Let Boeingu pro přežití

Téměř podle všech měřítek je továrna Boeingu v Everettu ve státě WA působivé místo. Jednak je to nejobjemnější budova na světě – vešel by se do ní celý Disneyland plus pět hektarů parkoviště. A je to rodiště mnoha největších světových komerčních tryskáčů, včetně Boeingů 767, 777 a 747, legendárního jumbo tryskáče s více než 400 sedadly, které v posledních třech desetiletích dominovalo velké části letecké dopravy na dlouhé vzdálenosti. Jedny z továrenských dveří o velikosti fotbalového hřiště zdobí obří obrázek tří trysek stoupajících k karmínovému západu slunce a nápis Building the Future of Flight Together. Ale jednoho nedávného mrholícího dne byly dveře částečně otevřeny, což odhalilo, že jeskynní hangár, dostatečně velký na to, aby pojal tři středně velká letadla pro cestující, je prázdný.

Vzhledem ke zpomalení obchodu s komerčním letectvím není nečinnost některých částí obrovské letecké továrny žádným překvapením. Ale navzdory ekonomickému útlumu inženýři Boeingu v kancelářském parku vzdáleném jen kilometr pilně navrhují to, co, jak doufají, upevní budoucnost společnosti jako výrobce komerčních tryskových letadel. Jmenuje se 7E7 Dreamliner, a pokud vše půjde podle plánu, bude to první nově navržený komerční proud Boeingu od uvedení 777 v roce 1995.

Na první pohled bude 7E7 spíše konvenčně vypadající letadlo střední velikosti, které přepraví 200 až 250 cestujících. Boeing ale tvrdí, že spálí o 20 procent méně paliva než dnešní podobně velké komerční tryskáče.

A co víc, postavený z lehkých kompozitů a nabitý sofistikovaným elektronickým ovládáním a diagnostikou, mohl 7E7 levně a efektivně ujet přes oceán 14 800 kilometrů a prokázat stejný dolet a rychlost jako velké tryskáče, jako je 747. Jinými slovy, 7E7 by vás mohl dostat z Paříže do Minneapolis bez zastávky a, jak říkají představitelé společnosti, udělat to levněji než jakékoli velké komerční tryskové letadlo dnes.

Tato čísla by mohla mít dramatické důsledky pro cestující v letecké dopravě. Relativně malá letadla na dlouhé vzdálenosti by mohla nabízet rutinní lety do vzdálených mezinárodních měst bez zastávek ve velkých centrech. Boeing skutečně předpokládá trh pro až 400 nových přímých linek mezi dvojicemi měst, jako je Mnichov a Singapur, Dubaj a Taipei nebo Atény a Atlanta. Nízké provozní náklady a zvýšená flexibilita plánování by mohly pomoci udržet ceny letenek na nízké úrovni a poskytnout zoufale potřebnou podporu churavějícímu leteckému průmyslu. Stručně řečeno, inženýři a designéři Boeingu sázejí na to, že 7E7 je tím správným letadlem pro bojující, vysoce konkurenční leteckou dopravu.

Zda s tím vedení společnosti souhlasí, se však teprve uvidí. Po zvážení potřeby doplnit svou stárnoucí flotilu komerčních tryskáčů proti skličujícímu požadavku mnohamiliardové investice do vývoje 7E7 se očekává, že představenstvo společnosti rozhodne, zda bude pokračovat na začátku roku 2004. Pokud projekt schválí – a to zůstává obrovské, kdyby – první letadla by byla dodána v roce 2008; pokud se tak nestane, inženýři Boeingu se budou muset vrátit k rýsovacímu prknu a budoucnost společnosti je na vlásku. (Boeing také provádí koncepční studii o nové generaci 747, která by byla o 5 procent účinnější a o něco větší než nejnovější 747, která byla uvedena na trh v roce 1989.)

Ve skutečnosti by sázky na 7E7 jen stěží mohly být vyšší. Odborníci z oboru odhadují, že výroba nového modelu komerčního letadla stojí zhruba 10 miliard dolarů. A odhadují, že program 7E7 již spotřebovává polovinu ročního rozpočtu Boeingu na výzkum a vývoj komerčních letadel ve výši 768 milionů dolarů. Boeing sám připouští, že osud celého jeho podnikání v oblasti komerčních tryskových letadel může spočívat na správném provedení nového letadla. to je budoucnost. To opravdu je. Je to pro nás obrovský obchod, říká Mark Jenks, ředitel pro integraci technologií Boeingu pro program 7E7. Pokud se mýlíme, je konec. A to tady každý ví.

Přerušené vzlety

Úspora miliard

Pokud měl být Boeing Sonic Cruiser Lamborghini komerčních tryskáčů, 7E7 je spíše jako Honda Civic. Jeho hlavní předností je úspora paliva a nízké provozní náklady. Pro inženýry Boeingu to znamená snížení požadavků na výrobu a údržbu, stejně jako spotřebu paliva, snížením hmotnosti a nasazením technologických triků, jako jsou adaptabilnější softwarové systémy a senzory, které automaticky a levně detekují konstrukční problémy. 20procentní zvýšení spotřeby paliva 7E7 bude pocházet z kombinace nových technologií. Podle inženýrů Boeingu bude téměř polovina výsledkem zavedení proudových motorů nové generace dodávaných hráči jako General Electric, Pratt a Whitney nebo Rolls Royce.

Druhá polovina ale bude pocházet ze snížení hmotnosti plynoucí z rozšířenějšího používání kompozitních materiálů, účinnějších a lehčích elektrických systémů, které částečně nahradí objemnější pneumatické, a z vylepšeného aerodynamického tvaru, který snižuje odpor.

Poslední osobní proudové letadlo navržené Boeingem, 777, používalo některé kompozity. Boeing však říká, že 7E7 bude prvním komerčním letadlem, jehož většina hlavní konstrukce, včetně trupu a křídel, bude vyrobena z těchto lehkých, superpevných směsí uhlíkových vláken a epoxidu. Kompozity jsou asi o 20 procent lehčí než standardní hliníkové slitiny a jsou přístupnější pro přesné tvarování (což snižuje celkový počet dílů a šetří výrobní náklady). A přestože výroba kompozitů obecně stojí 10 až 100krát více než výroba hliníku, Boeing a jeho dodavatelé tvrdí, že vyvinuli vlastní výrobní technologii, která by mohla dramaticky snížit tuto mezeru. Boeing odhaduje, že zvýšené používání kompozitů bude samo o sobě představovat až 3% zvýšení palivové účinnosti.

Konstruktéři očekávají ještě další snížení provozních nákladů prostřednictvím vylepšených systémů automatizované údržby – zejména pokročilé diagnostiky strukturálního zdraví. Katastrofa, která postihla Boeing 737 společnosti Aloha Airlines v roce 1988, je děsivý příběh, který zná každý v oboru komerčních letadel. Drobné praskliny, které se vytvořily kolem hliníkových nýtů, vedly k odtržení kusu trupu ve výšce 7 200 metrů u pobřeží Havaje a smetení letušky k smrti.

Po tragédii byly zintenzivněny pravidelné kontroly dopravních letadel, zda nevykazují známky poškození konstrukce, což zvýšilo bezpečnost, ale přidalo nákladné a časově náročné cesty do obchodu. Metody inspekce zahrnují nalití barevné pronikající tekutiny na trup, aby se odhalily případné vlasové trhliny, a vystavení trupu zvukovým vlnám, které posílají vibrace přes jeho kůži (vzorec odražených vibrací ukazuje, zda jsou přítomny praskliny). I když jsou tyto kontroly účinné, mohou snadno přidat miliony dolarů k nákladům na údržbu během životnosti letadla.

Aby se snížila potřeba těchto kontrol, říká Boeing, bude 7E7 pravděpodobně prošpikovaný pokročilými síťovými senzory, které automaticky a nepřetržitě monitorují stav konstrukce. Diagnostické senzory jsou již standardním vybavením proudových motorů ( viz If It Ain’t Broke, Fix It, TR září 2001 ), kde monitorují parametry, jako je teplota, tlak a emise. A strukturální senzory se používají v některých vojenských tryskách, kde náklady na instalaci nejsou tak velkou překážkou. Ale nyní se tato technologie právě začíná dostávat do bodu, kdy můžeme mít monitorovací technologii na struktuře komerčního tryskáče, říká Jenks, ředitel technologické integrace 7E7.

Zatímco Boeing nebude diskutovat o konkrétním druhu senzorů, které plánuje nasadit, nedávný akademický a průmyslový výzkum naznačuje několik možností. V jednom z hlavních přístupů se náplast z keramického materiálu připevněná k vnitřku pláště letadla rychle smršťuje a roztahuje a vysílá vibrace; senzor detekuje vlnový vzor, ​​který se odráží zpět. Nové trhliny poskytují nové reflexní body, které se projevují jako změny v tomto vzoru. Ať už si Boeing vybere jakýkoli typ senzorů, jejich data budou analyzována softwarem a varováním před potenciálními problémy předávaným pilotům a pozemnímu personálu.

Inženýři Boeingu také přehodnocují celou elektrickou síť 7E7 a doufají, že se jim podaří zkrátit bludiště kabeláže, která se nachází v komerčních letadlech. Palubní počítačové systémy jsou stále jednodušší a integrovanější a vyžadují méně kabelů. A bezdrátová technologie bude hrát roli také v nepodstatné elektronice, jako jsou tlačítka pro volání letušek. Zatímco podobně velká 767 má 160 kilometrů kabeláže, 7E7 by měla jen 100 kilometrů.

Výsledná úspora hmotnosti je skromná – odpovídá asi osmi dospělým cestujícím – ale celkové výhody nového elektrického schématu nejsou. Kromě úspory hmotnosti je to mnohem méně, co musíte navrhovat, instalovat a starat se o to později, což snižuje náklady po dobu životnosti letadla, říká Sinnett.

Inženýři Boeingu také plánují při návrhu letadla zaujmout špičkový technologický přístup založený na spolupráci. Cílem je vyrobit díly 7E7 v tak přesných tvarech a s tak nedotčenou přesností, že mnohé z nich do sebe doslova zapadnou. Říkáme tomu naše Lego letadlo, vtipkuje Frank Statkus, viceprezident společnosti Boeing pro technologie a procesy. Klíčem k dosažení takové přesnosti je internet. Týmy Boeingu po celém světě – potenciálně v místech v Evropě, Japonsku, Rusku a USA – by spolunavrhly 7E7. Navzdory jejich odlehlým umístěním by všichni měli přístup ke stejnému souboru na serveru. Design žije na jednom místě, kde dříve žil na 1000 místech, říká Statkus. Eliminace potřeby sladit mnoho verzí návrhu znamená méně drobných chyb po dokončení. A co víc, digitální soubor obsahující konečný návrh bude stejný soubor, jaký používají dodavatelé k výrobě dílů. Dříve musel dodavatel někdy náš obrázek digitalizovat, aby svému stroji řekl, jak jej postavit, říká Statkus. Tento překlad někdy způsoboval chyby.

Z dlouhodobého hlediska znamená vylepšený proces návrhu jednodušší digitální katalog pro řízení dodavatelských řetězců a také efektivnější postupy údržby pro letecké společnosti. A mohlo by to značně zjednodušit proces navrhování budoucích verzí letadla. Celkově lze úspory počítat v miliardách dolarů během desetiletí dlouhé životnosti konstrukce letadla pro Boeing a letecké společnosti, které musí letadla udržovat, říká Statkus.

Sázení na budoucnost

V některých ohledech mají konstruktéři komerčních tryskáčů nesplnitelný úkol. Přestože jsou omezeni dnešními ekonomickými problémy a technologickými omezeními, musí přemýšlet o tom, co budou cestující a letecké společnosti potřebovat a chtít za 50 let. Ostatně první 747 byly dodány v roce 1970 a stále se staví nové a očekává se, že vydrží 30 a více let. To znamená, že základní konstrukce komerčního letadla, pokud bude úspěšná, může přetrvávat až 60 let. Jednoznačně přežije nás všechny, říká Walt Gillette, viceprezident pro inženýrství a výrobu pro 7E7. Potřeba plánovat takovou životnost, zdůrazňuje, dělá navrhování nového letadla jako navrhování 100patrového mrakodrapu.

Až na to, že nikdo nemusí každý rok po dobu 30 let stavět a prodávat stejný model mrakodrapu. V tom přichází umění předpovídat budoucnost – umění, které může jasně udělat nebo zlomit výrobce tryskáčů. Boeing v podstatě koncem 60. let vsadil společnost na 747, hazard se vyplatil s celosvětově dominujícím jumbo jetem, letadlem dokonale načasovaným na rostoucí poptávku po dálkové a cenově dostupné letecké dopravě.

Ale průmysl také zaznamenal některá konstrukční selhání podobná Edselovi a další chybné výpočty, které ochromily celé společnosti. L-1011 Lockheed Martin, který uskutečnil svůj první let v roce 1970, byl závislý na jediném výrobci motorů, Rolls-Royce – rozhodnutí, které se ukázalo jako finančně katastrofální, když tehdy problémový výrobce motorů zavedl zpoždění a zvýšení cen. O několik let později se ukázalo, že provoz třímotorového L-1011 je nákladnější než novější, konkurenční dvouproudové konstrukce, a to značně přispělo k tomu, že Lockheed Martin v roce 1981 opustil trh s komerčními tryskami. Kdysi výkonný McDonnell Douglas nedokázal vyvinout nové modely ; Boeing koupil společnost v roce 1997 a rychle ukončil výrobu komerčních proudových letadel MD-80, MD-90 a MD-11.

A pak tu byl program nadzvukových trysek Concorde, stále nejradikálnější technologický hazard v historii komerčního leteckého cestování. Byl to v podstatě vládní projekt, ale i se značnými dotacemi od britských a francouzských daňových poplatníků se do služby dostalo pouze 14 jehlových plavidel. Dnes jsou přeživší členové flotily vyřazeni a nikdo nemá v hledáčku žádné nadzvukové komerční tryskáče.

Vzhledem k tak nedávné historii nemusíme nikomu v továrně Boeing v Everettu připomínat, jak důležité je správně navrhnout 7E7 – nebo co by pro společnost znamenalo jiné komerční letadlo s dominantním postavením na trhu. Pocit naléhavosti kolem továrny v Everettu je téměř hmatatelný, sahá daleko za prázdnou tovární halu za dveřmi hangáru s nápisem Building the Future of Flight Together.

Vedle kancelářské budovy, kde inženýři vymýšlejí návrh 7E7, je sesterská struktura vlastněná Boeingem prázdná a dostupná k pronájmu. Během nedávné návštěvy obrovské strojírny Boeing bylo jediným zvukem kromě ozvěny kroků pravidelné klepání – což se ukázalo jako čtyři dělníci hrající ping-pong za plátnem z lepenky. Bylo to zjevně zařízení, které se právě vychovává, aby mohlo pokračovat v dalším velkém projektu.

Gillette se například domnívá, že v něm zbývá ještě jedno velkolepé letadlo. Vyjadřuje určité zklamání, že to nebude radikálnější Sonic Cruiser, který by prorazil novou půdu v ​​běžné komerční letecké dopravě. Šlo o cenu jít rychle, říká. Je to 50 let, co se toto odvětví skutečně zabývalo hodnotou extra rychlosti. Rychle však také uznává, že potřeba být odvážný musí být v rovnováze s ekonomickou realitou – počínaje tím, co jsou aerolinky ochotny koupit.

Stručně řečeno, výzvou pro konstruktéry Boeingu, říká Gillette, je použít technologii k vytvoření obchodního případu pro nové letadlo. Gillette ví, že vše bude záležet na tom, zda jeho tým dokáže zprostředkovat správnou rovnováhu technologického kouzelnictví a šetrnosti ve výrobě, aby přesvědčil představenstvo, aby vsadilo společnost ještě jednou.

Pokud Gillette a další inženýři v Boeingu vyhrají, možná pomohli určit, jak budeme všichni létat v příštích desetiletích. A zvuk pingpongových míčků v jeskynních strojírnách Boeingu může být nahrazen zaklapnutím částí 7E7, protože se hladce spojují na nově rušné výrobní hale.

skrýt