航空航天·波音777X复合材料折叠翼尖之路 值得我国借鉴的经验
航空航天·波音777X复合材料折叠翼尖之路 值得我国借鉴的经验
波音777X采用可折叠翼尖等先进技术提高航程和经济性，同时面临气动弹性问题。FAA对折叠翼尖提出严格要求，确保飞行安全。新技术发展需要开发者、使用者和认证方合作。中国可借鉴波音与FAA经验，建立风险控制机制，推动制造业发展。
波音777是划时代的。第一代波音777是作为中远程、大容量、双发宽体客机研制的，但更大推力、更省油的发动机和更大的起飞重量使得第二代波音777在保持双发经济性的同时，成为远程客机，一举打碎了传统的四发客机的天下。现在，波音正在研制第三代777，公司代号为波音777X。为了进一步增加航程和改善经济性，第三代777具有更大的展弦比和翼展，它是复合材料制成的折叠翼类。
为了便于机场运作和降低航空公司费用，波音在第三代777上采用可折叠的翼尖。在起飞前，翼尖放下、锁定，折叠段和固定段形成完整的大展弦比机翼，从起飞到升空到巡航到降落接地，机翼一直保持在这个状态。降落后，在跑道上减速滑行时，当速度低于一定阈值后，翼尖向上折叠，便于机场运作。此后一直到登机桥，都可以按照65米以下标准翼展的普通飞机处理。
机翼是有一定的弹性的。初次坐飞机的人可能会惊讶地发现，机翼在飞起来之后两端上翘了。对波音787这样采用复材机翼的情况，上翘格外明显，坐在中间位置的旅客可能都看不到翼尖了。波音777X也采用复材机翼。遇到强烈气流扰动的话，机翼还会剧烈抖振。这都是机翼的结构弹性导致的。这样的弹性在平时并无大碍，绝对刚性也是不可能的。但弹性过度的话，可能造成结构扭转和控制反转。比如说，放下襟翼的作用是增升。但机翼结构太软的话，襟翼造成的额外升力迫使结果发生扭曲，后缘相对上抬，反而造成机翼整体迎角下降，导致升力损失，这就是控制反转。
波音 787 大量采用复合材料，机身和机翼是全复合材料的，复合材料占全机重量的 50%。在通常的机翼设计中，气动弹性问题早已得到充分重视，控制反转不再是问题。但折叠机构松动可能带来机翼结构弹性之外的结构变形，必须做相应考虑，这是FAA要求波音必须展示的。
按照波音的设计，着陆滑跑中速度降低到一定程度后，可以自动或者手动启动折叠，使得翼尖上反，好像超级大号的翼尖小翼一样。折叠和展开各需要20秒钟时间。FAA要求波音证明这额外增加的垂直翼面积不会在地面滑行时受到侧风的过度影响而造成滑行操控问题。另外，折叠起来的翼尖必须能承受来自任何方向的高达65节的风力影响。所有展示要包括从完全展开到折叠完毕的所有状态。波音还要展示一侧折叠正常而另一侧故障的非对称折叠情况以及影响。
777x机翼折叠结构
联邦航空局提出了很多要求，但实际上有些是联邦航空局的附加要求，有些是在咨询波音公司后达成的共识，波音公司只是简单地规范了波音公司的内部做法，并解释了文化。波音的项目和实践也是与航空公司长期深入互动的结果。这实际上揭示了新技术出现时程序员、认证机构和用户之间的交互作用。新技术的出现是促进经济和社会进步的好办法，但与新技术有关的风险也必须得到充分控制。你不能参与合并，也不能制造不可能的障碍，这不是在证书页上施加压力的问题。事实上，在新技术的研发中，开发者、使用者和认证方这三方都有责任，都应该合作，而不是以邻为壑。
毕竟，新技术就是新技术，联邦航空局可能一开始就不清楚哪些要求是必要的，哪些要求是最好满足的，哪些是可以满足的。必须满足必要的要求，否则可能导致安全问题。但无休止的需求可能得不到满足，盲目扼杀新技术也不符合任何人的利益。明确区分必要的要求和尽可能实现的要求，控制风险，不断突破技术界限等科学方法。
就折叠机翼而言，美国联邦航空局刚刚这样做了，在过去的几十年里，美国联邦航空局也为ETOPS做了同样的事情。ETOPS规定了双引擎客机航线上二级机场的要求。ETOPS有不同的级别，如etops180、etops240等。只要备降机场位于距离航路上任何一点180或240分钟的半径范围内，它就是合法的航路。ETOPS大大拓宽了双引擎飞机的范围，允许在跨洋航线上使用双引擎飞机。装有发动机的飞机。
但ETOPS的发展是一步步进行的。最初是ETOPS 120。适当的机型在使用前应积累足够的安全飞行小时数。随着经验的积累，180被认为是可行的。然而，基本型号Boeinga 777在最初的型号认证过程中首先通过了ETOPS 180认证。它不是后开门的FAA，而是经过几十年的ETOPS经验，系统和严格的认证程序以及ETOPS标准已经组装完成。
中国科技和工业正在进入井喷式发展的阶段，新技术如雨后春笋，从手机到全电汽车到民航客机，安全方面的风险控制要求各不相同。中国需要建立积极稳妥的研制方、认证方、使用方的互动，波音与FAA这样的经验是值得借鉴的。既要创新，又要妥善管控风险，由赶到超的制造强国的路正是这么走出来的。