Ein Fehler der Boeing 787 bei den Befestigungselementen

Kerntipp: Drehen wir die Zeit zurück ins Jahr 2008. Nachdem Boeing die Verzögerung der Auslieferung des 787 Dreamliner angekündigt hatte, gab Boeing bekannt, dass bei den ersten zehn 787-Flugzeugen, die zusammengebaut werden, aufgrund von Installationsproblemen jedes mindestens 8.000 Befestigungselemente aufweist. Bei den meisten dieser Befestigungselemente handelt es sich um Bolzen-Mutter-Verbindungen.

Drehen wir die Zeit zurück ins Jahr 2008. Nachdem Boeing die Verschiebung der Auslieferung des 787 Dreamliner angekündigt hatte, gab Boeing bekannt, dass bei den ersten zehn 787-Passagierflugzeugen, die zusammengebaut werden, aufgrund von Installationsproblemen jedes mindestens 8.000 Befestigungselemente aufweist. Bei den meisten dieser Befestigungselemente handelt es sich um Bolzen-Mutter-Verbindungen.

Das jeweilige Befestigungselement wird innerhalb des Rumpfes verwendet, um die Titanlegierungsstruktur auf dem Kohlefaser-Verbundwerkstoff zu fixieren. Bei der Druckprüfung eines fertiggestellten 787-Passagierflugzeugs wurde festgestellt, dass im Kopfbereich von Tausenden von Befestigungselementen im Rumpf winzige und unzulässige Lücken auftraten.

Nach der Voruntersuchung und Analyse von Boeing traten diese Probleme nur in der inneren Struktur der Rumpfschale auf, beispielsweise im Bodengitter. Erstens stellt dies kein Sicherheitsrisiko dar, aber aufgrund der vorhandenen Lücken verringert es die Haltbarkeit des Rumpfes, weshalb beschlossen wird, alle Befestigungselemente auszutauschen, bei denen Probleme auftreten. Nach Angaben von mit der Angelegenheit vertrauten Personen müssen im gesamten Plan für jede Flugzeug- oder Sitzdichtung fast 2.500 bis 5.000 Befestigungselemente ausgetauscht werden. Boeing erklärte öffentlich, dass schätzungsweise fast 3 % der installierten Befestigungselemente entfernt und wieder angebracht werden müssten. (Leitfaden: Lösungen für verschiedene Ausfälle von Werkzeugmaschinenspindeln)

Boeing betonte, dass das Problem in der Installation der Befestigungselemente liege, nicht in den Befestigungselementen selbst.

Die für das Projekt verantwortlichen leitenden technischen und mechanischen Mitarbeiter arbeiten hart daran, die Probleme bei der Installation von Boeing-Flugzeugbefestigungen und unterstützender Strukturausrüstung so schnell wie möglich zu lösen.

Die Schwierigkeit dieses Projekts besteht darin, die Befestigungselemente zu entfernen und wieder anzubringen und gleichzeitig mögliche Schäden am Verbundmaterial zu vermeiden.

Ein leitender Ingenieur sagte: Das Risiko besteht darin, dass einige Befestigungselemente stärker gebohrt werden müssen. Dies ist eine gängige Praxis im Produktionswartungsprozess.

Das Design der Befestigungsstruktur ist auf zukünftige Wiederverwendbarkeit ausgerichtet und dient hauptsächlich der Wartung im Einsatz.

Als Boeing im Juli 2007 zum ersten Mal den 787 Dreamliner One vorführte, ersetzten sie die provisorischen Befestigungselemente durch seit langem verwendete Befestigungselemente und verursachten Schäden. Nun steht Boeing vor der aufwändigen Reparatur des Dreamliner One.

Boeing schult alle 787-Mechaniker auf neue Vorgehensweisen bei der Installation von Befestigungselementen um. Mit der Angelegenheit vertraute Personen wiesen darauf hin, dass der Vorfall eine weitere Maßnahme sei, um die Wiederaufnahme der Arbeit der Arbeiter nach dem Ende des Streiks der International Association of Machinists zu verzögern. Laut Streikbeschluss werden die Mechaniker ihre Arbeit erst nach dem 10. November wieder aufnehmen. Nur Mechaniker, die eine Umschulung abgeschlossen haben, dürfen weiterhin am Flugzeug arbeiten.

Einige Personen, die mit dem Markt für Befestigungselemente vertraut sind, sagten gegenüber Flightblogger, dass dieses Problem auf die Installation von zwei unterschiedlichen Arten von Befestigungselementen in vier Flugtest- und zwei Bodentestflugzeugen sowie auf mehr als zehn mitgelieferte Montagedichtungen zurückzuführen sei.

Das erste Problem ergibt sich aus den Bohrungen, die zur Adsorption von Titan und Kohlefasern verwendet werden. Wenn ein Loch in Titan gebohrt wird, verbleiben normalerweise Grate am linken Rand des Lochs. Aufgrund der besonderen Festigkeit von Titan bleibt der Kopf beim Einbau eines Befestigungselements in das Loch auf dem Grat und verbindet sich nicht fest mit der Oberfläche.

Da der Kopf des Befestigungselements auf dem Grat bleibt, wird die Last an einem Punkt verteilt und nicht gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Darüber hinaus zerstören hochfeste Titangrate im schlimmsten Fall bei asymmetrischer hoher Scherbelastung die Integrität der Verbindungselementstruktur. Titan wird in wichtigen Strukturteilen des Flugzeugs verwendet, beispielsweise in der Verbindung zwischen Rumpf und Höhenleitwerk.

Es wird berichtet, dass das Befestigungsproblem erstmals beim statischen Test der Flugzeugzelle am Triebwerkspylon entdeckt wurde.

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