Lot Boeinga po przetrwanie

Pod każdym względem fabryka samolotów komercyjnych Boeinga w Everett w stanie Waszyngton robi wrażenie. Po pierwsze, jest to najbardziej obszerny budynek na świecie – zmieściłby się w nim cały Disneyland plus pięć hektarów parkingu. Jest to miejsce narodzin wielu największych komercyjnych odrzutowców na świecie, w tym Boeinga 767, 777 i 747, legendarnego jumbo odrzutowca z ponad 400 miejscami siedzącymi, który zdominował większość długodystansowych podróży lotniczych w ciągu ostatnich trzech dekad. Jedno z drzwi fabryki wielkości boiska do piłki nożnej jest ozdobione gigantycznym obrazem trzech odrzutowców szybujących w kierunku szkarłatnego zachodu słońca oraz napisem „Budujemy przyszłość wspólnego lotu”. Ale ostatniego dżdżystego dnia drzwi zostały częściowo otwarte, ujawniając, że przepastny hangar, wystarczająco duży, by pomieścić trzy średniej wielkości odrzutowce pasażerskie, jest pusty.

Biorąc pod uwagę spowolnienie w branży lotnictwa komercyjnego, bezczynność niektórych sekcji ogromnej fabryki samolotów nie jest zaskoczeniem. Ale pomimo ekonomicznego zastoju, w oddalonym o kilometr parku biurowym inżynierowie Boeinga pracowicie projektują coś, co mają nadzieję umocnić przyszłość firmy jako producenta komercyjnych odrzutowców. Nazywa się 7E7 Dreamliner i jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, będzie to pierwszy nowo zaprojektowany komercyjny odrzutowiec Boeinga od czasu wprowadzenia 777 w 1995 roku.

Na pierwszy rzut oka 7E7 będzie raczej konwencjonalnie wyglądającym samolotem średniej wielkości, który przewozi od 200 do 250 pasażerów. Ale Boeing twierdzi, że będzie spalać o 20 procent mniej paliwa niż dzisiejsze komercyjne odrzutowce o podobnych rozmiarach.

Co więcej, zbudowany z lekkich kompozytów i wyposażony w zaawansowane elektroniczne sterowanie i diagnostykę, 7E7 mógł tanio i wydajnie przemierzać oceaniczne przeskoki 14 800 kilometrów, wykazując ten sam zasięg i prędkość, co duże odrzutowce, takie jak 747. Innymi słowy, 7E7 może przewieźć Cię z Paryża do Minneapolis bez przerwy i, jak mówią przedstawiciele firmy, zrobić to taniej niż jakikolwiek duży komercyjny odrzutowiec.

Te liczby mogą mieć dramatyczne konsekwencje dla podróżnych lotniczych. Stosunkowo małe samoloty dalekiego zasięgu mogłyby oferować rutynowe loty do odległych międzynarodowych miast bez przystanków w dużych hubach. Rzeczywiście, Boeing przewiduje rynek aż 400 nowych bezpośrednich tras między parami miast, takimi jak Monachium i Singapur, Dubaj i Tajpej czy Ateny i Atlanta. Niskie koszty operacyjne i większa elastyczność planowania mogą pomóc w utrzymaniu niskich cen biletów i zapewnić rozpaczliwie potrzebny impuls dla podupadłej branży lotniczej. Krótko mówiąc, inżynierowie i projektanci Boeinga obstawiają, że 7E7 jest właściwym samolotem dla walczącego, wysoce konkurencyjnego biznesu podróży lotniczych.

Jednak to, czy zarząd firmy się z tym zgadza, dopiero się okaże. Rozważając potrzebę uzupełnienia starzejącej się floty komercyjnych odrzutowców z przytłaczającym wymogiem wielomiliardowej inwestycji w opracowanie 7E7, oczekuje się, że rada nadzorcza firmy podejmie decyzję, czy kontynuować na początku 2004 roku. Jeśli zatwierdzi projekt i to pozostaje ogromne, jeśli-pierwsze samoloty zostaną dostarczone w 2008 roku; jeśli tak się nie stanie, inżynierowie Boeinga będą musieli wrócić do deski kreślarskiej, mając na uwadze przyszłość firmy. (Boeing prowadzi również studium koncepcyjne nad 747 nowej generacji, który byłby o 5 procent bardziej wydajny i nieco większy niż najnowsze 747, które pojawiły się w 1989 roku.)

Rzeczywiście, stawka na 7E7 nie mogła być wyższa. Eksperci branżowi szacują, że wyprodukowanie nowego modelu komercyjnego odrzutowca kosztuje około 10 miliardów dolarów. Szacują, że program 7E7 pochłania już połowę rocznego budżetu Boeinga na badania i rozwój, który wynosi 768 milionów dolarów. Jak sam przyznał Boeing, los całej firmy z komercyjnymi odrzutowcami może zależeć od prawidłowego dostrojenia nowego samolotu. To przyszłość. Naprawdę jest. To dla nas ogromna sprawa, mówi Mark Jenks, dyrektor ds. integracji technologii w Boeingu w programie 7E7. Jeśli się pomylimy, to koniec. I wszyscy o tym wiedzą.

Przerwane starty

Oszczędzanie miliardów

Jeśli Sonic Cruiser Boeinga miał być Lamborghini komercyjnych odrzutowców, 7E7 bardziej przypomina Hondę Civic. Jego kluczowe punkty sprzedaży to oszczędność paliwa i niskie koszty eksploatacji. Dla inżynierów Boeinga oznacza to zmniejszenie wymagań produkcyjnych i konserwacyjnych, a także zużycia paliwa, poprzez zmniejszenie masy i zastosowanie technologicznych sztuczek, takich jak bardziej elastyczne systemy oprogramowania i czujniki, które automatycznie i tanio wykrywają problemy konstrukcyjne. 20-procentowy wzrost efektywności paliwowej 7E7 będzie wynikał z połączenia nowych technologii. Według inżynierów Boeinga prawie połowa będzie wynikiem wprowadzenia silników odrzutowych nowej generacji dostarczanych przez graczy takich jak General Electric, Pratt and Whitney czy Rolls Royce.

Ale druga połowa będzie pochodzić z redukcji masy wynikającej z szerszego stosowania materiałów kompozytowych, bardziej wydajnych i lżejszych układów elektrycznych, które częściowo zastąpią masywniejsze układy pneumatyczne, oraz z ulepszonego aerodynamicznego kształtu, który zmniejsza opór.

W ostatnim zaprojektowanym przez Boeinga odrzutowcu pasażerskim, 777, zastosowano pewne kompozyty. Ale Boeing twierdzi, że 7E7 będzie pierwszym samolotem komercyjnym, którego główna konstrukcja, w tym kadłub i skrzydła, będzie wykonana z tych lekkich, supermocnych mieszanek włókien węglowych i żywicy epoksydowej. Kompozyty są około 20 procent lżejsze niż standardowe stopy aluminium i są bardziej podatne na precyzyjne kształtowanie (co zmniejsza całkowitą liczbę części i obniża koszty produkcji). I chociaż produkcja kompozytów generalnie kosztuje 10 do 100 razy więcej niż aluminium, Boeing i jego dostawcy twierdzą, że opracowali zastrzeżoną technologię produkcyjną, która może radykalnie zmniejszyć tę różnicę. Boeing szacuje, że samo zwiększenie wykorzystania kompozytów przyczyni się do wzrostu wydajności paliwowej nawet o 3%.

Projektanci spodziewają się jeszcze większego obniżenia kosztów operacyjnych dzięki ulepszonym zautomatyzowanym systemom konserwacji, w szczególności zaawansowanej diagnostyce stanu konstrukcji. Katastrofa, która spotkała Boeinga 737 linii Aloha Airlines w 1988 roku, to przerażająca historia znana wszystkim w branży komercyjnych odrzutowców. Małe pęknięcia, które utworzyły się wokół aluminiowych nitów, spowodowały oderwanie się kawałka kadłuba na wysokości 7200 metrów w pobliżu wybrzeża Hawajów, zmiatając stewardesę na śmierć.

Po tragedii zintensyfikowano regularne kontrole samolotów komercyjnych pod kątem oznak uszkodzeń konstrukcyjnych, zwiększając bezpieczeństwo, ale dodając kosztowne i czasochłonne wycieczki do sklepu. Metody inspekcji obejmują wylanie kolorowego płynu penetrującego na kadłub w celu ujawnienia wszelkich pęknięć włoskowatych oraz wystawienie kadłuba na działanie fal dźwiękowych, które wysyłają wibracje przez jego skórę (wzór odbitych wibracji wskazuje, czy występują pęknięcia). Chociaż takie inspekcje są skuteczne, mogą z łatwością zwiększyć koszty konserwacji o miliony dolarów w całym okresie eksploatacji samolotu.

Aby zmniejszyć potrzebę tych inspekcji, mówi Boeing, 7E7 będzie prawdopodobnie wypełniony zaawansowanymi, połączonymi w sieć czujnikami, które automatycznie i stale monitorują stan konstrukcji. Już teraz czujniki diagnostyczne są standardowym wyposażeniem silników odrzutowych ( zobacz Jeśli to się nie zepsuło, napraw to, TR wrzesień 2001 ), gdzie monitorują parametry, takie jak temperatura, ciśnienie i emisje. A czujniki strukturalne są używane w niektórych odrzutowcach wojskowych, gdzie koszt instalacji nie jest tak dużą przeszkodą. Ale teraz technologia dopiero zaczyna dochodzić do punktu, w którym możemy mieć technologię monitorowania konstrukcji komercyjnego odrzutowca, mówi Jenks, dyrektor ds. integracji technologii 7E7.

Chociaż Boeing nie będzie omawiał konkretnego rodzaju czujników, które planuje wdrożyć, ostatnie badania akademickie i branżowe sugerują kilka możliwości. W jednym z wiodących podejść łata materiału ceramicznego przymocowana do wnętrza poszycia samolotu kurczy się i szybko rozszerza, wysyłając wibracje; czujnik wykrywa wzór fali, który odbija się z powrotem. Nowe pęknięcia zapewniają nowe punkty odbicia, które pojawiają się jako zmiany w tym wzorze. Niezależnie od tego, jaki rodzaj czujników wybierze Boeing, ich dane będą analizowane przez oprogramowanie i ostrzeżenia o potencjalnych problemach przekazywane pilotom i załogom naziemnym.

Inżynierowie Boeinga zastanawiają się również nad całą siecią elektryczną 7E7, mając nadzieję na ograniczenie labiryntu okablowania występującego w samolotach komercyjnych. Pokładowe systemy komputerowe stają się prostsze i bardziej zintegrowane, wymagając mniej okablowania. Technologia bezprzewodowa będzie również odgrywać pewną rolę w elektronice nieistotnej, takiej jak przyciski przywołania stewardesy. Podczas gdy 767 o podobnych rozmiarach ma 160 kilometrów okablowania, 7E7 miałby tylko 100 kilometrów.

Wynikająca z tego redukcja masy jest skromna — odpowiednik około ośmiu dorosłych pasażerów — ale ogólne korzyści z nowego systemu elektrycznego nie są. Sinnett mówi, że oprócz zmniejszenia masy o wiele mniej musisz projektować, instalować i martwić się w przyszłości, co zmniejsza koszty w całym okresie eksploatacji samolotu.

Inżynierowie Boeinga planują również zastosować zaawansowane technologicznie, oparte na współpracy podejście do projektowania samolotu. Celem jest wyprodukowanie części 7E7 o tak precyzyjnych kształtach i z tak nieskazitelną dokładnością, że wiele z nich może dosłownie połączyć się ze sobą. Nazywamy to naszym samolotem Lego, żartuje Frank Statkus, wiceprezes ds. technologii i procesów w Boeingu. Internet jest kluczem do osiągnięcia takiej precyzji. Zespoły Boeinga na całym świecie – potencjalnie w zakładach w Europie, Japonii, Rosji i USA – będą współprojektować 7E7. Pomimo odległych lokalizacji wszyscy mieli dostęp do tego samego pliku na serwerze. Projekt żyje w jednym miejscu, gdzie kiedyś mieszkał w tysiącu miejsc – mówi Statkus. Wyeliminowanie konieczności uzgadniania wielu wersji projektu oznacza mniej drobnych błędów po jego zakończeniu. Co więcej, plik cyfrowy zawierający ostateczny projekt będzie tym samym plikiem, którego używają dostawcy do wytwarzania części. Wcześniej dostawca musiał czasami zdigitalizować nasze zdjęcie, aby powiedzieć swojej maszynie, jak ją zbudować, mówi Statkus. Tłumaczenie to czasami powodowało błędy.

W dłuższej perspektywie ulepszony proces projektowania oznacza prostszy katalog cyfrowy do zarządzania łańcuchami dostaw, a także wydajniejsze procedury konserwacji dla linii lotniczych. A to mogłoby znacznie uprościć proces projektowania przyszłych wersji samolotu. Podsumowując, oszczędności można liczyć w miliardach dolarów w ciągu dziesięcioleci życia projektu samolotu dla Boeinga i linii lotniczych, które muszą je konserwować, mówi Statkus.

Zakłady na przyszłość

Pod pewnymi względami projektanci komercyjnych odrzutowców mają niewykonalne zadanie. Choć ograniczeni dzisiejszymi problemami gospodarczymi i ograniczeniami technologicznymi, muszą pomyśleć o tym, czego pasażerowie i linie lotnicze będą potrzebować i czego będą potrzebować za 50 lat. W końcu pierwsze 747 zostały dostarczone w 1970 roku, a nowe wciąż są budowane i mają przetrwać 30 lat lub dłużej. Oznacza to, że podstawowy projekt komercyjnego odrzutowca, jeśli się powiedzie, może przetrwać nawet 60 lat. Wyraźnie przewyższa nas wszystkich, mówi Walt Gillette, wiceprezes ds. inżynierii i produkcji 7E7. Zwraca uwagę, że potrzeba planowania takiej długowieczności sprawia, że ​​projektowanie nowego samolotu przypomina projektowanie stupiętrowego drapacza chmur.

Tyle że nikt nie musi budować i sprzedawać tego samego modelu wieżowca co roku przez 30 lat. W tym miejscu pojawia się sztuka przewidywania przyszłości – sztuka, która może wyraźnie stworzyć lub zepsuć twórcę odrzutowców. Boeing zasadniczo postawił firmę na 747 pod koniec lat 60. XX wieku, hazard, który opłacił się z dominującym na świecie jumbo jetem, samolotem idealnie dopasowanym do rosnącego popytu na długodystansowy, niedrogi transport lotniczy.

Ale branża widziała również pewne niepowodzenia projektowe w stylu Edsela i inne błędne obliczenia, które sparaliżowały całe firmy. L-1011 firmy Lockheed Martin, który odbył swój pierwszy lot w 1970 roku, był zależny od jednego producenta silników, Rolls-Royce'a – decyzja ta okazała się katastrofalna finansowo, gdy ówczesny producent silników, który miał problemy, nałożył opóźnienia i podwyżki cen. Wiele lat później trzysilnikowy L-1011 okazał się droższy w eksploatacji niż nowsze, konkurencyjne konstrukcje z dwoma odrzutowcami, co w znacznym stopniu przyczyniło się do wycofania Lockheeda Martina z rynku komercyjnych odrzutowców w 1981 roku. Niegdyś potężnemu McDonnellowi Douglasowi nie udało się opracować nowych modeli ; Boeing kupił firmę w 1997 roku i szybko wycofał komercyjne odrzutowce MD-80, MD-90 i MD-11.

A potem był program Concorde z naddźwiękowym odrzutowcem, wciąż najbardziej radykalnym technologicznym hazardem w historii komercyjnych podróży powietrznych. Był to zasadniczo projekt rządowy, ale nawet przy znacznych dotacjach od brytyjskich i francuskich podatników, tylko 14 statków z igłowymi nosami kiedykolwiek weszło do służby. Dziś pozostali przy życiu członkowie floty są na emeryturze, bez naddźwiękowych zamienników komercyjnych odrzutowców w zasięgu wzroku.

Biorąc pod uwagę tak niedawną historię, nikomu w fabryce Boeinga w Everett nie trzeba przypominać, jak ważne jest prawidłowe zaprojektowanie 7E7 – ani co oznaczałby dla firmy inny komercyjny odrzutowiec zdominowany przez rynek. Poczucie pilności wokół zakładu Everett jest prawie namacalne, rozciągające się daleko poza pustą halę fabryczną za bramą hangaru z napisem „Budowanie przyszłości wspólnego lotu”.

Obok biurowca, w którym inżynierowie opracowują projekt 7E7, siostrzana konstrukcja należąca do Boeinga jest pusta i dostępna do wynajęcia. Podczas niedawnej wizyty w ogromnym warsztacie Boeinga jedynym dźwiękiem poza echem kroków był regularny odgłos stukania, który okazał się być odgłosem czterech pracowników grających w ping-ponga za ekranem z tektury. Była to oczywiście placówka dopiero się wychowująca, aby przejść do kolejnego dużego projektu.

Na przykład Gillette uważa, że ​​został w nim jeszcze jeden przebojowy samolot. Przekazuje pewne rozczarowanie, że nie będzie to bardziej radykalny Sonic Cruiser, który przełamałby nowe obszary w głównym nurcie komercyjnych podróży lotniczych. Mówi, że chodziło o wartość szybkiej jazdy. Minęło 50 lat, odkąd branża naprawdę zwróciła uwagę na wartość dodatkowej prędkości. Szybko jednak przyznaje, że potrzeba bycia odważnym musi być zrównoważona z realiami gospodarczymi – poczynając od tego, co linie lotnicze chcą kupić.

Krótko mówiąc, wyzwaniem dla projektantów Boeinga, mówi Gillette, jest wykorzystanie technologii do uzasadnienia biznesowego nowego samolotu. Gillette wie, że wszystko sprowadzi się do tego, czy jego zespół będzie w stanie zapewnić odpowiednią równowagę między technologicznymi czarodziejami i oszczędnością produkcji, aby przekonać zarząd do ponownego postawienia firmy.

Jeśli Gillette i inni inżynierowie Boeinga mogą wygrać ten dzień, być może pomogli ustalić, jak wszyscy będziemy latać w nadchodzących dziesięcioleciach. A dźwięk piłek pingpongowych w przepastnych warsztatach Boeinga może zostać zastąpiony przez zatrzaskiwanie się części 7E7, które płynnie łączą się na nowo tętniącej życiem hali produkcyjnej.

ukryć