波音787

背景

1990年代後期，波音767的銷售量正逐步被空中巴士的A330系列所蠶食，波音遂研發其取代產品。隨著747-400的影響力開始減少，於是便出現了兩個計劃，分別為音速巡航機及747X。音速巡航機主要為增加至接近音速的飛行速度（約0.98馬赫），耗油量則與現有的767及A330-200相近；747X則把現有的747-400機身加長，以及使用複合材料製成的超臨界機翼，與空中巴士A380競爭。航空市場普遍並不熱衷於747X，但對音速巡航機的期望則高得多。美國有不少大規模的航空公司對此概念均表示樂觀，認為把航程時間縮短可獲不少乘客的好評。
九一一襲擊事件後，全球航空市場均受創，而美國的公司更是首當其衝。它們曾經大力支援研發該款音速客機的，對於突如其來的資金流失來個措手不及。在油價上升的情況下，它們認為效益比速度更重要，波音公司遂提供機身構架使用的選擇給客戶。由於所需成本過高，其需求也大大泡湯，因此波音另提供其他計劃給客戶，原有的747X計劃被取消。
音速巡航機被一新計劃取代，稱為7E7，當中的E字初期外界猜測有不少解法，例如「Efficiency」（有效率）及「Environmental Friendly」（環保）等。後來，波音宣布「E」只是英文的8（eight）字。自從波音發展出第一架噴射客機以來，波音所有客機都是以7x7來命名，從707、717、727，順序至現時的777。而所有波音仍處於研製階段的客機，都會暫時以英文字母命名；當客機方案正式啟動後，公司便會以正式的數字編號取代，除了現時的787外，波音757最初是被稱為7N7、767是7X7、777是767-X。
787使用了音速巡航機所提出的技術以及慣用的機體設計，波音聲稱787最多可比同類產品節省近20%的燃料，主要來自效能更高的引擎（佔總體燃料節省的1/3）、增加使用較輕的複合材料（也佔總體燃料節省的1/3）以減低機身的重量、以及使用了不少新科技（亦佔總體燃料節省的1/3），例如使用了乙太網路作機內的訊號傳輸，制動系統使用電動控制取代液壓控制，而機艙空調用空氣，就從以前引擎取用壓縮空氣，改用電動壓縮機。簡言之，787的新系統，大體上朝向「電氣化」的方向發展。
787與「音速巡航機」使用的科技，將會被用於波音整個飛機系列的替代計畫，稱為「黃石計畫」，而787本身，其「黃石計畫」代號為Y2。
2004年4月6日，波音宣布787客機使用的發動機有兩個選擇，分別為奇異的GEnx及勞斯萊斯的特倫特1000發動機，這使普惠發動機公司無法推出自家的787用發動機。波音一向僅提供技術成熟的發動機型號予客戶，而普惠公司的發動機的風險較高，尤其近期連續出現的故障問題（其中包括普惠近年在區間客機發動機市場的挫敗，與及在空中巴士A320提供PW6000發動機失敗和同時期大量JT9D、JT8D和PW4000的品質問題），這也是波音對該公司發動機卻步的原因。
不同廠商的787發動機均有著相同的標準介面，航空公司可把飛機的發動機互換，而不會有相容問題；這在商用航空業界歷史上實屬首次。而787飛機發動機的市場預計在未來25年間可達400億美元。
2003年7月經過50萬人的投票，結果將使用「Dreamliner」（夢幻客機）來稱呼7E7（即現在的787）。
每當有一款新型號的客機推出，其廠商所聲稱的產品特色均會受到競爭對手作出質疑的提問，例如波音對A380巨無霸客機的懷疑，以及空中巴士模仿「音速巡航機」，787也不例外。空中巴士的John Leahy對波音787的特點作出種種駁斥，例如認為大量使用複合材料是「荒謬」的，而波音則回應這種技術已在軍用飛機上證明是可行的。隨著A380將投入營運，空中巴士並未減少對波音的威脅。而空中巴士也將推出輕量版本的A330向波音的787作出迎擊，該型號被命名為A350(舊版)，將使用787的新一代引擎，但並不像787般廣泛使用複合材料，取而代之使用了鋁—鋰合金作機身。至2005年10月13日，空中巴士已經從十餘間公司收到143架A350的訂單，但是由於A350的設計出現大幅改變(包含機身加寬及提升複合材料的使用，並命名為A350XWB)，預計2013年才能投入服務，比787晚。相比之下，787已經有670架以上的確實訂單。
面對A350的挑戰，以及滿足英國航空及阿聯酋航空的要求，並從其取得訂單，波音宣布研發787-10型號。該型號是787-9的加長版本，載客量可達290至310人。
2007年5月下旬，首架787開始總裝。同年7月8日，首架787下線。波音選在7月8日向外界展示787客機，是因為2007年7月8日的美式寫法是「07/08/07」，剛好拼成「787」。
原訂於2007年秋季開始試飛的787客機，延期到2007年11或12月中旬，導致了原訂2008年5月要交給第一批客戶全日空將延後6個月，延到2008年12月才能營運，將錯過因應2008年北京奧運的龐大運輸量，原訂2008年交付的30到35架787延到2009年交機。

設計與製造

波音使用兩款新的發動機來提供787的動力，分別為奇異的GEnx及勞斯萊斯的特倫特1000發動機，波音宣稱這款新發動機將可比波音767增加20%的油耗效率，其中增加40%發動機的效率、增加空氣動力的改進效果、增加輕量之複合材料與更先進的系統。787已於2014年5月取得330分鐘之雙發延程飛行（ETOPS）。
787也是首次採用全球多國之專業廠商共同分攤風險的方式製造787，包含了日本、韓國、歐洲等國家，完成各零件的製造後，再透過由747-400改裝而成的波音747-400 LCF將零件送至西雅圖的最終組裝廠完成飛機的組裝，並進行後續之測試、交付。

測試

2009年12月15日，當地時間早上10時27分（格林威治時間18時27分），首架787(註冊編號：N787BA)從位於美國西部華盛頓州（Washington）製造廠附近的潘恩機場（Paine Field）起飛，並於下午1時35分（格林威治時間21時35分）降落。歷時3小時的飛行測試。原本預計測試4個小時，因為天候狀況不佳而提前結束。波音預計花費9個月完成所有測試。
測試項目總共使用六架飛機，編號由ZA001至ZA006，其中四架裝載勞斯萊斯瑞達1000發動機，另兩架裝載奇異GEnx發動機。第二架(ZA002)測試機(使用全日空塗裝)於2009年12月22日加入測試行列，第三架測試機(ZA004)及第四架測試機(ZA003)分別於2010年2月24日及3月14日首飛。2010年3月24日完成顫振及地面測試，開始進行飛機之極限測試。2010年3月28日完成機翼極限載重測試，該測試需載入150%設計載重並維持3秒鐘，機翼在測試時往上將近25英尺（7.6公尺）。

交付

歷經近三年的延遲，第一架波音787（787-8）於2011年華盛頓州當地時間9月26日交付給全日空開始商業飛行。

產品型號

波音787夢幻客機是航空史上首架長程中型客機，打破以往長程客機必為大型客機的定律。波音787系列飛機共推出3種超高效機型，能使乘客享受到更加精彩的飛行體驗，最初為787-3（已取消）、787-8、787-9等三型，波音日前也在巴黎航展上正式宣布開發更大型的787-10。

787-3

787-3原本設計是給高密度之短程航線使用，在兩級客艙下可乘載290名旅客，滿載時續航距離為2,500至3,050海浬（4,650至5,650公里）。使用787-8相同之機身，但是改用了傳統的翼尖小翼，使得翼展縮小大約7.6公尺，讓787-3更能夠符合國內線的登機門，尤其是日本之機場。此型號之最大起飛重量減至165,000kg。
2010年12月，波音正式取消787-3的生產計畫。

787-8

787家族之基本型號，三級客艙下有242座位，長57公尺、翼展60公尺，續航距離為7,650至8,200海浬（14,200至15,200公里）。同時，也是波音第三種廣體客機翼展寬度比機身長度還長之型號（747SP與777-200LR）。已於2011年10月投入服務，啟動客戶為全日空。目標是擴大到新的不中停航線，但不足以使用大飛機營運之市場。787-8之ICAO機型代號為B788。
2015年，波音將首架波音787-8原型機（N787BA,ZA001）捐贈給日本名古屋，在中部國際機場靜態展覽。目標將取代767-200ER與767-300ER，並與空中巴士A330-200競爭。

787-9

787-9是基本型號之加長版，機身長度63公尺，於三級客艙下可容納280名旅客，滿載時之續航距離為8,000至8,500海浬（14,800至15,750公里）。此型號與787-8有幾處不同處，如：機身長度、更大的油箱（原先與787-8一樣）與更高的最大起飛重量，但跟787-8一樣的翼展。787-9之ICAO機型代號為B789。同時起落架控制方式亦有改良，加入Early Doors Operation(EDO)技術，即是於起飛後機輪離地1至2秒後，主起落架艙門會預先自動打開，從而減少收機輪所需的時間，如果在主起落架艙門打開超過半分鐘沒有收起機輪的操作，艙門會自動關閉。787-10有同樣的設計。
最初計畫於2011年投入服務，但2011年10月時計畫自2014年開始交付給客戶。波音用來目標取代767-400ER，並與空中巴士A330-300競爭。如同787-8一樣，787-9也可開航新的不中停航線。2010年7月，飛機之組態定案。
787-9的原型機於2013年9月17日首飛，2014年6月16日取得美國聯邦航空總署（FAA）與歐洲飛航安全局（EASA）之認證，啟動客戶紐西蘭航空於2014年7月8日接收第一架787。雖然紐西蘭航空是最先接收787-9的航空公司，但最先開始787-9的商業運行的是全日空，於2014年8月7日開始國內線（東京─福岡）服務，而紐西蘭航空則於2014年8月9日開始奧克蘭至雪梨之商業運行。目前最長之787不中停商業運行航線為聯合航空之洛杉磯至新加坡。

787-10

787-10為68.3公尺長之機身，滿載航程可達7000海浬（12,964公里），為787家族中最大的型號。787-10相較於787-9於機翼前增加10英呎（3.05公尺）、機翼後方增加8英呎（2.44公尺），目標與787-9有90%以上的共通性。航程可涵蓋90%之廣體客機航線，如美國西岸至歐洲或跨太平洋航線，在三級客艙下可乘載330名乘客。目標是取代777-200、空中巴士A330與空中巴士A340，並與空中巴士A350-900競爭。新加坡航空為其啟用客戶。787-10之ICAO機型代號為B78X。
波音於2015年12月2日完成細部設計，2016年3月開始主要零件的組裝，並於同年11月30日送到南卡羅來納州北查爾斯頓，也是787-10唯一的最終組裝廠(因787-10的零件較大，無法運至西雅圖的工廠，同時也是波音首次有非於西雅圖生產的型號)。首架787-10已於2017年2月17日下線並於2017年3月31日首飛。2018年3月已交付給新加坡航空。新加坡航空將其787-10的首航"新加坡-大阪"的航線。參照這裡為新加坡航空787-10的艙位安排。
新加坡航空及其子公司 — 酷航是第一家營運所有787機型的母子航空公司（酷航 - 788，789），（新航 - 78X）。
聯合航空則是第一家營運所有787機型的航空公司。

先進技術

為了達到787的效能目標，波音在飛機各部分採用了不同程度的先進設計，以符合目前全球對環保的要求。

氣動力設計

目前對於787氣動力設計有關的資料非常少，僅知787的機翼設計在737NG (Next Generation)／777的超臨界機翼設計基礎上啟用全新的U型機翼。除機翼採用U型超臨界機翼之外，其餘增加氣動力的設計還有流線機鼻與鯊魚鰭式翼尖小翼與尾翼，估計這些設計約可增加5%的氣動力效率。

結構設計

波音787使用了音速巡航機所提出的技術以及慣用的機體設計。其中受矚目的為波音787主體結構的大部分（包含機身和機翼）將採用複合材料設計，而不是現在常用的鋁合金，此外還使用鈦合金，其中複合材料所佔品質比例提高至50%，而飛機的形狀設計也因此而變得更動感。複合材料不像鋁合金那樣容易發生疲勞和腐蝕現象，密度也比鋁合金小，具有高比強度和易於設計的優點，因此波音787的維修費用會較同級機型更低，而最大速度更大，更節省燃油，更環保。

發動機

波音787除具有特殊機鼻設計、新翼端概念與雕塑垂尾結構等外型設計外，並提供兩種發動機架構作為選擇，分別為通用的GEnx及勞斯萊斯的特倫特1000發動機，不同廠商的787發動機均有著相同的標準介面，因此航空公司可把飛機的發動機互換，不存在不相容的問題。

燈光設計

機艙內以發光二極體提供照明，取代傳統使用的螢光燈。飛機入口配以新穎的照明燈光，營造出頭頂即是天空的感覺，天空特色的艙頂一直貫穿整個客艙，而客艙設計則沿襲自波音777系列的「波音概念客艙」設計。機組還可以在飛行中控制天空特色艙頂的亮度和顏色。需要時，乘務員可以為乘客提供白天的感覺，而當乘客需要休息時，艙頂則可類比美麗的夜色。
機艙以「波音概念客艙」設計、動態照明以及飛行中可以由乘客調整透明度的電子遮光簾為特色，並利用可以變幻色彩及明亮度的LED陣列營造出類比「天空」的天花板效果。

舷窗設計

787的舷窗比目前民航機中的大一倍，窗的位置亦更高，所以無論坐在飛機的什麼位置，乘客都能看到地平線。機身舷窗有別於過往使用隔板，而改用電致變色的原理調整明暗，減少窗外射入的眩光及維持透明。然而此設計亦招致大量批評，被指為「純粹方便乘務的設計」。舷窗即使最暗也依舊無法與傳統遮光板媲美，日間飛行光線仍可以透過窗戶，影響乘客睡眠。在部分航空論壇亦有抱怨稱「藍色舷窗就是個特大號濾鏡，根本沒法好好拍照，剝奪了乘機最後一點樂趣」。

其他空間設計

頂部行李艙是目前業內最大的，每個乘客都可將任一尺寸的拉杆式行李箱置於艙內，而寬敞的洗手間大得足以容納一個標準尺寸的輪椅。
波音787的空間設計概念提供顧客良好的機艙航行環境和舒適性，其加大空間讓乘客有更寬廣的活動空間，特殊燈光設計與發光二極體使用讓人有種新奇的感覺。

787客機停飛事件

2013年1月7日，日本航空8號班機的787客機，在完成東京-波士頓共12小時左右的飛行後，該機在波士頓洛根機場停放時，電子艙的電池發生起火爆炸。
隔日，從波士頓飛往東京成田的日本航空7號班機，同為787客機在滑行時左側發動機發生漏油事件，機上200人緊急疏散。在同一日，聯合航空的一架787客機在進行檢查時，該公司維修人員發現配線錯誤的情形。
在接連10日內，日本航空以及全日空兩家日籍航空公司旗下的787客機接連發生諸多故障，全日空在該月16號緊急停飛旗下共計17架的787客機，全日空因此事件造成約14億日圓的損失。
美國聯邦航空總署(FAA)則發布命令讓所有登記於美國的787客機強制停飛，並要求波音公司徹查787客機的安全性，日本政府也設立小組對一連串事故進行調查。這是美國聯邦航空總署在1979年美國航空DC-10客機墜機事故後，首度頒布停飛指令。歐洲飛航安全局(EASA)也立刻發布停飛相關命令，印度民航局亦要求印度航空停飛該機，接著全球各地陸續停飛787客機。
2013年1月19號，波音公司在事故後發表將暫停交付787客機，直到問題解決為止，但仍會持續生產。在調查後，各項證據直指787客機所使用的鋰電池系統為首要原因，波音公司對此問題進行一連串的改良、測試後，2013年4月26日，美國聯邦航空總署正式解除787客機的停飛命令。
但在復飛後，787客機的系統仍存有問題，後續造成多起故障、起火事故，讓多間航空公司都蒙受巨額損失，波音公司至今仍無法確認導致這些問題的根本原因。
波音公司的主要對手，歐盟飛機製造商空中巴士高層，銷售總監約翰·萊希在交付第1000架A330客機的慶祝儀式上首度針對787客機造成波音公司的困境發表評論：「這款飛機（787客機）很顯然地並不可靠，也不具備成熟的系統。」他說：「他們（波音公司）推出的是一個不成熟的構造。雖然它最終會完善，但將會付出龐大的時間與資金，還會造成大量的航班被迫取消。也許要重新設計飛機上許多系統。」