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Apr 26, 2024

Los nuevos detalles de reparación del Boeing 787 revelan el alcance del desafío de verificación de brechas

Cuando American Airlines aceptó formalmente un nuevo 787 del sitio de producción de Boeing en Charleston, Carolina del Sur, el 10 de agosto, el fabricante marcó oficialmente el evento como el principio del fin de una

Cuando American Airlines aceptó formalmente un nuevo 787 del sitio de producción de Boeing en Charleston, Carolina del Sur, el 10 de agosto, el fabricante marcó oficialmente el evento como el principio del fin de una dolorosa y costosa suspensión de entregas de 14 meses debido a la calidad de la producción. asuntos.

Pero como revelaron las últimas ganancias trimestrales de Boeing en octubre, la batalla de la compañía para recuperarse de una serie de problemas de producción que han afectado al programa desde 2019 seguirá siendo una carga durante al menos los próximos dos años. Los problemas con defectos de calidad de la superficie, cuñas, espacios y componentes fuera de tolerancia paralizaron dos veces las entregas a fines de 2020 y nuevamente en 2021 y, a pesar de las correcciones, sigue siendo un proceso costoso y que requiere mucha mano de obra.

Según Brian West, director financiero y vicepresidente ejecutivo de Boeing, sólo se entregaron nueve 787 en el tercer trimestre y 115 quedaron en el inventario no entregado. "El ritmo de las entregas del inventario en el futuro se basará en el retrabajo finalizado, así como en los requisitos de planificación de la flota del cliente", afirma. "Esperamos que la mayoría de estos aviones se entreguen en los próximos dos años".

Boeing ya se ha tragado el trago amargo asociado con los enormes costos de reelaboración y los enormes retrasos en las entregas, prediciendo pérdidas generales de alrededor de 5.500 millones de dólares. Tal como están las cosas, la empresa parece estar a poco más de la mitad de los peores efectos financieros del problema de la calidad. En su comentario en la última conferencia telefónica sobre resultados del 26 de octubre, West dijo: “Registramos 303 millones de dólares de 787 costos anormales en el trimestre, en línea con las expectativas, y todavía anticipamos un total de alrededor de 2 mil millones de dólares, la mayoría incurridos a finales de año. 2023. Estos costos se deben a tasas de retrabajo y producción inferiores a cinco por mes”.

Las entregas se reanudaron después de la tan esperada aprobación por parte de la FAA el 29 de julio del plan de Boeing para corregir los problemas e inspeccionar los aviones no entregados. El plan, que aborda los procedimientos de inspección y reparación, impulsa procesos de cumplimiento específicos de la estructura del avión que Boeing utilizará para demostrar que cada avión cumple con las especificaciones. Boeing señala que a medida que los 787 salen de la línea de producción, ahora no requieren verificación ni reelaboración de unión posproducción.

Pero, ¿por qué Boeing tarda tanto en acelerar las entregas? Aviation Week ha obtenido documentos que describen el enorme alcance de los problemas que enfrenta el programa 787 desde 2019 y algunas de las complejidades involucradas en su inspección y corrección. Estos informes muestran que, a partir de agosto y septiembre de 2019, la compañía comenzó a descubrir el primero de una serie de “escapes de calidad” estructurales que en los meses siguientes eventualmente incluirían 15 incumplimientos estructurales con las regulaciones de aeronavegabilidad y 57 incumplimientos, o incumplimientos específicos. requisitos, normas o procedimientos.

Los problemas iniciales se detectaron en la aleta vertical, pero a medida que Boeing aumentó su escrutinio del fuselaje, se encontraron no conformidades e incumplimientos desde la Sección 48 de popa hasta el subconjunto de morro de la Sección 41 (ver gráfico). Los inspectores de calidad del sitio de Boeing en Salt Lake City, donde se fabrica la aleta, sospecharon que se habían utilizado fuerzas superiores a las 5 libras por pie estipuladas durante el montaje de las cuñas, pequeños elementos que se agregan para eliminar espacios, mantener el rendimiento estructural y Minimizar las fuerzas de descenso necesarias para llevar la aeronave a la configuración nominal.

Se realizaron verificaciones y solo fue necesario volver a trabajar tres aletas, pero el problema, contenido en la Línea No. 898, encendió las alarmas y también se inició una investigación para revisar las cuñas de los conjuntos de estabilizadores horizontales. Los ensamblajes ya habían sido un problema al principio del programa, lo que llevó a una inmovilización temporal de la flota de pruebas de vuelo en 2010 después del descubrimiento de problemas con cuñas instaladas incorrectamente y el torque de los sujetadores asociados.

Al igual que con la aleta vertical, los inspectores descubrieron que en algunas aeronaves se habían utilizado fuerzas de sujeción incorrectas superiores a las 5 libras por pie para precargar la articulación, lo que generaba una tensión de tracción en el conjunto estabilizador. Aunque no hubo preocupaciones de seguridad inmediatas debido a la corta edad de la flota, sí hubo preocupación de que la tensión no planificada reduciría los márgenes de seguridad estática y de fatiga de la aeronave.

Se realizaron verificaciones en todos los 787-8 desde la Línea No. 821 hasta el último avión de la línea, mientras que las verificaciones en todos los 787-9 y -10 se realizaron desde la Línea No. 126. El problema, que afectó específicamente a partes del estabilizador donde se une al fuselaje en un punto llamado correa de pivote y ajuste, así como conjunto de punta, fue declarado contenido e incorporado a producción por la Línea No. 1041.

En septiembre de 2019, la FAA emitió una directiva de aeronavegabilidad (AD) que requería una inspección única de los conjuntos de pasadores de pivote del estabilizador horizontal del 787 para detectar desalineaciones y espacios incorrectos. Este anuncio fue provocado por un informe de posible desalineación del anillo de bloqueo del pasador de pivote del estabilizador horizontal, el pasador de pivote exterior y el espaciador exterior en el montaje final. Boeing finalmente modificó seis piezas de aviones en Everett, Washington y Carolina del Sur.

Problemas más serios surgieron en abril de 2020, cuando las inspecciones revelaron espacios excesivos dentro del perfil de la superficie entre las dos secciones 47 y 48 de la cola trasera. Al formar la unión entre la Sección 47 en la parte trasera de la cabina y la Sección 48 del cono de cola construido por Korean Air, El problema se centró en dónde se unían las piezas en el mamparo de presión de popa alrededor de la Estación de empalme 1878. Los espacios excedían el requisito de la línea de molde interior (IML) de Boeing para que cada superficie de contacto del fuselaje mantuviera la planitud dentro de 0,005 pulgadas, aproximadamente el ancho de un ser humano. cabello, más de 5 pulgadas determinadas. tramo a lo largo de la superficie de la unión.

Si bien aparentemente era una variación de proporciones diminutas, la brecha no se ajustaba al diseño de Boeing y el problema planteó dudas sobre los efectos en la transferencia de carga a través de la unión y, potencialmente, el margen estructural. Las consideraciones sobre la transferencia de carga entre las secciones del fuselaje son importantes porque las estructuras compuestas son muy rígidas, a diferencia de las estructuras de avión de aluminio convencionales, que son flexibles. Cualquier problema que potencialmente interfiera con la transferencia de carga entre secciones, como espacios, calzas instaladas incorrectamente o superficies internas que no sean lisas, puede constituir un foco de acumulación de tensión.

Boeing también identificó un problema parcialmente relacionado con un sistema automatizado basado en láser que escaneaba las superficies de contacto de las Secciones 47 y 48 antes de unirse. El software predictivo del sistema utilizó los escaneos para fabricar automáticamente las calzas, lo que suavizó cualquier posible brecha. Se descubrió que en algunos casos, cuando se deberían haber producido calzas más gruesas, el software restringió por error el tamaño de las calzas a un espesor máximo de 0,061 pulgadas.

El análisis de ingeniería indicó que las aeronaves afectadas por problemas de calce y suavidad de la superficie de la superficie podrían no ser capaces de cumplir con la carga límite y, como resultado, ocho aeronaves operadas por Air Canada, United Airlines y Singapore Airlines quedaron en tierra en agosto de 2020. fueron reparados, en octubre de 2020 se introdujo el software de fabricación de calces corregido y se aplicó desde la Línea N° 907 en adelante. Más tarde ese mes se agregó un proceso de inspección de orificios pasantes desde la Línea No. 915 en adelante.

Mientras tanto, Boeing descubrió más problemas en torno al empenaje, donde un calce inadecuado había provocado nuevamente que se utilizaran fuerzas de sujeción excesivas al instalar el estabilizador horizontal. En el otro extremo del avión, el proveedor de ventanas PPG descubrió que una variación de producción en la unión del acrílico utilizado en las ventanas de la cabina de vuelo N° 1 y N° 2 provocaba algunos problemas de formación de arcos y grietas. Aunque el problema no representó un problema inmediato de seguridad de la flota, representó otro retraso más en el programa impulsado por los proveedores. PPG revisó los procesos de producción y comenzó a contratar personal para producir los 15 conjuntos de barcos planificados por mes para mediados de 2022.

Los problemas de brecha llevaron a Boeing a ampliar su inspección de conformidad IML para incluir una auditoría de las uniones entre las secciones realizadas por los proveedores. La auditoría examinó las interfaces entre las Secciones 41 y 43 del fuselaje delantero, fabricadas por Spirit AeroSystems y Kawasaki Heavy Industries (KHI), y las interfaces entre las Secciones 44 y 46 de la mitad del cuerpo fabricadas por Leonardo y la Sección 47 de Boeing. , se encontraron posteriormente en todas estas articulaciones.

En septiembre de 2020, cuando los viajes aéreos mundiales se vieron diezmados por el impacto de la pandemia y con la decisión de trasladar toda la producción del 787 a Carolina del Sur, la compañía optó por suspender las entregas mientras realizaba retrabajos y más inspecciones. Mientras tanto, la auditoría descubrió más problemas dentro de la sección 41 del morro, incluidos defectos de calzas y espacios alrededor de la gran puerta de carga, las puertas de entrada delanteras de pasajeros y las placas de larguero debajo de la cabina. En enero de 2021, Boeing decidió ampliar la auditoría más allá de las uniones circulares para incluir todas las uniones comunes a las superficies que requieren un criterio de suavidad de 0,005 pulgadas sobre un espesor de 5 pulgadas. durar.

La auditoría de proveedores encontró 38 no conformidades y 12 incumplimientos. Los más afectados fueron los Artículos 44 y 46, con nueve no conformidades y un incumplimiento; Sección 43 de KHI, con 18 no conformidades; y la Sección 41, con ocho no conformidades y nueve incumplimientos. La propia auditoría interna del sistema de gestión de calidad de Boeing descubrió 19 no conformidades y cinco incumplimientos. El área más afectada en la auditoría de Boeing fue el conjunto de la carrocería de popa, que, excluyendo las dos no conformidades descubiertas en la aleta vertical y el estabilizador horizontal, contenía 10 no conformidades y tres no conformidades.

Las entregas se reanudaron brevemente en marzo de 2021 con la entrega de la Línea No. 1048 a United Airlines, seguida de cuatro aviones adicionales a All Nippon Airways, Turkish Airlines y Uzbekistan Airways. Sin embargo, al ser evidente el verdadero alcance de los problemas de producción y seguir surgiendo nuevos problemas en medio de la preocupación de la FAA por los métodos de inspección de Boeing, las entregas se suspendieron nuevamente a finales de ese verano.

A mediados de 2021, durante la revisión de la FAA de los procesos de Boeing utilizados para comprobar las uniones del fuselaje, se pidió a la empresa que inspeccionara la interfaz entre el mamparo de presión delantero y la estructura delantera circundante del fuselaje. La inspección encontró brechas que excedían la tolerancia máxima e inevitablemente llevaron a Boeing a la decisión de que tendría que retirar y reemplazar el mamparo de presión delantero en cada avión no entregado.

Posteriormente, Boeing descubrió que el análisis de fatiga del mamparo se había basado en cargas térmicas incorrectas. La solución requirió un análisis actualizado, nuevos límites en los intervalos de inspección y un rediseño, la mayor parte del cual se entregó a ingeniería a fines de mayo de 2022. Las correcciones estaban destinadas a ser introducidas por la Línea No. 1186, mientras que se calculó una limitación de aeronavegabilidad actualizada para reducir la inspección. umbral en el que se debe inspeccionar el mamparo desde los 44.000 ciclos actuales hasta un número aún no especificado.

Durante el resto de 2021 y hasta principios de 2022, más problemas de “escape” continuaron perturbando el programa. Spirit alertó a Boeing sobre un problema de calce en la puerta de carga grande delantera, y Boeing descubrió en septiembre que las áreas alrededor de los alrededores de la puerta de carga a granel y de pasajeros de la Sección 47 no estaban conformes. En un área cercana, una evaluación de los problemas de calidad de la superficie en el área de unión entre las Secciones 47 y 48 encontró que los extremos de los largueros se estaban deslaminando.

Casi al mismo tiempo, se encontraron arrugas y huecos en las capas en secciones compuestas fijas de borde de ataque, o paneles en J, fabricados por Nikkiso bajo subcontrato de Spirit. El problema afectó a los seis paneles en el borde de ataque de cada ala. Boeing también descubrió que partes de la Sección 46 podrían haberse fabricado utilizando un material de titanio incorrecto; la solución, que llevó mucho tiempo, requirió escaneo por fluorescencia de rayos X y reemplazo según fuera necesario.

También se encontró que partes de la estructura de la quilla en la Sección 48 se habían sometido a una inspección no destructiva inadecuada, lo que posiblemente condujo a una no conformidad, y también requirió remoción, inspección y reemplazo. En otro caso, a finales de 2021, faltaba una cuña en el extremo del mismo larguero en las Secciones 41 y 46, lo que requirió más mediciones de espacios y cuñas.

En noviembre de 2021, a raíz de los problemas relacionados con las puertas de la Sección 47, Boeing amplió el proceso de auditoría del flujo de valor para evaluar las prácticas de calce que tienen en común los alrededores de las puertas de pasajeros y carga en esa área. La auditoría se centró en la fabricación de cuñas principales, secundarias y predictivas, así como en uniones donde no se pudo inspeccionar la ubicación de los orificios.

A fines de 2021, la compañía también estaba abordando un problema no estructural con los conectores del sistema de enfriamiento integrado de Raytheon Technologies (anteriormente Hamilton Sundstrand) después de descubrir que algunos estaban construidos con un compuesto de encapsulado insuficiente.

A principios de este año, cuando el apetito de los operadores por nuevas entregas comenzó a crecer, Boeing estaba lidiando con otro problema de calidad de producción que se descubrió con el ensamblaje de largueros en el estabilizador horizontal Sección 48. El problema, aunque no se consideró un problema inmediato de seguridad del vuelo, se refería a una brecha resultante del uso excesivo de adhesivo entre cuatro largueros (dos superiores y dos inferiores) y la piel. El descubrimiento llevó a la empresa a iniciar una auditoría del sistema de gestión de calidad sobre el uso de agentes adhesivos para mantener las calzas en su lugar y la posibilidad de que el uso excesivo de adhesivo cause espacios.

Casi al mismo tiempo, Boeing investigó un posible problema relacionado con el uso de varillas roscadas, o pernos EK, que están diseñados para usarse en tensión durante la instalación de la placa de empalme inferior del ala. Aunque nuevamente no se consideró un problema de seguridad inmediato, se utilizó un multiplicador de torque incorrecto, lo que potencialmente permitió que el perno girara en el orificio. Boeing creía que había logrado contener el problema, que ocurrió sólo en Carolina del Sur y estaba contenido en la Línea No. 1128.

Los estudios internos de Boeing sobre la situación de los pernos EK también generaron preocupaciones de que los rayones en los orificios y las abrasiones en algunos sujetadores donde se instalan los pernos cerca de los tanques de combustible podrían ser una fuente de ignición. Aunque Boeing se niega a comentar sobre vínculos específicos, en noviembre solicitó la aprobación de la FAA para agregar sellos de tapa sobre algunas tuercas de sujeción del revestimiento de las alas para evitar que se conviertan en una fuente de ignición en el tanque de combustible.

Debido a que la verificación conjunta y el retrabajo dictaron el cronograma según el cual se autoriza la entrega de las aeronaves, las tareas pendientes más grandes se refieren a las puertas de la Sección 48 y la Sección 47, seguidas por el retrabajo de los largueros en las Secciones 41 y 46. El retrabajo de los mamparos de presión delanteros, el extremo de los largueros Los accesorios, las quillas de la Sección 48 y los accesorios de titanio de la Sección 46 también siguen siendo un desafío a largo plazo.

Mientras tanto, los documentos mostrados a Aviation Week indican que todo el proceso de pruebas de verificación de unión y reelaboración generalmente puede llevar alrededor de cinco meses, desde sacar una aeronave del almacenamiento hasta los vuelos de verificación finales previos a la entrega. Después de la recuperación del almacenamiento, una actividad que podría durar más de tres semanas, la aeronave pasa por un período de preparación de dos semanas para el trabajo de verificación conjunta. El próximo mes y medio, entre 47 y 63 días, se dedica a la inspección de verificación conjunta y al retrabajo.

El tercer mes comienza con un período de hasta ocho días, durante el cual se reacondiciona la aeronave antes de pintarla. El operador realiza una inspección del cliente después de la restauración y la pintura. Cuando comienza el cuarto mes, la aeronave se reactiva y se vuelve a probar durante un período de aproximadamente 12 días durante el cual también se puede completar cualquier trabajo fuera de secuencia o recorrido.

Finalmente, cuando se completa todo el retrabajo y el flujo recorrido, la aeronave ingresa al período tradicional de pruebas de vuelo de producción y verificaciones previas a la entrega. A veces, la fase demora hasta seis semanas, dependiendo de los problemas técnicos descubiertos durante el período de prueba, y incluye un vuelo de aceptación del cliente antes de la aprobación de la entrega.

Guy es editor senior de Aviation Week y cubre tecnología y propulsión. Tiene su sede en Colorado Springs.