Boeing 787 Dreamliner-taxibilar framför en skara Boeing-anställda innan dess efterlängtade första flygning den 15 december, 2009, på Paine Field i Everett, Tvätt. Se fler flygbilder. Stephen Brashear/Getty Images Den 26 oktober, 2011, 240 reportrar, flygentusiaster och diverse passagerare klättrade upp i himlen på den första kommersiella resan av Boeing 787 Dreamliner. Planet var Boeings efterlängtade, mycket diskuterade flygplan som är övertygade om att revolutionera långdistansflyg och återansluta passagerare med flygupplevelsen.
Med sin lätta kolfiberkropp och vingar, ett elsystem från 2000-talet, en rymlig kabin och en design som gör att planet kan bränna 20 procent mindre bränsle än andra medelstora flygplan, Dreamliner var en dröm som gick i uppfyllelse för Boeing, dess passagerare, och flygbolagen som betalade ut mer än 200 miljoner dollar per flygplan. Sedan, som en Stephen King -roman, drömmen förvandlades till en mardröm. Ett datorrelaterat bromsproblem, bränsleläckage och andra problem dök upp i flygplanet.
Den 7 januari, 2013, en brand uppstod. Batteriet i underlivet på en Japan Airlines 787 fattade eld när planet satt på asfalten i Boston. Branden utlöste en undersökning av Dreamliner -systemen. Inom dagar efter Boston -branden, en 787 nödlandade i Japan efter att passagerare började lukta rök. Federal Aviation Administration grundade alla 787:or i USA (det var bara sex då) tills ingenjörer kunde ta reda på vad som var fel [källa:Ahlers].
Var dessa problem oundvikliga? Gjorde Boeing, oroade över höga kostnader, doom the Dreamliner innan dess första flygning? Ingen kan säga säkert. Dock, långt innan den första Dreamliner togs i luften, Boeing -tjänstemän utarbetade ett sätt att spara pengar på konstruktion. Boeings leverantörer skulle bli dess partners. Leverantörerna skulle spendera sina egna pengar för att producera hela delar av 787. I gengäld, varje företag skulle dela på intäkterna från försäljningen av varje Dreamliner. Som ett projekt med Erector Set, de bästa leverantörerna skickade varje del av Dreamliner till Boeings fabrik i Everett, Tvätta., där arbetare satte ihop planet på tre dagar [källa:Stone och Ray].
Hur bra fungerade det? Åtminstone till en början, inte bra, säger experter. Brist på delar försenade projektet, får det att hamna efter schemat. När Dreamliner togs i drift 2011, projektet hade genomgått sju förseningar. Faktiskt, den första 787 hölls tillsammans med tillfälliga fästelement. Det beror på att de permanenta fästelementen inte var synliga. Problemen i samband med planet var långa och varierande. Vissa experter skyller på Boeings övertro på andra företag för förseningar och problem [källa:Stone och Ray].
Fortfarande, den 26 oktober 2011, Dreamliner gjorde sin första resa. Ungefär 240 personer klättrade ombord på flygplanet, alla till synes förvånade och imponerade över vad de såg. Och trots Dreamlinerns många problem, vissa människor tror fortfarande att 787 kommer att revolutionera flygindustrin.
Innehåll
Affärsklassen sitter på en av All Nippon Airways Boeing 787 Dreamliners Steven Brashear/Getty Images Svepande valv. Invändiga fönster 30 procent större än de på något annat plan dess storlek. Manuella nyanser som ersätts av ett elektroniskt system som blockerar ljuset från att komma in utan att hindra utsikten. Det här är bara några av funktionerna på Dreamliner som till en början lämnade passagerare igång [källor:Stevens].
Dreamliner var verkligen en dröm, eller åtminstone Boeing och flygbolagen hoppades att det skulle vara. Design-minded folk som klättrade ombord på den första flygningen 2011 var förmodligen förvånad över belysningen. Boeing tog farväl av lysrör och hej till LED -belysning. Lysdioderna, med 128 färgkombinationer, fick insidan att se ut och kännas som om passagerare svävade på himlen bland molnen. Ljusen kan till och med simulera dagen från gryning till skymning. Med långa flygningar i åtanke, Boeing sa att belysningen skulle hjälpa till att säga flygblad att det är dags att sova. De första flygbladen tog antagligen också in de överliggande soptunnorna, som rymmer upp till fyra rullväskor. Vinklad, soptunnorna lämnar mer utrymme ovanför passagerarnas huvuden och är tänkta att få kupén att kännas större.
Till sist, det fanns sätena. Dreamliner kan ge illusionen av mer utrymme, men om du flyger ekonomi, det kommer nog fortfarande att vara trångt. Baserat på förväntade konfigurationsorder från flygbolag, sitshöjningen i ekonomin är nu 31–32 tum (79–81 centimeter), och sittbredden är mindre än 19 tum (48 centimeter) över [källor:Flynn, USA Today]. Med andra ord, skiljer sig inte mycket från standardekonomi, men Boeing är inte nödvändigtvis skyldig. I deras konfigurationsval, flygbolagen är de ultimata beslutsfattarna när det gäller hur mycket utrymme varje passagerare kommer att ha sittat. Det är troligt att om du flyger ekonomi, du kommer fortfarande att stöta på armbågar och knän under hela flyget.
Boeings lanseringspartner, Alla Nippon Airways (ANA), valde en skal-stil ekonomisäte, som glider framåt istället för att svänga bakåt. Det betyder att när du lutar dig det hindrar inte passagerarens dyrbara benutrymme bakom dig. Flygbolaget har också utformat sittplatser som ligger i sängar för sin business class. Alla passagerare på ANA:s Dreamliner kommer också att ha tillgång till USB -portar och eluttag för att ladda sina mobiltelefoner eller använda sina datorer.
Dreamliner föddes faktiskt från anpassning. I slutet av 1990 -talet, som försäljningen för den populära medelstora 767 och 777 sjönk, Boeing testade marknadsvattnet och introducerade ett projekt som heter Sonic Cruiser. Tänkt med hastighet i åtanke, Sonic Cruiser lovade att transportera passagerare från en plats till en annan 15 procent snabbare i en helt ny design, moderna flygplan. 11 september, 2001, dock, ändrat allt det där. När bränslepriserna sköt i höjden, flygbolagen var intresserade av effektivitet, inte bränslesnabb hastighet. Så, år 2002, Boeing ändrade sin spelplan. Företaget avbröt Sonic Cruiser -projektet och inledde en alternativ plan. I januari 2003, 7E7, döpte därefter 787 Dreamliner, föddes.
Det så kallade "det första nya flygplanet på 2000-talet" skapade en omedelbar uppståndelse. Från att släppa ut traditionellt aluminium och stål för mestadels kolkompositmaterial i dess konstruktion till intensiv passagerardriven forskning för att renovera planet interiör, Dreamliner var inte bara ett annat flygplan för Boeing. Företaget vände också huvudet i branschen när det undersökte en ganska okonventionell tillverkningsmodell som vi berörde i inledningen (och kommer att återkomma senare).
Flygbolagen svarade snabbt på Boeings vision. Byggd för effektivitet, Dreamliner lovade att sänka kostnaderna avsevärt på en marknad där det blev allt svårare att använda. Vad mer, interiören i de 787 planen skulle behålla de sexiga designfunktionerna som är avsedda för Sonic Cruiser. Som ett resultat, ordern på Dreamliner steg till rekordmånga-nästan 700 försäljningar från 47 kunder registrerades innan det första testplanet ens byggdes [källa:Kingsley-Jones].
Med en vision på plats, och Japans All Nippon Airways (ANA) ombord som sin lanseringspartner, Boeing bestämde sig för att göra Dreamliner till verklighet. Vid kärnan i denna vision var kompositfibermaterial.
E -klassen:ett namnspelDreamliner kallades ursprungligen 7E7. Det fanns spekulationer om att 'E' stod för "effektivitet" eller "miljövänligt, "men Boeing säger att det inte stod för mer än" åtta. "Flygplanet blev officiellt Dreamliner efter en online namntävling online 2003, där cirka 500, 000 röster avgavs. Andra namn på kortlistan inkluderade eLiner, Global Cruiser och Stratoclimber.
Flygplan är traditionellt konstruerade av mestadels aluminium och stål, med kompositmaterial begränsat till mindre delar av deras struktur. Boeing, dock, valde att öka användningen av kompositmaterial, eliminera 1, 500 aluminiumplåtar och 40, 000-50, 000 fästelement - bara från flygplanets flygkropp ensam [källa:Boeing].
Kompositer är material som består av mer än ett element. Till exempel, en piñata är gjord av en komposit av papper och klistra in. Dreamliner använder kompositer som kallas kolförstärkt plast ( CRFP ). Du kan tänka på dessa kolfibrer som "papper, "och dessa fibrer är inbäddade i en plastmatris (" klistra "), såsom ett epoxiharts.
Att tillverka kolkompositer är mycket mer komplicerat än att doppa papper i pasta, men den följer samma allmänna princip. Processen börjar med att generera kolfibrer gjorda av en annan polymer, kallad polyakrylnitril ( PANORERA ). Bearbetning av PAN i en serie komplicerade uppvärmnings- och töjningssteg renar kolatomerna, som ordnar om sig från stege till ringliknande strukturer och har formen av långa band av band. Att packa ihop bandet skapar kolfibrer. Efter ytterligare behandling, fibrerna används för att förstärka en plastmatris, som är i en tjock, trögt tillstånd. Den resulterande kompositen kan sedan formas innan en annan uppvärmningsprocess härdar den till ett extremt starkt material. Faktiskt, CRFP är så starka att en fjärdedel av stålets densitet, de är två till tre gånger starkare än stål [källa:Flight International]. Inte bara det, de är superlätta jämfört med metall.
CRFP har funnits i mer än 40 år. De har använts i stor utsträckning för att ersätta aluminium eller stål i golfaxlar, fiskespön, medicinsk utrustning och maskindelar, eller att reparera broar. Även vissa racercyklar är tillverkade av CRFP.
Användningen av kompositer i Dreamliner är inte banbrytande, men i vilken utsträckning de används är. Så mycket som 50 procent av planet är sammansatt material i vikt, jämfört med, säga, 12 procent i Boeing 777 [källa:Boeing]. Faktiskt, Dreamliner är det första flygplanet där vingen och flygkroppen är konstruerade av kompositmaterial. Och, som vi får se nästa, att tillverka en helkroppsdel av kompositer är inte en kaka; dock, genom att ersätta så mycket metall med kompositer, planet är inte bara mycket lättare utan är också mer aerodynamiskt. Funktioner, såsom svepvingar, som inte är möjliga med metall, kan konstrueras i planet på grund av den ökade formbarheten hos kompositer.
Vad mer, kompositer korroderar mindre och är mer robusta än metall, vilket minskar det underhåll som krävs för planet. Kompositer har lägre termisk och elektrisk konduktivitet än metaller, dock. Detta innebar att Boeing var tvungen att utveckla helt andra tillvägagångssätt för att hantera de elektriska och termiska systemen på planet för att hantera shorts och liknande.
En ytterligare fördel med en starkare kompositskroppsstruktur är att högre trycksättning i passagerarhytten är möjlig. Detta gör luftfuktighet, ventilation och temperatur lättare att kontrollera. Vi får se hur Boeing utnyttjade denna funktion när vi designade interiören för Dreamliner senare, men låt oss först titta på vad flygindustrin anser Boeings mest revolutionerande prestation - att bygga planet.
Är Dreamliner säkert?Efter 20 månaders flygprov, Dreamliner certifierades av U.S.A Federal Aviation Administration (FAA). På grund av planetens sammansatta konstruktion, tre medlemmar av den amerikanska kongressen bad US Government Accountability Office (GAO) att granska certifieringen. GAO:s rapport förutsåg inte extraordinära säkerhetsrisker - kompositer har trots allt studerats omfattande inom flygfältet men inte i den utsträckning Dreamliner innehåller dem. De flesta av säkerhetsproblemen fokuserar på den begränsade informationen om kompositflygplanstruktur, behovet av standarder för reparationer, och utbildning och medvetenhet för underhållspersonal. Under 2013, med grundläggandet av Dreamliner i USA och Japan, batteriproblem har blivit i fokus för säkerhetsdiskussionen.
Flygdäcket på en Boeing 787 Dreamliner Stephen Brashear/Getty Images Att skala upp och bygga stora sammansatta strukturer kommer garanterat att få problem, men Boeing har också tagit den enastående taktiken att besluta att använda mer än 50 underleverantörer för att lägga ut produktionen [källor:Deckstein, Bloomberg]. Inte ens planetens vingar och den enorma flygkroppen skulle byggas internt. Detta beslut representerade en drastisk avvikelse från industrins tillverkningsstrategier. Det ledde också till stor huvudvärk, eftersom outsourcingfrågor resulterade i ett betydande antal förseningar i produktionen.
Boeing föreställde sig att komponenter skulle komma till sin fabrik i Seattle, där slutmontering av den nya jetplanen skulle ta bara tre dagar [källa:Deckstein]. Saker gick inte helt enligt plan, dock. Från överväldigade underleverantörer till oacceptabla produkter som misslyckades med Boeings standard vid testning, milstolpe efter milstolpe missades när produktionsförseningarna ökade. Så småningom, Boeing var tvungen att kliva in och ta några av sina underleverantörers ansvar för att få tillbaka Dreamliner -konstruktionen.
Att tillverka kompositer i stor skala var också en stor teknisk utmaning. Det hade aldrig gjorts tidigare. Bygga sektionerna för flygplanets flygkropp, eller kropp, involverade spinning av förstärkta kolfibrer runt en fatform, som sedan bakades. Det kan låta enkelt, men om du tänker efter, detta är en logistisk mardröm för en industri som vanligtvis gör delar inte större än en cykel [källa:Smock]. Att göra detta, kolfibrer, som är som breda remsor av löst vävd tejp, måste doppas i polymerer, som har en tjock honeylike konsistens. Sedan, du måste linda dem runt en form som är cirka 19 fot (5,8 meter) i diameter och 22 fot (6,7 meter) i höjd [källa:Bloomberg]. Självklart, detta är inte en uppgift som ska utföras för hand.
Ytterligare, för stora komponenter, flera kompositskikt krävs för att säkerställa strukturell integritet. Till nominellt värde som inte verkar vara annat än att upprepa en process en eller två gånger, men skiktkompositer ökar sannolikheten för att bubblor uppstår under bakningsprocessen. Även om bubblor på en piñata med pappersmake inte kan utgöra mer än estetik, för en flygkropp är de oacceptabla. Bubblor försvagar materialet, som kan spricka och undergräva flygkroppens integritet.
För att övervinna storskalig kolfiberbearbetning och tejpa över komplexa geometriska former, nytt verktyg måste i huvudsak utvecklas och tillverkas. I slutet, tillverkare av verktygsmaskiner tog sig an utmaningen. Tack vare deras innovativa tillverkningslösningar, Dreamliner blev verklighet.
Medan kompositindustrin omdefinierade hur plan byggs, Boeing var avsett att omdefiniera Dreamliner -interiören, för. Steg in härnäst.
Historien om flygplanets hyttdesign kan i bästa fall beskrivas som stabil. Efter antagandet att flygbolagen bäst vet vad passagerare ville och behövde, tillverkare traditionellt förlitade sig på flygbolagets vägledning för kabindesign. Boeing, dock, hade en vision för Dreamliner. Även om ekonomin lade det ödesdigra Sonic Cruiser-projektet till sängs, företaget var avsett att behålla det moderna, innovativa designkoncept för sin efterträdare. Det beslutade att fortsätta sin passagerarinriktade designforskning för att utveckla Dreamliner-interiören.
År 2002, Boeing öppnade Passenger Experience Research Center ( PERC ) intill Boeing Tour Center i Everett, Tvätta. Vid PERC, företaget utförde kvalitativa studier som knackade på passagerarnas hjärnor för att ta reda på deras önskemål, behov och önskningar. Att göra detta, Boeing använde en egenutvecklad metod, dubbade Arketyp Discovery , att extrahera viktiga psykologiska och känslomässiga komponenter om flygresor som är vanliga hos alla passagerare. Även om detaljerna i metodiken är en välbevakad hemlighet, Archetype Discovery använder specifika frågor och tekniker för att utnyttja oartikulerade önskemål och behov genom att utforska varje deltagares tidiga erfarenheter av flygning. Boeing använde det som det lärde sig för att väcka fascinationen för flygande passagerare som kändes under deras tidiga erfarenheter [källa:Emery].
Boeing bad också passagerare att delta i idealiserade designsessioner. Potentiella flygblad uppmanades att skapa en idealisk flygplaninredning från grunden, inom livskraftig teknik och operativa begränsningar. Dessa välvda tak som är ett kännetecken för Dreamliner -interiören? De kan hänföras till vad Boeing lärde sig av dessa sessioner. Företaget fann att passagerare idealiserade användningen av modulerat utrymme, påminner om arkitekturen som finns i kyrkor. Lågt takförråd som övergår till öppna, rymliga interiörer väcker ett välkomnande, inbjudande upplevelse [källa:Emery].
Till sist, tack vare den superstarka flygkroppen, Boeing hade fler alternativ när det gäller kabintryck, ventilation och luftfuktighet - varför inte testa dessa förhållanden direkt på potentiella passagerare? Företaget samarbetade med universitet för att genomföra studier för att identifiera hur passagerarkomfort och välbefinnande kan optimeras. Till exempel, sådana studier visade att passagerare upplevde färre huvudvärk och mindre åksjuka och muskulärt obehag vid ett kabintryck motsvarande att flyga vid 6, 000 fot (1, 829 meter) än de gjorde vid 8, 000 fot (2, 438 meter), som är standardtrycksnivån som används på flygplan av jämförbar storlek [källa:Emery]. Boeing-justerade kabinfunktioner så att passagerarna kommer att känna de sjuka effekterna av långdistansflyg mindre. Detta innebär färre huvudvärk, torra näsor och ögonirritationer.
Det tog nästan ett decennium att utföra denna forskning, men det är inte onormalt för en bransch där produktstart till marknaden vanligtvis tar 10 år [källa:Barratt]. Boeing bröt ny mark med sin forskning, dock, eftersom ingen flygplanstillverkare någonsin ägnat så mycket uppmärksamhet åt passagerarupplevelsen tidigare.
I slutet, Dreamliner kom tre år senare än väntat. Var det värt att vänta? Låt oss se vad planet kan göra och hur det kommer att påverka framtiden för flygresor.
Den första av två Dreamliner -varianter, 787-8, levererades till Boeings lanseringspartner, Alla Nippon Airways, den 27 september 2011. Den 787-8 , som väger 35 procent mindre än Boeing 777-200LR, kan rymma cirka 240 passagerare och är det första medelstora tvågångsflygplanet som kommer att kunna flyga 7, 650-8, 200 nautiska mil (14, 200-15, 000 kilometer) på en gång [källa:Boeing].
De 787-9 , som kommer att lanseras under 2014, kommer att ha en längre flygkropp. Det kommer att kunna transportera 250-290 passagerare för en resa på 8, 000-8, 500 sjömil (14, 800-15, 750 kilometer). General Electric och Rolls-Royce tillverkar motorer för Dreamliners, och båda använder avancerad teknik som ökar bränsleeffektiviteten och minskar buller. Tack vare den lättare vikten, förbättrad aerodynamik och motorer från Dreamliners, de kommer att bränna 20 procent mindre bränsle än något annat befintligt flygplan av liknande storlek [källa:Boeing]. Hur mycket pratar vi? Väl, ett flyg från Los Angles till Narita, Japan, kommer att kosta flygbolagen cirka $ 12, 600 mindre bränsle på Dreamliner jämfört med Boeing 777 [källa:Hennigan].
Alla Nippon Airways planerade initialt att använda 787-8 på reguljära flygningar till Peking, Frankfurt och Hong Kong från och med november 2011. Även om Boeings produktions- och leveransproblem orsakade vissa avbokningar, Boeing hade fortfarande mer än 800 order från 53 kunder världen över för Dreamliner 2011, som kostar cirka 202 miljoner dollar styck. Innan batteriet har ont, företaget hade hoppats på att tappa ut 10 per månad till 2013 [källa:Hepher].
Flygbolag kommer att kunna anpassa kabininredningar mer omfattande än tidigare med individualiserade färgscheman och varumärke. 787-8 finns i tre olika konfigurationer:
Dreamliner körde mestadels från Eurasien från början - ANA, Japan Airlines och Air India hade totalt 117 flygplan för leverans 2011 mellan dem. United Airlines blev det första flygbolaget i Nordamerika som satte planet i flyg; den hade totalt sex, från och med januari 2013. När fler Dreamliners levereras, nya långväga rutter kommer att ansluta städer som hittills inte haft direktflyg. Till exempel, när Dreamliner har lagts till i sin flotta, United Continental Holdings planerar att lägga till nonstop service mellan Auckland, Nya Zeeland, och Houston, Texas, representerar Uniteds första direktflyg till Nya Zeeland från Nordamerika [källa:PR Newswire].
På grund av dess effektivitet, Dreamliner lovar att göra mer direkt, långdistansflyg möjliga för resenärer. Kommer den passagerarvänliga interiören att göra dem mer uthärdliga? Tiden får avgöra. En sak är säker:Kompositteknik och litiumjonbatterier lovar att spela en stor roll i flygplanskonstruktionen i framtiden.
Konkurrens på horisontenÄven om Dreamliner är först i sin klass, Boeing kommer inte att vara den enda tillverkaren som förser marknaden med effektiva medelstora plan länge. Airbus planerar att rulla ut A350 till passagerare 2014. Konstruerat med 53 viktprocent kompositmaterial, planet kommer att ha samma storlek och kunna flyga 8, 100 nautiska mil (15, 000 kilometer) [källa:Kingsley-Jones]. Airbus hade också planerat att använda litiumjonbatterier men sa att det hade en reservplan om det behövs, efter Boeings batteriproblem.
