Συνεχης ενημερωση

    Τετάρτη, 13-Νοε-2019 00:05

    Οι μηχανές αεροσκαφών αγγίζουν τα τεχνολογικά τους όρια

    Οι μηχανές αεροσκαφών αγγίζουν τα τεχνολογικά τους όρια
    • Εκτύπωση
    • Αποθήκευση
    • Αποστολή με email
    • Προσθήκη στη λίστα ανάγνωσης
    • Μεγαλύτερο μέγεθος κειμένου
    • Μικρότερο μέγεθος κειμένου

    Του Chris Bryant

    Οι λεπίδες τουρμπίνας υψηλής πίεσης ενός κινητήρα τύπου Trent 1000 για επιβατικά αεροσκάφη είναι απαραίτητο να αντέχουν σε θερμοκρασίες πολύ μεγαλύτερες από το σημείο τήξης του κράματος νικελίου από το οποίο κατασκευάζονται. Πρόκειται για μια τεράστια τεχνική πρόκληση για την βρετανική εταιρεία κατασκευής της μηχανής, τη Rolls-Royce - πρόκληση που μπορεί να συγκριθεί με την προσπάθεια να σταματήσει κανείς ένα παγάκι από το να λιώσει μέσα σε έναν φούρνο που δουλεύει  στη μέγιστη έντασή του. Η λύση που βρήκαν οι μηχανικοί της εταιρείας ήταν να διοχετεύουν κρύο αέρα μέσα από μικροσκοπικές οπές στα πτερύγια. Δυστυχώς αυτή η έξυπνη προσέγγιση αντιμετώπισε μερικά απροσδόκητα προβλήματα.

    Τα αεροσκάφη Boeing 787 που χρησιμοποιούν η British Airways, η Norwegian Air Shuttle, η Virgin Atlantic και άλλες αεροπορικές εταιρείες έχουν καθηλωθεί στο έδαφος τους τελευταίους μήνες για επιθεωρήσεις και επισκευές, επειδή οι λεπίδες του κινητήρα Trent 1000 φθείρονται ταχύτερα απ’ ό,τι αναμενόταν. Είναι ένα τύπος προβλήματος που τείνει να γίνει όλο και πιο συνηθισμένος στη συγκεκριμένη βιομηχανία, καθώς οι απαιτήσεις από τους κινητήρες γίνονται όλο και μεγαλύτερες.

    Το κόστος της αντιμετώπισης αυτών των προβλημάτων επίσης αυξάνεται. Την περασμένη εβδομάδα, η Rolls-Royce ποσοτικοποίησε το κόστος επισκευής διαφόρων εκδόσεων του κινητήρα Trent 1000 στα 2,4 δισεκατομμύρια στερλίνες (3,1 δισεκατομμύρια δολάρια), μια εκροή μετρητών η οποία δεν είναι οικονομικά βιώσιμη για τον βαρύτατα φορτωμένο με δανειακά βάρη κατασκευαστή.

    Η μετοχή της Rolls-Royce έχει δεχθεί ισχυρότατο πλήγμα από τα προβλήματα που παρουσιάζουν οι κινητήρες της

    Λίγες εφευρέσεις έχουν μεταμορφώσει ριζικότερα τη ζωή μας μας τον περασμένο αιώνα όσο οι αεριωθούμενες μηχανές. Οι τελευταίες έχουν επιτρέψει στους ανθρώπους να ταξιδεύουν γρηγορότερα και περισσότερο, ενώ είναι και εξαιρετικά ασφαλείς. Οι απώλειες ζωής επιβατών, όπως στην περίπτωση βλάβης τουρμπίνας σε πτήση της Southwest Airlines πέρσι, είναι σπάνιες. Αναπτυγμένα με τεράστιο κόστος και με χρήση καινοτόμων νέων υλικών, τα πιο σύγχρονα "powerplants" (όρος που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία παραγωγής κινητήρων) είναι συγκριτικά "ήσυχα" και ιδιαίτερα αποδοτικά σε επίπεδο κατανάλωσης καυσίμου.

    Ωστόσο, αυτές οι καινοτομίες οδήγησαν την τεχνολογία πιο κοντά στα ακρότατα όρια ανάπτυξής της και ανέδειξαν ζητήματα αξιοπιστίας. "Με την συνεχή πίεση για πρόοδο και αποτελεσματικότητα, τα πράγματα έχουν αρχίσει να πηγαίνουν στραβά σε άλλα σημεία του συστήματος", λέει ο Nick Cunningham της Agency Partners. Αυτό είναι ανησυχητικό διότι οι εταιρείες υφίστανται πιέσεις για την οικοδόμηση ακόμη πιο αποτελεσματικών τεχνολογικών πρακτικών για τον περιορισμό εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα.

    Τα προβλήματα της Rolls-Royce εμφανίζονται ως τα πλέον σοβαρά (περίπου 40 αεροσκάφη 787 που φέρουν κινητήρες της παραμένουν "παρκαρισμένα"), ωστόσο το ζήτημα αφορά το σύνολο του κλάδου. Αναγκασμένες να κρατούν στο έδαφος αεροσκάφη και να προσαρμόζουν ανάλογα τα δρομολόγια πτήσεων, οι αεροπορικές εταιρείες έχουν καταφύγει σε μισθωμένα αεροσκάφη αντικατάστασης και έχουν ζητήσει αποζημιώσεις από τους κατασκευαστές κινητήρων.

    Τον Σεπτέμβριο, ο Tim Clark, αφεντικό της Emirates, δήλωσε ότι οι κατασκευαστές παραδίδουν αεροσκάφη που δεν εκπληρώνουν τις προδιαγραφές τις οποίες υπόσχονται. "Δώστε μας αεροσκάφη και κινητήρες που λειτουργούν από την πρώτη ημέρα. Εάν δεν μπορείτε να το κάνετε, μην τα παράγετε", ανέφερε.

    Οι νόμοι της επιστήμης δεν είναι η μόνη πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές κινητήρων. Η Airbus και η Boeing έθεσαν διαδοχικά στη διάθεση της αγοράς αρκετά νέα επιβατικά αεροσκάφη, με τους προμηθευτές κινητήρων να αναγκάζονται να αυξήσουν ανάλογα γρήγορα την παραγωγή τους. Μεγάλο μέρος της νέας ζήτησης προέρχεται από αναδυόμενες αγορές, στις οποίες ο σκονισμένος ή μολυσμένος αέρας βλάπτει περαιτέρω τους κινητήρες.

    Η παραγωγή της Airbus βυθίστηκε στο χάος πέρυσι από τις δυσλειτουργίες του κινητήρα που περιλάμβανε το turbofan (GTF) της Pratt & Whitney για το A320neo, το πλέον εμπορικά δημοφιλές jet της Airbus. Πιο πρόσφατα, το λανσάρισμα του αεροσκάφους ευρείας ατράκτου Boeing 777x αναβλήθηκε για την επόμενη χρονιά, μετά την διαπίστωση της πρόωρης φθοράς εξαρτήματος του κινητήρα κατασκευής General Electric.

    Είναι ένα θέμα για μια μηχανή να μην πετύχει τους όντως αμείλικτους στόχους παραγωγής, αλλά αρκετά διαφορετικό να καταρρέουν μηχανές που μόλις έχουν τεθεί σε λειτουργία. "Οι κατασκευαστές κινητήρων είχαν πάντα προβλήματα, αλλά μέσα σε τέσσερις δεκαετίες δεν έχω δει ποτέ κάτι ανάλογο της λίστας τεχνικών ζητημάτων που ανέκυψαν πρόσφατα", σημειώνει ο John Strickland, διευθυντής στην JLS Consulting.

    Μέσα στον Νοέμβριο, η Ινδία απείλησε να προσγειώσει δεκάδες αεροσκάφη Airbus A230neo, τα οποία χρησιμοποιεί ο ινδικός αερομεταφορέας Indigo, εάν οι μηχανές Pratt δεν αντικατασταθούν μέχρι τα τέλη Ιανουαρίου. Η προειδοποίηση ακολούθησε μετά από διάφορα περιστατικά κινητήρων που σταμάτησαν να λειτουργούν εν ώρα πτήσης.

    Τον Οκτώβριο, η θυγατρική της Lufthansa, Swiss, καθήλωσε στο έδαφος προσωρινά τον στόλο των Airbus A220, ώστε οι κινητήρες Pratt να μπορέσουν να ελεγχθούν, μετά από μια σειρά περιστατικών κατά τα οποία οι μηχανές των αεροσκαφών κατέρρευσαν (τα συντρίμμια μετά από ένα τέτοιο περιστατικό ανακτήθηκαν από γαλλικό δάσος την περασμένη εβδομάδα). Έκτοτε, οι καναδικές ρυθμιστικές αρχές διέταξαν, όσον αφορά τον ίδιο τύπου αεροσκάφους, να μην λειτουργεί σε πλήρη ισχύ πάνω από ένα καθορισμένο ύψος.

    Περίπου το 70% αεροπορικών εταιρειών και εκμισθωτών που συμμετείχαν σε έρευνα της Citi Research δήλωσαν ότι η αναγκαστική καθήλωση αεροσκαφών που προκαλείται από ζητήματα σχετικά με τους κινητήρες αποτελεί βασικό παράγοντα ανησυχίας. Ορισμένοι προσπαθούν να λειτουργήσουν μικτούς στόλους προκειμένου να μειώσουν τον κίνδυνο από πιθανή αποτυχία και αναγκαστικές προσγειώσεις εξαιτίας ενός τύπου κινητήρα. Ενώ κάτι τέτοιο είναι γενικά συνετό ως στάση, είναι πιο κοστοβόρο σε σχέση με τη χρήση ενός και μόνου τύπου εξοπλισμού.

    Ο κίνδυνος για τους κατασκευαστές κινητήρων είναι τα ζητήματα αξιοπιστίας να τους κοστίσουν μέρος του μεριδίου τους στην αγορά. Νωρίτερα εντός του 2019, η Air New Zealand τροποποίησε παραγγελία της για αεριωθούμενες μηχανές για αεροσκάφη 787 στην General Electric, μετά από προβλήματα που αντιμετώπισε με εξοπλισμό Rolls-Royce. Η Indigo διέθεσε παραγγελία 20 δισ. δολ. στην κοινοπραξία GE / Safran, προκειμένου να μην αγοράσει εξοπλισμό από την Pratt (η Pratt υποστήριξε ότι η απόφαση είχε να κάνει με την τιμή).

    Τα προβλήματα δεν έχουν επηρεάσει βέβαια όλο το φάσμα των νέων τεχνολογιών. Ο κινητήρας XWB της Rolls-Royce για το Airbus A350 έχει αποδειχθεί μέχρι στιγμής αξιόπιστος. Η βασική καινοτομία στην οποία βασίζεται το GTF της Pratt φαίνεται επίσης να λειτουργεί όπως ακριβώς έχει σχεδιαστεί. Πρόκειται για ιδιαίτερα ανακουφιστική διαπίστωση, αν σκεφτεί κανείς ότι η ανάπτυξή του κόστισε περίπου 10 δισεκατομμύρια δολάρια.

    Ωστόσο, η αλήθεια είναι ότι εδώ διακυβεύεται κάτι μεγαλύτερο από τα δρομολόγια πτήσεων των διάφορων αερογραμμών και από την υπερηφάνεια και την κερδοφορία των κατασκευαστών κινητήρων. Όπως συμβαίνει και με την αυτοκινητοβιομηχανία, ο κλάδος της αεροδιαστημικής αναπτύσσει μια δομική προσπάθεια περιορισμού των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Η αεροπλοΐα αντιπροσωπεύει το 2% - 3% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, ωστόσο η τεράστια αύξηση του όγκου αεροπορικών μεταφορών κατά τα προσεχή έτη θα αντισταθμίσει την αύξηση της αποδοτικότητας των κινητήρων. Το μερίδιο της αεροπλοΐας θα μπορούσε να ανέλθει στο 10% έως 25% μέχρι το 2050, σύμφωνα με μελέτη του Roland Berger.

    Σε αντίθεση με τις αυτοκινητοβιομηχανίες, οι αεροπορικές εταιρείες δεν διαθέτουν βιώσιμες - από τεχνολογική άποψη - εναλλακτικές λύσεις. Τα βιοκαύσιμα έχουν ορισμένες προοπτικές, ωστόσο τα πλήρως ηλεκτροκίνητα μεγάλα εμπορικά αεροσκάφη απέχουν πιθανότατα ορισμένες δεκαετίες από το να γίνουν πραγματικότητα.

    Οι κατασκευαστές κινητήρων εργάζονται σε ακόμα αποδοτικότερα σχέδια κινητήρων για επιβατικά τζετ. Η Rolls-Royce ισχυρίζεται ότι η τεχνολογία της, Ultrafan, θα προσφέρει 25% βελτίωση στη κατανάλωση καυσίμων σε σύγκριση με την πρώτη γενιά των κινητήρων Trents. Η ταχεία διάθεση αυτών των καινοτομιών είναι απαραίτητη από κλιματική σκοπιά, ωστόσο η βιαστική ανάπτυξή τους μπορεί να αποδειχθεί αντιπαραγωγική. "Η αίσθηση μου είναι ότι η κοινή γνώμη, τουλάχιστον στην Ευρώπη, κινείται ταχύτερα από την τεχνολογία", λέει ο Rob Stallard της Vertical Research Partners.

    Ο Cunningham είναι ακόμα πιο απαισιόδοξος. "Οι τουρμπίνες εξαντλούνται τεχνολογικά ακριβώς στο χρονικό σημείο όπου η πολιτική ώθηση τείνει προς την μεγαλύτερη απεξάρτηση από τον άνθρακα", σημειώνει. "Οι κινητήρες αεροσκαφών δεν φαίνεται να έχουν ιδιαίτερα περιθώρια να εξελιχθούν από εδώ και πέρα".

    ΣΑΣ ΑΡΕΣΕ ΤΟ ΑΡΘΡΟ;

    ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

    Δειτε τα πρωτοσελιδα ολων των εφημεριδων