Le Boeing 787 Dreamliner roule devant une foule d'employés de Boeing avant son premier vol tant attendu le 15 décembre 2009, au Paine Field à Everett, Laver. Voir plus de photos de vol. Stephen Brashear/Getty Images Le 26 octobre, 2011, 240 journalistes, les passionnés d'aviation et divers passagers ont grimpé dans le ciel lors du voyage commercial inaugural du Boeing 787 Dreamliner. L'avion était le très attendu de Boeing, un avion très discuté qui s'efforce de révolutionner les vols long-courriers et de reconnecter les passagers à l'expérience du vol.
Avec son corps et ses ailes légers en fibre de carbone, un système électrique du 21e siècle, une cabine spacieuse et une conception qui permet à l'avion de consommer 20 % de carburant en moins que les autres avions de ligne de taille moyenne, le Dreamliner était un rêve devenu réalité pour Boeing, ses passagers, et les compagnies aériennes qui ont déboursé plus de 200 millions de dollars par avion. Puis, comme un roman de Stephen King, le rêve s'est transformé en cauchemar. Un problème de frein informatique, des fuites de carburant et d'autres problèmes sont survenus dans l'avion.
Le 7 janvier 2013, un incendie s'est déclaré. La batterie sous le ventre d'un 787 de Japan Airlines a pris feu alors que l'avion était assis sur le tarmac de Boston. L'incendie a déclenché une enquête sur les systèmes du Dreamliner. Quelques jours après l'incendie de Boston, un 787 a effectué un atterrissage d'urgence au Japon après que les passagers ont commencé à sentir de la fumée. La Federal Aviation Administration a immobilisé tous les 787 aux États-Unis (il n'y en avait que six à l'époque) jusqu'à ce que les ingénieurs puissent comprendre ce qui n'allait pas [source :Ahlers].
Ces problèmes étaient-ils inévitables ? Est-ce que Boeing, préoccupé par les coûts élevés, condamner le Dreamliner avant son premier vol ? Personne ne peut le dire avec certitude. Cependant, bien avant que le premier Dreamliner ne prenne l'air, Les responsables de Boeing ont mis au point un moyen d'économiser de l'argent sur la construction. Les fournisseurs de Boeing deviendraient ses partenaires. Les fournisseurs dépenseraient leur propre argent pour produire des sections entières du 787. En retour, chaque entreprise partagerait les revenus générés par la vente de chaque Dreamliner. Comme un projet d'ensemble de montage, les principaux fournisseurs ont envoyé chaque portion du Dreamliner à l'usine Boeing d'Everett, Lavage., où les ouvriers ont monté l'avion en trois jours [source :Stone et Ray].
Est-ce que ça a bien marché ? Au moins au début, pas bien, les experts disent. Une pénurie de pièces a retardé le projet, ce qui lui fait prendre du retard. Au moment où le Dreamliner est entré en service en 2011, le projet avait subi sept retards. En réalité, le premier 787 a été maintenu avec des attaches temporaires. C'est parce que les attaches permanentes n'étaient nulle part en vue. Les problèmes liés à l'avion étaient longs et variés. Certains experts blâment la dépendance excessive de Boeing à l'égard d'autres sociétés pour les retards et les problèmes [source :Stone et Ray].
Toujours, le 26 octobre, 2011, le Dreamliner a fait son premier voyage. Quelque 240 personnes sont montées à bord de l'avion, tous apparemment étonnés et impressionnés par ce qu'ils ont vu. Et malgré les nombreux problèmes du Dreamliner, certaines personnes croient encore que le 787 va révolutionner l'industrie aéronautique.
Contenu
Les sièges de classe affaires sur l'un des Boeing 787 Dreamliner d'All Nippon Airways Steven Brashear/Getty Images Arcs de balayage. Fenêtres intérieures 30 pour cent plus grandes que celles de tout autre plan de sa taille. Stores manuels remplacés par un système électronique qui empêche la lumière d'entrer sans obstruer la vue. Ce ne sont là que quelques-unes des caractéristiques du Dreamliner qui ont initialement laissé les passagers en haleine [sources :Stevens].
Le Dreamliner était en effet un rêve, ou du moins Boeing et les compagnies aériennes espéraient que ce serait le cas. Les personnes soucieuses du design qui sont montées à bord de ce premier vol en 2011 ont probablement été émerveillées par l'éclairage. Boeing fait ses adieux au fluorescent et bonjour à l'éclairage LED. Les LED, avec 128 combinaisons de couleurs, donnait à l'intérieur l'impression que les passagers flottaient dans le ciel parmi les nuages. Les lumières pourraient même simuler la journée de l'aube au crépuscule. En pensant aux longs vols, Boeing a déclaré que l'éclairage aiderait à dire aux voyageurs qu'il est temps de dormir. Ces premiers aviateurs ont aussi probablement emporté les compartiments supérieurs, pouvant accueillir jusqu'à quatre sacs à roulettes. Positionné en biais, les bacs laissent plus d'espace au-dessus de la tête des passagers et sont destinés à donner l'impression que la cabine est plus grande.
Finalement, il y avait les sièges. Le Dreamliner peut donner l'illusion de plus d'espace, mais si vous voyagez en classe économique, il sera probablement encore à l'étroit. Sur la base des commandes de configuration anticipées des compagnies aériennes, le pas de siège en classe économique est maintenant de 31-32 pouces (79-81 centimètres), et la largeur du siège sera inférieure à 19 pouces (48 centimètres) à travers [sources :Flynn, États-Unis aujourd'hui]. En d'autres termes, pas très différent de l'économie standard, mais Boeing n'est pas nécessairement à blâmer. Dans leurs choix de configuration, les compagnies aériennes sont les décideurs ultimes concernant l'espace dont chaque passager disposera une fois assis. Il est probable que si vous voyagez en classe économique, vous continuerez à vous cogner les coudes et les genoux tout au long du vol.
partenaire de lancement de Boeing, All Nippon Airways (ANA), choisi un siège économique de style coque, qui glisse vers l'avant au lieu de s'articuler vers l'arrière. Cela signifie que lorsque vous vous allongez, il n'entrave pas le précieux espace pour les jambes du passager derrière vous. La compagnie aérienne a également conçu des sièges inclinables en lits pour sa classe affaires. Tous les passagers du Dreamliner d'ANA auront également accès à des ports USB et à des prises électriques pour recharger leurs téléphones portables ou utiliser leurs ordinateurs.
Le Dreamliner est en fait né d'une adaptation. A la fin des années 1990, alors que les ventes des populaires 767 et 777 de taille moyenne ont chuté, Boeing a testé les eaux du marché et a présenté un projet appelé Sonic Cruiser. Conçu avec la vitesse à l'esprit, le Sonic Cruiser a promis de transporter les passagers d'un endroit à un autre 15 pour cent plus rapidement dans un entièrement repensé, avion moderne. 11 septembre 2001, cependant, changé tout ça. Lorsque les prix du carburant ont grimpé en flèche, les compagnies aériennes s'intéressaient à l'efficacité, vitesse pas énergivore. Donc, en 2002, Boeing a changé son plan de match. La société a annulé le projet Sonic Cruiser et a lancé un plan alternatif. En janvier 2003, le 7E7, baptisé par la suite le 787 Dreamliner, est né.
Le soi-disant « premier nouvel avion du 21e siècle » a immédiatement fait sensation. De l'abandon de l'aluminium et de l'acier traditionnels pour la plupart des matériaux composites en carbone dans sa construction à la recherche intensive menée par les passagers pour remanier l'intérieur de l'avion, le Dreamliner n'était pas juste un autre avion pour Boeing. La société a également fait tourner les têtes dans l'industrie en explorant un modèle commercial de fabrication plutôt non conventionnel que nous avons abordé dans l'introduction (et que nous revisiterons plus tard).
Les compagnies aériennes ont rapidement réagi à la vision de Boeing. Construit pour l'efficacité, le Dreamliner promettait de réduire considérablement les coûts sur un marché où il était de plus en plus difficile d'opérer. Quoi de plus, l'intérieur des avions 787 conserverait les caractéristiques de conception sexy destinées au Sonic Cruiser. Par conséquent, les commandes pour le Dreamliner ont atteint des chiffres record - près de 700 ventes de 47 clients ont été enregistrées avant même la construction du premier avion d'essai [source :Kingsley-Jones].
Avec une vision bien en place, et la compagnie japonaise All Nippon Airways (ANA) à bord en tant que partenaire de lancement, Boeing a décidé de faire du Dreamliner une réalité. Au cœur de cette vision se trouvaient les matériaux en fibres composites.
La classe E :un jeu de nomsLe Dreamliner a été initialement surnommé le 7E7. Il y avait des spéculations selon lesquelles le « E » signifiait « efficacité » ou « respectueux de l'environnement, " mais Boeing dit qu'il ne représentait rien de plus que " huit. " L'avion est officiellement devenu le Dreamliner à la suite d'un concours de nommage public en ligne en 2003, dont environ 500, 000 voix ont été exprimées. D'autres noms sur la liste restreinte comprenaient l'eLiner, Croiseur mondial et Stratoclimber.
Les avions sont traditionnellement construits en utilisant principalement de l'aluminium et de l'acier, avec des matériaux composites limités à de plus petites portions de leur structure. Boeing, cependant, a opté pour une utilisation accrue des matériaux composites, éliminer 1, 500 feuilles d'aluminium et 40, 000-50, 000 attaches -- rien que du fuselage de l'avion [source :Boeing].
Matériaux composites sont des matériaux composés de plusieurs éléments. Par exemple, une piñata est faite d'un composite de papier et de pâte. Le Dreamliner utilise des composites appelés plastiques renforcés de carbone ( CRFP ). Vous pouvez considérer ces fibres de carbone comme le "papier, " et ces fibres sont noyées dans une matrice plastique ("pâte"), comme une résine époxy.
La fabrication de composites de carbone est beaucoup plus compliquée que de tremper du papier dans de la pâte, mais il suit le même principe général. Le processus commence par générer des fibres de carbone fabriquées à partir d'un autre polymère, appelé polyacrylonitrile ( LA POÊLE ). Le traitement du PAN en une série d'étapes compliquées de chauffage et d'étirage purifie les atomes de carbone, qui se réorganisent d'échelle en structures annulaires et prennent la forme de longues feuilles de ruban. L'emballage des rubans crée des fibres de carbone. Après un traitement ultérieur, les fibres sont utilisées pour renforcer une matrice plastique, qui est dans une épaisse, état gluant. Le composite résultant peut ensuite être moulé avant qu'un autre processus de chauffage ne le durcisse en un matériau ultrarésistant. En réalité, Les CRFP sont si puissants que, au quart de la densité de l'acier, ils sont deux à trois fois plus résistants que l'acier [source :Flight International]. Non seulement que, ils sont super légers par rapport au métal.
Les CRFP existent depuis plus de 40 ans. Ils ont été largement utilisés pour remplacer l'aluminium ou l'acier dans les manches de golf, des cannes à pêche, équipements médicaux et pièces de machines, ou pour réparer des ponts. Même certains vélos de course sont fabriqués à partir de CRFP.
L'utilisation de composites dans le Dreamliner n'est pas révolutionnaire, mais la mesure dans laquelle ils sont utilisés est. Jusqu'à 50 pour cent de l'avion est en matériau composite en poids, par rapport à, dire, 12 % dans le Boeing 777 [source :Boeing]. En réalité, le Dreamliner est le premier avion dont l'aile et le fuselage sont construits en matériaux composites. Et, comme nous le verrons par la suite, fabriquer une section de fuselage monobloc en composite n'est pas un jeu d'enfant; cependant, en remplaçant autant de métal par des composites, l'avion est non seulement beaucoup plus léger mais aussi plus aérodynamique. Caractéristiques, telles que les ailes en flèche, ce qui n'est pas possible avec le métal, pourrait être intégré à l'avion en raison de la malléabilité accrue des composites.
Quoi de plus, les composites se corrodent moins et sont plus robustes que le métal, ce qui réduit la maintenance requise pour l'avion. Les composites ont une conductivité thermique et électrique inférieure à celle des métaux, toutefois. Cela signifiait que Boeing devait développer des approches totalement différentes pour gérer les systèmes électriques et thermiques de l'avion afin de faire face aux courts-circuits et autres.
Un avantage supplémentaire d'une structure de fuselage composite plus solide est qu'une pression plus élevée dans la cabine passagers est possible. Cela fait de l'humidité, ventilation et température plus faciles à contrôler. Nous verrons plus tard comment Boeing a exploité cette fonctionnalité lors de la conception de l'intérieur du Dreamliner, mais regardons d'abord ce que l'industrie aéronautique considère comme l'exploit le plus révolutionnaire de Boeing :la construction de l'avion.
Le Dreamliner est-il sûr ?Après 20 mois d'essais en vol, le Dreamliner a été certifié par la Federal Aviation Administration (FAA) des États-Unis. En raison de la construction composite de l'avion, trois membres du Congrès américain ont demandé au Government Accountability Office (GAO) des États-Unis d'examiner la certification. Le rapport du GAO ne prévoyait pas de risques de sécurité extraordinaires - les composites ont été largement étudiés dans le domaine de l'aviation après tout, mais pas dans la mesure où le Dreamliner les incorpore. La plupart des problèmes de sécurité se concentrent sur les informations limitées sur la structure composite de l'avion, le besoin de normes pour les réparations, et la formation et la sensibilisation des équipes de maintenance. En 2013, avec l'échouage du Dreamliner aux États-Unis et au Japon, les problèmes de batterie sont devenus le centre des discussions sur la sécurité.
Le poste de pilotage d'un Boeing 787 Dreamliner Stephen Brashear/Getty Images La mise à l'échelle et la construction de grandes structures composites sont garanties de poser des problèmes, mais Boeing a également pris la tactique sans précédent de décider de faire appel à plus de 50 sous-traitants pour externaliser la production [sources :Deckstein, Bloomberg]. Même les ailes de l'avion et son énorme fuselage ne seraient pas construits en interne. Cette décision représentait un écart drastique par rapport aux stratégies de fabrication de l'industrie. Cela a également entraîné d'importants maux de tête, car les problèmes d'externalisation ont entraîné un nombre important de retards de production.
Boeing prévoyait que les composants arriveraient à son usine de Seattle, où l'assemblage final du nouveau jet ne prendrait que trois jours [source :Deckstein]. Les choses ne se sont pas déroulées exactement comme prévu, toutefois. Des sous-traitants débordés aux produits inacceptables qui ne respectent pas les normes de Boeing lors des tests, jalon après jalon a été manqué à mesure que les retards de production augmentaient. Finalement, Boeing a dû intervenir et assumer certaines des responsabilités de ses sous-traitants pour remettre la construction du Dreamliner sur les rails.
La fabrication de composites à grande échelle était également un énorme défi technique. Il n'avait jamais été fait auparavant. Construire les sections du fuselage de l'avion, ou corps, consistait à filer des fibres de carbone renforcées autour d'un moule en tonneau, qui a ensuite été cuit. Cela peut paraître simple, mais si tu y penses, c'est un cauchemar logistique pour une industrie qui fabrique généralement des pièces pas plus grosses qu'un vélo [source :Smock]. Pour faire ça, fibres de carbone, qui sont comme de larges bandes de ruban tissé lâchement, devait être plongé dans des polymères, qui ont une consistance miellée épaisse. Puis, vous devez les enrouler autour d'un moule d'environ 19 pieds (5,8 mètres) de diamètre et 22 pieds (6,7 mètres) de hauteur [source :Bloomberg]. Évidemment, ce n'est pas une tâche à faire à la main.
Plus loin, pour les gros composants, plusieurs couches composites sont nécessaires pour assurer l'intégrité structurelle. À première vue, cela semble n'être rien de plus que de répéter un processus une ou deux fois, mais la superposition de composites augmente la probabilité que des bulles se produisent pendant le processus de cuisson. Bien que les bulles sur une piñata en papier mâché ne soient rien de plus que de l'esthétique, pour un fuselage, ils sont inacceptables. Les bulles fragilisent la matière, qui peuvent se fissurer et nuire à l'intégrité du fuselage.
Pour surmonter le traitement et le rubanage à grande échelle de la fibre de carbone sur des formes géométriques complexes, de nouveaux outillages devaient essentiellement être développés et fabriqués. À la fin, les fabricants de machines-outils ont relevé le défi. Grâce à leurs solutions de fabrication innovantes, le Dreamliner est devenu une réalité.
Alors que l'industrie des composites redéfinissait la façon dont les avions sont construits, Boeing avait l'intention de redéfinir l'intérieur du Dreamliner, trop. Entrez ensuite.
L'histoire de la conception des cabines d'avion peut être décrite au mieux comme guindée. Suite à la présomption que les compagnies aériennes savent le mieux ce que les passagers voulaient et avaient besoin, les fabricants s'appuyaient traditionnellement sur les directives des compagnies aériennes pour la conception des cabines. Boeing, cependant, avait une vision pour le Dreamliner. Bien que l'économie ait mis au lit le malheureux projet Sonic Cruiser, l'entreprise avait l'intention de conserver la modernité, concepts de design innovants pour son successeur. Il a décidé de poursuivre ses recherches de conception axées sur les passagers pour développer l'intérieur du Dreamliner.
En 2002, Boeing a ouvert le Centre de recherche sur l'expérience des passagers ( PERC ) à côté du Boeing Tour Center à Everett, Laver. Au PERC, l'entreprise a réalisé des études qualitatives qui ont exploité le cerveau des passagers pour comprendre leurs désirs, besoins et désirs. Pour faire ça, Boeing a utilisé une méthode propriétaire, doublé Découverte d'archétype , pour extraire les composants psychologiques et émotionnels clés concernant les voyages aériens communs à tous les passagers. Bien que les détails de la méthodologie soient un secret bien gardé, Archetype Discovery utilise des questions et des techniques spécifiques pour puiser dans les désirs et les besoins non exprimés en explorant les premières expériences de vol de chaque participant. Boeing a utilisé ce qu'il a appris pour évoquer la fascination pour les passagers volants ressentie lors de leurs premières expériences [source :Emery].
Boeing a également demandé aux passagers de participer à des sessions de conception idéalisées. Les voyageurs potentiels ont été invités à créer un intérieur d'avion idéal à partir de zéro, dans le cadre d'une technologie viable et de contraintes opérationnelles. Ces plafonds voûtés qui caractérisent l'intérieur du Dreamliner ? Ils peuvent être attribués à ce que Boeing a appris de ces sessions. L'entreprise a constaté que les passagers idéalisaient l'utilisation de l'espace modulé, rappelle l'architecture des églises. Vestibules bas de plafond qui deviennent ouverts, les intérieurs spacieux évoquent une atmosphère accueillante, expérience invitante [source :Emery].
Finalement, grâce à ce fuselage super fort, Boeing avait plus d'options concernant la pression de la cabine, ventilation et humidité - pourquoi ne pas tester directement ces conditions sur des passagers potentiels ? L'entreprise s'est associée à des universités pour mener des études afin d'identifier comment optimiser le confort et le bien-être des passagers. Par exemple, de telles études ont révélé que les passagers avaient moins de maux de tête et moins de mal des transports et d'inconfort musculaire à une pression cabine équivalente à un vol à 6, 000 pieds (1, 829 mètres) qu'à 8, 000 pieds (2, 438 mètres), qui est le niveau standard de pressurisation utilisé sur des avions de taille comparable [source :Emery]. Boeing a ajusté les caractéristiques de la cabine afin que les passagers ressentent moins les effets néfastes des vols long-courriers. Cela signifie moins de maux de tête, nez sec et irritations des yeux.
Il a fallu près d'une décennie pour effectuer cette recherche, mais ce n'est pas anormal pour une industrie où la mise sur le marché d'un produit prend généralement 10 ans [source :Barratt]. Boeing a innové avec ses recherches, cependant, car aucun constructeur d'avions n'a jamais accordé autant d'attention à l'expérience des passagers auparavant.
À la fin, le Dreamliner est arrivé trois ans plus tard que prévu. Cela valait-il la peine d'attendre? Voyons ce que l'avion peut faire et comment il affectera l'avenir du transport aérien.
La première des deux variantes du Dreamliner, le 787-8, a été livré au partenaire de lancement de Boeing, All Nippon Airways, le 27 septembre, 2011. Le 787-8 , qui pèse 35% de moins que le Boeing 777-200LR, peut contenir environ 240 passagers et est le premier avion bi-couloir de taille moyenne qui pourra voler 7, 650-8, 200 milles marins (14, 200-15, 000 kilomètres) en une seule fois [source :Boeing].
Les 787-9 , qui sera déployé en 2014, aura un fuselage plus long. Il pourra transporter 250-290 passagers pour une escapade de 8, 000-8, 500 milles marins (14, 800-15, 750 kilomètres). General Electric et Rolls-Royce fabriquent les moteurs des Dreamliners, et les deux utilisent des technologies de pointe qui augmentent l'efficacité énergétique et réduisent le bruit. Grâce au poids plus léger, aérodynamisme et moteurs améliorés des Dreamliners, ils consommeront 20 % de carburant en moins que tout autre avion existant de taille similaire [source :Boeing]. De combien parlons-nous ? Bien, un vol de Los Angles à Narita, Japon, coûtera aux compagnies aériennes environ 12 $, 600 de carburant en moins sur le Dreamliner par rapport au Boeing 777 [source :Hennigan].
All Nippon Airways prévoyait initialement d'utiliser le 787-8 sur des vols réguliers vers Pékin, Francfort et Hong Kong à partir de novembre 2011. Bien que les problèmes de production et de livraison de Boeing aient entraîné des annulations de commandes, Boeing comptait encore plus de 800 commandes de 53 clients dans le monde pour le Dreamliner en 2011, qui coûte environ 202 millions de dollars chacun. Avant les problèmes de batterie, l'entreprise espérait en produire 10 par mois d'ici 2013 [source :Hepher].
Les compagnies aériennes pourront personnaliser l'intérieur des cabines plus largement qu'auparavant avec des palettes de couleurs et une image de marque individualisées. Le 787-8 est disponible en trois configurations différentes :
Le Dreamliner opérait principalement depuis l'Eurasie au départ -- ANA, Japan Airlines et Air India avaient un total de 117 avions en commande à livrer en 2011 à elles deux. United Airlines est devenue le premier transporteur en Amérique du Nord à faire voler l'avion; il en avait six au total, à partir de janvier 2013. Comme plus de Dreamliners sont livrés, de nouvelles routes longue distance relieront des villes qui n'avaient jusqu'à présent pas de vols sans escale. Par exemple, une fois le Dreamliner ajouté à sa flotte, United Continental Holdings prévoit d'ajouter un service sans escale entre Auckland, Nouvelle-Zélande, et Houston, Texas, représentant le premier vol direct de United vers la Nouvelle-Zélande depuis l'Amérique du Nord [source :PR Newswire].
En raison de son efficacité, le Dreamliner promet d'en faire plus non-stop, vols long-courriers possibles pour les voyageurs. Cet intérieur convivial pour les passagers les rendra-t-il plus supportables ? Le temps nous le dira. Une chose est sûre :la technologie composite et les batteries lithium-ion promettent de jouer un rôle important dans la construction aéronautique à l'avenir.
La concurrence à l'horizonBien que le Dreamliner soit le premier de sa catégorie, Boeing ne sera pas le seul constructeur à fournir au marché des avions intermédiaires efficaces pendant longtemps. Airbus prévoit de déployer l'A350 auprès des passagers en 2014. Construit avec 53 % de matériaux composites en poids, l'avion sera de taille similaire et pourra voler 8, 100 milles marins (15, 000 kilomètres)[source :Kingsley-Jones]. Airbus avait également prévu d'utiliser des batteries lithium-ion mais a déclaré avoir un plan de secours si nécessaire, suite aux problèmes de batterie de Boeing.
