Airbus A380a, zeruetako erregegaia
2004/02/01 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Bi motor aukeran
Hegazkina erosten duten enpresek egiten duten aukeraren arabera, A380 hegazkinak bi motor-mota eraman ahal izango ditu, Rolls Roycerena bata, eta General Electric eta Prat Whitneyrena GP7000 Alliance bestea. Zamudioko ITP enpresa Rolls Roycerekin ari da elkarlanean, Trent 900 motorra egiten.
Bi urte falta dira Airbusen A380 hegazkinen hegaldiak has daitezen. Hala ere, dagoeneko 110 A380 baino gehiago egiteko enkarguak jaso ditu Airbusek. Ez da harritzekoa, aditu guztiek Boeing 747 hegazkinaren ordezkotzat baitaukate.
Aurkezpen-txartel bikain hau jarri diote: “A380 hegazkina: 550 pertsona garraiatzeko lekua edukiko du, azkarra bezain segurua izango da, erregai askoz gutxiago kontsumitu eta kasik ez du ingurumena poluituko, eta hegazkinez bidaiatzeko eskariaren gorakada aseko du”. Airbus enpresako agintarien hitzak dira, noski. Hala ere, argi dago, aireko errege-koroa buruz aldatuko da: Boeing 747ak A380ari eman beharko dio.
Errege berria berrikuntza ugarirekin aurkeztuko da, arlo askotakoak. Diseinua bera berria izango da, baina Airbusen hegazkinen ezaugarriei eutsiko zaie. Hau da: hegazkin txikiek zituzten hainbat ezaugarri izango ditu hiru solairuko erraldoiak —bi bidaiarientzat eta azpikoa karga eramateko—. Hortaz, pilotuen kabina, hegazkina pilotatzeko prozedurak eta sentsazioak antzerakoak izango dira. Horrek esan nahi du pilotuek ez dutela trebatzeko ikastaro handien beharrik izango.
Materialetan ere, hegazkin berriak badakar nobedaderik. A380a orain arteko hegazkinak baino handiagoa izango da, baina pisu txikiagoa eta aerodinamika hobea izango ei ditu. Horri esker, motorrek ez dute lehen beste lan egin beharrik izango eta, ondorioz, erregai gutxiago erabiliko du, atmosferara emisio gutxiago igorriko ditu, eta merkeago egin ahal izango du hegan.
Glare izenekoa izango da A380 hegazkinak dakarren material iraultzaileena. Glare materiala aluminio-geruza fin-finek eta beira-zuntzek eratzen dute, biak tartekatuta. Material hori aluminioa baino harroagoa da —trinkotasun eta pisu gutxiagokoa— baina gogorragoa eta iraunkorragoa. Testak egiterakoan, pitzatu egin zuten glare-xafla bat, eta milaka hegaldi-ziklo bete ondoren pitzadura ez zen handitu. Korrosioaren eta suaren aurrean ere ohiko materialek baino hobeto erantzun zuen.
Indartutako karbono-zuntzez egindako pieza ugari ditu hegazkin berriak; hegoak eta fuselajea elkartuko dituen hego-kaxa, adibidez, karbono-zuntzezkoa da. Aluminiozko aleazio onenarekin egin izan balitz, tona eta erdi gehiagoko pisua izango luke. Hegazkina gidatzen duen lemarentzako kaxa ere, material horrekin egingo da. Egitura osoaren eta piezen % 40 karbono zuntzez, aleazio metaliko arinez eta termoplastikoz egingo dira.
Pisua galtzea obsesio bihurtu balitzaie bezala, material arinagoak bilatzeaz gain, Airbusen hegazkin berriaren diseinatzaileek bestelako ahaleginak ere egin dituzte. Hegazkinaren grabitate-zentroa atzerantz eramatea izan da horietako bat. Aldaketa horrekin, egonkortzaile bertikalarentzako tokian 40 metro karratu —eta horiei dagokien pisua— irabazi dute; egonkortasuna galdu gabe, noski.
Sistema hidraulikoetako aldaketek ere, besteak beste, hegazkinak gutxiago pisatzea eragin dute. Sistema horiek presio altuagoa izango dutenez, hegazkinak behar duen potentzia lortzeko tutuak eta osagai hidraulikoak txikiagoak eta gutxiago izango dira. Hegazkin militarrak aspalditik ari dira presio-sistema horiek erabiltzen, eta dagoeneko frogatu dute presio handiaren eraginpean egonda ere, fluidoak ez direla hondatzen. Aldaketa guztiak egin eta gero, A380 hegazkinak 240 tonako pisua izango du; 747ak baino 10-15 tona gutxiago.
Pisu txikiagoa izateari ez ezik, segurtasunari eta egonkortasunari ere erreparatu zaio. Hegazkin berriak hegan egiteko lau sistema izango ditu. Horietako edozein erabilita kontrolatu ahal izango da hegazkina; hortaz, sistemaren batek huts egiten badu, gainerakoak hor egongo dira.
Ingurumena errespetatzen dutela ere lau haizetara zabaldu dute A380 hegazkinaren egileek. Diotenez, bidaiari gehiago eroan ahal izango ditu, baina zarata txikiagoa aterata eta atmosferara emisio gutxiago igorrita.
Zarata gutxitzea motorren belaunaldi berriaren, hegoen diseinuaren eta lurreratze-trenaren teknologiaren eta diseinuaren ondorioa ei da. Horri esker, hegazkinak zarata-muga guztiak errespetatuko ditu. Lurrean bertan dagoela, A380a bi motorrekin mugituko da, laurak erabili beharrean; zarata gutxiago, hortaz.
Atmosfera gutxiago zikintzea, berriz, erregai-kontsumoa gutxitzetik dator. Izan ere, hegazkin honek 100 kilometroko eta bidaiari bakoitzeko 3 litro erregai beharko ditu; bidaia luzeetan erabiltzen diren hegazkinek orain arte inoiz izan duten kontsumo txikiena.
Horren hegazkin handiak egitean sortzen den zalantza garrantzitsuenetako bat aireportuei buruzkoa izaten da, guztiak ez baitira edozein tamainatako hegazkinak hartzeko gai. Hori dela eta, diseinatu aurretik, nazioarteko maila duten 60 aireporturekin jardun dute lanean Airbuseko teknikariek. Ondorioz, A380a bateragarria da gaur egungo aireportu askotako instalazioekin. Hego handiak ditu, baina hori eragozpena baino gehiago abantaila da. Horregatik, eta motor berriek duten potentziagatik, aireratzeko zein lurreratzeko pista labur samarrak erabil ditzake. Hogei gurpildun lurreratze-tren nagusiak ere laguntzen dio horretan, hegazkinak uzten duen arrastoa gaur egungo hainbat hegazkinen parekoa baita; pisua hogei gurpiletan ondo banatzen den seinale.
A380ak eraman dezakeen bidaiari-kopuruak ere eragin du aireportuen eta Airbusen elkarlana. Izan ere, 550 lagunentzako itxaron-gela handiak behar dira. 16 larrialdi-irteerako ebakuazio-sistema ere bidaiari-kopuruaren ondorio zuzena da.
Prozesuen berrikuntza
Nabaria denez, aldaketa txikietan oinarritutako hegazkin handi eta berria izango da Airbusen A380a. Egokitzapen txiki horiek, hegazkina bera ez ezik, hura egiteko prozesua berritzea ere ekarri dute. Berrikuntza nagusietako bat lanaren antolamendua bera da. 6.000 pertsona inguru ari dira hegazkin berriarekin lanean. Horrenbeste jenderen lana koordinatu ahal izateko, on line sistema ezarri dute. Datuak proiektuan partaide direnen esku daudenez, aldaketak bizkorrago egin daitezke, urratsez urrats, muntaia-lanak hasten direnean ustekaberik egon ez dadin.
Hainbat fabrikazio-teknika berri erabiltzen ari dira erraldoia eraikitzeko. Horietako batzuek oso emaitza ona eman dute, eta, dagoeneko txertatu dira beste hegazkin batzuk egiteko prozesuetan. Laser-sorta bidezko soldadura adibide ona izan daiteke. Orain arte, fuselajearen hainbat atal errematxe bidez lotzen ziren, baina A380aren kasuan laser-sorta bidezko soldadurarekin ari dira. Pisua gutxitzeaz gain, teknika horrekin errematxeekin baino bizkorrago elkartzen dira hegazkinaren atalak, eta pitzadurak sortzeko arriskua gutxitu egiten da.
Hegazkinaren tamaina dela eta, lanean ari direnetako batzuek zenbait aldaketa egin behar izan dituzte beren instalazioetan, eta baita instalazio berriak egin ere. Tolosakoak eta Hanburgokoak dira aipagarrienak, azken muntaiak horietan egingo baitira.
Tolosan, Blagnac-eko aireportutik gertu, 50 hektarea hartzen zituzten instalazioak bukatzen ari ziren abenduan. Han, besteak beste, proba estatikoen eta azken muntaiaren eremuak egin dituzte. Eremua 490 metro luze, 250 metro zabal, eta 46 metro altu da; 20 futbol-zelai, labur esanda. Toki horretatik gertu, 19.000 metro karratuko eraikina egin dute, A380 kabinaren simulatzailea eta beste sistema batzuen simulatzaileak hartzeko.
Hanburgon 2001eko azaroan hasi ziren 140 hektareako eremua egokitzen. Eraikin nagusia, muntatze-hangarra, iazko maiatzean inauguratu zen. Eraikina 228 metro luze, 120 metro zabal eta 23 metro altu da. Hor fuselajearen aurrealdea eta atzealdea, eta hegan egiteko oinarrizko sistemak muntatuko dira. Beste hainbat tokitan ere egin dituzte eraikin berriak: bulegoak Galesen, hangarrak Getafen eta Puerto Realen, lantegiak Nantesen, Saint Nazairen…
Eraikin berriak egin behar izateak adina buruhauste eman die Airbusekoei garraioak. Izan ere, azken muntaia Tolosan egingo da. Han osatuko dute hegazkin erraldoia, baina eraman beharreko zati asko handiegiak dira ohiko garraiobideentzako, eta berriak asmatu behar izan dituzte, gabarra bereziak, adibidez. Itsasoz, errepidez eta ibaiz eramango dira hegazkinaren atalak. Atalen puzzlearekin hegazkina osatzen denean, hango eta hemengo zeruak zeharkatzen ibiliko da, ibilbide luze-luzeak eginez.
900 motorra Rolls Royceren Trent motorren familiako azkena da. Motor-familia horren lehen kumea, Trent 700 motorra, duela 25 urte sortu zen. Geroztik sortu direnak haien ezaugarrietan oinarritu izan dira. Familia arrakastatsua suertatu zaio Rolls Royce etxeari, dagoeneko milaka egin baitira. Britainiarrek diotenez, motor horiek erosketa-lehian sartu diren % 80an irabaztea lortu dute.
Rolls Roycek diseinatu duen motor berriak hiru ardatz ditu: goi-presiokoa, tartekoa, eta behe-presiokoa. ITPn behe-presioko turbina egiten dute, motorraren barruan presio eta tenperatura txikiena jasan behar duen zatia. Behe-presioko turbinak ardatz baten bidez turbofana mugitzen du. Turbinak bi metroko diametroa du, alabeek eta egitura finkoak osatzen duten bost etapatan banatua; hala ere, GP7000 motorrarena baino txikiagoa da, hark sei etapa baititu.
Trent 900 motorra hiru ardatzetan oinarritzen da. ITPko Bittor Olabarria ingeniariaren arabera, motor horrek aldi berean pisu txikia eta eraginkortasun handia biltzen ditu, “kontsumo, koste eta zarata txikiarekin batera”. Motorren muntaia osoa Rolls Roycen bertan egiten da, Britainia Handian, eta ITP motor horren turbinak egiteko urratsak ematen hasi da dagoeneko. Turbinen piezak Zamudion egingo dituzte, gero Madrilgo Ajalvirren muntatzeko. ITPk Rolls Roycen entregatu beharko ditu turbinak, Ingalaterrako Derbyn; berak du ardura.
Olabarriaren esanean, edozein motorretan pisua oso faktore garrantzitsua da, eta, zenbait kasutan, muga izatera ere irits daiteke. Trent motorraren bertsio pisuenak 5.900 kilo ditu gutxi gorabehera; General Electric eta Pratt Whitney etxeen pareko motorrak, berriz, 100 kilo gehiago ditu. Hala ere, General Electric-en eta Pratt Whitney-ren GP 7000 motorrak baditu aldeko beste ezaugarri batzuk ere. “Hura bi ardatzeko motorra da; hortaz, merkeagoa izan daiteke, eta, teorian behintzat, mantentze-lan gutxiago behar du”.
Motorraren eraginkortasuna/kontsumoa erlazioak ere asko esaten ei du motor baten alde edo kontra; hala ere, motor bat garatzean benetako muga zarata da. “Motor batek kontsumoa handiagoa edo txikiagoa izan dezake, eraginkortasun hobea edo txarragoa, eta duen horrekin aurrera edo atzera egingo du. Zarataren kontuarekin, aldiz, ez dago tarterik. Murrizketak gero eta gehiago dira, eta jartzen diren mugak ezin dira gainditu, horiek dira mugak. Helburu horietara hurbiltzeko, teknologia berriak erabili behar izan ditugu”.
Turbofanaren diametroa 13 zentimetro luzatuta lortu dute Rolls Roycekoek zarata gutxitzea, horrela gasaren irteera-abiadura murriztu baita, eta ondorioz, motorraren zarata. Trent 900 motorra Rolls Roycerena denez, motorrak sor dezakeen zaratarekiko erantzukizuna ere harena da. Hala ere, ITPn ere jarri behar izan dute beren harritxoa. “Lehen esan bezala, zarataren ikuspegitik hegazkinek muga handiak dituzte. Guk ere egin ditugu ahaleginak zarata gutxitu eta mugetan sartzeko, nahiz eta motorretan zarata gutxien ateratzen duen zatia turbina bera izan. Osagairik zaratatsuena aurreko haizagailua da”.
Turbina egin ahal izateko hainbat gauza berri egin behar izan dituzte, talde-lanari ekin eta hainbat erronka gainditu. “Horietako bat turbinaren aerodinamikari dagokio, motorra eraginkorragoa izan dadin 3Dko diseinu aerodinamikoa egin diogu eta. Diseinu arloan aldaketa handiak egin dira: diskoak optimizatu dira, karkasa, hozte-sistema, egituraren errodamenduak… Turbinaren sarreran tenperatura 1.000º C-ra iristen denez, hor nikelezko aleazioak erabili behar izan ditugu. Material gehienak kalitate-eskaera gogorrekin galdatu eta forjatu ditugu. Material horiek mekanizatzea ez da erraza, ez soldatzea ez eta konformatzea ere, pisuaren eraginez perdoiak oso txikiak direlako. Ikerketa eta garapen ugari egin behar izan ditugu ”.
Xehetasun horiek garrantzia badute ere, Bittor Olabarriak dioenez, ITPrentzako erronka handiena motor berriaren osagaien tamaina izan da, orain arte egin diren turbinetan erabilitako irizpideek balio zuten edo ez jakiterik ez zeukatelako. Probatu arte ez ei da jakiten, eta horrela heldu zioten gaiari ITPn.
Turbinaren diskoak, atzealdeko euskarriak, turbinaren karkasa, alabe estatikoak, egiturari eusteko errodamenduak eta beste hainbat osagairen mekanizazioa eta fabrikazioa lehen aldiz egin dira Zamudion bertan. Piezak egin ahal izateko makinak erosi behar izan dituzte, erabiltzen ikasi, eta osagaiak egiten ere, ikasi. Prozesuak dirudien baino zailtasun gehiago ditu. “Hegazkintzako osagaietan perdoiak oso garrantzitsuak dira, eta zailak, erabiltzen dugun materiala, arina izateaz gain, gogorra delako. Hortaz, mekanizazio-lan fin-fina egin behar izan dugu, fabrikazio-prozesua hobetu eta findu behar izan dugu”.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
