787: Zbiór nowych technologii

DN: Nasz specjalista w dziedzinie materiałów, Doug Smock mówi, że kompozyty to największa innowacja w tym samolocie. Zgodziłbyś się z tym, czy nie – co jest największą innowacją?

Cogan: Trudno byłoby mi powiedzieć, że którakolwiek z innowacji jest największa. Jeśli samolot taki jak ten ma odnieść sukces, to musi to być zbiór innowacji. To one wszystkie jako system tworzą nową jakość. Na pewno kompozyty (http://rbi.ims.ca/5393-588) łatwo przemawiają do wyobraźni ludzi, to coś, co widać. Pasażerowie nie będą wiedzieć, z czego wykonany jest samolot. Dla linii lotniczych jest to ogromna korzyść, mniejsza waga oznacza mniejsze zużycie paliwa i niesie z sobą korzyści dla środowiska naturalnego.

Czy możesz podać jakieś dane liczbowe o zmniejszonej masie samolotu?

Teoretycznie rzecz biorąc, kompozyty są mniej więcej o 30% lżejsze (niż aluminium) dla danej wytrzymałości. Trochę niebezpiecznie mówić o konkretnych liczbach, ponieważ zależy to od tego, czy mówimy o wytrzymałości na rozciąganie, czy na ściskanie, jednak uzasadnione jest stwierdzenie, że masa zostanie zmniejszona o 25 do 30%. Kompozyty mają inne właściwości niż aluminium, ponieważ kiedy dojdzie do produkcji, traci się niektóre korzyści. Może się okazać, że trzeba dodać trochę wagi w niektórych miejscach – na przykład czynniki elektromagnetyczne mają wpływ na zabezpieczenie. Może potrzebna będzie sieć obwodów zwrotnych prądu lub coś, co bardzo skutecznie spaja samolot w całość.

Spowodowanie, że samolot zużywa mniej paliwa, pozwoliło nam zastosować pewne rozwiązania, których nie moglibyśmy wykorzystać, gdyby był zbudowany z aluminium. Jeśli chodzi o wnętrze, to zrobiliśmy okna wystarczająco duże, by można było wyglądać na zewnątrz nad oparciami foteli. Użycie kompozytów pozwoliło nam zastosować takie okna bez zbytniego zwiększania ciężaru maszyny. W kabinie pasażerskiej panuje wyższe ciśnienie, niż w przypadku samolotu z aluminium, ponieważ kompozyty pozwalają na to bez przeciążania materiałów, z których wykonany jest samolot. To oznacza, że potrzeba mniej zabiegów konserwacyjnych. Dużą część tego zapewniają nowoczesne systemy, ale wiele zawdzięczamy właśnie nowym materiałom. Linie lotnicze będą mogły przeprowadzać mniej prac konserwacyjnych, ponieważ nie będzie problemów ze zmęczeniem materiału i korozją, jakie występują w przypadku samolotów wykonanych z metalu. To cecha, o której wiele się mówi.

Co jeszcze?

Ten samolot jest bardziej „elektryczny”. Mam na myśli, iż bardziej wydajne jest pobieranie elektryczności z generatorów i zasilanie systemu klimatyzacji za pomocą sprężarek elektrycznych niż pobieranie powietrza z silnika, jak robimy to obecnie w 777. Jedną z wynikających z takiego systemu zalet jest fakt, że nie trzeba polegać na pneumatyce. Nie tylko zmniejsza to koszty konserwacji, ale sprawiło, że samolot zużywa mniej paliwa.

Tu nasuwa się pytanie na temat deficytowego paliwa do silników odrzutowych. Czy komercyjny odrzutowiec mógłby oderwać się od ziemi… bez nafty lotniczej?

Spodziewamy się, że będziemy mogli korzystać z paliw kopalnych jeszcze przez jakiś czas. Wraz z powiększaniem się światowej populacji i postępującym uprzemysłowieniem różnych krajów oczywiście potrzebne staną się alternatywne źródła energii. Gdy technologia ogniw paliwowych odpowiednio się rozwinie, będziemy mogli zrezygnować z umieszczonego w ogonie silnika odrzutowego (pomocniczego zespołu energetycznego), wytwarzając prąd za pomocą ogniwa paliwowego. To powinno stać się w nieodległej przyszłości. 787 ma docelowo zużywać o 20% mniej paliwa niż wszystko, co lata teraz. Głównym powodem powstania tego programu było przyjęcie do wiadomości faktu, że musimy zmniejszyć zużycie paliwa.

A co z aerodynamiką? Końcówki skrzydeł wyglądają tak wysmukle i są odgięte do góry w taki sposób, że samolot wygląda, jakby miał zaraz zacząć machać skrzydłami.

Aerodynamika była bardzo zaawansowaną dziedziną już przed 787. Jedną z rzeczy, które pozwoliły nam dokonać postępów w tej dziedzinie, były wspomniane już przeze mnie kompozyty. Sprawność aerodynamiczna wynika z większego wydłużenia skrzydeł. Wykonując skrzydło z włókna węglowego, mogliśmy stworzyć skrzydło o większym wydłużeniu. Możliwość modelowania samolotu w trzech wymiarach pozwoliła nam zoptymalizować aerodynamikę w sposób, jaki nie był możliwy nigdy wcześniej. Końcówki skrzydeł zostały specjalnie zaprojektowane tak, by były nie tylko odgięte do tyłu, ale także lekko do góry. Mimo to ogólna krzywizna skrzydła nie różni się zbytnio od tej, jaką mają dzisiejsze samoloty. Gdy projektowaliśmy skrzydło, przyjrzeliśmy się końcówkom skrzydeł, by nadać samolotowi charakterystyczny wygląd. Następnym razem, kiedy będziesz leciał 747, a samolot będzie miał zbiorniki pełne paliwa podczas startu, wyjrzyj przez okno, a zobaczysz, jak skrzydła wyginają się do góry. Gdy samolot stoi na ziemi, a jego ciężar spoczywa na kołach, paliwo ściąga skrzydła w dół i wyginają się one w kierunku ziemi. Gdy tylko wzniesie się w powietrze, skrzydła bardzo wyraźnie odginają się do góry.

Jakie jeszcze innowacje zastosowano?

Gdybym zaczął je wymieniać z pamięci, niektóre bym pominął i miał z tego powodu poczucie winy.

Może jednak spróbujesz.

Specjalista od napędu z firmy GE lub Rolls powiedziałby, że na pewno są nimi silniki, niezwykle ciche, ekonomiczne i przyjazne dla środowiska. Inżynier zajmujący się konstrukcją spierałby się, że kompozyty i architektura. Inżynierowie zajmujący się instalacjami będą twierdzić, że instalacja elektryczna lub hydrauliczna. System kontroli lotu tej maszyny jest kolejnym przykładem tego, w jaki sposób wykorzystujemy technologię i elektroniczne układy sterowania. To będzie najbardziej wyrafinowany system kontroli lotu, jaki zastosowano na komercyjnym odrzutowcu, umożliwiający tłumienie pionowych podmuchów (http://rbi.ims.ca/5393-593) oraz zmniejszanie obciążenia towarzyszącego manewrom.

Tłumienie pionowych podmuchów wykorzystuje układ sterowania do tłumienia turbulencji. Nie można ich wyelimino wać całkowicie, ale gdy samolot wyczuje pionowe lub poziome odchylenie od toru lotu, powierzchnie sterowe są w stanie odchylić się wystarczająco szybko, by zmniejszyć odchylenie i sprawić, że lot będzie bardziej komfortowy. Zmniejszanie obciążenia przy manewrach wykorzystuje tę samą technikę, gdy pilot nieco bardziej obciąża skrzydła (na przykład podczas wykonywania zakrętu). Zmniejsza ono obciążenia działające na skrzydła.

Co najbardziej rzuci się w oczy pilotowi?

Poświęciliśmy wiele czasu na to, by kabina załogi stała się bardzo przyjemnym miejscem. Pierwsza rzecz, jaką robimy, wiąże się z podstawowym bezpieczeństwem – chcemy zagwarantować, że będzie to lepsze od wszystkiego, co zrobiliśmy wcześniej, dając pilotom lepszą orientację w sytuacji. „Wbudowujemy” to w interfejs pilot-maszyna. Kabina załogi ma nowoczesny wygląd, umieszczono w niej bardzo duże wyświetlacze, by piloci mieli dostęp do większej ilości informacji lepszej jakości. Sądzę, że latanie tym samolotem będzie dla pilotów prawdziwą przyjemnością.

I podobne pytanie – co najbardziej rzuci się w oczy pasażerom, którzy zazwyczaj nie widzą różnicy między 727 a 747?

Kiedy wejdą na pokład, zauważą, że są w zupełnie innym samolocie. „Potrójna siódemka” ma bardzo charakterystyczne i przyjemne wnętrze. Latając od 10 lat, samolot ten dostaje w sondażach wysokie oceny za bardzo wygodne wnętrze. W 787 poszliśmy o krok dalej.

Wspomniałeś o nowym oświetleniu i większych oknach. Jedną z rzeczy, o które się martwię, wsiadając do samolotu jako ostatni, jest miejsce na bagaż podręczny…

Samolot ten będzie miał bardzo duże pojemniki, tak by każdy pasażer miał dość miejsca na swój bagaż podręczny, ale zaprojektowaliśmy je w taki sposób, żeby nie wydawały się duże ani nie przeszkadzały. Wnętrze jest harmonijne, wygodne i wręcz zaprasza.

W czasie lotu jest coś, o czym pasażerowie nie będą wiedzieć, ale gdy wysiądą z samolotu, poczują się lepiej. Dzięki wyższemu ciśnieniu w kabinie nie odczują wpływu wysokości tak, jakby to miało miejsce we współczesnych samolotach. Zastosowaliśmy gazowy system oczyszczania powietrza, który sprawia, że powietrze w środku jest czystsze niż na zewnątrz. Poziom oświetlenia i wilgotności sprawi, że gdy pasażerowie wysiądą z 787, będą czuli się lepiej i nie będą znali przyczyny. Będą wiedzieć, że lot był naprawdę przyjemny, zwłaszcza jeśli lecieli wcześniej innymi samolotami. To nie jest przypadek. To coś, w co włożyliśmy wiele czasu, wysiłku i badań, żeby wyszło jak trzeba.

Jakie nowe cechy 787 sprawią, że będzie on lepiej chroniony przed atakami terrorystycznymi?

Nie mogę nic na ten temat powiedzieć. Współpracujemy z organami nadzorczymi w sprawie tego, co możemy zrobić, by zagwarantować bezpieczeństwo w naszej branży. Ma to wiele aspektów i jest to system, ale – podkreślam – nie mogę nic powiedzieć na ten temat.

Boeing na pewno wiele się nauczył podczas konstruowania tego samolotu. Co zrobiłbyś inaczej dysponując wiedzą, którą masz teraz?

To naprawdę trudne pytanie, ponieważ model biznesowy i relacje różnią się nieco od tego, co robiliśmy w przeszłości. Zawsze są jakieś drobiazgi, które można by zrobić inaczej, ale ogólnie rzecz biorąc, wszystko wyszło zaskakująco dobrze. To znajdzie potwierdzenie, gdy samolot wejdzie do służby,.

Co będzie po 787?

Prawdopodobnie kolejny nowy samolot (śmiech). Będziemy obserwować rynek i zareagujemy wypuszczając właściwy produkt.

Jak się czujesz w sytuacji, kiedy Airbus ma opóźnienie z A380, zaś 787 jest najbardziej rozchwytywanym nowym samolotem w historii – złożono już na niego ponad 500 zamówień?

Czujemy spokojną pewność siebie, że możemy dać to, co obiecaliśmy

Możesz podać kwotę, jaką kosztowało opracowanie 787?

Nie, nie mogę tego zrobić.

Ciąg dalszy wywiadu znajdą Państwo

w następnym numerze DN.. 

Autor: Z Tomem Cyganem, głównym inżynierem ds. projektu 787, rozmawia John Dodge