Αρχές της δεκαετίας του εβδομήντα και η Boeing είχε πλέον στρογγυλοκαθίσει στο θρόνο του βασιλιά της παγκόσμιας αεροπορικής σκηνής. Το τελευταίο κατασκεύασμα της, το Β747 με τις τόσο αδρές αλλά χαρακτηριστικές γραμμές, της έδινε τον αέρα του κυρίαρχου του παιχνιδιού στα αεροπορικά "καναβάτσα". Κανένας δεν φαινόταν να την απειλεί για να της πάρει τα σκήπτρα. Ο Ευρωπαίος μνηστήρας του θρόνου, η Aerospatiale μια κοινοπραξία Ευρωπαίων εταίρων, "προπονούνταν" σε στίβους άλλων "αθλημάτων" πολύ πιο "αντρικών". Αυτοί οι... ονειροπόλοι Ευρωπαίοι ήθελαν λέει, να φτάνουν στην Αμερική στο μισό χρόνο απ' ότι έκαναν να πάνε μέχρι τώρα. Οι Αμερικάνοι δε φαινόταν να νοιάζονται για τέτοια σχέδια υψηλής τεχνολογίας. Ήθελαν να φτάνουν στον προορισμό τους γρήγορα μέσα στα πλαίσια του λογικού, άνετα, αλλά πάνω απ' όλα να "κάνουν χρήματα". Όλα τα υπόλοιπα ήταν σχέδια που φαινόταν να σπαταλούν χρήμα και χρόνο. Σχέδια "no money makers" δεν έμπαιναν στο τραπέζι τους... Βέβαια όταν το πρώτο Concorde έφτασε στην Αμερική προσπερνώντας πάνω από τον Ατλαντικό τα δικά τους κατασκευάσματα σαν σταματημένα, κοιτάζοντάς τους από ύψη απαγορευτικά για αυτούς, τότε ξύπνησαν αλλά το "πουλάκι" είχε κυριολεκτικά πετάξει... Τότε έτρεξαν ξωπίσω του αλλά ποτέ δεν το έπιασαν. Αυτό τους "πόνεσε" βέβαια, αλλά είναι μια άλλη ιστορία που θα τη δούμε κάποια άλλη στιγμή.

Έτσι στρογγυλοκαθισμένοι στο θρόνο τους είπαν να παίξουν και λίγο για να ξεκουραστούν από τον κάματο της δημιουργίας...​ Πήραν λοιπόν το πιο "ντελικάτο" μέχρι τότε δημιούργημά τους, μιλάω για το 727, και άρχισαν να παίζουν μαζί του. Το μάκραιναν το κόνταιναν, του άλλαζαν το σχήμα, του έβαζαν άλλους κινητήρες, το ξαναέπλαθαν, το κοίταζαν από εδώ, το κοίταζαν από εκεί, μια τους έβγαινε, μια δεν τους έβγαινε. Μια τους άρεσε, αλλά αμέσως μετά το ξανασκεφτόταν... Η αλήθεια είναι ότι στο κέντρο της ιδέας του "παιχνιδιού" φυσικά πάντα ήταν το χρήμα, το εμπόριο... Και για να είμαστε ρεαλιστές και ακριβοδίκαιοι, πέραν των πιο πάνω αστεϊσμών, η βάση της κάθε επιτυχίας στο εμπόριο είναι αναμφίβολα το κέρδος. Έτσι λοιπόν σωστά μεν, βιαστικά δε κατά τη γνώμη μου, είχε δει το θέμα το επιτελείο της Boeing τέλη του '70 μελετώντας σοβαρά την μετεξέλιξη του Β727 σε ένα πιό σύγχρονο αεροπλάνο, που όμως θα διατηρούσε τα βασικά χαρακτηριστικά της μεγάλης τους επιτυχίας. Το αν και κατά πόσο πέτυχε το στόχο της θα το δούμε στη συνέχεια... 

BOEING 757

Το ιστορικό του προγράμματος Β757

Το Β727 ήταν μια τεράστια εμπορική επιτυχία για την Boeing. Μπορεί να είχε ανατείλει η εποχή των αεροσκαφών ευρείας ατράκτου (wide bodies) όμως οι ανάγκες της αγοράς για αεροπλάνα συμβατικής ατράκτου δεν είχαν πάψει να υπάρχουν. Το αντίθετο μάλιστα. Έτρεχαν σε προπορεία. Οι περιφερειακές και οι μεσαίων και μικρών αποστάσεων διαδρομές δεν μπορούσαν να καλυφθούν από αεροπλάνα ευρείας ατράκτου. Έτσι λοιπόν αυτά τα αεροπλάνα ήταν και είναι αναγκαιότητα.

Η Boeing είχε την αναμφισβήτητη επιτυχία του Β727 στο χέρι. Τώρα θα έπρεπε να κάνει κάτι για να την διατηρήσει. Τι χρειαζόταν λοιπόν; Την επιτυχία που θα της έκανε ένα face lifting και θα την παρουσίαζε στην αγορά.

Κάτω από αυτές τις συνθήκες η Boeing περί τα μέσα του ’70 άρχισε το “face lifting” σχεδιάζοντας ένα πιο μακρύ 727 με καινούριες πτέρυγες. Και τι καινούριες; Supercritical Wings. Παρενθετικά και για να μην αφήνω κενά να πω ότι η supercritical wing είναι μια πτέρυγα σχεδιασμένη κατά τέτοιον τρόπο που καθυστερεί την εμφάνιση της μέγιστης οπισθέλκουσας στη ροή του αέρος με διηχητικές ταχύτητες γύρω από την πτέρυγα. Οι Supercritical wings εμφανίζουν μειωμένο βαθμό κυρτότητας στην ανώτερη επιφάνειά τους, και αυξημένη στο οπίσθιο τμήμα, και στο χείλος προσβολής της διατομής τους. Οι supercritical wings άρχισαν να σχεδιάζονται περί τα μέσα της δεκαετίας του '60, και δοκιμάστηκαν για πρώτη φορά σε ένα ειδικά διαμορφωμένο διθέσιο εκπαιδευτικό Rockwell T-2C Buckeye.

Το ουραίο τμήμα το άφησε όπως ήταν δηλαδή διάταξης Τ. 

Επιπλέον οι νέοι κινητήρες ήταν οικονομικότεροι, πιο αθόρυβοι και με μικρότερη εκπομπή ρύπων. Το νέο αεροπλάνο απεδείχθη και με καλύτερο συντελεστή οπισθέλκουσας μετά την αφαίρεση του αεραγωγού του κεντρικού (νο2) κινητήρα σε ένα ποσοστό της τάξης του 2% ποσοστό καθόλου ευκαταφρόνητο.

Μέσα στη γενικότερη αναδιάταξη του συνόλου του αεροπλάνου, η Boeing θεώρησε ότι θα μπορούσε να καινοτομήσει αναδιατάσσοντας και το θάλαμο των επιβατών. Έτσι εμφάνισε μία σχεδίαση διάταξης καθισμάτων 2-3-2 με δύο διαδρόμους, δηλαδή επτά θέσεις αντί των έξι κλασσικών. Η διαρρύθμιση αυτή είναι πολύ άνετη για τους επιβάτες αλλά καθόλου οικονομική για τους αερομεταφορείς. Για το λόγο αυτό όταν την παρουσίασαν στους ενδιαφερόμενους πιθανούς πελάτες εισέπραξαν πολλές αρνητικές κριτικές. Επιπλέον η αύξηση της διαμέτρου της ατράκτου δεν ήταν αρκετή για να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν τα τυπικά εμπορευματοκιβώτια αποσκευών (Containers) διαστάσεων LD-3. Με όλα αυτά τα αρνητικά στο χέρι αναγκάστηκαν να επιστρέψουν στην κλασσική 3-3 με ένα διάδρομο ενδιάμεσα. Η προτεινόμενη επιβατική χωρητικότητα έφτανε στους 150 επιβάτες αλλά μπορούσε να αυξομειώνεται ανάλογα με τη διαρρύθμιση που θα επέλεγε ο πελάτης φτάνοντας σε μεγάλης πυκνότητας διαρρύθμιση τους 180. Αυτό ήταν το Β757-200. Μια μελέτη για ένα λίγο πιο κοντό αεροπλάνο (-100) δεν υλοποιήθηκε ποτέ, αντίθετα αργότερα υλοποιήθηκε η μακρύτερη παραλλαγή -300.

Μέχρι την ολοκλήρωση και την οριστικοποίηση των σχεδίων άλλαξε και η τελική μορφή του αεροπλάνου. Η σχήματος Τ ουρά έγινε συμβατική και το ρύγχος έπεσε ελαφρά προς τα κάτω. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα από την αλλαγή της σχεδίασης της ουράς έγκειται στο γεγονός ότι δεν επρόκειτο πλέον να εκτίθεται το αεροπλάνο στον κίνδυνο του φαινομένου deep stall. Πρόκειται για ένα πολύ επικίνδυνο φαινόμενο όπου το οριζόντιο ουραίο πτέρωμα κατακλύζεται από τους στροβίλους των πτερύγων που ήδη ευρίσκονται σε απώλεια στήριξης λόγω μεγάλης γωνίας προσβολής. Το αποτέλεσμα είναι οι μεν πτέρυγες να ευρίσκονται σε αδυναμία παραγωγής αντωσης το δε ουραίο να μην μπορεί να αποκαταστήσει την οριζοντίωση του αεροπλάνου λόγω αδρανοποίησης των πηδαλίων ύψους-βάθους από τους στροβίλους των πτερύγων. 

Κατεβαίνοντας το οριζόντιο ουραίο πτέρωμα στη συμβατική του θέση, όσα δομικά του μέρη είχαν αποδεδειγμένα ικανοποιητική συμπεριφορά, είτε έμειναν ως είχαν, είτε αναθεωρήθηκαν με γνώμονα την αφαίρεση βάρους αλλά χωρίς συμβιβασμούς στην αντοχή. Το χείλος προσβολής του είναι κατασκευασμένο από φύλλα κράματος αλουμινίου. Το σταθερό τμήμα του χείλους εκφυγής ενισχύθηκε από δοκίδες κράματος αλουμινίου και για την επικάλυψη χρησιμοποιήθηκε kevlar και γραφίτης με κυψελοειδή πυρήνα. Σε ορισμένα αεροπλάνα η καινοτομία πήγαινε πιο μακριά χρησιμοποιώντας από υαλονήματα. Η άκρη του κάθετου σταθερού είναι κατασκευασμένη από κυψελοειδή πυρήνα καλυμμένο με πολλαπλά φύλλα kevlar και υαλονήματα.

Η Boeing φυσικά χρησιμοποίησε και εδώ την τεράστια πείρα της προς όφελος της δομής του αεροπλάνου που είναι σχεδιασμένη έτσι ώστε να παρέχει τη μέγιστη αντοχή και ασφάλεια με ελάχιστο βάρος. Η σχεδίασή της, όπως άλλωστε σε όλα τα σύγχρονα αεροπλάνα, εξασφαλίζει ότι η αστοχία ενός δομικού τμήματος δεν απειλεί την ακεραιότητα του αεροπλάνου και τα υπόλοιπα δομικά στοιχεία της περιοχής θα μεταφέρουν τα φορτία της περιοχής που αστόχησε μέχρις ότου ανακαλυφθεί και διορθωθεί η βλάβη. Η σχεδίαση αυτή ονομάζεται fail-safe. Τα υλικά που η Boeing χρησιμοποίησε σε όλη την πρωτεύουσα δομή του Β757 είναι αλουμίνιο υψηλής αντοχής, χάλυβας και κράματα τιτανίου σε περιοχές που υπάρχει έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες. Στα δευτερεύοντα δομικά τμήματα 

Όλο λοιπόν αυτό το κατασκεύασμα θα έπρεπε να είναι εφοδιασμένο με δύο κινητήρες. Η Boeing το 1978 πήρε τις πρώτες της παραγγελίες. Ήταν από την British Airways και την Eastern Airlines. Και οι δύο εταιρείες είχαν επιλέξει για τα αεροπλάνα τους κινητήρες Rolls-Royce RB211-535C. Ήταν η πρώτη φορά που η Boeing θα άρχιζε την κατασκευή ενός αεροπλάνου που θα έφερε κινητήρες Rolls-Royce. Ένα χρόνο αργότερα η Pratt & Whitney παρουσίασε την βελτιωμένη έκδοση του JT10D που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σαν εναλλακτικός για το Β757. Επρόκειτο για τη σειρά PW2000 με το μοντέλο 2037. Στο χορό πήγε να μπει και η General Electric με τον CF6-32 αλλά η έλλειψη ενδιαφέροντος από τους πελάτες της Boeing να τον χρησιμοποιήσουν στα αεροπλάνα τους ( δύο εταιρείες μόνο είχαν ενδιαφερθεί και αυτές τελικά κατέληξαν περί το τέλος του 1980 στον 2037) την ανάγκασε να αποχωρήσει οριστικά από το πρόγραμμα. 

Το 757 όπως όλα τα σύγχρονα αεροπλάνα, φυσικά είναι εφοδιασμένο και με APU (Auxiliary Power Unit) για παροχή αέρος για κλιματισμό, και εκκίνηση των κινητήρων καθώς και για τροφοδοσία του αεροπλάνου με ρεύμα στο έδαφος και στον αέρα με κάποιους περιορισμούς ύψους. Το APU προσδίδει στο κάθε αεροπλάνο χαρακτηριστικά αυτονομίας, στο έδαφος ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στον αέρα.

Οι σημαντικότεροι νεωτερισμοί που υλοποιήθηκαν στο 757 συναντώνται στο θάλαμο Διακυβέρνησης (Cockpit). Η Boeing την εποχή εκείνη μελετούσε και σχεδίαζε και το Β767 σε μία παράλληλη εν πολλοίς πορεία με το Β757. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα τα δύο πιλοτήρια να μοιράζονται κοινή σχεδίαση. Αυτό είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα για τις αεροπορικές εταιρείες που έχουν και τα δύο αεροπλάνα στο στόλο τους.

Ο θάλαμος διακυβέρνησης των δύο αεροπλάνων είναι εξαρχής σχεδιασμένος για δύο μέλη πληρώματος, δηλαδή κυβερνήτη και συγκυβερνήτη. Η Boeing δεν έκανε τίποτα περισσότερο και τίποτα λιγότερο από εκείνο που έκαναν όλοι οι κατασκευαστές εκείνη την εποχή. Και το έκανε απολύτως σύννομα. Ο μηχανικός που υπήρχε στο 727 εδώ έχει χάσει τη θέση του. Η δουλειά που έκανε στο 727έχει μοιραστεί. Ένα μέρος της στο πλήρωμα και ένα μέρος στους υπολογιστές. Έτσι λοιπόν με μια πρώτη ματιά φαίνεται ότι ο φόρτος εργασίας των χειριστών έχει αυξηθεί, πράγμα που δεν μπορεί να είναι αποδεκτό στην πράξη. Η αλήθεια αυτή είναι μισή και κρύβει ένα μεγάλο μυστικό. Ένα μυστικό που είναι κοινό για όλα τα πιλοτήρια αυτής της νοοτροπίας. Προκειμένου να αναλάβουν οι δύο χειριστές και ένα μέρος της δουλειάς του μηχανικού χωρίς να αυξηθεί ο φόρτος εργασίας τους ένα πολύ μεγάλο δικό τους μέρος φόρτου εργασίας έχουν αναλάβει οι υπολογιστές. Έτσι όχι μόνο δεν αυξήθηκε αλλά αντιθέτως τελικά μειώθηκε. Το μυστικό της άλλης μισής αλήθειας κρύβεται από εδώ και πέρα. Δεν αυξάνεται ο φόρτος εργασίας όταν όλα πάνε καλά. Διότι αν υπάρξει πρόβλημα στους αυτοματισμούς και πρέπει να επιστρέψουν στα παλιά, ιδιαίτερα της αεροναυτιλίας, τότε ο φόρτος πολλαπλασιάζεται και τότε φαίνεται η έλλειψη του μηχανικού. Αυτό επαναλαμβάνω ισχύει για όλα τα σύγχρονα αεροπλάνα και όχι μόνο για το Β757. Γι’ αυτό υπάρχει ένας γενικός κανόνας. Μην αρχίζετε επαναπρογραμματισμούς και διορθώσεις στους υπολογιστές κάτω από τα δέκα χιλιάδες πόδια. Πάρτε το αεροπλάνο στο χέρι, αν χρειαστεί, και προσγειώστε το. Ευτυχώς οι περιπτώσεις αυτές είναι πολύ σπάνιες χάρις στα άκρως αξιόπιστα συστήματα και την επίπονη εκπαίδευση των χειριστών που η νομοθεσία απαιτεί.

Το Β757 διαθέτει συμβατικό σύστημα ελέγχου των πηδαλίων που και αυτά είναι τα κλασσικά. Έτσι λοιπόν και αυτό το συγκρότημα συγκαταλέγεται μεταξύ εκείνων που είναι «δανεικά» από τους προγόνους του. Ο έλεγχος περί τον διαμήκη άξονα επιτυγχάνεται με τα πηδάλια κλίσεως υποβοηθούμενος από την ταυτόχρονη αυτόματη λειτουργία και των flight spoilers, περί τον εγκάρσιο με τα ύψους-βάθους και περί τον κάθετο από το πηδάλιο διευθύνσεως. Είπαμε ότι ο στόχος της Boeing ήταν να προσφέρει στην αγορά ένα αεροπλάνο με το ελάχιστο δυνατό κόστος. Ένα εμπορικό αεροπλάνο που θα πουλούσε, θα έφερνε κέρδη στις αεροπορικές εταιρείες και θα συνέχιζε την επιτυχία του 727. Ο οριζόντιος σταθερωτής της ουράς είναι εξολοκλήρου κινητός και συμπαρασύρει και τα πηδάλια ύψους βάθους. Και οι υπεραντωτικές διατάξεις των πτερύγων είναι απλές με τα flaps του χείλους εκφυγής διπλής σχισμής σε δύο ζεύγη, (τα εσωτερικά δηλαδή αυτά που είναι πλησιέστερα προς τη ρίζα της πτέρυγας και τα εξωτερικά που φθάνουν μέχρι τα πηδάλια κλίσεως) και τα πέντε πτερύγια του χείλους προσβολής απλής σχισμής να καταλαμβάνουν όλο το μήκος του εκπετάσματος.

Η λειτουργία όλων των πηδαλίων (πρωτευουσών επιφανειών) εκτελείται με τη χρήση υδραυλικών actuators, από τρία για κάθε πηδάλιο ύψους βάθους και το πηδάλιο διευθύνσεως, και δύο υδραυλικών actuators για το κάθε κλίσεως. Και τα flaps χείλους εκφυγής και χείλους προσβολής (δευτερεύουσες επιφάνειες) λειτουργούν με υδραυλικά μοτέρ που μεταδίδουν περιστροφική κίνηση σε ατέρμονες κοχλίες που την μετατρέπουν σε γραμμική κίνηση. Αν η Υδραυλική πίεση χαθεί τότε μπορούν να λειτουργήσουν εναλλακτικά με ηλεκτρικά μοτέρ. Το καθένα από τα έξι spoilers, και αυτές δευτερεύουσες επιφάνειες, λειτουργεί με ένα μόνο actuator.

Ο οριζόντιος σταθερωτής λειτουργεί και αυτός με υδραυλική πίεση αλλά ελέγχεται ηλεκτρικά.

Οι εντολές του αυτομάτου πιλότου προς τις πρωτεύουσες επιφάνειες ελέγχου περνούν μέσα από τα CSEU (Control System Electronic Units) που ευρίσκονται στο χώρο των ηλεκτρικών / ηλεκτρονικών συστημάτων. Οι εντολές των χειριστών διαβιβάζονται προς τα τρία servos, τις μονάδες που κατευθύνουν την υδραυλική πίεση ανάλογα με τις εντολές, μέσω κλασσικής συνδεσμολογίας συρματοσχοίνων. Αν η υδραυλική ισχύς χαθεί δεν υπάρχει χειροκίνητη λειτουργία των πηδαλίων.

Το σύστημα προσγειώσεως είναι τριών σκελών με τέσσερις τροχούς για κάθε κύριο σκέλος και δύο για το ριναίο. Η λειτουργία τους εκτελείται με υδραυλική πίεση και ο έλεγχος με συνδεσμολογία συρματοσχοίνων, μοχλών και βαλβίδων.

Μονάδες πέδησης (φρένα) υπάρχουν μόνο στους τροχούς των κυρίων σκελών και λειτουργούν και αυτές με υδραυλική πίεση και κατευθείαν με συνδεσμολογία συρματοσχοίνων, μοχλών και βαλβίδων από τα ποδωστήρια.

Ελεγχόμενος ηλεκτρονικός έλεγχος των φρένων γίνεται με το σύστημα Auto-brake, αλλά και στην περίπτωση αυτή η λειτουργία τους είναι με υδραυλική πίεση.

Το υδραυλικό σύστημα του κάθε αεροπλάνου αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της λειτουργίας των πιο πάνω συστημάτων. Στο Β757 υπάρχουν τρία ανεξάρτητα υδραυλικά συστήματα με επτά συνολικά μονάδες παραγωγής πίεσης (αντλίες).

Τα τρία συστήματα αναγνωρίζονται σαν αριστερό, δεξιό και κεντρικό. Το καθένα από αυτά τροφοδοτείται κανονικά από δύο αντλίες εκτός του κεντρικού που τροφοδοτείται από τρείς. Για το αριστερό και το δεξιό σύστημα η υδραυλική ισχύς μπορεί να παράγεται από μία αντλία που είναι εγκατεστημένη σε κάθε κινητήρα αντίστοιχα και περιστρέφεται για να δώσει πίεση εφόσον ο κινητήρας λειτουργεί. Μία ακόμη ηλεκτροκίνητη αντλία εναλλασσομένου ρεύματος σε κάθε σύστημα παρέχει πίεση αν για οποιονδήποτε λόγο πάψει η λειτουργία της μηχανοκίνητης (παύση λειτουργίας του κινητήρα, σπάσιμο του άξονα της αντλίας κλπ). Το κεντρικό υδραυλικό σύστημα τροφοδοτείται από δύο ηλεκτροκίνητες αντλίες εναλλασσομένου ρεύματος. Έτσι λοιπόν βλέπουμε μέχρι τώρα έξι αντλίες. Η έβδομη και πιο κρίσιμη γιατί ενεργοποιείται αυτόματα και χρησιμοποιείται όταν και οι δύο κινητήρες παύσουν να λειτουργούν στον αέρα, τροφοδοτεί αποκλειστικά και μόνο το κεντρικό σύστημα. Μπορεί να εκταθεί και χειροκίνητα και ονομάζεται Ram Air Turbine (RAT). Πρόκειται για μία δίφυλλη έλικα που στον άξονά της είναι τοποθετημένη μία αντλία. Όταν αδρανεί ευρίσκεται εγκλωβισμένη σε μία θέση εσωτερικά των αεροδυναμικών καλυμάτων της ρίζας της δεξιάς πτέρυγας. Όταν χρειάζεται να ενεργοποιηθεί ανοίγει η θυρίδα της και εκτείνεται προς τα κάτω ενώ ταυτόχρονα η έλικα εκτίθεται στη ροή του αέρος όπως κινείται το αεροπλάνο. Η ροή του αέρος περιστρέφει την έλικα και αυτή με τη σειρά της περιστρέφει την αντλία. Η ικανότητα παροχής της φτάνει τα 11 γαλόνια ανά λεπτό. Για να έχετε ένα μέτρο σύγκρισης να αναφέρω ότι η κάθε μηχανοκίνητη αντλία έχει ικανότητα παροχής 37 γαλονιών ανά λεπτό ενώ η κάθε ηλεκτρική 6-9 γαλονιών ανά λεπτό ανάλογα με τη ζήτηση.

Επίσης τροφοδοτεί και την υδραυλική γεννήτρια εναλλασσομένου ρεύματος ισχύος 10 Kva αν χρειαστεί. Η μονάδα αυτή στηρίζεται στην ίδια αρχή λειτουργίας του PTU μόνο που αντί στην άλλη άκρη του άξονα να είναι τοποθετημένη μία υδραυλική αντλία είναι τοποθετημένη μία γεννήτρια. Η σπουδαιότητα του υδραυλικού συστήματος του κάθε αεροπλάνου υπογραμμίζεται από το γεγονός ότι ο κατασκευαστής έχει τοποθετήσει πολλαπλά και αλληλοκαλυπτόμενα συστήματα και εναλλακτικές πηγές διασφάλισης της ακεραιότητας του συστήματος.

Ο θάλαμος διακυβερνήσεως και ο θάλαμος των επιβατών κλιματίζονται για να διατηρούν ένα άνετο και ευχάριστο περιβάλλον. Πέραν όμως του περιβαλλοντικού σκοπού του κλιματισμού υπάρχει και το πρακτικό μέρος όπου είναι αναγκαία η συμπίεση της ατράκτου προκειμένου να δημιουργούνται ασφαλείς συνθήκες επιβίωσης των επιβαινόντων εφόσον το αεροπλάνο πετά σε ύψη όπου ο άνθρωπος χωρίς τεχνικά μέσα δεν μπορεί να ζήσει. Ο κλιματισμός και ταυτόχρονα και η συμπίεση γίνεται από αέρα που λαμβάνεται από τους κινητήρες κατά κύριο λόγο, και από το APU κάτω από ένα ορισμένο ύψος. Ο έλεγχος του κλιματισμού γίνεται από πολύπλοκες ηλεκτρονικές μονάδες που δέχονται πληθώρα πληροφοριών, όπως θερμοκρασία από διάφορα σημεία του θαλάμου επιβατών, των χώρων αποσκευών, του αέρα που λαμβάνεται από τους κινητήρες, που έχει καθαριστεί και επεξεργαστεί, εξωτερική θερμοκρασία κλπ. Η συμπίεσης ρυθμίζεται βάσει του αέρα που εκρέει από την άτρακτο ελεγχόμενος από τις βαλβίδες εκροής (outflow valves) που και αυτές ελέγχονται αυτόματα και χειροκίνητα μέσω του ρυθμιστή συμπίεσης (pressurization controller) λαμβάνοντας πληθώρα πληροφοριών, όπως το ύψος πτήσης, η βαρομετρική πίεση μέσα και έξω από το αεροπλάνο, οι μεταβολές του ύψους κλπ.

Περιττό να σημειώσω ότι το σύστημα κλιματισμού και συμπίεσης είναι ζωτικής σημασίας και για το λόγο αυτό τα συστήματα ελέγχου είναι διπλά και με πολλαπλές δικλίδες ασφαλείας. Οι χώροι αποσκευών και εμπορευμάτων είναι εφοδιασμένοι με αισθητήρες καπνού που δίνουν ενδείξεις ύπαρξης του άρα φωτιά. Το ίδιο υπάρχουν αισθητήρες καπνού και στις τουαλέτες του αεροπλάνου.

Ηλεκτρική ισχύς 90Kva,115/200 volts τριφασικού εναλλασσομένου ρεύματος συχνότητας 400 κύκλων εξασφαλίζεται από δύο γεννήτριες τοποθετημένες από μία σε κάθε κινητήρα. Οι γεννήτριες αυτές είναι του τύπου IDG (integrated drive generators). Η μονάδα αυτή έχει ενσωματωμένο και το σύστημα διατήρησης σταθερών στροφών (12000rpm) ώστε να διατηρούνται σταθερές οι παράμετροι της εξόδου της γεννήτριας ανεξαρτήτως των αυξομειώσεων των στροφών του κινητήρα.

Μία ακόμη εφεδρική γεννήτρια από το APU μπορεί να τροφοδοτήσει υπό προϋποθέσεις τα συστήματα του αεροπλάνου.

Βασική προϋπόθεση για να πετάξει το αεροπλάνο είναι να διαθέτει τα αναγκαία καύσιμα. Οι χώροι αποθήκευσης τους ευρίσκονται στο εσωτερικό των πτερύγων, όπου η ίδια η κατασκευή τους διαμορφωμένη και στεγανοποιημένη κατάλληλα σχηματίζει μία δεξαμενή σε κάθε πτέρυγα. Επίσης το κεντρικό τμήμα τους που διαμορφώνεται στην άτρακτο και μεταξύ των πτερύγων, υπάρχει μία ακόμη,. Για να τροφοδοτηθούν οι κινητήρες με καύσιμο υπάρχουν δύο ηλεκτρικές (εναλλασσομένου ρεύματος) ενισχυτικές αντλίες (boost pumps) σε κάθε κύρια δεξαμενή και δύο ακόμη υπερβατικές αντλίες (override pumps) (εναλλασσομένου ρεύματος)στην κεντρική δεξαμενή. Μία ακόμη αντλία συνεχούς ρεύματος μπορεί να τροφοδοτήσει το APU με καύσιμο αν η ενισχυτική αντλία της αριστερής δεξαμενής δεν λειτουργεί ή δεν υπάρχει εναλλασσόμενο ρεύμα στο αεροπλάνο. Αυτό γίνεται διότι όπως είπαμε το APU τροφοδοτεί με εναλλασσόμενο ρεύμα το αεροπλάνο και είναι η κύρια πηγή όταν δεν λειτουργούν οι κινητήρες και εφόσον δεν υπάρχει εξωτερική πηγή. Για να εκκινήσει λοιπόν το APU και να αρχίσει να δίνει ρεύμα θα πρέπει να πάρει και καύσιμο. Για το λόγο αυτό θα πρέπει κάποια αντλία να λειτουργήσει από τον συσσωρευτή του αεροπλάνου και να στείλε καύσιμο για την εκκίνηση του APU.

Η μέτρηση της ποσότητας του καυσίμου μέσα στις δεξαμενές λαμβάνεται από τις μονάδες μέτρησης μέσα στις δεξαμενές, επεξεργάζεται από τον υπολογιστή ένδειξης του καυσίμου και εμφανίζεται στο EICAS στη σελίδα των καυσίμων.

Οι ενδείξεις είναι πάντα σε μονάδες βάρους ανάλογα με την επιλογή του πελάτη. Μπορεί να είναι σε pounds (lbs) ή σε κιλά (Kgs). Η χωρητικότητα της κάθε δεξαμενής είναι καθορισμένη ογκομετρικά. Η κεντρική μπορεί να δεχτεί μέχρι 6924 USG και οι δεξαμενές των πτερύγων 2176 USG. Οι ποσότητες αυτές μπορούν να αντιστοιχούν με μία μέση πυκνότητα καυσίμου 6.7 Lbs/USG σε 46400 Lbs ή περίπου 21000 kgs στην κεντρική και από 14580 Lbs ή περίπου 6600 Kgs σε κάθε πτέρυγα δηλαδή 75500 Lbs ή 34200 kgs συνολικά.

Το Β757 πέταξε σε διάφορες παραλλαγές όχι όμως σε τόσες που συναντάμε σε άλλα αεροπλάνα. Ήταν ένα οικονομικό αεροπλάνο ιδιαίτερα ελκυστικό για εταιρείες Charters, αλλά χωρίς να σνομπάρεται και από εταιρείες τακτικών δρομολογίων.

Το τεράστιο μειονέκτημά του ήταν η αδυναμία χρήσης εμπορευματοκιβωτίων στις αποθήκες του αεροπλάνου πράγμα που απαιτούσε μεγάλο αριθμό προσωπικού για τη φόρτωση και φυσικά μεγάλο χρόνο. Η Boeing προκειμένου να μετριάσει τις συνέπειες από αυτό το μειονέκτημα στα μεταγενέστερα μοντέλα τοποθέτησε ένα σύστημα που το ονόμασε automated carpet system. Αυτό ήταν ένας κυλιόμενος διάδρομος που τοποθετούσαν επάνω τις αποσκευές και προωθούνταν στο βάθος της αποθήκης. Και αυτό όμως ήταν ημίμετρο. Το πρόβλημα στη ουσία δεν είχε λυθεί αλλά έτσι βαδίζει μέχρι σήμερα.

Ένα άλλο τεράστιο, αποδεδειγμένα υπαρκτό και μοναδικό χαρακτηριστικό του Β757 είναι η παραγωγή ισχυρότατων στροβίλων ακροπτερυγίων ή δίνες ακροπτερυγίων τα αποκαλούμενα στην αεροπορία με τον όρο wake vortices. Η μοναδικότητα του φαινομένου είναι οτι τα wake vortices που παράγονται από τα ακροπτερύγια του 757 είναι τόσο ισχυρά, όσο σε κανένα άλλο αεροπλάνο, ώστε έχουν θεσπιστεί διαδικασίες εναερίου κυκλοφορίας που απαιτούν οριζόντιο διαχωρισμό τουλάχιστον τεσσάρων μιλίων του αεροπλάνου που βρίσκεται πίσω από ένα 757. Και πολλές φορές ούτε αυτή η απόσταση είναι αρκετή να εξαλείψει τις συνέπειες. Παρενθετικά να σημειώσω για να έχετε μία εικόνα του φαινομένου, οτι αν κάποιο αεροπλάνο βρεθεί μέσα σε αυτές τις δίνες και σε μικρό ύψος και σε σχέση με το μέγεθος του δύσκολα θα μπορέσει το πλήρωμα να αποφύγει μια άκρως επικίνδυνη κατάσταση. Έχουν δε σημειωθεί ατυχήματα αυτής της αιτιολογίας.

Πέραν όμως του επικίνδυνου φαινομένου για τα άλλα αεροπλάνα, υπάρχει και το πρόβλημα της οπισθέλκουσας που δημιουργείται από αυτούς τους στροβίλους με αποτέλεσμα την αυξημένη κατανάλωση καυσίμου. Για το λόγο αυτό η Boeing σχεδίασε την τροποποίηση των ακροπτερυγίων του προσθέτοντας τεράστια πτερύγια τα ονομαζόμενα winglets. Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό. Η ισχύς των παραγόμενων στροβίλων μειώθηκε σημαντικά, η δε εκπομπή ρύπων και η κατανάλωση καυσίμου μειώθηκε και αυτή κατα περίπου 5% που με διάφορους υπολογισμούς της Boeing σε μία διαδρομή 1000 μιλίων η κατανάλωση καυσίμων μπορεί να πέσει ακόμα και κατα 200 κιλά.

Τελικά το Β757 αν και δεν κατάφερε ποτέ να κάνει την επιτυχία των Β737 ή 727 εντούτοις όταν το 2005 έκλεισε η γραμμή παραγωγής είχε παραδώσει 1049 αεροπλάνα, νούμερο καθόλου ευκαταφρόνητο.

Παράλληλα όμως αν και δεν κινδύνευε σημαντικά από τους ανταγωνιστές εκείνης της εποχής, η ολοένα και αυξανόμενη τιμή των καυσίμων παγκοσμίως είχε επιδράσει σημαντικά στις δραστηριότητες των αεροπορικών εταιρειών. Φυσικό επακόλουθο του φαινόμενο ντόμινο ήταν να επηρεάσει και τους κατασκευαστές. Η Boeing προ του κινδύνου να βρεθεί σε οικονομικά αδιέξοδα είχε προχωρήσει σε μαζικές απολύσεις που σε κάποιες περιπτώσεις είχαν φτάσει ή και ξεπεράσει το ένα τέταρτο του εργατικού δυναμικού της.

Boeing

Ο μόνος τρόπος για να βγει ένα αεροπλάνο από αυτό το κατά κανόνα θανάσιμο αγκάλιασμα, είναι η απότομη και επαναλαμβανόμενη εναλλάξ χρήση των πηδαλίων κλίσεως ώστε το αεροπλάνο να εκτελεί μεγάλες κλίσεις που στο τέλος θα αλλάξουν και τη στάση του αλλά και θα δώσουν στα πηδάλια ύψους βάθους την ικανότητα να γίνουν δραστικά και να ρίξουν την κεφαλή του αεροπλάνου. Και φυσικά το σημαντικό είναι να υπάρχει αρκετό ύψος.

Στο τέλος λοιπόν, όταν πλέον είχε οριστικοποιηθεί η σχεδίαση το αποτέλεσμα έδειχνε ένα εντελώς νέο αεροπλάνο που στο σχήμα δεν είχε καμία σχέση με το 727. Και λέω στο σχήμα διότι ένα μεγάλο ποσοστό από τα συστήματα του προερχόταν από τους προγόνους του το Β727 και 737 ρίχνοντας σημαντικά το κόστος προς όφελος όλων.

Κατασκευαστή με κατά 40% περίπου μειωμένο κόστος παραγωγής και αεροπορικών εταιρειών. Αυτό ήταν μεγάλη επιτυχία. Τελικά περισσότερο έμοιαζε με το Β737 αλλά με περίπου 50% μακρύτερη άτρακτο παρά με το 727. Γενικότερα έδειχνε σαν ένα εντελώς νέο αεροπλάνο.

Μετακίνησε όμως τη θέση των κινητήρων που βρισκόταν στην ουρά του 727 κάτω από τις πτέρυγες και αφαίρεσε τον ένα από τους τρείς. Το τρικινητήριο 727 είχε γίνει τώρα δικινητήριο. Αυτό σήμαινε μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα. Μειονεκτήματα όσον αφορά την εκμετάλλευση ενός δικινητήριου αεροπλάνου πάνω από τον Ατλαντικό και γενικότερα σε πτήσεις που η πορεία τους ήταν μακριά από αεροδρόμια εναλλαγής / καταφυγής και αδυναμία, βάσει νομοθεσίας, επιστροφής του αεροπλάνου στη Βάση του (ferry flight) σε περίπτωση βλάβης σε κινητήρα που θα τον έθετε οριστικά εκτός λειτουργίας. Προβλήματα μεταφορικής ικανότητας δεν προέκυπταν καθώς οι δύο κινητήρες με μεγαλύτερη ώση ο καθένας, υπερκάλυπταν την συνολικά αποδιδόμενη ώση από τους τρείς κινητήρες.

χρησιμοποιούνται σύνθετα υλικά σε μεγάλη έκταση όπως και στις επιφάνειες ελέγχου της πτήσης όπου οι απαιτήσεις για υψηλή αντοχή δεν είναι μονόδρομος. Ενδεικτικά να αναφέρω ότι χρησιμοποιούνται τρεις τύποι σύνθετων υλικών. Εποξικός γραφίτης για υψηλή αντοχή σε σχέση με το βάρος στις επιφάνειες ελέγχου, Kevlar για καλά χαρακτηριστικά αντοχής και Kevlar / γραφίτη για αντοχή κρούσεων σε περιοχές που υπόκεινται στον κίνδυνο από ζημιές λόγω πρόσπτωσης ξένων αντικειμένων.

Η κατασκευής της ατράκτου είναι ημικελυφοειδής (semi-monocoque). Ημικελυφοειδής κατασκευή σημαίνει ότι η επικάλυψη της ατράκτου έρχεται να καλύψει ένα σκελετό από πλαίσια και δοκούς/δοκίδες. Τα δε φορτία από τις καταπονήσεις μεταφέρονται από το συνολικό κατασκεύασμα και όχι μόνο από την επικάλυψη ή μόνο από το σκελετό. Η κατασκευή αυτή έχει αποδείξει ότι είναι η ιδανική στην αεροπορία και όχι μόνο. Ακόμη και αυτοκίνητα κατασκευάζονται με αυτή τη λογική.

Αντίθετα μία παραγγελία 60 αεροπλάνων από τη Delta Airlines με την επιλογή να «φοράνε» τον PW2037 έδωσε τη ζωή στον κινητήρα αυτόν. Ο κάθε κινητήρας από αυτούς έχει τη δική του «προσωπικότητα» αλλά δεν είναι του παρόντος. Σε κάποια άλλη μελλοντική ευκαιρία θα μιλήσουμε και για αυτούς ειδικότερα και με περισσότερες λεπτομέρειες. Όλοι οι κινητήρες λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονται και της παρουσίας καυσίμων και λιπαντικών στα συστήματά τους είναι επιρρεπείς σε πυρκαγιά αν κάτι δεν πάει καλά και υπάρξουν διαρροές από τις δεκάδες σωληνώσεις που τους διατρέχουν. 

P&W 2000

Pratt & Whitney

Για το λόγο αυτό υπάρχουν εγκατεστημένα συστήματα στοιχείων ανίχνευσης υπερθέρμανσης, πυρανίχνευσης και προειδοποίησης πυρκαγιάς στο χώρο μεταξύ των αεροδυναμικών καλυμμάτων (καπό) και του κινητήρα. Το κάθε στοιχείο αποτελείται από ένα διπλό βρόγχο ανιχνευτών που πρέπει και οι δύο μαζί να ανιχνεύσουν συνθήκες φωτιάς για να δώσουν προειδοποίηση στο πλήρωμα. Αν όμως το ένα στοιχείο του βρόγχου έχει βλάβη τότε ανίχνευση συνθηκών υπερθέρμανσης / φωτιάς θα δώσει προειδοποίηση. Το ίδιο συμβαίνει και με το σύστημα πυρανίχνευσης και προειδοποίησης πυρκαγιάς στο χώρο του APU. Στην περίπτωση όμως του APU όταν ανιχνευτεί φωτιά τότε το APU θα σβήσει αυτόματα (auto shut-down) και θα κάνει και αυτόματη πυρόσβεση.

Στο πιλοτήριο κυριαρχούν οι έξι οθόνες πολλαπλών ενδείξεων και λειτουργιών. Μπροστά σε κάθε χειριστή υπάρχουν δύο έγχρωμες οθόνες καθοδικού σωλήνα, όπως ακριβώς οι παλιές τηλεοράσεις, σε διάταξη μία πάνω και μία κάτω. Η επάνω είναι αυτή που αντικαθιστά το παλαιό ADI (Attitude Director Indicator) τον τεχνητό ορίζοντα δηλαδή και η κάτω το HSI (Horizontal Situation Indicator) δηλαδή τον προσανατολισμό και την πορεία του αεροπλάνου κατα κάποιον τρόπο.

Στη μέση του κεντρικού πίνακα υπάρχουν δύο ακόμη οθόνες και αυτές καθοδικού σωλήνα, που αποτελούν το σύστημα EICAS (Engine Indications and Crew Alerting System). Εκεί αποτυπώνονται όλες οι πληροφορίες από τις λειτουργίες των συστημάτων και των κινητήρων, όπως επίσης και τα προειδοποιητικά μηνύματα σε περίπτωση βλάβης ή δυσλειτουργίας των συστημάτων.

Τα υπόλοιπα συστήματα είναι εκείνα που περιμένουμε να δούμε σε κάθε πιλοτήριο, τον αυτόματο πιλότο ( που δεν είναι πλέον αυτός ο υπεραπλουστευμένος που απλά «πετάει» το αεροπλάνο, αλλά είναι συνδυασμός πολλών άλλων περιφερειακών υπολογιστών, τα κλασσικά χειριστήρια των πηδαλίων και των κινητήρων κλπ.

Το σύστημα αυτόματης πτήσης όπως συνηθίζεται να λέγεται πλέον υπονοώντας (σήμερα εσφαλμένα) τον αυτόματο πιλότο είναι ένα από τα πλέον πολυσύνθετα συστήματα του κάθε σύγχρονου αεροπλάνου και συνεπώς και του Β757 που αν και παλαιότερης γενιάς μπορεί να συγκαταλέγεται στην κατηγορία αυτή.

Βέβαια σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να συγκριθεί με τα συστήματα των αεροπλάνων τελευταίας γενιάς με συστήματα καλωδιακού ελέγχου (fly-by-wire) αλλά δεν παύει να έχει σημαντικές πολυπλοκότητες.

Το autoflight system λοιπόν εκτός φυσικά από τον αυτόματο πιλότο περιλαμβάνει το σύστημα απόσβεσης πορειακών εκτροπών (Yaw Damper system) το σύστημα αντιστάθμισης και σταθεροποίησης (Mach trim & stability) και το σύστημα διαχείρισης της ώσης (Thrust Management System).

Ο Αυτόματος πιλότος είναι σε συνεχή συνεργασία με το σύστημα διαχείρισης των εντολών για την καθοδήγηση της πτήσης το ονομαζόμενο τεχνικά Flight Director (F/D), από τρία διαθέσιμα κανάλια.

Το σύστημα απόσβεσης πορειακών εκτροπών αποτελείται από δύο συστήματα με αντίστοιχους υπολογιστές. Το ίδιο και το σύστημα αντιστάθμισης και σταθεροποίησης.

Αντίθετα το σύστημα διαχείρισης της ώσης διαθέτει έναν μόνο υπολογιστή αφού σκοπό έχει τη μείωση του φόρτου εργασίας του χειριστή και όχι σημαντική συνεισφορά στην ασφάλεια της πτήσης. Βέβαια σε πτήσεις μεγάλης διάρκειας η συμβολή του είναι έμμεση καθώς όταν λειτουργεί κανονικά αφήνει το πλήρωμα ξεκούραστο για να αντιμετωπίσει τυχόν απρόοπτα.

Το Β757 πέραν των κλασσικών τρόπων επικοινωνίας όπως το VHF και HF διαθέτει και σύστημα ACARS (Airborn Communication Addressing and Reporting System).

Α διαθεσιμότητά του όμως δεν συμπεριλαμβάνεται στον τυπικό εξοπλισμό του αεροπλάνου. Αν έχει εγκατασταθεί έχει τη δυνατότητα να εκπέμπει και να λαμβάνει γραπτά μηνύματα και εκπομπή όλων των δεδομένων της πτήσης προς σταθμούς εδάφους σε πραγματικό χρόνο (real time).

Μία ακόμη αντλία που λειτουργεί με υδραυλική πίεση από το δεξιό σύστημα και παρέχει πίεση στο αριστερό για χρήση από τα Flap/slats, το σύστημα προσγειώσεως και το σύστημα κατεύθυνσης στο έδαφος, είναι η Μονάδα Μεταβίβασης Υδραυλικής Ισχύος (Power Transfer Unit – PTU). Η περίεργη αυτή μονάδα βασίζει την περιστροφικής της ικανότητα σε ένα μοτέρ που μετατρέπει την υδραυλική πίεση του δεξιού συστήματος σε περιστροφική, για να περιστρέψει μία αντλία συνδεδεμένη στον ίδιο άξονα που θα δώσει πίεση στις συγκεκριμένες μονάδες του αριστερού συστήματος. Η λογική χρήσης και λειτουργίας είναι ακριβώς η ίδια όπως και το Β737-400. Εάν ο κινητήρας Νο 1 (αριστερός) παύσει να λειτουργεί ή η πίεση που παρέχει η μηχανοκίνητη αντλία του Νο 1 κινητήρα πέσει χαμηλά τότε αναλαμβάνει λειτουργία.

Κ. Γαβριλάκης

Κ.Γαβριλάκης

Κ. Γαβριλάκης

Κ. Γαβριλάκης

Κώστας Ν. Γαβριλάκης

Σχόλια - Comments

www.wings900.com

Το μοντέλο αυτό δείχνει την "υβριδική" μετάλλαξη του Β727 σε Β757 σε πρώιμο στάδιο. Στη συνέχεια φυσικά η "Τ tail" σχεδίαση εγκαταλείφθηκε ως μη αναγκαία λόγω της θέσεως των κινητήρων, και υιοθετήθηκε η συμβατική με σημαντικά σχεδιαστικά, αεροδυναμικά και οικονομικά πλεονεκτήματα. Πρέπει να σημειωθεί οτι η σχεδίαση "Τ tail" αποτελεί σχεδίαση ανάγκης.

Αυτοσχεδιάζοντας από το.... παρελθόν.....