Tag archieven: Rolls Royce

FOKKER F27 FRIENDSHIP IS HET MEEST SUCCESVOLLE TURBOPROPTOESTEL ALLER TIJDEN

80_87_INGR22_23_Fokker

De Fokker F27 Friendship won de strijd om het beste Nederlandse ontwerp. Het vliegtuig is mooi, maar dat was niet het uitgangspunt van de mensen die de Friendship ontwierpen. De doordachte aerodynamica, een moderne motor en een gelijmde constructie waren bepalend voor het meest succesvolle turboproptoestel aller tijden.

F-27 verkleind

Lezers van NRC Handelsblad kozen in 2006 de Fokker F27 Friendship tot het beste Nederlandse ontwerp ooit. Em.prof. Jaap Blom wil graag weten wat de considerans is geweest van de jury die het vliegtuig heeft gekozen. Een logische vraag van een ingenieur, die immers primair is geïnteresseerd in hoe anderen het technisch vernuft waarderen dat zich in een ontwerp openbaart. Blom is verantwoordelijk voor het aerodynamisch ontwerp van de F27, zeg maar de buitenkant. We moeten hem teleurstellen. De Fokker Friendship, die zijn eerste vlucht maakte in 1955, is gekozen tot het mooiste blikvangende ding dat de Nederlandse industrie heeft voortgebracht. Bij die verkiezing, die NRC Handelsblad samen met de Premsela Stichting voor Vormgeving organiseerde, ging het vooral om design, om esthetiek. Er is geen considerans. Vraag een groep krantenlezers via het internet wat een mooi Nederlands ontwerp is en de Deltawerken hebben het nakijken, evenals het Dafje, de Philishave, de kantoormeubels van Gispen, het Nederlandse 50 guldenbiljet van Ootje Oxenaar, het NS-logo, de ANWB-paddestoel en het koffiezetapparaat Senseo.

MOOI

De Fokker F27 Friendship is ook mooi. Zet hem naast een ander vliegtuig uit de jaren vijftig en wat direct opvalt, is zijn strakke lijnenspel: de ranke vleugel, de sierlijke, slanke motorgondels en het moderne strakke staartvlak. Maar mooi was niet het oogmerk van de mensen die de Fokker Friendship ontwierpen. Die mensen wisten dat ze één kans zouden krijgen om een volwaardig verkeersvliegtuig te ontwikkelen. En ze wisten dat ze dat moesten doen met weinig geld, mensen, middelen en ervaring. Ze waren zich ervan bewust dat hun grootste kans lag in het ontwikkelen van een opvolger van de Douglas C-47 Dakota, civiel bekend als DC-3. De Dakota was in de jaren vijftig het werkpaard van de luchtvaart, maar had zijn beste tijd gehad. Talrijke vliegtuigbouwers die meer ervaring hadden en beter uitgerust waren, aasden op deze markt.

Fokker, dat in de Tweede Wereldoorlog grotendeels was ontmanteld, had sinds 1945 wel wat toestellen ontwikkeld, militaire lesvliegtuigen, maar dat was geen daverend succes. De Friendship was voor Fokker de technologische vlucht voorwaarts. Het vliegtuig moest niet alleen veel sneller, lichter, sterker, comfortabeler, duurzamer en goedkoper in exploitatie zijn dan de DC-3, maar ook dan zijn eigentijdse concurrenten. Dat was, zonder de kennis en ervaring op dit terrein, een stoutmoedig en vermetel plan.

Zo op het eerste gezicht nam Fokker enorme technische risico’s. De Friendship kreeg een gasturbine die een propeller aandrijft, de zogenoemde turboprop, als motor, terwijl dat type motor net bestond en vrijwel iedereen zwoer bij beproefde zuigermotoren. Het toestel werd een hoogdekker met de vleugel bovenop de romp, terwijl iedereen laagdekkers bouwde. Daarnaast werden grote delen van de constructie gelijmd in plaats van geklonken, en werden op grote schaal kunststofdelen toegepast. De ontwerpers waren zich echter terdege bewust van deze nieuwigheden en lieten niets aan het toeval over. Het ontwerpteam onder leiding van ingenieur H.C. van Meerten discussieerde uitputtend over elk idee. Veranderingen werden eindeloos doorgerekend in hun consequentie voor de prestaties van het vliegtuig.

Fokker in Abudjabi
Fokker in Abudjabi

FRITS DIEPEN

Dat het uiteindelijke resultaat in de verkiezing is gepresenteerd als de verdienste van Van Meerten vindt em.prof.ir. Theo van Bijleveld niet terecht. ‘Het is niet te veel eer voor Van Meerten, maar wel te weinig voor Frits Diepen’, meent Van Bijleveld, die destijds verantwoordelijk was voor de productievoorbereiding en gereedschapproductie.

Frits Diepen was een selfmade zakenman uit Brabant die na de oorlog een bedrijf was begonnen in luchtvaartactiviteiten als verhuur en reparatie van vliegtuigen, en verkoop van onderdelen. Hij kwam bij Fokker als directeur Verkoop. Hij besefte dat een goed vliegtuig alleen geen succes garandeerde. De Ierse luchtvaartmaatschappij Aer Lingus had evenals het Australische TAA wel belangstelling voor het toestel, maar volgens Van Bijleveld wachtten de Ieren af wat de Australiërs zouden doen. ‘We wisten dat het vertrouwen bij de Australiërs zou groeien als het vliegtuig ook in de Verenigde Staten zou worden geaccepteerd´, geeft Van Bijleveld aan. ‘De grote verdienste van Frits Diepen is dat hij de Amerikaanse vliegtuigbouwer Fairchild wist te interesseren voor het in de VS bouwen van de F27 in licentie. De eerste F27 die aan een klant werd afgeleverd was een Fairchild F27 voor de Amerikaanse luchtvaartmaatschappij Piedmont. Daarna volgden de Australiërs en vervolgens de Ieren alras.’ Het succes van de Fokker Friendship schuilt dus niet alleen in Nederlands ingenieursvernuft, maar evenzeer in Hollands koopmanschap. En door de samenwerking met Fairchild leerde Fokker ook productietempo maken, want die Amerikanen hadden wel kaas gegeten van het in een korte tijd veel vliegtuigen produceren.

De Friendship heeft een tijdloos, open ontwerp dat veertig jaar lang – van 1956 tot 1996, waarvan de laatste tien jaar als Fokker 50 – in productie is geweest. Techniek en commercie kwamen samen in de afdeling Product Support. Dat was een grote club mensen die nazorg verleende en een blijvende luchtwaardigheid voor alle afgeleverde vliegtuigen garandeerde. Ook kwamen vliegtuigen terug bij de fabriek voor modificatie. Het ontwerp is gedurende de veertig jaar dat het in productie was, een aantal malen volgens de laatste inzichten gemoderniseerd. Krachtigere motoren, extra of grotere deuren, de romp verlengen: het is allemaal toegepast op nieuwe versies van de F27 en later op de Fokker 50 en 60. Op die manier zijn bijna duizend toestellen gebouwd en is de Friendship vooralsnog het meest succesvolle turbopropvliegtuig aller tijden.

Schreiner-folder

STARTGEWICHT

Een paar technische uitgangspunten waren cruciaal voor het succes. Om de Dakota de loef af te steken was een zo hoog mogelijk laad- en dus startgewicht nodig. Er moest uiteraard wel worden voldaan aan de voorschriften om na vermogensverlies op één motor een veilige vlucht te kunnen maken; de klim onmiddellijk na de start is het meest risicovol en daarbij het belangrijkste aandachtspunt. Juist rond die tijd werd gewerkt aan nieuwe internationale veiligheidsvoorschriften, wat het ontwerpproces nog eens extra ingewikkeld maakte.

Het vliegtuig moet dus zo licht mogelijk zijn, een maximaal motorvermogen hebben en een minimale weerstand. De reden om de vleugel als een doorlopend geheel bovenop de romp te plaatsen was, volgens hoogleraar Blom, de lagere luchtweerstand van deze configuratie. Bij een laagdekker moet de motor op de vleugel worden geplaatst, omdat de propeller voldoende vrijslag, ofwel afstand van de grond, moet houden als het vliegtuig aan de grond staat. Bij een hoogdekker kunnen de motorgondels echter onder de vleugel hangen, zodat de luchtstroom over de vleugel niet wordt verstoord. Het hoofdwielstel is dan in de luwte achter de motor in de gondel op te bergen. In een laagdekker is daarvoor meestal een gestroomlijnde kast onder de vleugel nodig, wat zorgt voor veel meer luchtweerstand. Verder heeft een laagdekker bij de start ook meer interferentie tussen de luchtstroom over de vleugels en die langs de romp.

Een ander voordeel van een hoogdekker is de lage laadvloer en instap, maar dat betekent wel dat het hoofdwielstel zeer lange en zware poten nodig heeft. Om die iets korter te maken is de onderkant van de romp enigszins afgeplat, wat eveneens de bij dit toestel loze ruimte onder de cabinevloer zo klein mogelijk houdt. Eigenlijk moet een romp bij voorkeur zuiver cilindrisch in doorsnede zijn, omdat de druk in de cabine dan het meest gelijkmatig is verdeeld. Toch was de knik in de romp voor het realiseren van de afgeplatte onderkant constructief niet onoverkomelijk.

Een tweede manier om de wielpoten niet al te lang te hoeven maken was het inkepen van de drukcabine op de plaats waar de vleugel vastzit aan de romp, wat de stahoogte in het gangpad naar hedendaagse normen wel minimaal maakt. Van buitenaf lijkt het alsof de vleugel bijna helemaal in de romp zit in plaats van er bovenop ligt. Dat komt omdat de romp vanaf de cockpit tot aan de vleugel is opgehoogd met een drukloze buitenhuid. Daarvoor is gekozen na de gewichtsvermeerdering af te wegen tegen de weerstandsvermindering.

27 Fokker demo

KOORDE

De Fokkermensen zochten naar een vleugel die zo weinig mogelijk weerstand biedt en zoveel mogelijk lift geeft. Dat is meestal een zweefvliegtuigachtige vleugel met een kleine koorde (de afstand van voor- naar achterrand) en een grote spanwijdte. In vaktermen heet dat een vleugel met een grote aspectratio (het kwadraat van de spanwijdte gedeeld door de oppervlakte). Dit verhoudingsgetal dat de slankheid van de vleugel uitdrukt, is in het geval van de Friendship 12. De vleugel is vanwege de vereiste stevigheid relatief dik van boven- naar onderkant. Een vleugel die een kleine koorde heeft en dik is, heeft echter sneller de neiging krachtige turbulentie te ontwikkelen die de weerstand verhoogt. Het is knap dat Fokker in de windtunnel een profiel heeft weten te vinden dat hier weinig last van heeft.

Er waren ingenieurs die naar een aspectratio van 14 wilden, maar Van Meerten had in het voorontwerpstadium voorkeur voor 12 vanwege het risico van flutter. Flutter is een onstabiele vleugeltrilling waarvan de berekeningen pas in een laat stadium van de ontwikkeling de vereiste nauwkeurigheid bereiken. Vleugels met daaraan bevestigde massa’s, zoals motoren en onderstellen, vertonen altijd een groot aantal trillingsvormen. Door berekeningen en door onderzoek later tijdens het testvliegen is vast te stellen of zich trillingen voordoen waarbij instabiliteit optreedt; de grotere vliegsnelheden zijn daarbij meestal kritiek. Nauwkeurige berekeningen zijn pas mogelijk nadat de trillingsvormen van het complete vliegtuig voorafgaand aan de eerste vlucht zijn gemeten.

Niettemin kon de vleugel van de Friendship zeer slank blijven. Hoe effectief het aerodynamische profiel van de vleugel was, bewijst het feit dat Fokker aanvankelijk uitging van dubbele spleetkleppen aan de vleugelachterkant, die werken als een hulpvleugel en voor extra lift zorgen bij de start en landing, en bijbehorende rolroeren, die eveneens naar beneden zijn te draaien voor extra draagkracht. De productietoestellen kregen echter kleppen uit één stuk en conventionele rolroeren die niet voor extra lift konden zorgen.

De hoogte-, rol- en richtingsroeren van de Friendship zijn geheel onbekrachtigd. Dat is bij een vliegtuig van deze afmeting nog net toelaatbaar, maar volgens hedendaagse normen soms wel oncomfortabel zwaar. Bij de Fokker 50 is dat aanzienlijk verbeterd. Maar de Friendship kan, en dat was toen qua veiligheid heel up-to-date, op één motor starten en opstijgen.

Als het vliegtuig bij uitval van een motor gaat gieren of slippen (min of meer dwars op de vliegrichting zijn weg vervolgt), dan kan het verticale staartvlak aan de lijzijde overtrokken raken. Daardoor slaat het richtingsroer uit naar de verkeerde kant, wat de slip niet corrigeert maar juist verergert en het vliegtuig onbestuurbaar maakt. Dit probleem is in de windtunnel empirisch opgelost door voor het verticale staartvlak een rugvin te plaatsen. Die veroorzaakt een grote wervel die abrupt instorten van de stroming op het kielvlak voorkomt, aldus Blom.

PERSLUCHT

Om te voorkomen dat het intrekken van de lange wielpoten na het opstijgen teveel motorvermogen kost, gebeurt dit bij de Friendship pneumatisch. In de voorafgaande vlucht is perslucht opgeslagen die voldoende energie bevat om de wielen binnen 5 s in te trekken. Het volledige motorvermogen is dan beschikbaar voor het klimmen en bovendien is de weerstand tijdens het opstijgen minimaal. Bijgevolg is ook de besturing van het neuswiel pneumatisch en dus nogal zwalkend. Perslucht is en blijft immers elastisch, wat de besturing minder exact maakt dan een systeem dat werkt op hydraulische olie.

De keuze voor een pneumatische systeem voor de bediening van de onderstellen was gedurfd. De verwaarloosbare afname van het motorvermogen bij het intrekken van het onderstel tijdens een start met één motor, was slechts een van de argumenten. De pneumatische besturing is ook lichter dan een hydraulisch systeem. In tegenstelling tot de agressieve, corrosieve hydraulische olie is perslucht schoon bij onderhoud, tast het gasmengsel de verf niet aan bij lekkages en vormt het geen brandgevaar. Extra veiligheidsvoorzieningen zijn dus niet nodig.

De ervaring met pneumatische systemen onder hoge druk in vliegtuigen was echter beperkt. Alleen de Havilland Dove en de Fokker S-24 trainer werkten met zo’n systeem maar dan onder lage druk. Het systeem in de F27 bestaat uit een voorraad perslucht in stalen cilinders onder 255 bar, die met viertrapscompressoren in twintig minuten zijn te vullen, en uit vloeistofdempers in de bedieningscilinders van de onderstellen (silicone olie) en in de neuswielbesturing (minerale olie). De gebruiksdruk bedraagt 68 bar.

Al met al bleek de keuze voor pneumatiek toch minder optimaal, want een energievoorraadsysteem met langzame oplading is gevoelig voor kleine lekken. Voor lucht zijn betere afdichtingen nodig dan voor vloeistof, omdat de afmeting van gasmoleculen kleiner is. Ook ontbreekt een smerend medium. Hogedrukcompressoren in miniatuur hebben nooit een lange levensduur bereikt, de onderhoudskosten waren hoog ten gevolge van regelmatige vervanging van het droogmiddel en de waterafscheiders, en in het systeem kwamen sporen smeerolie van de compressoren terecht.

Doordat pneumatische systemen geen ingang vonden bij andere vliegtuigmodellen stopte ook de technologische ontwikkeling. Hoewel het systeem in de F27 niet gek werkte, is het op de Fokker 50 toch vervangen door een hydraulisch systeem. Het vermogensverlies tijdens het intrekken van het onderstel werd bij de F50 wel geaccepteerd, omdat de Pratt & Whitney-motor een vermogen had van 2500-2750 pk. Dat van de motor in de Friendship bedroeg 1670-2140 pk.

22-Fokker-Dart

MOTOR

De luchtvaart was na de Tweede Wereldoorlog flink op gang gekomen, en binnen de civiele luchtvaart was het veiligheidsniveau een groot aandachtspunt. Om die reden werd, parallel aan de ontwikkeling van de Friendship, aan nieuwe certificatievoorschriften gewerkt. Een Dakota kon na een motorstoring bij een hoge temperatuur en een hoog vliegtuiggewicht niet meer rechtuit vliegen en zou dus crashen. Voor de F27 zouden nieuwe en zwaardere regels gelden. Het toestel zou onder alle omstandigheden veilig moeten kunnen opereren op één motor. Ook werden eisen aan de minimumklim gesteld, zodat een vliegtuig niet tegen bergen, heuvels en andere obstakels zou botsen.

Omdat gasturbines toen nog zo nieuw waren, golden ze als onbetrouwbaar. In feite zijn zuigermotoren echter storingsgevoeliger, omdat die mechanisch veel complexer zijn. Aanvankelijk leverde de voor de Friendship gekozen Rolls-Royce Dart te weinig vermogen. Deze motor heeft twee achter elkaar geplaatste centrifugaalcompressoren. Het probleem zat in de vorm van het luchtkanaal dat van de voorste naar de achterste compressortrap loopt. Toen dat wat opgelost was de motor volkomen betrouwbaar. De hoge plaatsing van de motor had nog een voordeel: er is een propeller met een grotere diameter mogelijk dan bij een laaggeplaatste motor. Een grotere propeller kan langzamer draaien en toch meer voortstuwing leveren. Fokker wist Rolls-Royce te overreden hiervoor een aangepaste vertragingskast te ontwikkelen die het hoge toerental van de turbine omzet naar het lage toerental van de schroef. ‘Technisch is dat bijna net zo ingewikkeld als het ontwikkelen van de motor zelf’, stelt Blom, ‘want er gaat een enorm vermogen door die tandwielkast heen.’ Het grote voordeel van de gasturbine is dat hij compacter en lichter was en dus verhoudingsgewijs meer vermogen leverde dan een zuigermotor. De Rolls-Royce Dart groeide tijdens de productiejaren van de Friendship van ongeveer 1600 pk naar een vermogen van 2140 pk.

LIJMEN

Naast de doordachte aerodynamica en de moderne motor was het lijmen van de constructie bepalend voor het succes van de Fokker Friendship. Lijmen van metalen vliegtuigonderdelen in plaats van klinken heeft drie voordelen. Het vliegtuig kreeg een gladdere buitenkant door afwezigheid van uitstekende klinknagelkoppen, de huid had zonder die opstaande nagelkoppen 30 % minder luchtweerstand, en gelijmde constructies waren bij dezelfde belastingscriteria lichter en dunner uit te voeren dan geklonken constructies omdat de belasting beter wordt gespreid. Dat gelijmde constructies dus relatief sterker zijn, was het belangrijkste criterium. Een onverwacht neveneffect was dat het vliegtuig veel beter bestand bleek tegen metaalmoeheid. Als platen op elkaar zitten geklonken, dan concentreert spanning zich als gevolg van buigbelasting op de plek waar de platen met de nagel aan elkaar zitten. Bij verlijmen wordt deze spanning verdeeld over het gehele gelijmde oppervlak. Verder stopt een scheur bij gelijmd gelaagd materiaal altijd op de lijmlaag, terwijl die bij een paneel uit één stuk ongehinderd verder kan lopen. Fokker liet de lijm ook als een coating uitvloeien in de kleine holtes van de verstijvers, wat een uitstekende corrosiebescherming is gebleken.

Het grote probleem was het valideren van de betrouwbaarheid van gelijmde constructies. Fokker ontwikkelde een heel kritisch procédé waarbij aluminiumplaten in een zeer schone omgeving van vuil en corrosie werden ontdaan en vervolgens geanodiseerd in een chroomzuurbad. Daardoor kreeg het oppervlak een microscopische ruwheid die de hechtkracht van de lijm enorm vergrootte. Belangrijk was dat de lijm geen epoxyhars mocht zijn, want epoxy is hygroscopisch met alle corrosierisico’s van dien. Fokker gebruikte daarom een fenolhars dat juist vochtwerend werkt. Ook ontwikkelde de vliegtuigbouwer een testmethode: de Fokker-bondtester. Die kon met behulp van trillingsmetingen plekken opsporen waar geen hechting was opgetreden.

GEREEDSCHAP

Metaal lijmen was overigens geen Nederlandse uitvinding. Bij de bouw van de Britse Havilland Comet werden de langsverstijvers op de romp- en vleugelpanelen gelijmd, weet hoogleraar Van Bijleveld. De methode was daar ontwikkeld door iemand van Nederlandse komaf, prof.dr. Norman A. de Bruyne. Fokkeringenieur Rob Schliekelman bracht de methode naar Nederland. Om de verstijvers op de huidpanelen aan te drukken moesten de Britten duur gereedschap maken. Vooral voor het neus- en staartstuk, waar panelen dubbelgekromd zijn, was voor elke verstijver een apart op maat gemaakt aandrukgereedschap nodig. Door het gereedschap liep stoom ter verwarming en vervolgens water om de zaak af te koelen.

Voor het lijmen van de delen voor de F27 koos Fokker een geheel andere methode. Er werd namelijk gelijmd in een autoclaaf, een tank waarin werkstukken onder hoge druk en temperatuur kunnen uitharden. De te lijmen delen worden op elkaar gestapeld, twee componentenlijm bestaande uit poeder en vloeistof wordt aangebracht, en het geheel wordt gefixeerd met hechtnagels. Daarop liggen dan drukstukken, alles tezamen ingepakt in een aluminiumfolie met daarover een laag aluminiumgrind. De verpakking wordt vervolgens vacuüm gezogen en onder hoge druk van buitenaf (16 atmosfeer) en hoge temperatuur (150˚ C) hardt de lijm uit. Een nauwkeurige voorbehandeling van de te lijmen delen is essentieel. Dit omvat schoonmaken en etsen, met chroomzuur anodiseren en primer voor de lijm aanbrengen. Een belangrijk bijproduct van deze handelingen is de uitstekende corrosievastheid, want de anodiseerlaag en de lijm zelf zijn corrosieongevoelig. Bovendien is het ook een excellente ondergrond om de verf goed te laten hechten.

Dat Fokker dus veel verder ging dan de Britten met het op elkaar lijmen van grote plaatoppervlakken voor met name de vleugelhuid, had als oorzaak dat de Nederlandse vliegtuigbouwer zich geen grote freesbanken kon veroorloven die een vleugelpaneel uit één stuk kunnen frezen. De vleugelhuid moet vanaf de romp naar de vleugeltip verlopen van dik naar dun, van enkele centimeters naar millimeters. Fokker werkte met een dunne standaardplaat die vanaf de vleugeltip naar de romp steeds dikker werd gemaakt door er verdubbelingplaten op te lijmen. Het onder druk en hitte laten uitharden van zulke grote werkstukken kon alleen in de autoclaaf.

ORDERS

Na de orders van TAA, Aer Lingus en het Noorse Braathens SAFE bleef het opeens angstig stil. De Nederlandse regering besloot daarop voor de Koninklijke Luchtmacht een aantal aangepaste Friendships, de Troopships, te bestellen. Begin jaren zestig trok de markt aan en ontdekte steeds meer luchtvaartmaatschappijen de unieke kwaliteiten van de Friendship. Het vliegtuig bleef onder die naam tot 1986 in productie. Fokker en Fairchild bouwden er 787. Met het vervolgproject Fokker 50/Fokker 60 erbij opgeteld werden duizend toestellen gebouwd.

Vandaag worden in Nederland geen vliegtuigen meer ontwikkeld en gebouwd. Veel windtunnelonderzoek voor buitenlandse vliegtuigbouwers vindt hier nog wel steeds plaats. Ook besteden die bedrijven ontwerpwerk graag aan ons land uit. Stork gebruikt de lijmtechniek bij het maken van romppanelen van het zogenoemde Glare, een aluminiumlaminaat met tussenlagen van glasvezel, voor de Airbus A380.

Er vliegen nog honderden Fokkers rond en dat zal voorlopig wel zo blijven, want ze zijn momenteel waardevaste beleggingsobjecten. In Nederland zijn nog steeds alle technische competenties voor vliegtuigbouw aanwezig en menigeen meent dat de kans om opnieuw te beginnen nog niet is verkeken.

(tekst erwin van den brink en rudi den hertog. Rudi den Hertog is hoofdingenieur bij Fokker Services, onderdeel van Stork. Hij was bij het voormalige Fokker Aircraft laatstelijk hoofdconstructeur van de Fokker 100 en de Fokker 70.)

BRONNEN:

‘ONTWERP EN PRODUKTIE F27’, LEZINGENCYCLUS GEHOUDEN IN HOTEL KRASNAPOLSKY TE AMSTERDAM, MAART-APRIL 1957. HERUITGEGEVEN DOOR DE FRIENDSHIP ASSOCIATION IN 1992.

SYLLABUS VAN HET SYMPOSIUM ‘SUCCES THROUGH FRIENDSHIP’, 15 MEI 1992.

‘THE FRIENDSHIP STORY’ IN FOCUS, RELATIEPERIODIEK VAN FOKKER, 1 APRIL 1979.

INTERVIEW DOOR ERWIN VAN DEN BRINK MET HOOFDCONSTRUCTEUR J. CORNELIS VOOR HET HAARLEMS DAGBLAD NAAR AANLEIDING VAN HET 75-JARIG JUBILEUM VAN ANTHONY FOKKERS’ VLUCHT BOVEN HAARLEM, 1986.

 

KENGETALLEN

NAAM

Fokker F27 Friendship

LENGTE

23,3 m

SPANWIJDTE

29,0 m

HOOGTE

8,7 m

MAXIMUMCAPACITEIT

60 personen

MOTORVERMOGEN

2 x 1730 kW

KRUISSNELHEID

480 km/h

BEREIK

2660 km

PLAFOND

9900 m

 

 

(KADER)

Preview Fokker F-27 5

IJSZORGEN OVER DE FRIENDSHIP

 

Ten tijde van de ontwikkeling van de Fokker F27 Friendship verongelukten enkele vliegtuigen, omdat ze vlak voor de landing met hun neus voorover doken. De oorzaak was ijsaangroei, dat ontstaat in wolken met onderkoelde waterdruppels die spontaan bevriezen bij het botsen tegen een vliegtuigoppervlak. Als ijsaangroei op de staartvlakvoorranden de aerodynamische vorm bederft, dan kan dat leiden tot loslating ofwel overtrekken aan de onderzijde. Dat maakt een vliegtuig onbestuurbaar, omdat het langsevenwicht dat de staart met een neerwaarts gerichte kracht bewaart door het overtrekken wegvalt.

De F27 is tegen ijsaangroei beschermd met opblaasbare stroken van rubber over de voorranden van de vleugel- en staartvlakken. De ontwikkelaars van het toestel wilden echter grotere zekerheid dat plotseling optredende ijsruwheid geen veiligheidsrisico’s met zich zou meebrengen. Em.prof. Jaap Blom, verantwoordelijk voor het aerodynamisch ontwerp, werd in die dagen nogal vaak uitgelachen om zijn ijszorgen. Dat gelach verstomde echter geheel na een nog net goed afgelopen vliegproef met gesimuleerd ijs. Pas twintig jaar latere werd dit opgenomen in de luchtwaardigheidsvoorschriften. De Dakota had een ontijzingssysteem met in de spanwijdte opblaasbare vleugelneuzen van rubber, bij de Friendship liepen de op te blazen kanalen in de vliegrichting. De aerodynamische verstoringen bij gebruik zijn daardoor beduidend kleiner.

Fokker wist het overtrekprobleem op te lossen door de voorrand van de stabilo enigszins omhoog te laten wijzen en door de uitslag van de landingskleppen aan de binnenvleugel te begrenzen tot dertig graden.

 

 

(BEELDMATERIAAL)

 

(fokkereen.jpg – OPENINGSPLAAT)

 

FOTO FOKKER

 

(Schreiner-folder.jpg)

In de jaren zestig gebruikte de Nederlandse luchtvaartmaatschappij Schreiner Airways de Friendship voor vakantiecharters.

 

(F27_cockpit.jpg)

De cockpit van de Fokker F27 Friendship.

 

FOTO FOKKER

 

(22-Fokker-Dart.tif – staat op de server)

De schroefturbine Rolls-Royce Dart. In het midden van de tekening zijn de twee achter elkaar geplaatste centrifugaalcompressoren zichtbaar.

 

ILLUSTRATIE ROLLS-ROYCE

 

(Fokker in Abudjabi.jpg)

Promotietoer met het prototype van de Friendship. Om lange afstanden te kunnen vliegen is dit toestel voorzien van extra brandstoftanks onder de vleugel.

 

FOTO FOKKER/COLLECTIE THEO VAN BIJLEVELD

 

(22-Friendship F27.ai – op cdrom via ouderwetse post – De spread heeft veel wit, waar het past mag je de tekst van het artikel laten doorlopen. Ook kun je hier de kengetallen kwijt.)

 

ILLUSTRATIE FOKKER/COLLECTIE THIJS POSTMA

 

(Fokker_F27.pdf – staat op server)

 

ILLUSTRATIE SCHWANDT INFOGRAPHICS

 

 

(QUOTES)

 

De Friendship was voor Fokker de technologische vlucht voorwaarts

 

De ontwerpers waren zich terdege bewust van deze nieuwigheden en lieten niets aan het toeval over

 

Het succes van de Friendship schuilt niet alleen in Nederlands ingenieursvernuft, maar evenzeer in Hollands koopmanschap

 

‘Technisch is dat bijna net zo ingewikkeld als het ontwikkelen van de motor zelf’

 

Een onverwacht neveneffect was dat het vliegtuig veel beter bestand bleek tegen metaalmoeheid

 

Er vliegen nog honderden Fokkers rond

 

 

FOKKER FRIENDSHIP BESTE NEDERLANDSE DESIGN Industrieel icoon (DI 2006, nr. 8, 2 juni)

 

 

fokkereen

 

Het artikel (PDF) hier klikken:  INGR08_p71_Fokker

 

tekst erwin van den brink

 

 

FOKKER FRIENDSHIP BESTE NEDERLANDSE DESIGN

 

Industrieel icoon

 

In de strijd om het beste Nederlandse design versloeg de Fokker Friendship de Grote Bosatlas, de Rietveld-stoel en de zonnebloem, het biljet van vijftig gulden. De F27 was het enige passagiersvliegtuig dat zich liet besturen als een straaljager.

 

‘De F27 zette Nederland op de wereldkaart’, zo motiveerde een deelnemer aan de Beste Nederlandse Design Verkiezing zijn keuze voor de Fokker Friendship. De F27 won de wedstrijd, uitgeschreven door NRC Handelsblad en de Premsela Stichting voor Vormgeving, met overmacht. Van de 4923 geldige stemmen gingen er 1844 naar het vliegtuig.

De ontwerpers van de Fokker Friendship hebben destijds niet voor ogen gehad het beste Nederlandse design ooit te creëren. Dat was wel het laatste waarover zij zich het hoofd hebben gebroken. Dat het toestel is gekozen, heeft behalve met esthetiek natuurlijk ook te maken met nostalgie, de spijt over het verdwijnen van Fokker, een stukje nationale trots. Deze heimwee naar een industrieel voorgoed verleden tijdperk speelde waarschijnlijk ook mee met de Britse uitverkiezing van de Concorde eerder dit jaar. Rudi den Hertog, hoofdconstructeur van de F128 en Fokker 100, zegt het zo: ‘Nederland is opgebouwd door land uit zee terug te winnen met slimme ingenieurstechnieken. Diezelfde methoden met originele ideeën, eenvoud en kracht zijn gebruikt om de Fokker F27 Friendship te ontwerpen.’

 

STRAALMOTOR

Maar waarom was het vliegtuig van Cees van Meerten uit 1955 zo opmerkelijk? Fokker moest in de Tweede Wereldoorlog onderdelen leveren aan Duitsland, terwijl de Engelse, Amerikaanse en Duitse vliegtuigindustrie op volle toeren draaide. Desondanks slaagde een klein team van vliegtuigingenieurs erin een revolutionair toestel te bouwen.

De Friendship had in plaats van een zuigermotor, die niet zo efficiënt was, een straalmotor met propellers. Fokker paste ook gelijmde verbindingen toe; de onderdelen werden niet geklonken. Hierdoor was het toestel licht en aërodynamisch. De Friendship had bovendien een geprononceerde vleugel boven op de romp met gestroomlijnde motorgondels, waarin ook het hoofdwielstel zat opgeborgen. De wielkasten bevonden zich dus niet in de romp. Het slanke uiterlijk werd nog benadrukt doordat de neus in de serieproductie wat spitser werd gemaakt om de weerstand te verlagen en de radar te bergen.

 

LOOPING

Piloten roemden de stroomlijning en intrinsieke stabiliteit. Als een piloot onverhoopt een domme fout maakte, kwam hij niet snel in een ongecontroleerde duikvlucht terecht. ‘She’s very forgiving’, merkte een luchtmachtvlieger van de militaire Friendship – de Troopship – eens op.

De F27 was het enige passagiersvliegtuig dat zich liet besturen als een straaljager, een stuntvliegtuig. De Koninklijke Luchtmacht hield er jarenlang vliegshows mee, waarbij piloten met de toestellen steile bochten draaiden die bijna loopings waren. Er werd dieselolie in de uitlaten gespoten, wat een spectaculaire smoke trail gaf. Een piloot kon als een ware Biggles – de jongensboekenheld die straaljagerpiloot was – zover overtrekken dat hij tenslotte doodstil met zijn neus rechtstandig omhoog hing alvorens als een herfstblad naar beneden te dwarrelen, waarna hij vanzelf zijn zweefvlucht hervond.

Het concept was zijn tijd ver vooruit. Het toestel, inclusief de uit de F27 ontwikkelde Fokker 50 en Fokker 60, kon daarom vanaf 1958 bijna veertig jaar lang in productie zijn, een prestatie die alleen Boeing met zijn 737, sinds 1967 in productie, overtreft.

Er zijn 787 F27’s gebouwd, inclusief de licentieproductie van de FH-227 in de Verenigde Staten bij Fairchild-Hiller. Na 1986 kwamen daar nog 212 Fokker 50-toestellen bij. Het vliegtuig is daarom met 999 gebouwde exemplaren nog steeds het meest succesvolle turboprop-passagiersvliegtuig ter wereld. Een echt industrieel icoon.

 

 

KENGETALLEN

NAAM

Fokker F-27 Friendship

LENGTE

23,3 m

SPANWIJDTE

29,0 m

HOOGTE

8,7 m

MAXIMUMCAPACITEIT

60 personen

MOTORVERMOGEN

2 x 1730 kW

KRUISSNELHEID

480 km/h

BEREIK

2660 km

PLAFOND

9900 m

 

 

 

(quote)

 

Het meest succesvolle turboprop-passagiersvliegtuig ter wereld

 

 

 

(foto’s)

 

 

(friendship)

 

De Fokker Friendship had een straalmotor met propellers.

 

 

(fokkereen)

 

De neus is wat spitser gemaakt om de weerstand te verlagen.

 

Fokker blijft hopen op redding (1996, nr. 2)

FokkerGeheugenvanNed
De Eindlijn Fokker 100. Constructiehal van Fokker Aircraft B.V., Hal I op Schiphol Oost.Maker: Fotograaf: Luuk Kramer. N.V. Koninklijke Nederlandse Vliegtuigenfabriek 1992. Via Het Geheugen van Nederland.
Fokker_F28-2000
Foto: Fokker N.V.
Fokker_download
Bouw Fokker F-27, jaren 1960.

 

 

 

 

Lees ook: http://www.vergetenverhalen.nl/2015/09/24/de-ondergang-van-fokker/

BOEDELKREDIET EN UITSTEL VAN BETALINGEN GEVEN RES­PIJT + GEGADIGDEN VOOR OVERNAME MELDEN ZICH PER FAX + VERGELIJKING TUSSEN DAIMLER EN SAMSUNG

 

Samsung geïnteresseerd in kennis gehele luchtvaartcluster

 

Fokker blijft hopen op redding

 

Met een boedelkrediet van 225 miljoen gulden over­heids­geld en dank zij surséance van betaling kan vliegtuigbou­wer Fokker de komende weken nog het hoofd boven water houden. Het bedrijf is naarstig op zoek om te redden wat er te redden valt van de 7900 banen die nog resteren na vier reorganisa­ties.

– Erwin van den Brink –

 

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

 

 

Controlerend aandeelhouder Daimler Benz besloot op 22 januari 1996 het financi­le infuus uit Fokker te trekken. Sinds de vlieg­tuigbouwer vijf maanden geleden ’tech­nisch fail­liet’ ging (het eigen vermogen was volledig op) hield Daimler Fokker draai­end met 1,4 miljard gulden aan overbrug­gingskredieten en stelde het zich garant voor 900 miljoen gulden aan leningen. Fokker ver­liest momen­teel 4 miljoen gulden per dag, naar verwachting ongeveer 1,5 miljard gulden in 1995.

Daimler Benz Aerospace kocht begin 1993 voor 600 miljoen gulden 78 % van de aandelen van Fokker Holding, dat op zijn beurt 51 % controleert van de Fokker NV waaronder alle werkmaatschappijen ressorteren waarvan de grootste Fokker Aircraft nu surséa­nce heeft. Daimler Benz zou de resterende 22 % staatsaandelen in de holding binnen drie jaar na sluiting van de overname-o­vereenkomst van de staat overnemen, maar daarvan zal het niet meer komen. Volgens minister Wijers van Economi­sche Zaken zal Daimler zich waar­schijnlijk helemaal uit de luchtvaart terug­trekken. Het belang in Dornier is al teruggebracht en er gaan geruchten dat Moto­ren und Turbinen Union (MTU) wordt overge­daan aan BMW/Rolls Royce.

 

Love baby

Wat is Daimler Benz AG, wiens topman Jürgen Schre­mpp Fokker zijn love baby noemde, voor een be­drijf? Het conglomeraat is net zo mon­stru­eus als deze bee­ldspraak: een kaartenhuis op lemen voeten, wankel en log. Van de technologische syner­gie tussen auto’s (Mer­ce­des), elektro­nica (AEG) en vlieg­tuigen (Dornier en Fokker) is niets te­rechtgeko­men, zoals overigens in 1991 al werd voorspeld in bijvoorbeeld het Britse tijdschrift The Economist.

Schrempp is nu de bewindvoerder die Daimler in hoog tempo ontdoet van de verliesgevende acquisities van de laatste jaren. De gang van zaken on­der de vorige bestuursvoorzitter Edzard Reuter en diens opvol­ger Jürgen Schre­mpp, een protégé van Reuter, was en is trou­wens tamelijk onduits. En dat had mis­schien te denken moeten geven. Tot de memora­bele incidenten behoren de zelf­moord van de gepasseerde financi­le topman van Daimler, Ger­hard Liener, een aanvaring van Schrempp met de politie in Rome tijdens een wat heftig avondje stappen en nu dan de karakter­moord van Schrempp op zijn mentor Reuter: ‘Strategie kun je niet eten’ is nu zijn oordeel over Reuter, die het woord stra­tegie te pas en te onpas in de mond nam. Reuter zal waar­schijnlijk gedwongen moeten aftreden als commissaris (pr­esi­dent-commissaris mocht hij al niet meer worden). Hij wordt nu ver­guisd. Hij immers tuigde het ‘geïntegreerde technologie­con­cern’ op met ver­lies­ge­vende miljardenacquisi­ties. Zo diver­si­ficeerde hij autobou­wer Daimler tot het (geme­ten naar omzet) groot­ste in­dustrië­le conglomeraat van Europa.

 

Kannibaliseren

Wat voor soort bedrijf is Samsung, dat Fokker nu op de korrel heeft? Het is het soort conglomeraat dat Daimler had moeten worden – dat namelijk van alles maakt (behalve auto’s), dus waarom niet ook vlieg­tuigen? Samsung is alleen succesvoller wat de synergie betreft. Het enige minpunt is dat topmen­sen van het bedrijf momenteel in verband worden gebracht met een corrup­tieschandaal.

De laatste tijd heeft Samsung samen met de combine Daimler Aerospace/Fokker en het Chinese staatsbedrijf AVIC gestudeerd op een geheel nieuw vliegtuig met 120 stoelen voor de Aziatische markt, de FA-X, waarvan in elk geval een produktielijn in Korea zou moeten komen.

Te vrezen valt dat Samsung, net als Daim­ler, niet is geïnteresseerd in het voortbestaan van Fokker als zelfscheppende vliegtuigbouwer, maar slechts in het kannibaliseren van een complete voortbrengingsketen inclusief afzetkanalen en klan­ten (Fokker heeft in het marktsegment voor vliegtuigen tot 100 stoelen een aandeel van 40 %).

Toch zijn er twee pluspunten. Voor Daimler had het begin van de keten, het fundamentele onderzoek, de vliegtuigont­wikke­ling en de engineering, beduidend minder waarde dan het heeft voor Samsung. Het Koreaanse bedrijf is gezien zijn wel erg korte geschiedenis in de industrie waar­schijnlijk juist genteresseerd in toegang tot fundamentele kennis, dus niet alleen de kennis van Fokker maar van het gehele luchtvaartcluster: NLR, TU Delft, de Haarlemse HTS-vliegtuigbouw, het Hoofddorpse luchtvaartcol­lege (de voormalige MTS ‘Anthony Fokker’), de kennis voor het certificeren van nieuwe vliegtui­gen door de RLD en derge­lijke.

De Koreanen zijn de afgelopen maanden gepaaid met joint ventures door niet alleen Daimler, maar ook Boeing en McDonnell-Douglas. Met een eventuele verwerving van Fokker zou Samsung op eigen benen kunnen staan in de vliegtuigbouw.

Dat Fokker andermaal is overgeleverd aan een grote partner komt doordat het bedrijf zijn te verouderde, ondoelmati­ge en dus te dure produktiemethode te laat is gaan rationali­se­ren: daardoor verdampte Fokker’s onderhandelingspositie met Daimlerdochter Deutsche Aerospace in 1990 zodra de markt begon te kenteren.

 

Lijken in de kast

Nu is de produktie sterk gerationaliseerd. Het hele voortbreng­ingsproces is gestroomlijnd. De doorlooptijd is sterk ver­kort, het onderhanden werk is verminderd, waardoor Fokker een prima uitgangsposi­tie heeft ten opzichte van zijn directe concurrenten, nu de markt zich lijkt te gaan herstellen. Volgens de bedrijfskundige dr. Ard de Man, die dezer dagen aan de Erasmus Universiteit Rotterdam is gepromoveerd op onderzoek naar de doorloop­tijd­verkorting bij Fokker, gaat de tijd die nodig is om een vlieg­tuig samen te bouwen van oorspronkelijk 222 dagen naar 56 dagen.

Bovendien hebben de Duitsers ‘lijken in de kast’ opgeruimd die ze bij de overname aantroffen in de vorm van op de balans geactiveerde ontwikkelings- en aanloopkosten uit het verleden. Het merkwaardige is overigens dat, hoewel Daimler het probleem van de vervuilde balans vóór de overname al kende, men het slechts deels heeft opgelost. In de onderhandelingen met de Nederlandse overheid de afgelopen weken werd het probleem van de ten onrechte geactiveerde kosten gepresenteerd als ‘de ijsberg van 1,3 miljard’, alsof er onder de eerder opgeruimde lijken nog andere ten onrechte geactiveerde kosten waren aangetroffen.

Het is denkbaar dat Daimler het probleem met opzet deels ongemoeid heeft gelaten om daarmee geld los te peuteren van de Neder­landse overheid; de ongezonde balans zou het vertrouwen van potentiële klanten ondermijnen. Er moest vers kapitaal in Fokker van Daimler én de staat. De Nederlandse regering was echter niet te vermurwen. Fokker was immers onderdeel van het enorme machtige Daimler Benz, dus was die ongezonde balans geen probleem. Werkkapi­taal, daarover viel wel te praten.

 

Belangstelling

Maar hoe het ook zij, Fokker is mede dank zij Duitse inbreng aan­trekkelijker gewor­den voor overname: weliswaar zwaar onderge­kapitaliseerd, maar in elk geval met een redelijk gezonde kostenstructuur en een naar Duitse maatstaven enigszins ge­schoonde boekhouding.

Er is dan ook belangstelling van meerdere kanten: ook Bombardier toont interesse, een bij Samsung vergeleken klein transportmiddelenconcern (omzet 6 miljard dollar tegen Samsung’s 100 miljard dollar) dat wereld­wijd opereert. Bombardier bewijst dat er geen mammoetbedrijven met miljarden cashflow voor nodig zijn om iets te bereiken in de civiele vliegtuigbouw. Het maakte in een paar jaar twee Canadese en een Noordierse vliegtuig­bouwer (Canadair, De Havilland en Shorts) weer winst­gevend.

Fokker zou goed bij Bombardier passen (Bombardier’s dochter Shorts bouwt de Fokkervleugels), maar Samsung zou een breekijzer kunnen zijn in een lonkende, gigantische afzetmarkt in Zuidoost-Azië, met name in China.

De surséance biedt Daimler nog alle speelruimte om zijn deelne­ming in Fokker onder redelijke condities van de hand te doen om zo de verliezen te beperken. Komt het echter tot een fail­lissement, dan bepaalt de curator hoe de schuldeisers, waarvan Daimler de grootste is, wordt tegemoetgekomen. ‘Een surséance kan daarom heilzaam werken. Het is een adempauze voor de debiteur. Elke regeling is denkbaar’, zegt mr.dr. W. Wijting, van de faculteit Wijsbegeerte en Technische Maatschappijweten­schappen van de TU Delft.

In ieder geval heeft Fokker iets dat lijkt op een onder­handelingsposi­tie tijdens de adempauze waarvoor de over­heid nu heeft gezorgd met de kasgeldfournering plus plaatsen van enkele orders, samen goed voor 335 miljoen. Volgens de Volkskrant, die doorgaans zuinig oordeelt over de Nederlandse aspiraties in vliegtuigbouw, heeft Fokker de staat sinds 1945 ongeveer 3,2 miljard gulden gekost, waarvan 1,6 miljard gulden is terugbe­taald; dat is netto gemiddeld 32 miljoen gulden per jaar, vermoedelijk een prijs waarvoor veel landen graag in de vliegtuigbouw zouden stappen. Volgens Fokker is 80 % van eerdere leningen afbetaald en vloeide de laatste tijd 150 miljoen gulden per jaar terug naar de staat.

 

Uitdaging

Toch pleiten veel economen op grond van het gegeven dat er (ook in de toekomst) structu­reel geld bij moet, voor definitieve terugtrekking van de overheid uit de vliegtuigbouw. Prof.dr. A.J.M. Roobeek vindt dat echter een ‘veel te kwantitatieve benadering.’

Roobeek: ‘We kunnen het niet alleen hebben van kaas en bloemen. Aan een hoogwaar­dig technologisch cluster hangt een prijskaartje. Die prijs moet de Nederlandse samenleving opbrengen.’ Ze vindt daarbij wél dat de Nederlandse kennis op het gebied van vlieg­tuigbouw nog veel meer dan nu het geval is buiten de bedrijfs­tak te gelde gemaakt zou kunnen worden.

Volgens prof.dr.ir. Th. de Jong, verbonden aan het laboratorium voor Constructie en Materiaalontwikkeling van de faculteit Lucht- en Ruimtevaart van de TU Delft, heeft uiteindelijk de hele Nederlandse industrie meegeprofiteerd van de technologie voor het verlijmen van metalen delen die in de jaren vijftig bij Fokker werd ontwikkeld ten behoeve van de bouw van de F-27 Friendship.

Composietmaterialen uit de luchtvaart worden nu ook toegepast in tennisrackets en in de auto-industrie. Binnenkort rijdt er een lichtgewicht trailer voor vrachtwagens rond waarvan de constructie afkomstig is uit de Nederlandse vliegtuigindustrie. Ook de vezel Twaron van Akzo is oorspronkelijk mede door Fokker ontwik­keld.

De Jong: ‘De luchtvaart plaatst je steeds voor een uitdaging. Als je een stuk hout in het water gooit, blijft het wel drijven. Gooi je daarentegen een stuk hout in de lucht en wil je het daar houden, dan komt daar veel meer technische kennis voor kijken. In de VS is men begonnen met de ontwikkeling van een imaginair vliegtuig dat vijf keer zo snel als het geluid moet kunnen vliegen. De bedoeling daarvan is de techniek in de VS op een hoger peil te brengen. Of dat vliegtuig er ooit komt, is niet eens zo belangrijk, maar het gaat erom Amerikaanse technici te prikkelen om met oplossingen te komen voor inge­wik­kelde problemen.’

 

Dit artikel is tot stand gekomen met medewerking van drs. Angele Steentjes.

 

 

 

(CREDIT OPENINGSFOTO, STAANDE FOTO)

(Foto’s: ANP Foto, Amsterdam)

 

(BIJSCHRIFT PORTRET VAN SCHAIK)

Fokker in de problemen; op 23 januari maakt Van Schaikt bekend dat uitstel van betaling voor Fokker Aircraft is aangevraagd en verleend.

 

(BIJSCHRIFT VLIEGTUIGEN)

Het dilemma van Fokker bij een flauwe markt in beeld gebracht: ingepakte vliegtuigen staan op vliegbasis Woensdrecht tijden lang te wachten op kopers.

Boeing leert denken in drie dimensies (DI, nr. 9, 24 mei 1994)

KLM_777_PH-BVO_19072015_DSC1733(Streamer)

ONTWERP GEHEEL DRIEDIMENSIONAAL + KLANT NAUW BETROKKEN BIJ ONTWERP

 

(Bovenkop)

Boeing 777 laatste grote civiele vliegtuigproject van deze eeuw

 

(Kop)

Boeing leert denken in drie dimensies

 

(Intro)

‘Het 777-programma betekent voor Boeing dat we terug zijn gegaan naar hoe we ooit begonnen. Toen de hoofdconstructeur aan één tafel zat met de hoofdmecanicien en de klant.’ Bij het ontwerpen van de Boeing 777 werkten 238 teams samen. Voor het eerst is het gehele ontwerp driedimensionaal gemaakt. – Erwin van den Brink –

 

 

Aan honderdduizend mensen was een uitnodiging verstuurd om op 9 april 1994 naar Everett (Washington, VS) te komen om de officiële onthulling te zien van de Boeing 777, het laatste grote civiele vliegtuigproject dat deze eeuw het levenslicht ziet. Bij dit vliegtuig is het Boeinggehalte lager dan bij al zijn voorgangers. Meer dan bij voorgaande projecten heeft Boeing delen van ontwerp en fabricage uitbesteed aan vliegtuigindustrieën in andere landen. De grootste buitenlandse deelnemers in het project komen uit Japan: Mitsubishi, Kawasaki en Fuji, die samen eenvijfde van het vliegtuig hebben ontworpen en zullen produceren.

Nieuw was dat voor het eerst het gehele ontwerp driedimensionaal is gemaakt en vastgelegd in computergeheugen in plaats van tweedimensionaal op papier. Het grootste probleem was volgens de hoofdconstructeur van het 777-project, Ronald A. Ostrowski, ‘om het menselijk denken om te schakelen van twee- naar driedimensionaal’. Er is gebruik gemaakt van computerprogramma’s zoals Catia (computer aided three dimensional interactive application) en Elfini (finite element analysis).

Er waren maar liefst 238 ontwerp/bouwteams die zich met verschillende aspecten en onderdelen van het vliegtuigontwerp bezighielden. In elk van die teams was behalve de constructieafdeling ook de produktie, de inkoop en de klantenondersteuning vertegenwoordigd, kortom de hele ‘levenscyclus’ van het project. De teams wisselden hun gegevens voortdurend uit via een gemeenschappelijke database in een supercomputer. ‘Het 777-programma betekent voor Boeing dat we terug zijn gegaan naar hoe we ooit begonnen. Toen de hoofdconstructeur aan één tafel zat met de hoofdmecanicien en de klant’, zegt Alan Mulally, hoofd van de 777-divisie van de Boeing Commercial Airplane Group.

 

Fly by wire

Omdat alle technische disciplines (vliegtuigconstructie, -systemen, aërodynamica en dergelijke) in dezelfde database werkten, was het direct duidelijk wanneer delen die niet passend waren aan het ontwerp werden toegevoegd. De feedback vanuit de database maakte iedere ontwerper er direct via zijn werkstation attent op als hij tegenstrijdigheden, ongerijmdheden teweegbracht in het totaalontwerp. Het resultaat was bijvoorbeeld dat op een totale lengte van 209 voet en 1 inch bij de lasergestuurde samenbouw van de eerste rompsegmenten bleek dat de maatafwijking van de totale romp niet groter was dan 0,023 inch, terwijl een afwijking van 0,5 inch bij de toe nu toe gevolgde ontwerpmethode niet ongebruikelijk was.

De bedoeling was om een vliegtuig te ontwerpen dat in de praktijk vanaf het eerste begin volledig beantwoordt aan de ontwerpdoelstellingen, waarin zich geen aanloopproblemen, verborgen gebreken, kinderziekten of wat dies meer zij openbaren.

Voor het valideren van grote delen van het ontwerp blijven echter praktijkproeven nodig. Daarom bouwde Boeing voor 500 miljoen dollar een laboratorium waar het totaal van de systemen in het vliegtuig wordt getest en gevalideerd. Vroeger werd daarvoor het eerste prototype op de grond gebruikt. Het laboratorium bestaat uit een staketsel, bijgenaamd ‘de ijzeren vogel’. Daarin bevinden zich de besturingsmechanismen van de stabilisatievlakken en van de linkervleugel.

De 777 is Boeings eerste ‘fly by wire’-vliegtuig. De overbrenging van de besturingscommando’s naar de stuurvlakken en de terugkoppeling van de krachten van buitenaf naar de stuurkolom gebeurt niet meer mechanisch, via stalen kabels, maar door middel van computergestuurde elektrische signalen.

Het driedimensionaal ontwerpen maakte wél de bouw van een duur model op ware grootte overbodig. Ook een dergelijke ‘mock up’ bood in het verleden geen waterdichte garantie dat alle deelontwerpen samen een naadloos passend geheel zouden vormen. Wat het aantal misconfiguraties betreft – het niet op of in elkaar passen van aansluitende onderdelen, bekabeling op de verkeerde plaats en dergelijke – scoorde de 777 ongeveer 50 tot 80 procent beter dan voorgaande ontwerpen.

 

Inbreng van klanten

Omdat minder fouten hersteld hoefden te worden, ontstond in het ontwerpproces ruimte om meer externe informatie te betrekken. Vanaf het prille begin namen zowel luchtvaartmaatschappijen (als toekomstige gebruikers) als toeleveranciers en onderaannemers actief deel in het ontwerpproces. Ook dat leidt weer tot een beter produkt. Deze bedrijven detacheerden mensen met specifieke gebruikers- en fabricagekennis op de ontwerpafdeling van Boeing. De fabrikant spreekt van ‘customer design’, de klant als ontwerper.

‘Wij weten letterlijk alles van dit vliegtuig’, zegt Gordon McKinzie van United Air Lines die de afgelopen drieëneenhalf jaar bij Boeing heeft vertoefd. ‘In de 777 is zoveel betrouwbaarheid gestopt door de luchtvaartmaatschappijen, dat er geen onaangename verrassingen te verwachten zijn na de ingebruikname.’

Uit de intensieve dialoog met de klanten bleek dat veel voorzieningen in het vliegtuig, die Boeing aanbood als extra’s, door zóveel klanten worden gekozen dat het goedkoper is die standaard in te bouwen in plaats van op verzoek. In totaal zijn tachtig van zulke voorzieningen (waaronder satellietcommunicatie en -navigatie) in het basisontwerp opgenomen.

Het resultaat van dit alles moet een vliegtuig zijn dat aan alle verwachtingen voldoet – waarin zich geen kinderziekten zullen openbaren. McKinzie: ‘In juni 1993 zijn onze inspecteurs in Wichita geweest waar Boeing de neussectie bouwt. Ze konden geen tekortkomingen ontdekken. Dat is nog nooit eerder voorgekomen.’

 

Capaciteit

Ook in de ontwerpfilosofie om ‘het volmaakte’ vliegtuig af te leveren, past de bijzonderheid dat het vliegtuig vanaf het moment dat het in dienst wordt genomen zogenaamde etops-vluchten (extended twin operations) mag maken. Dat zijn vluchten waarbij de dichtstbijzijnde uitwijkhaven in geval van het uitvallen van een der motoren maximaal drie uur vliegen verwijderd mag zijn. Onder verkeersvliegers, die zulke vluchten nu op drie- of viermotorige vliegtuigen maken, is 180 minuten etops niet onomstreden. Boeing beroept zich op de toegenomen betrouwbaarheid van nieuwe straalmotoren, uitgedrukt in een verlaagde ‘engine shut down rate’. Tot nu toe kennen luchtvaartdiensten etops in speciale gevallen toe aan luchtvaartmaatschappijen, mede op grond van gebleken betrouwbare vluchtuitvoering. Boeing wil etops meeleveren als een technische standaardspecificatie van de 777.

Daarvoor wordt een uitvoerig testprogramma opgezet waarbij elf vliegtuigen zijn betrokken: vijf vliegtuigen met Pratt & Whitney PW4084 motoren (ten behoeve van de eerste klant, United), twee vliegtuigen met General Electric GE90-motoren en twee vliegtuigen met Rolls Royce Trent-880 motoren. Ten slotte zijn er twee vliegtuigen speciaal gebouwd voor statische en (dynamische) vermoeiingsproeven op de grond.

In zekere zin is de 777 de opvolger van de oorspronkelijke 747, met een passagierscapaciteit van 305 tot 440 stoelen. De laatste generatie 747, de 400-serie, kan 420 tot 550 passagiers meenemen. Maar de eerste 747’s uit de 100- en de 200-serie hebben dezelfde capaciteit als de 777. De twee motoren van de 777 leveren daarom bij benadering hetzelfde vermogen als de vier motoren van de eerste serie 747’s, de Pratt & Whitney JT9D-7A. Die levert 44 500 Engelse ponden (20 000 kilo) stuwdruk. De krachtigste motor voor de 777, de Rolls Royce Trent 880 levert het dubbele vermogen.

Door de groei van de 747 ontstond een hiaat bovenin het marktsegment van Boeing. De kleinere 767 biedt plaats aan 180 tot 270 passagiers. Boeing is de laatste fabriek die nu een vliegtuig lanceert in het segment voor 300 tot 400 stoelen. De Airbus A330 en A340 en de McDonnell-Douglas MD-11 gingen de Boeing 777 voor.

De vier luchtvaartmaatschappijen die de 777 mede hebben ontworpen, hebben 74 vliegtuigen besteld (United 34, Japan Airlines 10, All Nipon Airways 15, en British Airways 15). Boeing heeft nu in totaal orders genoteerd voor 147 vliegtuigen van dit type. Mei 1995 wordt het eerste vliegtuig geleverd aan United.

 

 

 

(BIJSCHRIFTEN)

 

(BIJ KLEURENSCHEMA)

Meer dan bij voorgaande projecten heeft Boeing delen van ontwerp en fabricage uitbesteed aan vliegtuigindustrieën in andere landen.

 

(BIJ FABRIEKSHAL)

Produktielijn van de Boeing 777.

 

(BIJ PILOTEN)

In een speciaal gebouwd laboratorium (kosten: 500 miljoen dollar) wordt het opstijgen van het vliegtuig gesimuleerd en getest.