波音777X首次采用折叠式翼梢

马援

近日，波音公司发布视频，由波音777X项目总工程师特里·彼兹尔德介绍了波音777X的一个重要特征——折叠式翼梢。

特里·彼兹尔德在介绍折叠式翼梢中说：“这架飞机事实上将成为民航史上研发的最高效双发飞机，它的一个重要特征就是优美的机翼，翼展近72米，这样的翼展带来了巨大的升力，同时使阻力降到最小，使用复合材料技术的机翼让飞机整体阻力减小很多，同时我们也希望保持与所有波音777起降机场的兼容性，因此，我们研发了折叠式翼梢。这样，在飞行时我们可以享受巨大翼展带来的效率，同时可以在任何当前波音777服务的机场上运行。从一开始，我们就非常注重折叠式翼梢的安全性，所以我们采用了在设计其他飞行控制设备时使用的方法。我们考虑了折叠机构、锁定销和门锁的安全冗余，我们有主门锁和备份门锁系统，有多层的冗余和保护，以保证折叠式翼梢在飞行中保持伸展，收到指令才折叠。”

对于飞机的空气动力学设计而言，机翼是非常重要的部分。行业中有一种说法，如果一架飞机更换了机翼和发动机，就相当于是一种全新的机型了。在新一代民用飞机上，要求机翼具有更高的效率，更直观地说，就是要具有更高的升阻比（机翼产生的升力与阻力的比值）。

影响升阻比的因素很多，比如机翼表面的层流情况、机翼剖面形状等。在这些因素的挖掘潜力所剩无几的情况下，还有一个比较“暴力”的手段，就是增加机翼的展弦比，通俗地说，就是让机翼更细长一些。无动力的滑翔机为了获得最大的升阻比，就采用了非常细长的机翼，从而获得尽可能长的留空时间。

但展弦比的增大也带来了新的问题，滑翔机找块平整的草地就可以着陆，而民用飞机就没这么自由了。机场的飞行区对起降飞机的翼展有不同等级的限制，包括A、B、C、D、E、F六个级别，其中E级为52～65米，最高级别F级为65～80米。机场等级越高，可以接纳的机型种类就越多，但自身数量也更少。因此，将翼展控制到一定范围之内以提高飞机对机场的适应能力，也就是说可以在更多的机场起降。

具体到波音777家族，当前的主力机型波音777-300ER翼展为64.8米，属于E级。而波音777X为了获得更高的效率，将翼展增加到了71.8米，加入了目前由空客A380（翼展79.75米）独占的F级俱乐部（波音747-8的翼展也达到了F级，但因为主起落架轮距在E级范围内，因此获准在E级机场起降）。对于波音而言，这又是不可接受的，因为波音777X作为当前大量使用的波音777的换代机型，不能在机场适应性上做出这样的牺牲。

于是，一项新的设计出现了。波音777X采用了折叠式翼梢，当飞机着陆后，翼梢可以向上折叠，看上去像小翼一样，让翼展恢复到波音777-300ER的水平，变身成为E级飞机，从而可以使用当前波音777的机场设施，包括跑道、滑行道、停机位等。

当然，折叠式翼梢并不是仅仅能够折叠这么简单。波音在向国泰航空征询关于波音777X的建议时，国泰航空的飞行员就表示，希望翼梢可以在飞机落地后足够短的时间内就完成折叠，从而不影响飞机及时转弯进入滑行道。将机翼的一部分进行折叠并不是一个新的概念。舰载作战飞机很早就采用这种设计了，旨在减少飞行甲板和机库的占用面积。但在民用飞机上，折叠翼梢还是首次得到应用。

2013年，汉莎航空作为启动用户订购了波音777X机型，波音777X的包括折叠式翼梢的一些特征首次公布。其实早在1995年，波音就提出了将波音777的每侧机翼外端6.7米的部分进行折叠的专利，但并未实际应用。在波音777X上，每侧翼梢的折叠长度为3.5米。

无独有偶，空中客车英国公司于2014年4月向英国专利部门申请了一种“下折式翼梢设备”的专利。这种设计的原理与波音的折叠式翼梢非常相似，都是通过折叠翼梢来实现减小飞机地面翼展的目的，但独特之处在于，翼梢是向下折叠的。