Як роблять ілюмінатори в літаках і чому це так складно

На південь від Лос-Анджелеса назрівала справжня промислова катастрофа.

Наприкінці травня хімічний резервуар із понад 7000 галонами токсичної речовини почав стрімко нагріватися. Резервуар належав GKN Aerospace - компанії, яка постачає деталі для авіаційної галузі, зокрема авіаційні ілюмінатори.

Поки температура всередині блискучого металевого резервуара зростала, працівники зрозуміли, що виникла серйозна проблема. Резервуар міг вибухнути, внаслідок чого прилеглі райони могли бути забруднені метилметакрилатом (MMA), речовиною, яку використовують у виробництві пластику та яка подразнює шкіру й легені.

Понад 50 тисяч жителів міста Гарден-Гроув евакуювали, а пожежники почали поливати резервуар водою, щоб його охолодити. У якийсь момент, за словами місцевого начальника пожежної служби, резервуар "фактично почав випинатися".

На щастя, вибуху не сталося. Через кілька місяців, у серпні, GKN та місцева влада оголосили про програму компенсацій на $100 млн для жителів, евакуйованих під час інциденту.

Однак виробництво авіаційних ілюмінаторів на цьому підприємстві, яке було зупинене після інциденту, досі не відновилося повністю.

Це спричинило шок в авіабудівній галузі, адже GKN - одна з небагатьох компаній у світі, які виробляють авіаційні ілюмінатори.

Вікна в літаку - складні з інженерного погляду, але критично важливі для його безпеки.

За даними британської материнської компанії GKN, Melrose Industries, виробництво на підприємстві GKN у Гарден-Гроув зараз працює приблизно на 50% від звичайної потужності. Компанія планує відновити повне виробництво до 28 вересня. GKN відмовилася від інтерв'ю BBC.

"Це один із буквально кількох постачальників критично важливих ілюмінаторів, - каже аналітикиня авіаційної галузі Маріса Гарсія. - Одна з вразливостей авіаційного ланцюга постачання полягає в тому, що є дуже мало компаній, які мають відповідну кваліфікацію для виробництва певних деталей. І коли щось іде не так, це серйозно порушує роботу всієї системи".

Boeing повідомила BBC, що "намагається мінімізувати будь-які можливі наслідки", назвавши скорочення виробництва проблемою "всієї галузі".

Це відбувається в умовах, коли авіакомпанії "не можуть отримувати нові літаки достатньо швидко", каже Майк Стенгел з консалтингової компанії AeroDynamic Advisory. "Тому вони довше експлуатують ті літаки, що мають".

Попри те, що у світі існує лише кілька виробників авіаційних ілюмінаторів, новим конкурентам складно вийти на цей ринок через жорстке регулювання галузі, додає Стенгел.

"Перехід до нового постачальника може зайняти багато часу".

Це створює "необхідність балансувати" між виробниками літаків та компаніями, від яких вони залежать у постачанні різних деталей, зазначає Стенгел.

Щоб дізнатися, як виготовляють авіаційні ілюмінатори, я поговорив з Жаном-Еріком Вермоном, генеральним директором французької компанії Saint-Gobain Aerospace.

"Ми здебільшого працюємо з пасажирськими літаками, регіональними літаками та гелікоптерами", - каже він. Водночас Вермон не повідомив, яку частку ринку авіаційних ілюмінаторів, або, як їх називають у галузі, прозорих конструкцій, займає його компанія.

Овальні вікна в салоні літака, розташовані поруч із пасажирськими кріслами, зазвичай виготовляють із матеріалів на основі пластику, каже Вермон.

"Спочатку береться лист акрилу, - пояснює він. - Потім його вирізають за розміром, надаючи потрібної форми".

Представник Saint-Gobain підтвердив BBC, що компанія, на відміну від GKN, не зберігає і не використовує MMA, а закуповує листи полімеризованого MMA, тобто акрилу.

За словами Вермона, виробники літаків дедалі частіше замовляють більші ілюмінатори, щоб пасажири могли краще бачити світ за вікном. Це є конкурентною перевагою, але потребує додаткових випробувань, щоб переконатися, що більші вікна витримують навантаження не гірше за менші.

Saint-Gobain тестує свої ілюмінатори, піддаючи їх тиску, який у багато разів перевищує звичайний тиск у літаку на висоті.

Такі акрилові ілюмінатори зазвичай складаються з двох шарів. Saint-Gobain також проводить випробування, щоб перевірити, чи витримає вікно навантаження, якщо один із цих шарів буде пошкоджений.

Вікна кабіни пілотів, каже Вермон, - це "зовсім інша річ".

Зазвичай їх виготовляють зі скла, яке хімічно зміцнюють за допомогою калію.

Для цього менші йони натрію замінюють на більші йони калію. Це допомагає ущільнити молекулярну структуру скла, тож під час охолодження воно стискається, утворюючи надзвичайно міцну структуру.

У деяких новітніх літаках вікна кабіни пілотів також мають вигнуту форму, щоб зробити літак більш обтічним і підвищити паливну ефективність. Але виготовляти вигнуте скло складно - найменше викривлення або дефект буде чітко помітним для пілота.

Щоб переконатися, що таких дефектів у готовому виробі немає, проводять перевірки якості.

Усі авіаційні вікна мають бути стійкими до ударів, але вікна кабіни пілотів у передній частині літака особливо вразливі до зіткнення з птахами, каже Вермон: "Проблема не в швидкості птаха, а в швидкості літака".

Saint-Gobain використовує комп'ютерне моделювання та "фізичні випробування, що імітують удар великого птаха", щоб перевірити стійкість своїх вікон до таких зіткнень.

"Зазвичай, якщо літак потрапляє в град або стикається з достатньо великим птахом, зовнішній шар тріскається, - каже Вермон. - Саме на це й розраховане вікно кабіни".

Нещодавно на рейсі з Лондона до Лондондеррі тріснуло вікно кабіни пілотів. На борту оголосили надзвичайну ситуацію, але літак безпечно приземлився.

"Таке може траплятися", - каже Вермон, хоча додає, що в останніх подібних випадках вікна Saint-Gobain не використовувалися.

"Очевидно, що йдеться про поверхню, яка контактує з двома дуже різними середовищами, - каже Стенгел. - Саме тому ці вироби потребують складніших інженерних рішень".