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波音新中型客机NMA将成为波音在B787之后第一款全新设计的飞机

2019年01月07日 15:35 次阅读

波音公司在巴黎航展上首次公布可能启动“新中型客机”(NMA)项目。此后,该公司成立了NMA项目办公室,并将777X项目前总工程师吸纳到NMA项目领导团队中。2018年9月,波音透露了NMA项目的2019年计划和部分细节,该机的发动机和机身外形选型方案已浮现。按波音的设想,NMA项目将通过研发方式创新和新技术引入,降低全寿命周期成本,并实现“兼顾舒适性和经济性”目标。该项目将助波音重塑当前由窄体客机占领的中端民机市场,推动波音民机研发方式实现又一次重大创新,并开启全球干线飞机市场新一轮竞争的大幕。

一、项目概况

根据波音最近透露,发动机制造商将提供NMA动力装置建议方案,2019年2月波音将确定发动机方案选择,3月将与航空公司和租赁公司签订初步意向订单,2019年6月在巴黎航展上将启动该项目,并宣布首家用户。波音认为,为了保证2025年交付使用,应在2019年启动项目。NMA预计将成为波音在B787之后第一款全新设计的飞机,耗油量可能比B757至少降低25%,将从战略层面拓展波音民机产品线和细分市场。

1.市场定位与潜在需求

NMA旨在重塑当前由窄体干线客机占领的中端民机市场,在波音民机产品定位中上接B787、下连B737。根据美国《航空周刊与空间技术》预测,B757和B767机队规模正在缩减,2022年时将从2018年的1253架减少到989架,到2026年其退役速度更会加快。随着B757及B767停产(后者已仅有货机和派生加油机生产),在单通道的波音737与双通道的波音787间出现了产品空挡,使空客A321有可乘之机。同时,空客A320neo系列的市场订单远超波音737MAX。在此竞争压力下,波音提出NMA项目,座级涵盖220~270座,设计航程不超过9260千米,力求打造一款采用双通道宽体设计,同时具有窄体飞机经济性的产品来重塑这一销售量最大、总价值最高的中端市场,打破空客领先的格局。NMA主要瞄准中远程密集航线,将填补B737系列窄体客机(航程小于7000千米)和B787大型宽体客机(航程大于10000千米)之间的市场空白。波音预计NMA的市场需求约4000架,2025年或2026年投入使用后,至少占据一半的市场份额。

2.已公布的部分技术细节

根据波音最新透露的信息,NMA将推出两个基本型,即228座的NMA-6X,航程9260千米;268座的NMA-7X,航程7778千米。其他技术细节可归纳为以下4点:

一是将采用独特的椭圆截面机身和先进复合材料机翼。考虑乘座的舒适度和进出客舱的时间,NMA的机身更倾向于选择宽体。为了避免过大的研制费用和长期的技术攻关,NMA采用比较成熟的技术,但机身和机翼将寻求创新,预计采用第五代复合材料机翼和“混合”机身设计,融合B777和B787的设计特征。“混合”机身的最优形状可能是一种可并排布置七座的椭圆截面机身,上机身采用双通道飞机客舱,下机身则采用截面较小的单通道货舱构型方案,使机身的阻力减少到同座级窄体客机的水平。

01

波音NMA可能的技术特点示意图(737MAX的尾椎、787/777X客舱观景窗、更短的发动机短舱和入口、767-200的登机门、757/767/777的风挡、椭圆形截面混合机身)

波音新中型客机NMA将成为波音在B787之后第一款全新设计的飞机

二是先进、大涵道比、高压比发动机将成为首选动力装置。2018年6月,美国通用电气公司、美国普惠公司和英国罗罗公司针对NMA都提出了发动机投标方案,所提供的发动机推力都超过了220千牛。其中,罗罗公司将采用全新技术设计的“超扇”(UltraFan)齿轮传动发动机;通用电气公司将以GEnx和GE9X先进技术为基础,提出一款新的涡扇发动机方案;普惠将在A321neo采用的PW1100G齿轮传动发动机基础上进行升级。三款先进发动机的涵道比都将超过10∶1,总压比至少为50∶1。按照客户提议,波音可能会选择两款发动机作为候选动力装置。波音还透露,NMA一大亮点是机翼与发动机之间的结合将更为流线化。

三是数字孪生和数字线索技术将成为NMA研发的关键。波音将吸取B787研制过程中的经验教训,率先在NMA项目上引入数字孪生和数字线索技术。前者是在数字空间建立真实产品的数字模型,通过传感器实现与产品实际状态的完全同步;后者是贯穿产品生命周期的、无缝传递产品数字模型并实现数据集成。这两项技术使产品设计、生产、运行、维护达到无缝集成,提高研发效率,降低全寿命周期成本。《航空周刊与空间技术》早在2015年即预测:到2035年,当航空运营商接收一架飞机时,还会同时接收一套该机的详细数字模型。

四是波音将采用基于模型的系统工程和先进管理平台改善研发流程。尽管NMA项目尚未正式启动,但波音已采用基于模型的系统工程方法,对NMA的设计、生产和试验等各个环节进行了深入而全面的分析。最近,该公司还向法国达索系统公司采购了最新产品全寿命管理平台,达索系统公司称该平台将使飞机的研制流程得到巨大改进,号称能使研制周期缩短25%。

二、面临的挑战

综合分析,尽管波音对NMA项目充满期待,但它面临诸多质疑和挑战:

一是大多数航空运营商对NMA持怀疑态度。国外相关机构的调查显示,大多数航空公司对NMA座级和航程不感兴趣,认为该机并不能满足中端市场需求。相比于A321neo、B737MAX-10、A330neo,以及计划中的A321neo+等机型,NMA飞机性能提升优势并不明显。虽然波音推出NMA的主要目的是取代B757和B767,但后两型飞机还会运营相当长的一段时间,运营商对新机的需求并不十分迫切。因此,波音期待的NMA市场规模能否实现尚存疑问。

二是面临运营经济性和生产经济性挑战。一方面,NMA采用独特的椭圆截面机身,即便达到了窄体飞机的经济性,但飞机的机腹容量变小,这会削弱其对亚洲运营商的吸引力。另一方面,若该机采用更大比例的复合材料来实现更好的运营经济性,但其生产成本也会更高。波音若想解决这一矛盾,虽然可以先接受较低售价,以后期更多的潜在服务收益作为补偿,但售后服务市场存在着很大的不确定性。

三是除了机体构型外,NMA的另一个重大挑战是发动机的选择。波音的目标是在B757和B767的基础上将NMA的单机成本降低30%,其中大部分要依靠发动机来实现。尽管三大发动机制造商对提供发动机感兴趣,但正着力提供B737MAX、A320neo和B787等新机的发动机,难以很快推出新型发动机,因此NMA可能最早也只能在2026~2027年投入运营。

三、潜在的影响

若波音最终顺利推出并销售NMA,预计将带来以下两方面影响:

一是打破界限,抢占窄体和宽体两个市场。一方面,波音将通过NMA重塑销售量最大、总价值量最高的窄体客机市场,扭转空客在该市场的优势,并阻滞新竞争对手的市场开拓。另一方面,NMA也将影响A330neo这类成本更高的宽体客机的市场销售,并将对我国和俄罗斯联合研制的CR929宽体客机构成直接的竞争威胁。这样,NMA将使全球干线飞机市场产生新的竞争格局。

二是树立标杆,推动民机研发方式新变革。在航空航天领域,波音一直是先进设计方法创新的引领者。继B777实现无纸化设计、B787实现基于模型的设计和关联设计之后,波音将在NMA研发中采用基于模型的系统工程方法及数字孪生和数字线索技术,实现其民机产品研发方式的又一次重大创新。

四、几点看法

波音努力打造NMA,将开启全球干线飞机市场新一轮竞争的大幕。面对越来越残酷的国际竞争,我国和俄罗斯联合研制的CR929宽体客机要想在未来的国际市场上占有一席之地,应有如下考虑:

第一,CR929不能仅瞄准现有的竞争机型B787和A350,还应对未来竞争机型NMA等产品的特征、指标和技术保持密切关注和适度借鉴,真正提升CR929的竞争力,达到与同期服役产品同台竞技的水平。

第二,波音将借助NMA项目推动民机产品研发方式的变革,我国应把握趋势,立足基于模型的系统工程及数字孪生和数字线索技术的应用,创新民机产品研发流程,加快研制进程,降低研制成本,尽快使产品投放市场。

第三,我国民机应采用系统工程的方法,现阶段CR929飞机项目当务之急是充分调研和论证我国、俄罗斯及第三世界国家等潜在的市场需求,并将重要用户纳入到论证和研制过程中。同时,在竞争日益激烈的环境下,中俄两国应加大投入力度和扶持政策,充分利用双方优势资源,尽快推动CR929项目研制进程,争取早日抢占市场。

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据科技部网站9月11日消息,8月29日,燃料电池发动机及商用车产业化技术与应用项目在济南新旧动能转换...

发表于 2018-09-14 15:12 1666次阅读
美锦能源扩张氢能源产业链 子公司氢燃料电池汽车首...

汽油发动机与柴油发动机的区别以及工作原理

当发动机水温升高时,石蜡逐渐变成液态,体积随之增大,迫使橡胶管收缩,对中心杆产生向上的推力。在中心杆...

发表于 2018-09-13 17:48 2142次阅读
汽油发动机与柴油发动机的区别以及工作原理

英国研发可进行发动机内部维修的“蟑螂”机器人

7月17日,英国发动机制造商罗尔斯·罗伊斯公司表示它正在开发一种微型“蟑螂”机器人,这种机器人可以爬...

发表于 2018-09-13 11:36 1230次阅读
英国研发可进行发动机内部维修的“蟑螂”机器人

微型8缸发动机制作全过程

向乔布斯致敬,向工匠情怀致敬,向耗时2年零5个月手工打造微型8缸发动机的大叔致敬!这款发动机大小只有...

发表于 2018-09-10 15:16 1926次阅读
微型8缸发动机制作全过程

阿联酋航空一架客机被隔离,航班上有上百人染病,却...

2018年9月5日消息:综合外媒报道,阿联酋航空一架客机在纽约降落后被隔离,飞机上有10人从迪拜起飞...

发表于 2018-09-07 14:40 2151次阅读
阿联酋航空一架客机被隔离,航班上有上百人染病,却...