Od kilku dziesięcioleci obserwujemy rosnący udział komponentów kompozytowych w budowie samolotów pasażerskich. Producenci sięgają po coraz to nowe innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne z wykorzystaniem kompozytów, nie tylko rywalizując między sobą o pozycję na dynamicznie zmieniającym się rynku, ale także wychodząc naprzeciw rosnącym wymaganiom użytkowników.
Jacek Zbierski
Kompozyty cechują się dużą sztywnością i wytrzymałością mechaniczną, a jednocześnie są stosunkowo lekkie. Dlatego znakomicie sprawdzają się jako materiał konstrukcyjny w branży lotniczej, przyczyniając się do redukcji masy statków powietrznych, a także, co za tym idzie, do zwiększenia osiągów i/lub zmniejszenia zużycia paliwa. Od czasów tzw. kryzysu paliwowego z lat siedemdziesiątych koszty paliwa stały się jednym z bardziej istotnych czynników mających wpływ na koszty eksploatacji samolotów pasażerskich.
Z drugiej strony, od początku obecnego stulecia, coraz wyraźniej widoczna jest tendencja do redukcji zużycia paliwa także z przyczyn ekologicznych, związanych z dążeniem do ograniczenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Wypadkowa wyżej wspomnianych uwarunkowań i rosnąca konkurencja skłania do dynamicznej modyfikacji konstrukcji samolotów nie tylko innowacyjnych wizjonerów, ale także potentatów branży lotniczej.
Boeing stawia na kompozyty
Taki właśnie mechanizm zadziałał w przypadku Boeinga 777, najbardziej dochodowego modelu amerykańskiej marki. Ten największy dwusilnikowy szerokokadłubowy samolot pasażerski, będący pierwszą tego typu konstrukcją zaprojektowaną w całości przy użyciu oprogramowania CAD, po raz pierwszy wzniósł się w powietrze w 1994 roku. Do dziś powstało 1616 egzemplarzy. Przy czym po dwudziestu latach, mimo wciąż rozszerzanej oferty wariantów (777-200ER i LR: odpowiednio extended i long range – o zwiększonym zasięgu oraz 777-300, dłuższy o 20%) w obliczu rywalizacji ze strony nowocześniejszych konstrukcji, takich jak Airbus A350XWB, czy nawet Boeing 787 Dreamliner, triple seven, nawet wyposażony w nowe silniki, przestał być konkurencyjny. Kierownictwo Boeinga postanowiło więc wykorzystać innowacje, wypracowane przy nowszym projekcie 787, do modernizacji konstrukcji 777. Najnowszy model, 777X, został wyposażony w skrzydła z CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer), z wychylonymi wingletami, o łącznej rozpiętości 71 m, co czyni je największymi skrzydłami skonstruowanymi przez Boeinga i największymi skrzydłami kompozytowymi na świecie. W obu skrzydłach znajdują się dwa, w całości kompozytowe dźwigary, każdy o długości 30 m. Poszycie wykonano z kompozytowych paneli, po dwa na każde skrzydło (z wierzchu i od spodu). Konstruktorzy zdecydowali się przy tym na zastosowanie mechanizmu składania wingletów, umożliwiającego maszynie zmieszczenie się na pasie typu E standardu ICAO (International Civil Aviation Organization) – większe pasy, typu F, obsługujące Airbusy A380 i Boeingi 747-8 znajdują się jedynie na największych lotniskach, np. w Dubaju.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (145) październik 2019
