Choć dziś dominują niezmiennie te same konstrukcje – Boeing 737 i Airbus A320 – obie firmy intensywnie pracują nad ich następcami. Zmiany, które nadchodzą, sięgają jednak znacznie głębiej niż tylko nowy design. Jak wynika z informacji ujawnionych podczas paryskich targów JEC World – największego na świecie wydarzenia poświęconego materiałom kompozytowym – Boeing i Airbus planują radykalne odejście od tradycyjnych metod budowy samolotów. Ich przyszłe maszyny mają być zbudowane z tworzyw termoplastycznych i montowane w dużym stopniu przez roboty.
Samoloty przyszłości z tworzyw termoplastycznych…
Z informacji uzyskanych przez Reutersa wynika, że oba koncerny przygotowują się do produkcji nawet 100 samolotów miesięcznie. To tempo, które jeszcze kilka lat temu wydawało się nieosiągalne w lotnictwie pasażerskim, przypomina raczej linie montażowe przemysłu motoryzacyjnego niż tradycyjne, czasochłonne procesy wytwarzania maszyn latających. Dla porównania: obecna produkcja Boeinga to nieco ponad 40 samolotów miesięcznie, zaś Airbus z trudem zbliża się do 75, mimo wcześniejszych planów.
Czytaj też: Samoloty jak klucz gęsi. Nowa strategia może zrewolucjonizować branżę lotniczą
Ten skok ma być możliwy dzięki zmianie materiałów konstrukcyjnych – z aluminium i termoutwardzalnych kompozytów na lżejsze, bardziej elastyczne termoplasty. Te ostatnie nie tylko umożliwiają tworzenie bardziej aerodynamicznych kształtów, ale też skracają czas produkcji i ograniczają zużycie energii, eliminując konieczność wypiekania elementów w autoklawach.
Tworzywa termoplastyczne (termoplasty) to materiały, które po podgrzaniu można formować, a po ostudzeniu – zachowują nadany kształt. W przeciwieństwie do tradycyjnych kompozytów termoutwardzalnych, można je wielokrotnie przetapiać i przekształcać. Jak podkreślił Lukas Raps z Niemieckiego Centrum Lotniczego i Kosmicznego (DLR), ich elastyczność pozwala projektować płynne, opływowe struktury kadłubów. Co więcej, można je łączyć ultradźwiękowo – a nie za pomocą tysięcy nitów – co dodatkowo zmniejsza masę konstrukcji.
Na tegorocznych targach w Paryżu Airbus i GKN Aerospace zaprezentowali dolną część największej na świecie struktury kadłubowej wykonanej z termoplastu – demonstratora Clean Sky 2. Choć nigdy nie wzbije się w powietrze, jego celem jest przetestowanie nowych technik produkcji i zebranie danych do przyszłych zastosowań w seryjnych samolotach.
…i do tego składane przez roboty!
Nowe materiały to jedno – drugą osią zmian jest automatyzacja. Airbus i Boeing planują coraz większe wykorzystanie robotów w montażu kadłubów, skrzydeł i struktur nośnych. Odejście od ręcznego nitowania na rzecz spawania ultradźwiękowego lub systemów żywic infuzyjnych rodem z przemysłu jachtowego otwiera drogę do skrócenia czasu produkcji z tygodni do dni.
Czytaj też: Samoloty supersoniczne powracają. NASA sprawi, że będą znacznie cichsze
Ale nie wszystko jest proste. Jak zauważył Randy Wilkerson z Boeinga, który współpracuje z NASA w ramach projektu HiCAM (High-Capacity Aircraft Manufacturing), przed przemysłem stoi wyzwanie wdrożenia tych technologii przy zachowaniu najwyższych norm bezpieczeństwa. Każda zmiana w sposobie montażu konstrukcji nośnych – szczególnie zamiana nitów na spoiny – będzie wymagać nowych, czasochłonnych procesów certyfikacyjnych.
Choć ani Boeing, ani Airbus nie ogłosiły jeszcze oficjalnego rozpoczęcia nowych programów samolotowych, sygnały płynące z branży są jednoznaczne: przygotowania trwają pełną parą. Według źródeł zbliżonych do producentów, planiści i inżynierowie dostarczają już wytyczne dla przemysłu kompozytowego, przygotowując grunt pod wdrożenie produkcji nowych maszyn w nadchodzącej dekadzie. Oficjalne milczenie ma swoje powody – zarówno Boeing, jak i Airbus doświadczyły ostatnio problemów z łańcuchem dostaw, kryzysów jakościowych i presji ze strony inwestorów. Zbyt wczesne ogłoszenie nowego projektu mogłoby pogłębić te napięcia.