近日，波音公司发布了2022年“环保验证机”，该机采用了纪念十年来节油、减排和降噪试验的彩绘涂装。最新的这架“环保验证机”是一架波音公司自有的波音777-200ER，将测试约30项旨在改进航空航天业可持续性和安全性的新技术，其中包括来自中国的两项技术。除了2012年波音公司启动的“环保验证机”计划中的各项飞行测试，新机型的飞行测试也必不可少。“环保验证机”和飞行测试验证了哪些技术？这些技术又能做些什么？

合作共赢验证中国创新技术

波音“环保验证机”计划通过将有潜力的技术从实验室中带出并进行空中测试来解决航空公司、乘客和环境面对的现实挑战，从而加快创新速度。自2012年启动环保验证机计划以来，波音公司每年使用一架不同的飞机作为飞行试验平台，以评估可改善整个航空生态系统的项目。项目范围从提高飞机与乘客安全性，减少燃料使用，降低碳排放和噪声的技术到各类机舱设施，再到诸如智能厨房、座椅和盥洗室等。

在今夏开始的为期6个月的飞行测试和地面测试中，这架波音777-200ER将测试大约30项技术。其中，波音中国研究与技术部与中国供应商合作的2项可持续创新技术是亮点之一，包括旨在提升原材料利用效率并减少能耗和制造垃圾的“回收的铝合金和钛合金金属废料用于制造飞机内饰部件”技术与100%可降解、成本低、重量轻的“植物纤维增强聚合物复合材料制造座椅桌板”。

中水的回收利用也是今年将测试的亮点技术之一。这架波音777-200ER的卫生间将可以回收利用来自清洗池的水来冲洗马桶，这项技术不仅可以减轻飞机起飞时携带水的重量，还做到了可持续重复利用水资源。在增材制造方面，将测试一些3D打印材料，譬如APU排气管支撑面板等飞机和发动机零件，不仅可以降低制造过程中的能耗，还可以减少制造垃圾。除此之外，改进起降期间气动效率的SMART涡流生成器、减少温室气体排放的环保制冷剂和新型灭火剂、帮助飞行员改进操纵效率的增强型平视视觉系统等技术都将在此次“环保验证机”项目中测试，以评估技术落地的可行性。

波音民用飞机集团总裁兼首席执行官斯坦·迪尔表示：“波音致力于支持我们的客户，并让民航业实现2050年净零排放目标。‘环保验证机’项目对新技术的严谨测试进一步增强了我们产品和服务的环保性能，而且对于持续加强安全作出了不可估量的贡献。”

据悉，在通过“环保验证机”测试的所有技术项目当中，已经测试了超过200项技术，大约有三分之一最终投入到了正在生产的飞机的设计和生产过程当中。其他的技术或是等待进一步的研发和验证，或是经过“环保验证机”项目的评估不值得继续推进下去。

持续开展十年之路推陈出新

2022年“环保验证机”的推出标志着该项目启动十周年。在过去的10年当中，通过“环保验证机”项目，波音不断促进和加速新技术的研发和应用，从而使飞行能够更加的安全、洁净，且在燃油效率方面有更大的提高。

第一架“环保验证机”是波音737-800。这架属于美国航空公司的飞机共参与了14个项目，以测试各类技术。在这些项目中，验证上下分叉式技术小翼的空气动力性能具有里程碑式意义。

第二架“环保验证机”是波音787-8，尾号为N7874。该项目规模庞大，涉及多家航空公司、技术公司和航空航天供应商。参与该项目的有日本航空公司、达美航空公司、罗尔斯·罗伊斯、霍尼韦尔、罗克韦尔—柯林斯、通用电气和松下等。此架“环保验证机”测试了35个项目下的大量技术，主要包括机翼涂层、软件应用程序、驾驶舱的触控显示器等提高燃油效率、优化空气动力学和改进飞行控制的技术。除了这些测试，它还与美国宇航局合作，对其ASTAR系统进行了微调，该系统有助于在进场时实现飞机之间的精确间距控制。

“‘环保验证机’项目的核心出发点是创新、合作和加速。首先，在新技术的早期研发阶段就将它应用在真飞机上，通过真实的飞行进行验证，从而加速新技术的应用。在这个过程中，合作是非常重要的一个环节。我们跟航空公司、政府机构，包括供应商、学术界、工业界等开展了非常紧密的合作，相互之间都进行充分的分享和学习，通过这样的合作我们能够加速新技术在产品和服务上的应用，把更好的价值、更高的效率及时带给航空公司客户。”“环保验证机”项目技术领导人道格·克里斯藤森表示。

研究可持续航空燃料对碳减排的影响是“环保验证机”项目重要的一部分。早在第一架“环保验证机”波音737-800中，波音公司就开始着力于更加环保的航空燃料。2016年，波音在推出最小“环保验证机”巴航工业E170的测试中使用了源自巴西甘蔗的生物燃料。2018年，波音公司在FedExExpress的波音777F上首次测试使用100%可持续航空燃料。2021年，波音公司与WorldEnergy公司合作，使用的可持续燃料通过农业垃圾和废物提炼而来。今年的飞行测试也不例外，该架777-200ER飞机将使用获批的最高可持续航空燃料掺混比例。

飞行测试

层层验证安全可靠

除了“环保验证机”项目，波音公司还在实验室测试、地面测试和飞行测试中用心良多，带来新技术的同时，让每一架新飞机通过严格的测试流程以满足所有的需求。

“我们开展的每一项测试——从实验室到蓝天——对于我们飞机产品的安全和质量都是至关重要的。在每一个步骤中，我们都秉承波音精神和对安全的承诺，从早期概念发展、系统集成、生产测试，一直到交付和在役保障。”波音测试和评估副总裁兼总工程师维恩·泰格特表示。

对于每一种波音新机型，实验室测试必不可少。从研发的早期阶段开始，新机型都要经受多种实验室环境中的测试，包括吹风风洞、结冰风洞、室内和室外天线及无线电频率散射试验场、闪电实验室、推进实验室、声学实验室、振动实验室、系统实验室和模拟实验室。实验室环境不仅测试那些已经完成的产品，还会帮助改进产品。一旦研发团队有了新飞机构型的想法，波音的航空、噪声和推进团队就会利用飞机或其部件的缩比模型进行风洞测试。模型上植入了多种传感器，可以测量出设计与不同的气流和机动动作的互动情况，并收集产品的气动、噪声和推进性能数据。

有几种结构测试可以测量飞机的整体完整度。其中，材料测试不仅可以确认材料自身的强度和耐久性，还可以确认用来维持飞机成为一体的连接件和接缝的强度和耐久性。静力试验使用配重和测量设备来评估和记录飞机对临界载荷情况的反应。疲劳测试让飞机经历2倍~3倍寿命周期的重复应力，来模拟起飞、爬升、巡航、下降和着陆，从而确认主要机体结构的耐久性和损伤容限特性，并验证设计有效阻止可能的老化损坏的能力

除此之外，模拟测试在飞机的整个研发过程中对其能力进行追踪，以便为飞行测试做好准备，并对其形成补充。系统实验室可以在5周内模拟相当于45年的虚拟飞行小时数，从而可以在许多种情况下测试飞机软件，这些情况包括侧风、不同的重量分布和不同的油量。

一旦所需的地面测试完成，飞机研发团队会开展首飞就绪评审，从而确保所有的需求得到满足，而且飞机为安全飞行做好了准备。（《中国民航报》、中国民航网 张人尹）