Удешевление конструкции самолета Boeing 787 Dreamliner, к чему это приведет. Экспертные оценки.

« Назад

Удешевление конструкции самолета Boeing 787 Dreamliner, к чему это приведет. Экспертные оценки. 11.12.2019 14:18

Весной прошлого года руководители Федерального управления гражданской авиации США (FAA) одобрили удаление ключевого элемента крыла 787 Dreamliner, предназначенного для его защиты в случае удара молнии.

Изменения конструкции Boeing, которые снижают расходы компании и ее авиакомпаний, ускоряются, несмотря на твердые возражения, высказанные собственными техническими экспертами агентства, которые видели повышенный риск взрыва в топливном баке внутри крыла.

Это инцидент будет проходить под пристальным вниманием в среду, когда администратор FAA Стив Диксон предстанет перед комитетом Палаты представителей, изучающим нормативную деятельность агентства после двух сбоев Boeing 737 MAX.

Молниезащита на самолете, подобном 787, который изготовлен в основном из углеродных композитов, более сложна, чем на металлическом самолете. Когда Boeing разработал Dreamliner, в него были включены специальные меры по защите топливного бака крыла. Он запечатал каждую металлическую застежку в крыле с помощью изолирующего колпачка и вставил медную фольгу в полоски по обшивке углеродного крыла, чтобы рассеять ток от любого удара молнии.

Пять лет назад Боинг "потихому" прекратил добавлять заглушки изолирующего крепления. 

Затем в марте перестали добавлять медную фольгу. Вся поверхность крыла любого 787, поставляемого с тех пор, теперь лишена обеих защит.

FAA первоначально отклонило удаление фольги с крыла 22 февраля, когда его сертификационное бюро постановило, что Boeing  показал, как того требуют правила, что воспламенение паров топливного бака молниеносным ударом будет «крайне невероятным»,  в этом случае вероятность того, что произойдет какая-то авария составляет  не более трех раз за миллиард летных часов.

К тому времени Боинг уже построил около 40 комплектов крыльев без фольги.

Столкнувшись с перспективой невозможности продать  эти самолеты, Боинг немедленно подал апелляцию. Менеджеры FAA отменили решение ровно через неделю - всего за несколько дней до несвязанного крушения второго 737 MAX.

В июне старший инженер безопасности FAA Томас Торсон обеспокоился тем, что агентство поспешно одобрило желаемые изменения Boeing.

«Я не согласен с тем, что графики поставок должны влиять на наши решения в области безопасности и области  выводов в отношении безопасности, а также это не соответствует нашим принципам безопасности», - написал Торсон.

Руководство FAA столкнулось с резкой критикой за то, что оно отвлекло внимание своего технического персонала на сертификацию и делегировало большую часть процесса утверждения самому Boeing.

Решение 787, которое было принято в связи с тем, что Boeing стремился снизить стоимость и сложность изготовления самолета, вызывает аналогичные опасения.

Боинг говорит, что изменения были внесены, поскольку  понимание молниезащиты со временем развивалось, как с точки зрения того, что хорошо работает на практике, так и того, что необходимо для удовлетворения требований FAA.

В заявлении Boeing говорится, что 787 имеет «несколько других уровней защиты от ударов молнии», и что каждое изменение конструкции «было должным образом рассмотрено и учтено Boeing, тщательно рассмотрено и одобрено FAA».

Торсон, руководитель технического проекта силовой установки в FAA, написал, что технические эксперты агентства обнаружили ошибки в способе, которым Boeing суммировал различные риски функций молниезащиты, и что с удалением фольги «угроза воспламенения топливного бака ... не может не быть  крайне маловероятной. »

Торсон подсчитал, что если бы математические расчеты была исправлены, риск возгорания «был бы классифицирован как потенциально небезопасный».

Он рекомендовал, чтобы FAA отклонило утверждение Boeing о том, что оно соответствует правилам «из-за значительного риска, который FAA будет принимать за воспламенение топливного бака из-за молнии».

Торсон также возражал против того, чтобы ФАУ делегировала самой компании «Боинг» системную оценку безопасности изменения конструкции, характерную для самой большой модели Dreamliner, 787-10, из-за различных деталей внутри крыла.

Он написал, что обоснованием этого делегирования надзора была неспособность ФАУ «поддержать график поставки самолетов». Утверждение ФАУ измененной  конструкции этой конкретной модели 28 июня позволило «Боингу» продать 787- 10 в Южной Каролине голландской авиакомпании KLM.

787 с измененной системой молниезащиты, впервые были подняты в прошлом месяце в письме в FAA от члена палаты представителей Питера ДеФасио, Председатель комитета Палаты представителей по транспорту и инфраструктуре, и представителя Рика Ларсена. 

Администратор ФАУ Диксон в пятницу написал комитету, настаивая на том, что «изменение конструкции не имеет небезопасных характеристик» и что 787-е, произведенные после удаления медной фольги с обшивки крыла, «в настоящее время безопасны для эксплуатации».

Тем не менее, в октябре, возможно, в ответ на растущую критику своей надзорной роли, ФАУ, казалось, сделала шаг назад.

В письме к Boeing, подразделение по сертификации самолетов агентства заявило, что «совокупный эффект нескольких проблем» влияет на молниезащиту 787 - включая преднамеренные изменения конструкции, последовательность производственных ошибок Boeing и обнаружение того, что некоторые функции молниезащиты оказались неэффективными на практике - возникли опасения, что риск от удара молнии больше, чем позволяют нормативы.


В результате, спустя восемь лет после того, как FAA дало свое первоначальное одобрение 787, и спустя месяцы после одобрения решения о  удаления фольги с крыла, FAA наконец попросил Boeing провести официальную переоценку риска взрыва топливного бака в крыле 787.


Каждый пассажирский самолет, в среднем, поражается молнией примерно раз в год, и в некоторых регионах регистрируется больше ударов. Воздействие на самолет с традиционным металлическим корпусом  часто минимально, потому что ток проходит по корпусу  от начала до конца самолета, а затем выходит на землю.

Углеродная оболочка является гораздо менее проводящей, и поэтому требует тщательной защиты, чтобы избежать сосредоточения всей силы удара молнии в небольшой области, которая поражена удару молнии.

British Airways 787, пораженный молнией два года назад, вскоре после того, как он покинул лондонский аэропорт Хитроу, получил более 40 отверстий в фюзеляже от удара молнии, повреждение, которое было обнаружено только после его приземления в Индии.

Под карбоновой оболочкой, а особенно внутри топливного бака крыла, 787 имеется металлические детали и конструкции. Все они должны быть заземлены и связаны между собой, чтобы, если ток достигнет их, он был безопасно распределен.

Опасность заключается в том, что небольшая трещина в металле , расположенная близко другими деталями, но не связанных между собой, могут вызвать скачок тока, создавая искру, которая может воспламенить пары топлива. Металлические крепления в обшивке крыла реактивного самолета и металлические ребра, провода, трубки и фитинги внутри топливного бака должны быть защищены от такой возможности.

Оригинальная конструкция крыла 787, сертифицированная FAA, обеспечивала тройную защиту  крыла: изолирующий герметизирующий колпачок на внешней головке, медная фольга для рассеивания тока и манжета, которая сжималась для создания надежной и плотной посадки при установке крепежа. Это сделало их отказоустойчивыми: если один слой вышел из строя, было два других уровня защиты.

Boeing прекратил установку изолирующих колпачков на крепежных деталях в 2014 году, потому что колпачок герметика имел тенденцию к быстрому растрескиванию при обслуживании, и обслуживание десятков тысяч таких головок крепежных деталей было дорогим удовольствием для авиакомпаний.

Медная фольга под корпусом была еще одной головной болью для авиакомпаний. 

SAE International, глобальная инженерная ассоциация, которая устанавливает отраслевые стандарты, классифицирует различные области самолета для удара молнии как Зону 1, области, которые могут получить прямой удар; Зона 2 - области, расположенные в корме от прямого удара; и Зона 3, районы, которые вряд ли могут получить удар молнии.

Боинг решил убрать фольгу из Зоны 3.

В декабре 2018 года SAE пересмотрело зоны на основе данных  отчетов о более чем 1000 ударов молнии по самолетам. Он обнаружил, что зона на корме двигателей - обозначенная как Зона 2, когда 787 был сертифицирован - была поражена редко, и поэтому изменила свою классификацию на Зону 3.

Теперь все крыло, за исключением конца крыла - почти весь топливный бак - классифицируется с самой низкой уязвимостью, Зона 3.

Основанием для  возражений Торсона в июне было то, что теперь десятки тысяч крепежных элементов крыла перестали быть отказоустойчивыми. 

Во время первоначальной сертификации 787 FAA сказала Boeing, что при оценке вероятности взрыва топливного бака не нужно суммировать все функции в Зоне 3, которые не являются отказоустойчивыми, так как риск был очень низким. Общая вероятность взрыва топливного бака, как подсчитал Боинг, достигла порога «три на миллиард», хотя и не имела достаточных резервов.

Отказываясь от предложения Boeing в феврале, технический персонал FAA утверждал, что изменения в дизайне Boeing оставили много других функций, которые не являются отказоустойчивыми, и что этот расчет необходимо сделать заново, чтобы правильно оценить риск.

Во внутреннем электронном письме Торсону другой инженер безопасности FAA сослался на ожидаемую поставку 787-10 в KLM, написав, что «это явно спорный вопрос, и Boeing спешит с сертификацией, чтобы они могли продавать самолеты».

Boeing отверг мнение технических специалистов FAA и убедил руководство FAA, что самолеты соответствуют правилам безопасности.

В заявлении агентства говорится, что решение было принято «менеджерами, которые были квалифицированными экспертами по безопасности с техническим опытом».

В письменных ответах,  Боинг сказал, что дизайн 787 обеспечивает «необходимую  безопасность и защиту» и отвечает «всем нормативным и проектным требованиям».

В дополнение к различным мерам, предпринимаемым для уменьшения вероятности искры, топливный бак крыла 787 имеет азотообразующую систему (NGS), которая уменьшает вероятность воспламенения паров, заполняя пространство над топливом инертным газом.

Это очень надежный способ предотвращения взрыва. Единственным недостатком системы является то, что, если она по какой-либо причине не работает, авиакомпаниям  разрешается управлять самолетом в течение ограниченного времени.


В настоящее время Boeing проводит новую оценку рисков, заказанную FAA в октябре.

В дополнение к удалению изолирующих колпачков с металлических крепежных элементов и медной фольги с обшивки карбонового крыла, FAA попросило Boeing рассмотреть множество других изменений, внесенных в детали внутри топливного бака.

В системе, которая измеряет, сколько топлива в баке, Боинг пропустил функцию, разработанную, чтобы предотвратить трение проводов. Это удалило герметик из определенных областей, которые, как считают, больше не были уязвимы для искрения. Он снял хомуты, предназначенные для обеспечения того, чтобы гидравлические трубки не болтались внутри бака.

Большинство изменений дизайна уменьшают сложность, стоимость и вес. Boeing неуклонно снижал стоимость постройки 787, что является неотъемлемой частью его стремления окупить 22 млрд. долл. США по-прежнему невозвращенных затрат на производство 787, перекинутых на будущее.

Например, было обнаружено, что грунтовка, используемая для покрытия поверхностей внутри резервуара перед добавлением герметика, не прилипает так хорошо, как ожидалось, и склонна к разложению, оставляя герметик незакрепленным.

Boeing также должен учитывать в своей оценке ряд производственных ошибок, которые попали в производственный процесс в разное время, так что различные 787-е во всем мире имеют разные детали в крыльях.

В письме FAA приводятся 11 примеров таких производственных проблем, таких как «крепежные шайбы, установленные назад с острым краем к грунтовке», вызывающие его растрескивание. Каждая конкретная проблема затрагивает только самолеты, построенные за период до исправления этой ошибки.

По словам FAA, оценка должна охватывать все конфигурации Dreamliners, которые были произведены с различными конструктивными различиями и известными ошибками качества производства.

Boeing в своем письменном ответе на вопросы заявил, что «оценил все конфигурации в эксплуатации» и «уверен, что все самолеты соответствуют федеральным требованиям безопасности».

Инженер FAA,  сказал,  что это были противоречивые утверждения. С одной стороны, FAA говорит, что 787 безопасен. С другой стороны, FAA приказал проверить, что это безопасно.

Если переоценка Boeing подтвердит, что 787 остается в рамках правил, следующий новый самолет Jetmaker будет следовать по тому же пути. Массивное карбоновое композитное крыло 777X будет изготовлено в соответствии с последними спецификациями крыла 787: без медной фольги или изолирующих уплотнений крышек.

Статья переведена с ресурса:  https://www.seattletimes.com/business/boeing-aerospace/faa-engineers-objected-to-boeings-removal-of-some-787-lightning-protection-measures/ 

  автор -  Seattle Times aerospace reporter


В тренде
Все новости
01.07.2020

Эксперты предупредили правительство Великобритании о том, что тесты на антитела к COVID-19 не имеют «адекватной оценки», которую можно было бы развернуть по всей стране. Тесты также могут создать ненужную нагрузку для Национальной службы здравоохранения Великобритании (NHS).

Неудачное время

Это происходит во время ключевого периода в стране, поскольку ограничения на блокировку снимаются. Несмотря на эти предупреждения, правительство развернуло миллионы тестов для NHS Trusts по всей стране. Они также развернули тесты вокруг домов по уходу за пожилыми, основными пациентами которых являются пожилые люди.

Более того, 4 июля Великобритания намерена отменить еще больше ограничений на блокировку. Однако необходимо принять меры предосторожности, чтобы, в отличие от Соединенных Штатов, усилия по повторному открытию не привели к более высоким показателям повторного заражения.

28.06.2020

По словам NOLA.com, двум активистам-экологам из Луизианы предъявлены обвинения в совершении уголовного преступления, связанного с ненасильственной формой протеста, в ходе которой они оставили коробку с пластиковыми гранулами, на пороге лоббиста нефтегазовой отрасли.

В четверг Энн Рольф и Кейт Макинтош, оба защитники окружающей среды из Луизианы, были арестованы. Рольфес была арестована по обвинению в терроризме, уголовное преступление наказывается лишением свободы на срок до 15 лет, также Макинтош обвиняется в терроризме.

В 2019 году Formosa Plastics согласилась выплатить 50 миллионов долларов США в последствии, после того, как компанию обвинили в нарушении Закона о чистой воде, компания сбрасывала пластиковые гранулы в бухты в районе Техаса возле своего завода в Пойнт-Комфорт, штат Техас. 11 декабря 2019 года, два адвоката, как сообщается, оставили коробку с гранулами, найденными в бухтах, на пороге лоббиста Тайлера Грея.

26.06.2020

Аль-Джазира сообщает, что Агила Салех, спикер ливийского парламента на востоке страны, призвал Египет вмешаться в военном отношении, если правительство национального согласия (ГНА) и его союзники нападут на стратегический город Сирт. Президент Египта Абдель Фаттах эль-Сиси на выходных предупредил, что любое вторжение в Сирт или Юфру приведет к тому, что ГНА «пересекает красную линию».

В дополнительном предупреждении президенту Турции Эрдогану эль-Сиси приказал, чтобы египетская армия была готова выполнять миссии внутри или за пределами страны для защиты своей национальной безопасности в условиях напряженности из-за вмешательства Турции в Ливию.

19.06.2020
Сокращение численности войск президента США Дональда Трампа в Германии подвергается критике за резкость и отсутствие конкретики. Немецкие чиновники расстроены тем, что Трамп объявил об этом без предварительного уведомления, и аналитики утверждают, что это ослабляет НАТО или делает союзников неуверенными в американских инвестициях в Европу. В этих жалобах пропускается несколько ключевых моментов и признаков президентства Трампа, которые действительно могут укрепить европейскую безопасность.