آشنایی با بویینگ 777

بویینگ 777 که آمریکایی‌ها آن را تریپل سون و انگلیسی‌ها آن را سون سون سون می‌خوانند هواپیمایی است که برای پر کردن جای خالی مابین دو هواپیمای دیگر بویینگ طراحی و ساخته شد.

747 هواپیمایی پهن پیکر با بردی بالاست و 767 یک هواپیمای پهن پیکر با بردی نسبتا کم است، تغییرات در سطح هوانوردی جهان باعث شد تا جای خالی هواپیمایی که بتواند ما بین این دو خانواده فعالیت کند حس شود یعنی هواپیمایی که ظرفیت و برد آن بین دو خانواده مذکور باشد، به همین دلیل بویینگ تصمیم گرفت تا هواپیمای جدیدی را طراحی کند.

در طراحی و ساخت این هواپیما هشت شرکت هواپیمایی مطرح جهان به بویینگ مشاوره می‌دادند، تیم‌های مهندسی ایرلاین‌ها برای بهبود طراحی سازه، تیم‌های فنی برای آسان‌تر شدن عملیات تعمیر و نگهداری و خلبانان در راستای بهبود چینش اجزای مختلف کاکپیت و بهسازی خلبان خودکار (Auto Pilot) با بویینگ همکاری ‌‌کردند، این هشت شرکت هواپیمایی عبارتند از: شرکت‌های هواپیمایی امریکن، دلتا و یونایتد از ایالات متحده آمریکا، شرکت هواپیمایی کانتاس استرالیا، شرکت‌های هواپیمایی ژاپن (JAL) و آل نیپون (ANA) از ژاپن، بریتیش ایرویز انگلستان و شرکت هواپیمایی کاتای پاسیفیک هنگ کنگ

جلسات اولیه شروع کار در ژانویه سال 1990 برگزار شد و در 4 اکتبر همان سال با دریافت اولین سفارش از یونایتد ایرلاینز پروژه رسما آغاز به کار کرد.

طرح اولیه این هواپیما در 9 آپریل 1994 از کارخانه خارج شد و در 12 جون همان سال اولین پرواز خود را انجام داد، حدود یک سال بعد در 7 جون 1995 این هواپیما توسط شرکت هواپیمایی یونایتد رسما مورد بهره‌برداری قرار گرفت.

تریپل سون اولین هواپیمای تجاری جهان است که تمام مراحل طراحی آن به کمک نرم‌افزارهای کامپیوتری انجام شده‌است، برای ساخت این هواپیما هیچ طرح یا نقشه‌ای روی کاغذ رسم نشد و همه طرح‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای مخصوص طراحی مثل کتیا رسم شده است، چنین اقدامی باعث شد تا بسیاری از تست‌های مورد نیاز برای صدور گواهینامه‌های صلاحیت پروازی این هواپیما در محیط‌ شبیه‌سازی انجام شوند و از صرف میلیون‌ها دلار هزینه پروازهای آزمایشی (Test Flight) جلوگیری شود.

تقابل ایرباس و بویینگ 

اگرچه شرکت‌های بسیاری در جهان هواپیما می‌سازند اما دو شرکت ایرباس و بویینگ سرآمد همه این شرکت‌ها هستند و رقابت بین این دو شرکت بسیار بیشتر از تمام رقباست، شرکت‌هایی که خود نیز طرفداران خاصی دارند که چالش‌ بین این طرفداران به یکی از زیبایی‌های صنعت هوانوردی تبدیل شده است.

موفقیت‌های ایرباس A330 و A340 باعث شد که بویینگ هواپیمای جدیدی را ارائه دهد تا این رقابت جذاب در شدیدترین وضعیتش دنبال شود.

از آنجایی که قرار بود 777 نقش مهمی در بین هواپیماهای بویینگ ایفا کند این شرکت تمام تکنولوژی‌های جدید را روی آن مورد استفاده قرار داد، مهمترین فناوری‌هایی که برای اولین بار در هواپیماهای بویینگ مورد استفاده قرار گرفتند به شرح زیر است: 

1. کابین خلبان شیشه‌ای (گلس کاکپیت) مجهز به نمایشگرهای کریستال مایع شرکت هانی‌ول. 

2. سیستم کنترل پرواز دیجیتال فلای بای وایر (این تکنولوژی اولین بار در هواپیمای ایرباس A320 استفاده شد.) 

3. استفاده گسترده از مواد کامپوزیت (مرکب) در بدنه هواپیما (حدود ۹٪ کل وزن) که تا ان زمان بی‌سابقه بود البته ساخت بویینگ 787 منجر به اختصاص تمام رکوردهای استفاده از مواد کامپوزیت در هواپیما به دریم لاینر شد.

4. مجهز بودن به موتورهای جنرال الکتریک GE90 که بزرگ‌ترین و قدرتمندترین موتورهای توربوفن در بین هواپیماهای تجاری جهان هستند.

GE90

یک موتور توربوفن با نسبت کنارگذر بالاست که توسط شرکت جنرال الکتریک طراحی و ساخته شده است، این موتور در مارچ 1993 برای اولین بار روشن شد و در نوامبر 1995 توسط شرکت هواپیمایی بریتیش ایرویز در یک پرواز تجاری مورد استفاده قرار گرفت.

در بخش جلویی این موتور یک فن بسیار بزرگ قرار دارد، هوا با نسبت زیادی پس از عبور از فن از فاصله بین فن و پوسته عبور کرده در انتهای موتور با گازهای داغ خروجی موتور یکی می‌شوند و نیروی پیشران را افزایش می‌دهد، علاوه بر افزایش Thrust این حجم هوا باعث خنک شدن موتور و متعلقاتش نیز می‌شود.

اما چرا توربوفن؟

موتورهای توربوفن‌ نوعی موتورجت هستند که کارایی بهتری نسبت به موتورهای توربوجت دارند، زیرا به حجم زیادی از هوا که از فن عبور می‌کند شتاب داده می‌شود و با توجه به هوای کمی که از هسته موتور عبور می‌کند، نیروی پیشران زیادی تولید می‌کند، این نوع موتور برای سرعت‌های متوسط مناسب است و به‌همین دلیل موتور بیش‌تر هواپیماهای مسافربری توربوفن است.

انواع 777

777-200

مدل پایه این هواپیما است که می‌تواند با چینش سه کلاس پروازی 305 مسافر را 9700 کیلومتر جابه‌جا کند، این مدل دو نوع دیگر نیز دارد که با پسوندهای ER و LR شناخته می‌شوند.

ER در انتهای این مدل مختصر شده عبارت Extended Range است که البته در اصل با IGW که مختصر عبارت increased gross weight است شناخته می‌شود، این هواپیما وزن خالص بیشتری دارد و با استفاده از موتورهای قوی‌تر 13084 کیلومتر پرواز می‌کند.

هواپیماهای دارای پسوند LR نیز که از عبارت Long Range بدست آمده با تغییراتی که روی هواپیما انجام شده 15844 کیلومتر برد دارند.

777-300

مدل دوم خانواده سون سون سون است که بدنه آن از بدنه مدل اولیه حدود 20% طویل‌تر است به همین دلیل در چیدمان سه کلاس پروازی 370 نفر ظرفیت دارد.

رونمایی طرح این مدل در نمایشگاه هوایی پاریس در 26 جون 1995 انجام شد، هواپیمایی که قادر است بدون توقف 11121 کیلومتر پرواز کند.

نوعی از این مدل نیز دارای پسوند ER است که با افزایش ظرفیت مخازن سوخت می‌تواند 13650 کیلومتر پرواز کند.

777F

مدل ترابری یا کارگو این هواپیماست که با استفاده از بدنه 777-200 برای جابجایی بار در سرتاسر جهان استفاده می‌شود، این هواپیما می‌تواند 103700 کیلوگرم بار را جابه‌جا کند، برد این هواپیما 18057 کیلومتر است اما اگر حداکثر بار ممکن را حمل کند فقط می‌تواند 9200 کیلومتر جابه‌جا شود.

777X

نسل جدید خانواده 777 است که ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که می‌توان به موتورهای GE9X، آیرودینامیک پیشرفته، استفاده بیشتر از مواد کامپوزیت، بدنه با عرض بیشتر و طراحی کابین جدید که لذت پرواز را برای مسافران چندین برابر می‌کند اشاره کرد اما مهمترین ویژگی این هواپیما که باعث تمایز آن نسبت به دیگر هواپیماهای مسافربری جهان می‌شود استفاده از بال‌هایی است که قسمت انتهایی آن‌ها تا می‌شوند است. 

اگر 777X را با 777-300ER مقایسه کنیم می‌بینیم که هواپیمای نسل جدید به‌ازای هر صندلی 20% مصرف سوخت کمتری دارد. این هواپیما بسته به ترتیب صندلی‌های مورد نیاز شرکت قابلیت حمل 400 مسافر را دارد ضمن اینکه برد این هواپیما بیش از 8200 ناتیکال مایل (15185 کیلومتر) است.

همانطور که در ابتدای متن هم ذکر شد ایرباس و بویینگ در رقابت با هم هستند بنابراین سعی می‌کنند برای هر هواپیمای رقیب خود هواپیمایی برای ارائه داشته باشند در همین راستا نیز کارشناسان 777X را رقیب مستقیم ایرباس A350 XWB معرفی می‌کنند البته که بویینگ 787 دریم لاینر نیز از رقبای A350 شناخته می‌شود اما از آنجایی که شباهت‌ها بین همه این هواپیماها وجود دارند. 

موتور GE9X

موتور GE9X یک موتور با ضریب کنارگذر بالاست که در 26 آوریل 2016 برای اولین بار بر روی زمین روشن شد،اولین پرواز آن در 13 مارس 2018 بر روی بویینگ 747 اختصاصی جنرال الکتریک انجام شد.

کمپرسور این موتور داری 14 استیج می‌باشد که 3 استیج آن کم فشار (LP) و مابقی آن پرفشار (HP) است، همچنین توربین این موتور 8 استیج دارد که 2 استیج آن پرفشار است و 6 استیج آن کم فشار است.

نسبت کنارگذر این موتور 10 به 1 و نسبت فشار این موتور 60 به 1 می‌باشد.

مقایسه GE90 با GE9X؟

در مقایسه با موتور فوق العاده GE90 این موتور فن بزرگتری دارد، از مواد کامپوزیت پیشرفته تری در آن استفاده شده است، ضریب کنارگذر بالاتری دارد، مصرف سوخت را تا 10% بیشتر از موتورهای قبلی کاهش می‌دهد و تراستی معادل 105000 پوند را تولید می‌کند. اماGE90 با تولید ۱۱۵۰۰۰ پوند تراست در حالت عادی و ۱۲۷۰۰۰ پوند در شرایط آزمایشگاهی بر روی Test Stand قوی ترین موتور ساخته شده است.

جالب است بدانید که 777X در هنگام تیک‌آف در هر دقیقه ۲ میلیون فوت مکعب هوا را به داخل مکش می‌کند. برای درک این حجم هوا، مکش GE9X را با مکش موتور یک بوگاتی ویرون در بالاترین سرعت (حدود ۴۳۰ کیلومتر بر ساعت) مقایسه می‌کنیم؛ موتور بوگاتی فقط ۴۵۰۰۰ فوت مکعب هوا مکش می‌کند که به اندازه تنفس ۴ روز یک انسان است.

نکته جالب موتور GE9X این است که تعداد ۳۰۰ قطعه از قطعات مختلف آن با استفاده از پرینتر‌های سه بعدی پرینت شده‌اند.

شرح پروژه این موتور در جنرال الکتریک

این پروژه پرهزینه‌ترین برنامه تاریخ جنرال الکتریک بود. در سال 2012 جنرال الکتریک اعلام کرد که مطالعات خود را برای ساخت موتوری با بازده بیشتر برای مدل‌ 777X بویینگ آغاز کرده است، در ابتدا اعلام شد که قطر فن این موتور مساوی با قطر فن GE90 یعنی 325 سانتی متر است اما پس از مطالعات بیشتر فن GE9X با قطر فن 340 سانتی متری ساخته شد.

در شهر پیبلز ایالت اوهایو اولین تست زمینی این موتور انجام شد، در طی 375 سیکل (هر بار روشن و خاموش کردن موتور یک سیکل به حساب می‌آید) و 335 ساعت، آزمایش‌های آیرودینامیکی، مکانیکی و ترمودینامیکی (مربوط به گرما) را روی این موتور انجام دادند.

در زمستان 2017 در شهر وینین‌پگ در کانادا موتور GE9X پنجاه مدل آزمایش هوای سرد، از قبیل مه زمینی و شرایط یخ زدگی عمومی را پشت سر گذاشت، نقص‌های مشاهده شده با تعدادی اصلاحیه رفع شدند و در سال 2018 گواهینامه‌های پرواز در شرایط یخ‌زدگی برای این موتور صادر شدند.

مرحله دوم آزمایش‌های زمینی هم در شهر پیبلز انجام شد و با گرفتن گواهینامه (ETOPS: Extended Operation) که مربوط به برد پروازی بر فراز آب‌های آزاد در صورت از دست رفتن یک موتور می‌باشد به پایان رسید.

این موتور پس از آزمایش‌های زمینی، توسط بویینگ 400-747 شرکت جنرال الکتریک در شهر ویکتورویلا ایالت کالیفرنیا به پرواز در آمد و تست‌های پروازی را با موفقیت به پایان رساند.