Il Boeing 787 Dreamliner taxi di fronte a una folla di dipendenti Boeing prima del suo tanto atteso primo volo il 15 dicembre, 2009, al Paine Field di Everett, Washington. Guarda altre foto di volo. Stephen Brashear/Getty Images Il 26 ottobre 2011, 240 giornalisti, appassionati di aviazione e passeggeri assortiti sono saliti in cielo durante il viaggio commerciale inaugurale del Boeing 787 Dreamliner. L'aereo era il tanto atteso di Boeing, velivolo molto discusso che è deciso a rivoluzionare i voli a lungo raggio e a riconnettere i passeggeri con l'esperienza del volo.
Con il suo corpo e le ali in fibra di carbonio leggera, un impianto elettrico del 21° secolo, una cabina spaziosa e un design che consente all'aereo di bruciare il 20% in meno di carburante rispetto ad altri aerei di linea di medie dimensioni, il Dreamliner era un sogno diventato realtà per Boeing, i suoi passeggeri, e le compagnie aeree che hanno sborsato più di 200 milioni di dollari per aereo. Quindi, come un romanzo di Stephen King, il sogno si è trasformato in un incubo. Un problema di freno legato al computer, perdite di carburante e altri problemi si sono verificati nell'aereo.
Il 7 gennaio 2013, si è verificato un incendio. La batteria nel ventre di un 787 della Japan Airlines ha preso fuoco mentre l'aereo si fermava sull'asfalto di Boston. L'incendio ha scatenato un'indagine sui sistemi del Dreamliner. A pochi giorni dall'incendio di Boston, un 787 ha effettuato un atterraggio di emergenza in Giappone dopo che i passeggeri hanno iniziato a sentire odore di fumo. La Federal Aviation Administration ha messo a terra tutti i 787 negli Stati Uniti (c'erano solo sei all'epoca) fino a quando gli ingegneri non sono riusciti a capire cosa c'era che non andava [fonte:Ahlers].
Questi problemi erano inevitabili? ha fatto Boeing, preoccupato per i costi elevati, condannare il Dreamliner prima del suo primo volo? Nessuno può dirlo con certezza. Però, molto prima che il primo Dreamliner prendesse il volo, I funzionari della Boeing hanno escogitato un modo per risparmiare denaro sulla costruzione. I fornitori di Boeing diventerebbero suoi partner. I fornitori avrebbero speso i propri soldi per produrre intere sezioni del 787. In cambio, ciascuna società condividerebbe le entrate generate dalla vendita di ciascun Dreamliner. Come un progetto di Erector Set, i migliori fornitori hanno inviato ogni porzione del Dreamliner allo stabilimento Boeing di Everett, Lavare., dove i lavoratori hanno assemblato l'aereo in tre giorni [fonte:Stone e Ray].
Quanto bene ha funzionato? Almeno inizialmente, non bene, dicono gli esperti. Una carenza di parti ha ritardato il progetto, causando un ritardo nella pianificazione. Quando il Dreamliner è entrato in servizio nel 2011, il progetto aveva subito sette ritardi. Infatti, il primo 787 è stato tenuto insieme con elementi di fissaggio temporanei. Questo perché gli elementi di fissaggio permanenti non si vedevano da nessuna parte. I problemi associati all'aereo erano lunghi e vari. Alcuni esperti incolpano l'eccessiva dipendenza di Boeing da altre società per i ritardi e i problemi [fonte:Stone e Ray].
Ancora, il 26 ottobre 2011, il Dreamliner fece il suo primo viaggio. Circa 240 persone sono salite a bordo dell'aereo, tutti apparentemente stupiti e impressionati da ciò che hanno visto. E nonostante i molti problemi del Dreamliner, alcune persone credono ancora che il 787 rivoluzionerà l'industria aeronautica.
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I posti in business class su uno dei Boeing 787 Dreamliner di All Nippon Airways Steven Brashear/Getty Images Archi ampi. Finestre interne il 30 percento più grandi di quelle su qualsiasi altro piano delle sue dimensioni. Tendine manuali sostituite da un sistema elettronico che impedisce l'ingresso della luce senza ostacolare la visuale. Queste sono solo alcune delle caratteristiche del Dreamliner che inizialmente hanno lasciato i passeggeri a bocca aperta [fonti:Stevens].
Il Dreamliner era davvero un sogno, o almeno Boeing e le compagnie aeree speravano che lo fosse. Le persone attente al design che sono salite a bordo di quel primo volo nel 2011 sono rimaste probabilmente stupite dall'illuminazione. Boeing saluta l'illuminazione fluorescente e saluta l'illuminazione a LED. I LED, con 128 combinazioni di colori, ha fatto sembrare l'interno come se i passeggeri galleggiassero nel cielo tra le nuvole. Le luci potrebbero anche simulare la giornata dall'alba al tramonto. Con lunghi voli in mente, Boeing ha detto che l'illuminazione aiuterebbe a dire ai volantini che è ora di dormire. Quei primi volantini probabilmente hanno anche preso le cappelliere, che può ospitare fino a quattro borse roll-aboard. Posizionato ad angolo, i cassonetti lasciano più spazio sopra le teste dei passeggeri e hanno lo scopo di far sembrare la cabina più grande.
Finalmente, c'erano i sedili. Il Dreamliner può dare l'illusione di più spazio, ma se stai volando in economia, probabilmente sarà ancora stretto. Sulla base degli ordini di configurazione previsti dalle compagnie aeree, il passo del sedile in economia è ora 31-32 pollici (79-81 centimetri), e la larghezza del sedile sarà inferiore a 19 pollici (48 centimetri) attraverso [fonti:Flynn, USA Today]. In altre parole, non molto diverso dall'economia standard, ma Boeing non è necessariamente da biasimare. Nelle loro scelte di configurazione, le compagnie aeree sono le ultime decisioni in merito a quanto spazio avrà ogni passeggero una volta seduto. È probabile che se voli in economia, continuerai a sbattere gomiti e ginocchia durante il volo.
Partner di lancio di Boeing, All Nippon Airways (ANA), scelto un sedile economico in stile conchiglia, che scorre in avanti invece di incernierarsi all'indietro. Ciò significa che quando ti reclini, non ostacola il prezioso spazio per le gambe del passeggero dietro di te. La compagnia aerea ha anche progettato sedili reclinabili nei letti per la sua classe business. Tutti i passeggeri del Dreamliner di ANA avranno inoltre accesso a porte USB e prese elettriche per caricare i loro telefoni cellulari o utilizzare i loro computer.
Il Dreamliner è nato in realtà dall'adattamento. Alla fine degli anni '90, poiché le vendite delle popolari medie dimensioni 767 e 777 sono crollate, Boeing ha testato le acque del mercato e ha introdotto un progetto chiamato Sonic Cruiser. Concepito pensando alla velocità, il Sonic Cruiser ha promesso di trasportare i passeggeri da un luogo all'altro il 15% più velocemente in un completamente ridisegnato, aerei moderni. 11 settembre 2001, però, cambiato tutto questo. Quando i prezzi del carburante sono saliti alle stelle, le compagnie aeree erano interessate all'efficienza, velocità non ad alto consumo di carburante. Così, nel 2002, Boeing ha cambiato il suo piano di gioco. La società ha annullato il progetto Sonic Cruiser e ha avviato un piano alternativo. Nel gennaio 2003, il 7E7, successivamente battezzato 787 Dreamliner, sono nato.
Il cosiddetto "primo nuovo aeroplano del 21° secolo" ha creato subito scalpore. Dall'abbandono dell'alluminio e dell'acciaio tradizionali per la maggior parte dei materiali compositi in carbonio nella sua costruzione alla ricerca intensiva guidata dai passeggeri per revisionare l'interno dell'aereo, il Dreamliner non era solo un altro aereo per Boeing. La società ha anche fatto girare la testa nel settore poiché ha esplorato un modello di business manifatturiero piuttosto non convenzionale che abbiamo toccato nell'introduzione (e che rivisiteremo in seguito).
Le compagnie aeree hanno risposto rapidamente alla visione di Boeing. Costruito per l'efficienza, il Dreamliner prometteva di tagliare significativamente i costi in un mercato in cui era sempre più difficile operare. Cosa c'è di più, l'interno degli aerei 787 manterrebbe le caratteristiche di design sexy destinate al Sonic Cruiser. Di conseguenza, gli ordini per il Dreamliner sono saliti a numeri da record:sono state registrate quasi 700 vendite da 47 clienti prima ancora che fosse costruito il primo aereo di prova [fonte:Kingsley-Jones].
Con una visione saldamente in atto, e la giapponese All Nippon Airways (ANA) a bordo come partner di lancio, Boeing ha deciso di rendere il Dreamliner una realtà. Al centro di questa visione c'erano i materiali in fibra composita.
La classe E:un gioco di nomiIl Dreamliner è stato inizialmente soprannominato 7E7. Si ipotizzava che la "E" stesse per "efficienza" o "rispettoso dell'ambiente, " ma Boeing dice che non rappresentava nient'altro che "otto". L'aereo è diventato ufficialmente il Dreamliner a seguito di un concorso di denominazione pubblico online nel 2003, in cui circa 500, Sono stati espressi 000 voti. Altri nomi nell'elenco ristretto includevano l'eLiner, Global Cruiser e Stratoclimber.
Gli aeroplani sono tradizionalmente costruiti utilizzando principalmente alluminio e acciaio, con materiali compositi limitati a porzioni più piccole della loro struttura. Boeing, però, ha optato per aumentare l'uso di materiali compositi, eliminando 1, 500 fogli di alluminio e 40, 000-50, 000 elementi di fissaggio - solo dalla fusoliera dell'aereo da solo [fonte:Boeing].
Compositi sono materiali composti da più di un elemento. Ad esempio, una piñata è composta da un composto di carta e pasta. Il Dreamliner utilizza compositi che vengono chiamati plastica rinforzata con carbonio ( CRFP ). Puoi pensare a quelle fibre di carbonio come alla "carta, " e quelle fibre sono incorporate in una matrice plastica ("pasta"), come una resina epossidica.
La produzione di compositi di carbonio è molto più complicata dell'immersione della carta nella pasta, ma segue lo stesso principio generale. Il processo inizia generando fibre di carbonio realizzate da un altro polimero, chiamato poliacrilonitrile ( PADELLA ). L'elaborazione del PAN in una serie di complicati passaggi di riscaldamento e stiramento purifica gli atomi di carbonio, che si ridispongono da scala a strutture ad anello e prendono la forma di lunghi fogli di nastro. L'imballaggio dei nastri insieme crea fibre di carbonio. A seguito di ulteriori elaborazioni, le fibre sono utilizzate per rinforzare una matrice plastica, che è in uno spessore, stato appiccicoso. Il composito risultante può quindi essere modellato prima che un altro processo di riscaldamento lo indurisca in un materiale ultraresistente. Infatti, I CRFP sono così forti che, a un quarto della densità dell'acciaio, sono due o tre volte più resistenti dell'acciaio [fonte:Flight International]. Non solo quello, sono superleggeri rispetto al metallo.
I CRFP esistono da più di 40 anni. Sono stati ampiamente utilizzati per sostituire l'alluminio o l'acciaio nelle aste da golf, canne da pesca, attrezzature mediche e parti di macchine, o per riparare ponti. Anche alcune biciclette da corsa sono realizzate con CRFP.
L'uso dei compositi nel Dreamliner non è rivoluzionario, ma la misura in cui vengono utilizzati lo è. Fino al 50 percento dell'aereo è materiale composito in peso, rispetto a, dire, 12 percento nel Boeing 777 [fonte:Boeing]. Infatti, il Dreamliner è il primo aereo in cui l'ala e la fusoliera sono costruite con materiali compositi. E, come vedremo in seguito, produrre una sezione di fusoliera in un unico pezzo con materiali compositi non è un gioco da ragazzi; però, sostituendo così tanto metallo con compositi, l'aereo non è solo molto più leggero, ma è anche più aerodinamico. Caratteristiche, come ali spazzate, che non sono possibili con il metallo, potrebbe essere progettato nel piano a causa della maggiore malleabilità dei compositi.
Cosa c'è di più, i compositi si corrodono meno e sono più robusti del metallo, che riduce la manutenzione richiesta per l'aereo. I compositi hanno una conduttività termica ed elettrica inferiore rispetto ai metalli, però. Ciò significava che Boeing doveva sviluppare approcci completamente diversi per la gestione dei sistemi elettrici e termici sull'aereo per far fronte a cortocircuiti e simili.
Un ulteriore vantaggio di una struttura della fusoliera in materiale composito più forte è che è possibile una maggiore pressurizzazione nella cabina passeggeri. Questo rende l'umidità, ventilazione e temperatura più facili da controllare. Vedremo in seguito come Boeing ha sfruttato questa caratteristica durante la progettazione degli interni per il Dreamliner, ma prima diamo un'occhiata a ciò che l'industria aeronautica considera l'impresa più rivoluzionaria di Boeing:costruire l'aereo.
Il Dreamliner è sicuro?Dopo 20 mesi di prove in volo, il Dreamliner è stato certificato dalla Federal Aviation Administration (FAA) degli Stati Uniti. A causa della costruzione composita dell'aereo, tre membri del Congresso degli Stati Uniti hanno chiesto al Government Accountability Office (GAO) degli Stati Uniti di rivedere la certificazione. Il rapporto del GAO non prevedeva rischi straordinari per la sicurezza:dopotutto i compositi sono stati ampiamente studiati nel campo dell'aviazione, ma non nella misura in cui il Dreamliner li incorpora. La maggior parte dei problemi di sicurezza si concentrano sulle informazioni limitate sulla struttura composita dell'aeromobile, la necessità di standard per le riparazioni, e formazione e sensibilizzazione per le squadre di manutenzione. Nel 2013, con la messa a terra del Dreamliner negli Stati Uniti e in Giappone, i problemi della batteria sono diventati il fulcro della discussione sulla sicurezza.
Il ponte di volo di un Boeing 787 Dreamliner Stephen Brashear/Getty Images Il ridimensionamento e la costruzione di grandi strutture composite è garantito per venire con problemi, ma Boeing ha anche adottato la tattica senza precedenti di decidere di utilizzare più di 50 subappaltatori per esternalizzare la produzione [fonti:Deckstein, Bloomberg]. Nemmeno le ali dell'aereo e l'enorme fusoliera sarebbero state costruite internamente. Questa decisione ha rappresentato una drastica deviazione dalle strategie di produzione del settore. Ha anche portato a forti mal di testa, poiché i problemi di outsourcing hanno comportato un numero considerevole di ritardi nella produzione.
Boeing prevedeva che i componenti sarebbero arrivati nel suo stabilimento di Seattle, dove l'assemblaggio finale del nuovo jet richiederebbe solo tre giorni [fonte:Deckstein]. Le cose non sono andate esattamente secondo i piani, però. Da subappaltatori sopraffatti a prodotti inaccettabili che hanno fallito gli standard Boeing durante i test, pietra miliare dopo pietra miliare è stata persa a causa dell'aumento dei ritardi di produzione. Infine, Boeing ha dovuto intervenire e assumersi alcune delle responsabilità dei suoi subappaltatori per rimettere in carreggiata la costruzione del Dreamliner.
Anche la produzione di compositi su larga scala è stata un'enorme sfida tecnica. Non era mai stato fatto prima. Costruire le sezioni per la fusoliera dell'aereo, o corpo, implicava la filatura di fibre di carbonio rinforzate attorno a uno stampo a botte, che poi veniva cotto. Può sembrare semplice, ma se ci pensi bene questo è un incubo logistico per un'industria che di solito produce parti non più grandi di una bicicletta [fonte:Smock]. Per fare questo, fibre di carbonio, che sono come larghe strisce di nastro a trama larga, doveva essere immerso in polimeri, che hanno una consistenza densa simile al miele. Quindi, devi avvolgerli attorno a uno stampo di circa 19 piedi (5,8 metri) di diametro e 22 piedi (6,7 metri) di altezza [fonte:Bloomberg]. Ovviamente, questo non è un compito da fare a mano.
Ulteriore, per componenti di grandi dimensioni, sono necessari più strati compositi per garantire l'integrità strutturale. A prima vista sembra nient'altro che ripetere un processo una o due volte, ma la stratificazione dei compositi aumenta la probabilità che si formino bolle durante il processo di cottura. Sebbene le bolle su una piñata di cartapesta possano non essere altro che estetica, per una fusoliera sono inaccettabili. Le bolle indeboliscono il materiale, che possono rompersi e minare l'integrità della fusoliera.
Per superare la lavorazione e la nastratura su larga scala della fibra di carbonio su forme geometriche complesse, era necessario sviluppare e produrre essenzialmente nuovi utensili. Alla fine, i produttori di macchine utensili hanno raccolto la sfida. Grazie alle loro soluzioni produttive innovative, il Dreamliner è diventato una realtà.
Mentre l'industria dei compositi stava ridefinendo il modo in cui vengono costruiti gli aerei, La Boeing era intenta a ridefinire gli interni del Dreamliner, pure. Entra dopo.
La storia del design delle cabine degli aerei può essere descritta nel migliore dei casi come seria. Sulla base della presunzione che le compagnie aeree sappiano meglio ciò che i passeggeri volevano e di cui avevano bisogno, i produttori tradizionalmente si affidavano alle linee guida delle compagnie aeree per la progettazione della cabina. Boeing, però, ha avuto una visione per il Dreamliner. Sebbene l'economia abbia messo a tacere lo sfortunato progetto Sonic Cruiser, l'azienda era intenzionata a mantenere il moderno, concetti di design innovativi per il suo successore. Ha deciso di continuare la sua ricerca di design incentrata sui passeggeri per sviluppare gli interni del Dreamliner.
Nel 2002, Boeing ha aperto il Centro di ricerca sull'esperienza dei passeggeri ( PERC ) adiacente al Boeing Tour Center di Everett, Washington. Al PERC, la compagnia ha eseguito studi qualitativi che hanno sfruttato il cervello dei passeggeri per capire i loro desideri, bisogni e desideri. Per fare questo, Boeing ha utilizzato un metodo proprietario, soprannominato Scoperta dell'archetipo , estrarre le componenti psicologiche ed emotive chiave relative al viaggio aereo comuni a tutti i passeggeri. Sebbene i dettagli della metodologia siano un segreto gelosamente custodito, Archetype Discovery utilizza domande e tecniche specifiche per attingere a desideri e bisogni inarticolati esplorando le prime esperienze di volo di ogni partecipante. Boeing ha usato ciò che ha appreso per evocare il fascino dei passeggeri in volo provati durante le loro prime esperienze [fonte:Emery].
Boeing ha anche chiesto ai passeggeri di partecipare a sessioni di progettazione idealizzate. I potenziali volantini sono stati invitati a creare da zero un interno ideale per l'aereo, entro limiti tecnologici e operativi praticabili. Quei soffitti a volta che sono un segno distintivo degli interni del Dreamliner? Possono essere attribuiti a ciò che Boeing ha appreso da quelle sessioni. La compagnia ha scoperto che i passeggeri hanno idealizzato l'uso dello spazio modulato, ricorda l'architettura trovata nelle chiese. vestiboli dal soffitto basso che si trasformano in aperti, interni spaziosi evocano un ambiente accogliente, esperienza invitante [fonte:Emery].
Finalmente, grazie a quella fusoliera superforte, Boeing aveva più opzioni per quanto riguarda la pressione in cabina, ventilazione e umidità:perché non testare direttamente queste condizioni su potenziali passeggeri? La società ha collaborato con le università per condurre studi per identificare come ottimizzare il comfort e il benessere dei passeggeri. Ad esempio, tali studi hanno rivelato che i passeggeri hanno sperimentato meno mal di testa e meno cinetosi e disagio muscolare a una pressione in cabina equivalente a volare a 6 anni, 000 piedi (1, 829 metri) che a 8, 000 piedi (2, 438 metri), che è il livello standard di pressurizzazione utilizzato su aeromobili di dimensioni comparabili [fonte:Emery]. Le caratteristiche della cabina sono state modificate da Boeing in modo che i passeggeri risentiranno meno degli effetti negativi dei voli a lungo raggio. Questo significa meno mal di testa, naso secco e irritazioni agli occhi.
Ci sono voluti quasi un decennio per eseguire questa ricerca, ma ciò non è anormale per un settore in cui l'inizio del prodotto sul mercato richiede in genere 10 anni [fonte:Barratt]. Boeing ha aperto nuove strade con la sua ricerca, però, poiché nessun produttore di aerei ha mai dedicato così tanta attenzione all'esperienza dei passeggeri prima d'ora.
Alla fine, il Dreamliner è arrivato tre anni dopo il previsto. Ne è valsa la pena aspettare? Vediamo cosa può fare l'aereo e come influenzerà il futuro dei viaggi aerei.
La prima delle due varianti Dreamliner, il 787-8, è stato consegnato al partner di lancio di Boeing, All Nippon Airways, il 27 settembre, 2011. Il 787-8 , che pesa il 35 percento in meno del Boeing 777-200LR, può contenere circa 240 passeggeri ed è il primo aereo di medie dimensioni a doppio corridoio che sarà in grado di volare 7, 650-8, 200 miglia nautiche (14, 200-15, 000 chilometri) in una volta sola [fonte:Boeing].
Il 787-9 , che sarà lanciato nel 2014, avrà una fusoliera più lunga. Potrà trasportare 250-290 passeggeri per un viaggio di 8 persone, 000-8, 500 miglia nautiche (14, 800-15, 750 chilometri). General Electric e Rolls-Royce producono motori per i Dreamliner, ed entrambi utilizzano tecnologie avanzate che aumentano l'efficienza del carburante e riducono il rumore. Grazie al peso ridotto, aerodinamica e motori migliorati dei Dreamliner, bruceranno il 20% in meno di carburante rispetto a qualsiasi altro aereo di dimensioni simili esistente [fonte:Boeing]. Di quanto stiamo parlando? Bene, un volo da Los Angeles a Narita, Giappone, costerà alle compagnie aeree circa $ 12, 600 in meno di carburante sul Dreamliner rispetto al Boeing 777 [fonte:Hennigan].
All Nippon Airways inizialmente prevedeva di utilizzare il 787-8 sui voli regolari per Pechino, Francoforte e Hong Kong a partire da novembre 2011. Sebbene i problemi di produzione e consegna di Boeing abbiano causato alcune cancellazioni negli ordini, Boeing aveva ancora più di 800 ordini da 53 clienti in tutto il mondo per il Dreamliner nel 2011, che costa circa $ 202 milioni ciascuno. Prima che i guai della batteria, la società aveva sperato di sfornare 10 al mese entro il 2013 [fonte:Hepher].
Le compagnie aeree saranno in grado di personalizzare gli interni delle cabine in modo più esteso rispetto a prima con combinazioni di colori e marchi personalizzati. Il 787-8 è disponibile in tre diverse configurazioni:
Inizialmente il Dreamliner operava principalmente dall'Eurasia -- ANA, Japan Airlines e Air India avevano un totale di 117 aerei da consegnare nel 2011 insieme. United Airlines è diventata la prima compagnia aerea del Nord America a mettere in volo l'aereo; aveva un totale di sei, a partire da gennaio 2013. Man mano che vengono consegnati più Dreamliner, nuove rotte a lungo raggio collegheranno città che fino ad ora non hanno avuto voli diretti. Ad esempio, una volta che il Dreamliner viene aggiunto alla sua flotta, United Continental Holdings prevede di aggiungere un servizio non-stop tra Auckland, Nuova Zelanda, e Houston, Texas, che rappresenta il primo volo diretto di United in Nuova Zelanda dal Nord America [fonte:PR Newswire].
Grazie alla sua efficienza, il Dreamliner promette di fare di più senza sosta, voli a lungo raggio possibili per i viaggiatori. Gli interni adatti ai passeggeri li renderanno più sopportabili? Il tempo lo dirà. Una cosa è certa:la tecnologia composita e le batterie agli ioni di litio promettono di svolgere un ruolo importante nella costruzione di aeromobili in futuro.
Concorrenza all'orizzonteSebbene il Dreamliner sia il primo della sua categoria, Boeing non sarà l'unico produttore a fornire al mercato aerei di medie dimensioni efficienti a lungo. Airbus prevede di lanciare l'A350 ai passeggeri nel 2014. Costruito con il 53% di materiale composito in peso, l'aereo sarà di dimensioni simili e sarà in grado di volare 8, 100 miglia nautiche (15, 000 chilometri)[fonte:Kingsley-Jones]. Airbus aveva anche pianificato di utilizzare batterie agli ioni di litio, ma ha affermato di avere un piano di riserva, se necessario, a seguito dei problemi alla batteria di Boeing.
