Boeing B787 Dreamliner, elektrikli sistemleri, hafif kompozit yapısı ve modern motorlarıyla yakıt ve işletme verimliliği hedefleyen yenilikçi bir uçak olarak geliştirildi. Ancak 2013 yılında Lityum İyon bataryalarda yaşanan yangınlar, filonun geçici olarak operasyondan çekilmesine neden oldu. Olay, yeni teknolojilerin avantajlarının yanı sıra gerçek operasyon koşullarındaki risklerin de saha deneyimiyle ortaya çıktığını gösterdi.
Bir yolcu uçağının tasarımının başlangıcından ilk uçuşuna ve oradan sertifikasyonu tamamlanıp operasyona başlamasına kadar geçen süreç uçağın uçuşa elverişliliği açısından oldukça önemlidir. Bu süreçte ince elenip sık dokunur. Tasarım değişiklikleri ve iyileştirmeler Tip Sertifikası alınana kadar devam eder. Akla gelebilecek her türlü senaryoya karşı tedbirler alınır Yine de yeni üretilmiş bir yolcu uçağı modelinin sahada testinin ancak uçak ticari seferlere başlayıp filonun toplam uçuş saatlerinin artması ile mümkün olduğu yaşanmış örnek olaylar ile kanıtlanmıştır.
Boeing firması B7E7 olarak başlayıp B787 olarak bitirdiği yeni uçak modelinde yukarıda bahsettiğim saha testinin sonuçlarını yaşadı. Japon havayolu firması ANA’nın 26 Ekim 2011’deki Tokyo-Hong Kong seferi ile ilk ticari uçuşunu yapan B787 uçağı Boeing’in gelişen teknolojinin tüm imkanlarını uyguladığı devrim yaratan bir uçaktı. Uçağa ilk başta B7E7 ismi verilmiş ve E harfinin Economical – Ekonomik ve Environmental Friendly – Çevre ile Dost’un baş harfleri olduğu öne sürülmüştü. Boeing daha sonra uçağın ismini B787 yapınca E harfinin sadece Eight in baş harfi olduğu ortaya çıktı.
Geliştirilmiş aerodinamik tasarımı, güçlü ama az yakıt yakan modern motorları ve kullandığı hafif kompozit malzeme ile operasyonlarda maliyeti azaltan bu uçağın birçok sisteminde o zamana kadar yolcu uçaklarında kullanılmayan teknolojiler kullanılmıştı. Uçaklarda vazgeçilmez olan 115/200 Volt 400 Hz sabit frekanslı AC voltaj yerine 235 VAC 360–800 Hz değişken frekanslı voltaj kullanılmış ve uçaklar için vazgeçilmez görünen frekans sabitleyici hidromekanik CSD cihazı ve CSD’nin içinde kullanıldığı IDG kullanımdan kaldırılmıştı.
Uçak tam bir elektrik canavarıydı. B777 uçağında her bir motorda 120 kVA gücünde birer IDG ve APU da 110 kVA gücünde bir jeneratör kullanılıyordu. Boeing B787 uçağında ise her bir motora her biri 250 kVA’lık ikişer adet jeneratör koymuştu. APU’da da her biri 225 kVA’lık iki jeneratör vardı. Böylece uçak toplam 1450 kVA’lık muazzam bir güç üretebiliyordu. B777 uçağının ürettiği 350 kVA güce karşılık B787 uçağının ürettiği 1450 kVA’lık güç insanı hayrete düşürse de bu elektrik gücü ihtiyacı B787 uçağında diğer yolcu uçaklarında hidrolik veya pnömatik güç kullanan sistemler için elektrik gücü kullanılması ile açıklanabilir.
Yılların getirdiği tecrübe ve sistem iyileştirilmeleri ile yolcu uçaklarında bazı uygulamalar standart hale gelmişken Boeing “MEA- More Electric Aircraft- Daha Fazla Elektrikli Uçak” yaklaşımı ile kimsenin hayal bile edemediği alanlarda çok etkileyici değişiklikler yaptı. Yolcu uçaklarında başka türlü olması düşünülemeyen “basınçlandırma ve klima amaçlı kabin içinde kullanılan hava için motorlardan elde edilen bleed havası” yerine bu havayı doğrudan çok güçlü elektrikli kompresörler ile elde etti. Uçağın dev motorlarının ilk çalıştırılması için yüksek basınçlı hava ile çalışan pnömatik starterler kullanılırken onların yerine çok güçlü elektrikli starterler kullandı. Kanatlarda buzlanma önleyici sistem için sıcak hava kullanımı yerine güçlü elektrikli ısıtıcılar kullandı.
Hidrolik olarak çalışan fren sistemi yerine, elektro-mekanik fren sistemi (Electro-Mechanical Braking System – EMBS) kullandı. B787, ticari yolcu uçakları arasında seri üretime geçen ilk tamamen elektrik tahrikli tekerlek fren sistemlerinden birine sahiptir. Sistem Goodrich (günümüzde Collins Aerospace) firması tarafından geliştirilmiştir. Her ana iniş takımı freninde 4 adet Electric Brake Actuator (EBA) bulunur. Her aktüatör içinde fırçasız DC elektrik motoru, dişli sistemi ve ballscrew (vidalı mil) mekanizması vardır. Elektrik motorları doğrudan karbon fren disklerini sıkar. Hidrolik piston veya hidrolik fren hattı bulunmaz. Bu nedenle bakım sırasında B787 frenlerinde B777’de olduğu gibi hidrolik hat sökme, hava alma (bleeding) veya hidrolik kaçak kontrolü yapılmaz; bunun yerine elektrik aktüatörleri ve kontrol elektroniği kontrol edilir.
Bu tasarım değişiklikleri sayesinde B787, klasik B777’ye göre daha düşük yakıt tüketimi, daha az bakım ihtiyacı, daha düşük ağırlık ve daha yüksek sistem verimliliği elde eder.
B787 uçaklarında yapılan bir sistem değişikliği ise çok büyük yarar vaat etmiş olsa da uygulamada Boeing’in başını çok ağrıtacaktı. Büyük yolcu uçaklarında standart haline gelmiş olan güçlü, güvenilir NiCd bataryalar çok büyük ve çok ağırdılar. Boeing B787 uçağında Nikel Kadmiyum (NiCd) bataryalar yerine modern Lityum İyon bataryalar kullandı. Bu bataryalar güçlüydüler, hafiftiler ve az yer kaplıyorlardı. Bataryalar hafif ve yüksek kapasiteli olsalar da çok yüksek akım çektiklerinde ısındıkları hatta yandıkları ticari uçuşlar sırasında meydana gelen olaylarla ortaya çıktı. B787 uçakları bu bataryalar yüzünden uzun süre operasyondan çekilmek zorunda kaldılar.
2013 yılında iki ayrı B787 uçağında meydana gelen batarya yangınlarının sonrasında “ABD Sivil Havacılık Otoritesi FAA” AD yayınlayarak batarya sorunu çözülene kadar B787 uçaklarının operasyonunu yasakladı. Boeing firması B787 uçağındaki DC sistemini Lityum İyon bataryalara göre tasarlamıştı. Dolayısıyla eski sisteme geri dönemiyordu. Boeing “bataryaların yanmasını tam olarak önleyebildim” diyemese de FAA’yı Elektronik Şarj Kontrol Sistemini yenileyerek, batarya yangını sırasında ortaya çıkacak zehirli gazları uçak dışına tahliye edecek bir sistem kurarak ve en önemlisi bataryaları çelik bir kasanın içine koyarak ikna etti. Bu şekilde bataryalar yansa da yangın uçağa yayılmayacak, zehirli gazları da uçak içine girmeyecekti. Yeni konulan gaz tahliye sistemi ve çelik kasaların ağırlığı yeni tip bataryaların getirdiği tüm avantajı ortadan kaldırmıştı. Yeni üretilmiş bir yolcu uçağı modelinin sahada testinin ancak uçak ticari seferlere başlayıp filonun toplam uçuş saatlerinin artması ile mümkün olduğu bu örnek ile bir kez daha kanıtlanmıştı.
Yine de Boeing’in B787 uçağı ile ticari yolcu uçak tasarımında yıllardır kemikleşmiş olan yapıyı kırması ve uçağın sistemlerinde denenmiş, riski olmayan ama eskimiş teknolojilerin yerine her türlü riski göze alarak yeni teknolojiler uygulaması takdire şayandır. Uçakta yaptığı çok daha kapsamlı sistem değişikliklerinden dolayı önemli bir sorun yaşamayan Boeing, ilginç bir şekilde diğer değişiklikler ile kıyaslanmayacak kadar küçük bir değişiklik olan “Nikel Kadmiyum (NiCd) bataryalar yerine Lityum İyon batarya kullanımı” nedeni ile B787 filosunun 100 gün süreyle ground edilmesine katlanmak zorunda kaldı.