Do início ao fim: como o Boeing 787 é fabricado

O 787 voou pela primeira vez em 2009 e marcou o início de uma nova era de construção composta e aeronaves de corpo largo mais eficientes. Também introduziu um esforço de produção mais espalhado para a Boeing, com fornecedores em vários países e duas linhas de produção nos Estados Unidos. Ele teve seus problemas, tanto em design quanto em construção, mas continua sendo um empreendimento popular e bem-sucedido.

O 787 foi apresentado nas instalações da Boeing em Everett em 2007 (Foto: Getty Images)

Motivação para o 787

Antes do 787, a Boeing teve grande sucesso com sua gama de veículos largos. O Boeing 707 foi a primeira aeronave verdadeiramente bem-sucedida da era do jato (o Comet o precedeu, mas teve vários problemas). O Boeing 747 elevou a capacidade a novos níveis, que não eram iguais há décadas. E o 777 se tornou o carro largo mais vendido de todos os tempos.

O 777 voou pela primeira vez em 1997, e a Boeing logo estava considerando qual aeronave seria a próxima a seguir isso. Em vez de desenvolver uma nova variante ou atualização, optou por um novo design de aeronave. Isso se basearia no sucesso do bimotor do 777, mas se concentraria ainda mais nas melhorias de eficiência e na redução dos custos operacionais.

O Boeing 777 foi um grande sucesso, mas a Boeing escolheu um foco diferente para seu
próximo widebody (Foto: Boeing)

Em termos de mercado, optou pela capacidade menor de 200-300 - essencialmente tornando-se uma substituição para o 767 em vez de um rival para o 777.

Um design eficiente

A Boeing decidiu tornar o 787 mais eficiente para operar e oferecer um menor custo por assento para as companhias aéreas. Ele projetou o 787 para ser cerca de 20% mais eficiente do que o 767. Também levou em consideração o impacto ambiental e a crescente atenção dada a ele por companhias aéreas, governos e passageiros.

As principais alterações de design que contribuíram para as melhorias de eficiência incluíram:

• Construção de fuselagem composta: O 787 foi a primeira grande aeronave comercial a usar componentes compostos de fibra de carbono na fuselagem e na construção da asa. Isso torna a aeronave mais leve, mas ainda oferece alta resistência.
• Melhorias aerodinâmicas: Isso inclui pontas das asas inclinadas, reduzindo o arrasto do vórtice da asa de forma semelhante aos winglets.
• Motores novos e mais eficientes: O 787 pode receber o motor General Electric GEnx ou Rolls-Royce Trent 1000.

Motores 787 e naceles serrilhados mais eficientes e introduzidos (Foto: Getty Images)

Lançamento do 7E7 / 787 em 2003

A Boeing lançou o projeto, inicialmente conhecido como 7E7, em janeiro de 2003, com o E, naturalmente, significando 'eficiência'. A marca Dreamliner estava em vigor em julho de 2003, e seu primeiro pedido de cliente (da companhia aérea japonesa All Nippon Airways) veio em abril de 2004.

O desenvolvimento de aeronaves é um empreendimento caro - especialmente um novo design em folha em branco como o 787. O custo total de desenvolvimento foi estimado em mais de US$ 32 bilhões.

O 787 voou pela primeira vez em 2009 (atrasado em relação a 2007) e entrou em serviço em outubro de 2011, com a ANA. Também embarcou em uma ambiciosa viagem de marketing global. A partir de dezembro de 2011, a Boeing deu início a um 'Dream Tour' de seis meses, incluindo visitas pela Europa, África, China, Tailândia, Oriente Médio e Estados Unidos.

O 787 visitou Bangkok como parte de seu Dream Tour (Foto: Boeing)

Competição da Airbus

O 787 e a resposta da Airbus com o A350 são bons exemplos de como as duas empresas competem e aprendem uma com a outra. Em muitos aspectos, a iniciativa da Boeing para desenvolver o 787 foi ousada. Um projeto de folha em branco com esse enfoque de eficiência foi um movimento caro em um mercado que ainda não foi comprovado.

A Airbus estava se concentrando na época em aeronaves de maior capacidade com o A380. A Boeing, é claro, tinha o 747 para competir com isso, mas o A380 daria à Airbus a liderança.

No entanto, menor e mais eficiente rapidamente se revelou uma boa jogada e acabou afetando os planos da Airbus para sua próxima nova aeronave. Antes do lançamento (e sucesso) do 787, a Airbus estava planejando um novo widebody de capacidade média baseado no A330. Isso teria novos motores e uma construção parcial em fibra de carbono, mas, de outra forma, compartilharia muito com seu antecessor.

A Airbus anunciou uma folha em branco revisada A350XWB no 2006 Farnborough Air Show. Essa decisão tardia, porém, perdeu terreno para a Boeing. O A350XWB não entrou em serviço até 2015 (com a Qatar Airways), quatro anos após o 787.

A Airbus revisou seus planos para o A350 após o sucesso do 787 (Foto: Getty Images)

Construção e montagem de aeronaves

Tanto a Boeing quanto a Airbus costumam construir aeronaves em vários locais, com uma linha de produção central para a montagem final. A Airbus foi concebida em torno desse conceito, com vários fabricantes europeus menores se unindo em 1970 para enfrentar a concorrência maior dos Estados Unidos. Começando com o Airbus A300, os componentes sempre foram construídos em vários locais da Europa.

A Boeing tem se concentrado mais na produção nos Estados Unidos, com instalações de produção em Renton e Everett, Wahington, e mais tarde em North Charleston, Carolina do Sul. O 787 foi originalmente montado em Everett (junto com todos os outros widebodies Boeing). Mas uma segunda linha de montagem foi adicionada em North Charleston em 2011 para lidar com o aumento da taxa de produção. O 787-10 é produzido apenas em North Charleston, e a Boeing está atualmente movendo toda a produção do 787 para lá.

A linha de produção do 777 em Everett, Washington - todas as carrocerias foram
produzidas aqui até o 787 se mudar para North Charleston (Foto: Boeing)

Produção global

A Boeing aumentou significativamente o nível de terceirização e construção de terceiros para o 787. Embora toda a montagem final tenha ocorrido em North Charleston e, muitos componentes importantes são construídos em outros locais e por outras empresas. Isso inclui:

• As asas principais e a caixa da asa central - Mitsubishi Heavy Industries, Japão
• Borda de fuga da asa - Kawasaki Heavy Industries, Japão
• Wingtips - Korean Air, Coreia
• Cauda e estabilizador horizontal - Alenia Aeronautica, Itália (posteriormente alterado para Boeing)
• Seção central da fuselagem - Alenia Aeronautica, Itália
• Seções da fuselagem dianteira - Spirit AeroSystems, EUA e Kawasaki Heavy Industries, Japão
• Trem de pouso principal - Kawasaki Heavy Industries, Japão e Messier-Bugatti-Dowty, Reino Unido
• Portas de passageiros - Latécoère, França
• Portas de carga - Saab, Suécia
• A Boeing cuida da construção da seção traseira da fuselagem e da barbatana da cauda.

A linha de produção do 787 em Everett (Foto: Boeing)

Usando o Dreamlifter

A Boeing hoje tem quatro grandes transportadores de fuselagem, conhecidos como Dreamlifters. Este foi desenvolvido a partir do 747-400, com fuselagem alongada e expandida para transportar componentes de aeronaves. Foi introduzido para a montagem do 787, com componentes precisando ser transportados do Japão e da Itália para as fábricas da Carolina do Sul e Washington Boeing.

O Dreamlifter é um Boeing 747 especialmente modificado (Foto: Boeing)

O Dreamlifter pode carregar as seções separadas da fuselagem e as asas do 787. Não é grande o suficiente para a seção intermediária da fuselagem do 787-10. Depois de ser montado com componentes menores em North Charleston, ele não pode ser levado para Everett - é por isso que toda a produção foi transferida para North Charleston para essa variante.

O Dreamlifter pode transportar as duas asas do 787 do Japão para os Estados Unidos (Foto: Boeing)

A Airbus usa esses transportadores de fuselagem há muito mais tempo. Com sua produção espalhada pela Europa desde o início, ela introduziu a aeronave Super Guppy em 1972 (um Boeing Stratocruiser modificado) para transportar peças para o A300. Este foi substituído pelo maior Beluga (baseado no A300) em 1995 e pelo ainda maior Beluga XL em 2020. Em volume, o Beluga XL é maior do que o Dreamlifter, embora, com sua base 747, o Dreamlifter possa carregar uma carga útil maior .

A Airbus vai operar uma frota de seis Beluga XLs, principalmente para a construção de A350 (Foto: Airbus)

Movendo a produção para Charleston

A Boeing anunciou em outubro de 2020 que consolidaria toda a produção do 787 em sua instalação de North Charleston, Carolina do Sul em 2021. Isso ocorreu após a redução da demanda e desaceleração da produção em 2020 e 2021, e parece provável que continue assim no futuro previsível . O último 787 em Everett foi concluído em fevereiro de 2021.

Os Dreamlifters continuarão a ser usados ​​para transportar componentes de todo o mundo. Isso já havia sido um problema com o 787-10, pois o Dreamlifter não podia carregar as seções maiores do meio da fuselagem para a montagem final.

A Boeing inaugurou a Fábrica 787 da Carolina do Sul em 2011, construída
em uma antiga área de pântano (Foto: Boeing)

Construção de material compósito

O 787, como já discutimos, é focado na eficiência. Uma das principais maneiras de se conseguir isso é com um redesenho total da fuselagem. É a primeira aeronave comercial a depender fortemente de materiais compostos em vez de ligas de alumínio. Cerca de 50% dos materiais utilizados são plásticos reforçados com fibra de carbono e outros compósitos, com apenas 20% de alumínio. 15% é titânio, que também é um metal, mas provou ser de baixa manutenção.

No geral, isso dá ao 787 uma redução de peso de 20% em comparação com a construção convencional (de acordo com a Boeing). Também reduz a manutenção necessária da fuselagem devido à fadiga e corrosão.

A fuselagem composta teve uma influência significativa na construção do 787. As estruturas compostas podem ser moldadas em qualquer formato. Isso permitiu que seções inteiras do "barril" da fuselagem fossem feitas em locais diferentes, em vez de chapas de alumínio que precisavam ser aparafusadas.

Você pode ver essa construção de fibra de carbono em ação se olhar as asas enquanto o 787 decola. As asas mais flexíveis dobram-se para cima e permanecem assim durante o voo. Isso é mais eficiente (com menos arrasto) e ajuda no desempenho.

Esta comparação entre o 787 e o 737 MAX mostra bem o flex da asa (Foto: Boeing)

Montagem final em Charleston

No futuro, haverá apenas uma linha de montagem final em North Charleston, na Carolina do Sul. Os componentes são construídos naquele local ou transportados lá para montagem. Para uma ótima visão do interior das instalações de produção, assista a este vídeo de Sam Chui:

Existem várias instalações separadas para a submontagem de duas seções diferentes da fuselagem na fábrica de North Charleston. Estas são a seção do meio da carroceria (com as seções da Itália e do Japão) e as seções da popa (para a seção final da fuselagem e a seção da cauda).

A instalação da Boeing na Carolina do Sul - o grande prédio com os painéis solares,
é a sala de montagem final, com duas salas de submontagem ao lado (Foto: Boeing)

Nessas instalações, seções separadas são unidas. A fiação, dutos, sistema hidráulico e outros equipamentos necessários também são adicionados às seções da fuselagem nesta fase. Anteriormente, as seções da fuselagem dos 787-8 e 787-9 daqui também seriam transportadas para Everett para a montagem final.

Existe então uma outra instalação conhecida como Centro de Responsabilidade de Interiores. Isso reúne muitos dos equipamentos internos necessários, como painéis de piso e teto, caixas de armazenamento e instalações de descanso da tripulação.

Um prédio principal abriga a linha de montagem final. Isso pode lidar com até oito 787s ao mesmo tempo. Ele reúne as seções da fuselagem previamente submontadas com as asas e a cauda.

Montagem final na fábrica 787 da Carolina do Sul (Foto: Boeing)

Produção atual do 787

A produção na linha de montagem final de North Charleston era de 14 aeronaves por mês em 2019. Isso diminuiu significativamente em 2020 e 2021, ambos com a pandemia e vários problemas de controle de qualidade. No final de 2020, caiu para cinco por mês.

A linha de produção do 787 (Foto: Boeing)

Vários problemas separados foram identificados e investigados pela FAA. Isso inclui problemas com o material de junção (conhecido como calços) usado para preencher as lacunas onde as partes da fuselagem foram encaixadas, lacunas mais largas do que o permitido entre os componentes no estabilizador horizontal e, mais recentemente, problemas com painéis de descompressão que separam a área de carga do área de passageiros. Esses problemas levaram a encalhes e inspeções de aeronaves e a uma revisão da linha de montagem.

Em março de 2021 , o primeiro 787 desde outubro de 2020 foi entregue a um cliente. No final de abril, porém, sua carteira de pedidos de estoque estava em cerca de 100 aeronaves. Com os problemas resolvidos, a Boeing espera poder entregá-los até o final de 2021.