Nowy samolot koncernu Boeing zbudowany z tworzyw sztucznych

Koncern samolotowy Boeing poinformował właśnie o wprowadzeniu nowego supernowoczesnego samolotu pasażerskiego boeing 787 dreamliner. Jego niezwykłość polega na tym, że jest pierwszym modelem samolotu, przy budowie którego, na tak wielką skalę wykorzystano tworzywa sztuczne.

Dreamliner, którego oficjalna prezentacja odbyła się w niedzielę, będzie lżejszy, oszczędniejszy, bardziej komfortowy i mniej uciążliwy dla środowiska niż dotychczasowe samoloty. To pierwszy w dziejach samolot pasażerski, w którym aluminium zastąpiono tworzywami sztucznymi.

Jego lekka konstrukcja będzie oznaczać mniejsze zużycie paliwa i niższe koszty eksploatacji. To natomiast przełoży się na ceny biletów i mniejszy negatywny wpływ na środowisko naturalne. Maszyna będzie zużywać o 20 proc. mniej paliwa niż obecne samoloty.

Jak udało się osiągnąć te właściwości?

Konstruując samolot zastosowano, wszędzie tam gdzie było to możliwe, tworzywa sztuczne. Prawie 50 proc. kadłuba i skrzydeł wykonano z materiałów zawierających włókna węglowe. Dla porównania w poprzednim modelu boeinga 777 stanowiły one tylko 12 proc.

Pojedyncze elementy konstrukcyjne są znacznie większe niż normalnie (np. części kabiny to gotowe tuby). Wytwarzając w ten sposób całe sekcje kadłuba, udało się wyeliminować 1,5 tys. płyt aluminiowych i od 40 tys. do 50 tys. nitów.

Wykorzystane tworzywa sztuczne są odporne na rdzę. W dodatku dzięki nim powietrze w kabinie pasażerskiej będzie mogło być bardziej wilgotne. Nowe, wytrzymałe materiały pozwoliły również na zainstalowanie większych okien.

Części konstrukcyjne do budowy samolotu dostarczyła m.in. amerykańska firma Nordam specjalizująca się w wytwarzaniu elementów. Przygotowała kompozytowe ramy okienne.

Jest to pierwsza tego typy aplikacja wykonana z materiałów kompozytowych w samolotach komercyjnych. Ramy wyprodukowano w oparciu o żywice epoksydowe oraz włókna węglowe. Elementy zostały wdrożone do seryjnej produkcji po niemal dwuletnim okresie od testowania. Zapewniają 50 proc. redukcję ciężaru w porównaniu z tradycyjnymi detalami produkowanymi z aluminium.

Z kolei japoński koncern Mitsubishi dostarczył kompozytowe podłużnice poszycia - jedne z elementów wzmacniających konstrukcję skrzydła boeinga 787.

Materiałem kompozytowym zastosowanym do budowy skrzydeł jest tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem węglowym (CFRP - carbon fiber reinforced plastic). W porównaniu z konwencjonalnym aluminium lub stopami tytanu, CFRP jest niezwykle wytrzymałe, sztywne i odporne na korozję.

Ponadto materiały kompozytowee CFRP stanowią nowoczesną alternatywę dla znanych powszechnie innych sposobów wzmocnień (np. wzmocnień stalowych). Aplikacja tego typu materiałów odbywa się zazwyczaj poprzez naklejanie ich na powierzchnię za pomocą specjalnych żywic. Materiały odznaczają się bardzo dużą wytrzymałością na rozciąganie, kilkukrotnie przekraczającą wytrzymałość stali.

Z włókna węglowego wykonano też hamulce. Są one sterowane elektronicznie, co pozwoliło wyeliminować narażony na wyciek płynu i inne usterki ciężki układ hydrauliczny. Hamowanie w złych warunkach atmosferycznych będzie teraz łatwiejsze i bezpieczniejsze. Podobne rozwiązania testowane były w przemyśle samochodowym, ale nikt nie zastosował ich dotąd w lotnictwie.

Nowatorski jest również silnik. Model Genx (GE next generation) jest jedynym na świecie silnikiem, w którym zarówno korpus wentylatora, jak również łopatki wentylatora zbudowano z materiałów kompozytowych zapewniających większą trwałość i mniejszą wagę.

Co ciekawe silnik GEnx był projektowany również przez polskich inżynierów z warszawskiego Centrum Projektowego Silników Lotniczych. Łopatki wentylatora GEnx skonstruowano w oparciu o kompozytową technologię GE90. Wirnik wentylatora GEnx składa się z 18 łopatek. Zastąpi model silników CF6, będący dotychczas najbardziej niezawodnymi i najlepiej sprzedającymi się silnikami do samolotów szerokokadłubowych.

Dreamliner będzie kosztował od 146 mln do 200 mln dolarów. Będzie mógł zabrać na pokład 330 pasażerów. Ma osiągać prędkość Mach 0,85, czyli ok. 920 kilometrów na godzinę na typowej wysokości przelotowej. Jego zasięg osiągnie granicę 15 tys. km.

Pierwsze loty testowe maszyna wykona za dwa - trzy miesiące. W przyszłym roku trafi do normalnej eksploatacji - najpierw w japońskich All Nippon Airways (ANA).

Linie, które włączą dreamlinery do swojej floty uzyskają przewagę nad rynkowymi rywalami. Zrobią to m.in. Polskie Linie Lotnicze LOT. Dzięki temu staną się bardziej konkurencyjne.

Używane obecnie przez LOT boeingi 767 muszą bowiem lądować na wschodnim wybrzeżu i oddawać pasażerów przewoźnikom amerykańskim. Często i to już w Warszawie oddają też pasażerów liniom British Airways oraz Lufthansie. Dreamlinery pozwolą ponadto naszemu przewoźnikowi otworzyć nowe trasy, w tym od dawna zapowiadane połączenie z Pekinem.