@ 2013.07.13 , 13:09

波音787,你到底怎么了?

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787刚修好复飞,老毛病又来了额,电池再次着火!

问:波音787「梦幻航线」是怎样的客机,为什么我们如此关注它?

答:「787梦幻航线」是波音公司建造的一款大型喷气式客机,也是波音有过的最省油的飞机,787的特色之一,就是第一次在主流商用飞机上大量使用了复合材料,比如用碳纤维强化的塑料材质。新材料使得容积率占整机体积的80%,在不牺牲结构强度的情况下,使得787比一般飞机更轻巧。787还具备很多讨乘客欢喜的新特新:更大的舷窗、更安静、带模块化的浴室、更宽敞的座位。能搭载296名旅客——所以787真是个大家伙。它并不是一架「革命性的飞机」,但是它是未来客机设计发生革命的起点,你不会很快坐上「电动飞机」,但你起码可以搭上一家波音787。

问:酷!那什么时候,我才能在当地的飞机场坐上787呢?

答:不过,787现在还有些问题:最近,在它身上发生的麻烦要比其他新飞机多得多。它的电池容易起火。前一阵,日本的787都被FAA摁在了地上,直到我们搞清楚,为什么这些电池老会出事为止。

问:这些电池怎么了?

答:787比起以前的飞机,更依赖电池,比如777。以前的飞机使用涡轮风扇发动机,将高温高压的空气吸入引擎内部,用来支持各种功能,比如用来除冰。787为了节能,用超级锂电池取而代之,但是我们被这种容易着火的锂电池坑惨了……

问:等等,锂电池?就是我们从手机上抠下来的那种?

答:嗯,差不多吧。但是锂电池的种类很多,各有各的化学原理和不同的化学反应,所以不同的锂电,有着不同的表现,但简单来讲,波音787使用的是「氧化钴电池」,和我们用在智能手机、笔记本电脑、和平板电脑上的一样。用它,是因为这种电池具有惊人的容量和娇小的身材——容量要比电动汽车上用的电池高出两倍,但它也有一个致命的问题,大问题:电池过热。

厂商花了数年时间研究电池降温的办法,所以一般锂电池不会轻易上火,但意外还是会发生(然后就被我们碰上了……),但手机上用的电池个头很小,就算火了也闹不出多大动静。但是787上的电池,就要大太多了, 它们要着了火,就是出大事了。

问:但是新飞机一开始,总会有点小问题,对吧?这只是些「成长的烦恼」吧?

答:耶~ 这种看法很普遍,让波音的工程师想想办法,加上投资者的慷慨,787就不会再欲火焚身。而且,严格来讲这算不上「设计错误」。但是波音787碰到的问题,要比777来的复杂。波音777有过8次航空事件,就是「事故」记录,大部分都很好搞定——一些关于除冰系统的问题,最后进行了重新设计,其他大部分问题都是一次搞定,比如2011年的一次驾驶舱着火事件,原因是驾驶舱供氧系统电路老化造成的。

但是787梦幻航线的问题,要多得多的多:驾驶舱玻璃裂了几次,50架在飞的787里,有3架的锂电池有过热问题,造成冒烟或者着火。还有两架在漏油……总之,这些问题要比「除冰系统」的问题,让人头痛的多;你不可能去汽配城买块电池回来换上就行,因为根本没有其他型号的电池由这么大容量,能给787用。而电池又是整个飞机系统中重要的组成部分,这绝对不是一个小问题,事实上,787身上发生的类似问题,已经开始让人忧虑。

问:这个问题在设计阶段存在了多久?它是怎么被忽视的?

答:哈!好问题。787已经经历了一个漫长嘈杂的研发过程,这些年来,已经推翻重新设计过好几次。事实上,787的服役,已经比原计划推迟了好几年;你或许觉得这么长时间的研发,不至于无法避免发生电池着火的问题。但事实上就是没人在研发阶段发现这个问题;瞎猜一下,对于这种全新的飞机供电系统,在787被投入实战,反复使用之前,没人知道会发生什么事情。另一方面来讲,卡塔尔航空公司老板 Akbar Al Baker等业内人事也说,对于787的停飞不感到惊讶。

问:那现在呢?

答:FAA和其他国家的相关部门将对787的问题进行全面、深入的调查。在调查结果出来之前,我也不知道可能的解决方案。所以对于如何修复电池的问题,我只能说:在我们明确知道了问题的关键以后,问题总会解决的。现在很多航空公司都在急着付钱,让787上线服务,想想他们花了几百万美元却不能飞的心情,有些公司可能就干脆不买787了。波音还有800架787的建造计划;如果所有人开始拒绝787,那波音公司就真要倒大霉了。


小编补充侦查:

锂电池的种类非常多,各有各的结构原理,好比各式各样的车子一样:都是交通工具但是排量、动力、驱动都不一样。想想汽油发动机和柴油发动机的区别,虽然都是发动机。

787上用的锂电池是日本GS Yuasa公司制造的,属于氧化钴电池(CoO2),和你的手机电池一样。这种电池有很高的容量,但是容易过热,发生火灾。目前·只·有·一种电动车采用这种锂电池,就是Tesla的电动跑车。氧化钴电池采用石墨作为负极,钴酸锂作为正极,虽然容量巨大,但是不耐高、低温,安全性不佳。

而类似雪佛兰的电动车用的是韩国LG化学生产的「锰锂电池」,采用「锰尖晶石」作为正极材料,相比有廉价、稳定、耐高温的特点,能够避免燃烧和爆炸的危险。

所以当你看到有报道说787出事,所以电动汽车也不安全的说法的时候,请笑而不语。

本文译自 popsci,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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