炼成的(下)
双通道的767略显保守


百年波音之客机霸主是如何炼成的(下)787承载着波音的世纪梦想



原文刊登于《航空知识》2016年7期,文字有改动,图片来自波音官网。

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