2021-08-17(令和3年) 松尾芳郎
図１：写真はシンガポール航空向けの787-10。787の最終組立てはワシントン州エベレット（Everett, Washington）とサウス・カロライナ州チャールストン(Charleston , South Carolina)の両工場で行われている。エベレットの担当は787-8、-9、の２機種のみ、チャールストンは全機種、787-８、-9、-10の最終組立を担当している。
7月12日米連邦航空局/FAAは、「引渡し待ちのボーイング787機に製造品質上の問題が発見されたので、顧客への納入はその修復後に認可する」と発表した。FAAによると引渡し待ちの787数機の機首付近の胴体継ぎ目で問題が発見された。
（The FAA said late on July 12 Monday that several undelivered 787 have a new manufacturing quality issue around its nose section, that will be fixed before the plane delivered by Boeing.）
これは、昨年後部胴体で発見された後部胴体の接合部に不適切なシムを挿入した問題で、FAAの求めに応じ引渡し待ち機体の一斉検査を実施している中で判明した。
FAAは続けて「この問題は直ちに飛行の安全に影響を及ぼすものではない。ボーイングは引渡し前に問題箇所を修復すると約束している。すでに就航中の機体に修正が必要か否かは今後のデータを検討してから決める」と話している。
ボーイングは、現在引渡し待ち787を100機ほど保管しているが、この問題について詳しいコメントは控えている。ボーイングはFAAの指示で今年５月末から引渡しを中止し、新しい検査方法を提案しているが、FAAはボーイングにさらなるデータを提供を求め、それが安全規則に合致するかを決めたい、としている。
ボーイングは2019年3月から続いた737MAXの飛行停止処分が昨年末に解決、また787では後部胴体接合部のシムの問題で５ヶ月間納入を中断し今年３月に再開したばかり、そして今回５月には再び生産中止に追い込まれた。
今年6月の会議でボーイングCEOデーブ・カルホーン(Dave Calhoun)氏は「787は見事に立ち直りつつある、FAAは我々の対策を評価し、一層完全にするため努力を払っている。FAAの審査は数カ月以内に完了し、年内には結論が出されるだろう。」と語った。
ウイキペデイア「Boeing 787」によると「品質管理問題(Quality-control issue)」としてやや詳しく大略次のように述べている。
- 2019年：KLMは、チャールストン工場で製造した787-10を受領した際、不具合箇所が多過ぎるとボーイングに苦情を申し入れた。すなわち、客室座席が固定されておらず、ピンやナットが無かったり正しく取り付けてなったり、ボルトが緩んでいた。さらに燃料パイプ固定用のクランプが緩んだままだった。
- 2020年8月末：ボーイングは、就航中の8機 (UAL、Air Canada、ANA、シンガポール航空を含む８社)に対し飛行停止するよう要求、と発表した。理由は、後部胴体接合部 (Sec 47とSec 48の間)、の接合作業で不適切なシムを使用したこ、および、接合部内面 (IML=inner mold line)の平滑度が５インチ幅で0.005 inch（頭髪より細い寸法）以内とする設計基準を超えていたこと、による。このまま運航を続ければ、終極荷重(limit load)が加わった場合構造が破損する恐れがある。
- 2020年9月7日：ウオール・ストリート・ジャーナル(Wall Street Journal) 紙は次のように報じた；―FAAは787就航当初の2011年に遡ってボーイングの品質管理問題の調査を開始した。ボーイングはFAAに対し「後部胴体の一部が設計基準を満足していない」と報告したのを受け、FAAは運航中の機体のうち約900機についての検査を検討している。FAAはさらに、ボーイングの品質管理システム(QMS=Quality Management System)の不備が、シムや平滑度の問題を見抜けなかったことを問題視している。
- 2020年9月8日；ボーイングは、787で3つ目となる品質上の問題が、水平尾翼で発生と発表した。これはユタ州ソートレイク(Salt Lake City, Utah)のボーイング工場で水平尾翼の取付け作業中、作業者がボルトを強く締め過ぎていたことが判り、これが構造部材の疲労破壊を速める恐れありというもの。対象となるのは893機で、修理すべきか否かを検討している。
- 2021年1月：ボーイングは進行中の品質問題の検査のため787の引渡しを停止した。
- 2021年3月：FAAは、ボーイングに交付してきた「権限委譲(delegated authority)」すなわち「組織承認権限委譲( ODA=Organization Designation Authorization)」を取り消すと発表した。「ODA」とはFAAが企業/組織に対し型式証明などの権限の1部を付与する制度、しかし787のバッテリー火災(2013年)や737MAXの飛行停止(2019年)で問題になっていた。
- 2021年7月13日：ボーイングは、スピリット(Sprit AeroSystems)社が製造している前部胴体「Sec 41」にある前部圧力隔壁(forward pressure bulkhead) の取付け部にギャップがあることを発見、生産を月産5機に落とした。これが就航中の機体に影響があるか否かは現在検討中。これまでの検査手法についても検証を行っている。FAAは「この件は飛行安全に直ちに影響を及ぼすものではない」、「これはシム問題に関連して実施中の胴体各セクション接合部の一斉検査の中で発見された不具合点である」、「ボーイングとFAAは不具合の修復を協議中で、就航中の787の飛行停止は必要ない」と説明している。
「圧力隔壁8pressure bulkhead」」は胴体内の与圧室部分の前後にあり、ドーム型の一体構造で周囲を胴体のフレームに固定している。この場合はSec 41内側に取付けてある。
図２：(Wikipedia) ボーイング787の年間の引渡し機数表。2011年9月から引渡し開始、この年は3機。2021年の14機は7月末現在。これまでの引渡しは合計で991機になる。2020年から著しく減少しているのは品質問題のため。
「コンポジット・ワールド(Composites World)」誌は、後部胴体で発生した問題について次のように述べている。すなわち；―
787は、主翼、胴体、尾翼を含むほとんどの構造は複合材でできている。胴体は、前部胴体Sec 41/スピリット、前部胴体Sec 43/川崎重工、中部胴体Sec44 & 46/アレニア、後部胴体Sec47 & 48/ボーイング、の6個の大きなセクションで構成されている。全てが複合材製で各地からチャールストンおよびエベレットに送られ、接合される。
素材は日本の「東レ(Toray)」製のT800S炭素繊維複合材および “3900シリーズ“強化エポキシ(toughened epoxy)である。
いずれのセクションも、マンドレル（回転式装置）にプレプレグ状炭素繊維を自動装置 (AFP=automated fiber placement)で巻付けて成形、そレからオートクレーブ(autoclave)/高圧焼成炉で焼結し、取り出してからマンドレルを解体・分離して出来上がる。
接合部に生じる僅かな狂いを修正するためシムを挿入するが、この検査のためにボーイングでは自動レーザー検査装置を使っている。2019年8月に行ったSec 47とSEC 48の接合部検査で内面(LML=inner mold line) に段差があることが判り、これはシムの厚さが設計基準を越えていたためと判明した。これで前述のように8機をボーイングの手で改修し、ラインに復帰している。
ボーイングでは、Sec 47とSec 48の接合部内面 (IML) の検査を機首や中部胴体など他の接合部にも拡大し、引渡し前の全機に適用することを決めた。FAAはボーイングの報告を受けてIML検査プログラムの拡大適用を検討している。
図３：(Spirit AeroSystems) スピリットで製造中の787前部胴体Sec 41、マンドレルにプレプレグ炭素繊維を巻付け成形しているところ。この後オートクレーブで焼成する。
図４：(AV Web) ボーイング787機体構造、主要サプライヤーの担当部位を示す図。胴体は前部からSec 41、Sec 43、Sec 44、Sec 46、Sec 47、Sec 48の各セクションからなる。
図5：787の受注と引渡しの機数の表。ANAは、さらに20機ほど受領する予定。
終わりに
787は、世界各地の協力工場から送られてくる大型部品をボーイングのチャールストン工場およびエベレット工場に集め最終組立てをして完成している。上述８機の後部胴体の問題はボーイング・チャールストン工場で、また今回明らかになった前部胴体の問題はスピリットのウイチタ工場で発生したもの。FAAは両工場を含めてボーイングの品質管理体制に問題あり、として慎重に審査を進めている。品質管理は体制整備も重要だが、従業員一人ひとりのモラルによるところが大きい。ダグラスのロングビーチ工場やパンナムの整備工場など、破綻直前の工場の状況がまさにそうだったことは記憶に残る。ボーイング、スピリットの社内が従業員を含めこの困難を乗り切ってくれることを望みたい。
―以上―
本稿作成の参考にした主な記事は次の通り。
- Aviation Week July 26-August 8, 2021 “Boeing Slows 787 Output and Focuses in Delivery Resumption” by Sean Broderick
- Aviation News 13. July 2021 “Undelivered Boeing 787 Dreamliners have quality issues, FAA says” by Vyte Klisauskate
- CNN July 13, 2021 “Boeing discloses a new problems with the 787 Dreamliner” by Chris Isidore
- Reuters July 13, 2021 “FAA says new Boeing production problem found in undelivered 787 Dreamliner” by David Shepardson and Eric Johnson
- American Machinist Sep 08, 2020 “FAA Investigeting Boeing Structural Defects”
- CNBC July 12 2021 “Dreamliner production, delivery target after new flaw found” by Leslie Josephs
- AV Web September 14, 2020 “More 787 Flaws Reported, 680 Aircraft may be Involved” by Russ Niles
- World Today News Aug, 28, 2020 “Problem with the fuselage of the 787: Boeing pulls eight Dreamliners out of service”
- Composites World 12/17/2020 “Boeing conducts inspections of 787 composite inner fuselage skin” by Jeff Sloan
- Chicago Tribune Dec 15, 2020 “Boeing fined more 787 quality defects, broadens fuselage inspections” by Dominic Gates, Seattle Times
- TokyoExpress 2020-09-12 “ボーイング、787で品質問題が発生、737MAXではキャンセル増“