Dreamliterについて

2021年12月22日 21:45

1.特徴

　ボーイング747 ドリームリフター（以下リフちゃん）は、747-400をボーイング787の部品を積載できるように改造した貨物機である。日本やイタリアの工場で生産された部品を、チャールストン国際空港に隣接しているサウスカロライナ工場に運んでいる。
　表1に改造元となった4機の747-400の一覧を示す。エンジンは4機全てでPW4056を使用している。

改造前のN718BAの写真があったので参考に載せておく

　リフちゃんの開発費用は約10億ドルとされ、787の開発費用の3％程度を占める。リフちゃん一機当たり250億円ほどかかっている計算になる。
　エアバスもリフちゃんと同じ目的でベルーガ、ベルーガXLを運用している。こちらはA350やA330、A320の部品を載せて欧州域内を飛び回っている。図2にリフちゃん、ベルーガ、ベルーガXLの違いを示す。

　日本発の輸送は2007年1月中旬から行われ、川崎重工製の前方胴体と富士重工業製の中央燃料タンクと主脚格納部が輸送された。5月には主翼が初めて輸送された。型式証明の取得後、日本路線をエバーグリーン航空によって、イタリア路線をエバーグリーン航空が委託したカーゴルクス航空によって運航されていた。2010年9月からは747-8Fの開発遅れに伴う引き渡し遅れの補償としてアトラス航空によって運航されている。

2. 主要諸元

747-400からの主な改造点を下に示す。
・前方の胴体と貨物室の間に圧力隔壁を設置する。つまり貨物室は与圧されていない。
・貨物室のメインデッキの床面を強化する。
・胴体の上部と幅を広げる。貨物室は通常の747-400貨物機の3倍にあたる1840立方メートルの容積を持ち、高さは7m、長さは30m、幅は5.79mになる
・胴体上部を広げたことによる気流の乱れから垂直尾翼を離すために、胴体後部を3ｍ延長し垂直安定板を1.5ｍ長くする
・ウィングレットの撤去
　貨物室の開閉方法はベルーガのように機首の上側を開く方法、スーパーグッピーのようにコクピットごと開く方法、スペースシャトルのように上部を開く方法、C-130のように後部ランプを設置する方法、尾翼を取り外し可能にする方法、尾翼を縦方向に開閉する方法、そして尾翼を横方向に開閉する方法が考えられた。これらのアイデアを評価した結果、尾翼を横方向に開閉する方法が採用された。

　開閉する尾翼は縦9ｍ、横7ｍの大きさで重さは20トンもある。これはB-17爆撃機の積載量と同じくらいである。扉のヒンジやロック部分には重さを支えるだけでなく、尾翼で発生する力を胴体に伝える必要もある。ヒンジは4か所、ロック部分のラッチが21か所に設置されている。尾翼を開くためのアクチュエータも設置する予定だったが、設備が大型になることから地上の車両によって開くことにした。ラッチは777の主翼を折り畳むために開発された技術が流用されている。ラジアルラッチアクチュエータと呼ばれ、前後方向とねじり方向の荷重を1つのラッチで伝達できる。固定するピンの位置を細かく調整することで、ラッチ間での荷重の負担を均等にするシステムを開発・搭載している。
　貨物室は与圧されておらず、与圧されているのは機首にあるコクピットと一階客室のみである。垂直尾翼が1.5m高くなり、安定性が向上している。お尻にあるAPUも撤去され、排気口の穴は塞がれている。そのためリフちゃんにはAPUが搭載されておらず、エンジンスタートは地上の設備に頼っている。

　当時のボーイングの副社長はリフちゃんのことを「世界で最も醜い飛行機」、「豚に口紅をつけても豚」だと言っている。個人的にはずんぐりむっくりの胴体がとても可愛らしいと思います。777のようなスマートさだけが飛行機のかっこよさではないのです。

3. 開発の経緯

　これまでの船を使用した輸送では最大30日かかっていた移動時間を、リフちゃんでは1日に短縮することができた。逆に言えば船による輸送ではボーイングの工場で生産される30日前には部品が出荷される必要があり、30日分の仕掛在庫が常に移動中である。これは万が一のことを考えると高リスクである。また787では下請けのサプライヤーにほぼ完成している準完成品を製造してもらい、ボーイングの工場では組み立てるだけという製造法を採用している。（この製造法が787の開発遅れの原因の一つでもある。）そのため輸送する部品が巨大になり、通常のコンテナでは収まらない。そこでエアバスが行っている専用の航空機を用いた輸送を採用することにした。
　2004年の初頭にスペインのアエルノバ社とオランダのストーク・フォッカー社の協力によってリフちゃんの設計が始まった。2004年10月には設計が固まり、世界中の200以上のサプライヤーで部品の生産が開始された。同時期に3機の中古の747を購入した。改造は台湾・台北にある長栄航太科技份有限公司（エバーグリーンアビエーションテクノロジーズ：EGAT）の工場で行われた。初号機の改造は部品の調達遅れの影響もあり、休日返上で週7日作業することもあった。初号機の総作業時間は50万時間を超えた。

初飛行の様子

　改造を始めてから375日目の2006年9月9日に初号機の初飛行が行われた。チーフパイロットであるジョー・マクドナルド氏は、「設計のレビューに多くの時間を費やし、飛行特性について大規模なシミュレーションを行った。」と語る。マクドナルド氏が最も懸念していたのは巨大な胴体が飛行特性にどれほど影響を与えるかだった。しかし初飛行を終え、着陸する時には普通の747－400を操縦していると思うほどだった。「コクピットの窓から外を見ていると、全部同じに見えるんだよ。」とマクドナルド氏は語る。飛行特性に問題はなかったようだ。
　初飛行から1週間の間に3回のテストフライトを行い、電気や油圧、飛行制御などの飛行機のシステムを調整・検証した。リフちゃんを台北からシアトルのエバレットの工場まで移動させ、本格的な試験プログラムを開始した。
　リフちゃんの試験プログラムは多少の問題があったものの順調に進んでいた。問題は主にメンテナンスに関するもので中には予想外のものもあったが、ベースとなる機体が1990年代初頭に飛行したことを考えれば珍しいことではない、とリフちゃんのチーフプロジェクトエンジニアは語る。2006年10月10日にはエバレットの工場にて後部ドアの開閉テストが行われた。この時点で飛行試験は55時間、地上試験は270時間行われている。2006年12月には試験飛行中にテイルコーンが落下し、下にいた車に直撃する事故を起こした。2007年2月26日の時点で、飛行試験と地上試験の合計が1000時間に達している。飛行試験中にフラッターと振動に関する問題が見つかったため、250時間の追加試験を行いウィングレットを取り外すことで解決した。2007年1月には名古屋とエバレットの間で、3月にはイタリアとチャールストンの間で実際に貨物を積載した飛行試験が行われ、路線認可の手続きが進められた。その後2007年6月2日土曜日にFAAから型式証明を付与された。
　2機目のリフちゃんは2006年の終わり頃に改修を終え、初飛行を行った。そして2007年からの輸送は2機体制でスタートした。

4. 積み込む貨物

　積み込む部品は機首（セクション41）、前胴（セクション43）、中央翼（セクション11）、主脚格納部・主翼固定後縁（セクション45）、主翼ボックス、中央胴体（セクション44、46）、後部胴体（セクション47、48）、水平尾翼である。さらに767の機首部分の輸送も行っている（後述）。

　機首はカンザス州・ウィチタにあるスピリットエアロシステムズの工場で生産されている。前脚やアビオニクスも取り付けられた状態で出荷されている。
　前胴と主脚格納部・主翼固定後縁は川崎重工によって生産されている。前胴の大きさは直径6ｍ、長さは7～13mほどになる。これを一体構造で生産している。前胴の大まかな作り方は、①炭素繊維を胴体と同じ大きさの型に巻き付けて積層する、②オートクレーブ（加圧できる電気炉）に入れ炭素繊維を焼き固める、③窓やドアの穴を開けて、ボルト穴などの穴あけを行う。焼き固めるためのオートクレーブは外径9ｍ、全長30mの巨大なものである。
　中央翼は富士重工業（現スバル）半田工場で生産されている。製造と合わせて川崎で製造された主脚格納部・主翼固定後縁を中央翼に取り付ける作業とその他艤装品の設置作業も行っている。

　主翼ボックスは名古屋にある三菱重工業大江工場で生産されている。（なかなかにブラックらしい。）完成した主翼は長さ30mにもなり、複合材を使用した主翼としては世界最大の大きさとなる。工場からセントレアまで船で輸送する。使用する船はフジトランス社所有のプッシャーバージ（荷物を載せたバージと押船からなる貨物船）海陽丸・FTB1を使用している。また主翼の補強用部材であるストリンガー（縦通材）は下関造船所内の工場で生産されている。
　中央胴体、水平尾翼、後部胴体はアレーニア社によって生産されている。（現在では後部胴体を生産しているのはボーイングである。）中央胴体をイタリアのグロッターリエで製造した後にリフちゃんでチャールストン工場に運び、統合と艤装品の取り付けなどを行っている。水平尾翼はイタリアで生産され、チャールストン工場に運んでいる。後部胴体はチャールストン工場で生産されている。
　リフちゃんの機首部分の一階客室には窓が取り付けられているが、内装や座席はなく、断熱材がむき出しとなっている。ここに再び人が載せられる設備を取り付けて人を運ぼうとした。将来的には16の座席を設置して関係者向けに名古屋への直行便を運航しようとしていた。アレーニア社の関係者によると、貨物室には消火設備がないので安全面の制約があるだろうと推測していた。しかも旅客設備を設置して承認を受ける必要があり、ハードルは低くなかった。FAAに難色を示されたことからこの計画は立ち消えになった。

5. 運用の紆余曲折

　運用を開始した直後は名古屋（セントレア）、カンザス州・ウィチタ、イタリアのグロッターリエ、サウスカロライナ工場からエバレットへと、あるいはグロッターリエからサウスカロライナ工場へと部品を運んでいた。
　サウスカロライナ工場では元々787の後部胴体や737MAXの部品を生産していた。787の受注が増え生産体制を強化するために、2010年からサウスカロライナ工場でも最終組立が行われるようになった。これはエバレットの敷地が足りないという理由もあるが、チャールストンの方が賃金が安いためでもある。2016年からは787-10の生産を開始したが、-10の最終組立ラインはサウスカロライナ工場のみに設置された。
　2020年にはコロナウイルスの感染拡大に伴い航空輸送が低迷し、需要の回復と長期的な成長に向けた体制を構築するために、エバレットでの生産を止め、サウスカロライナ工場に生産拠点を集約することになった。2021年2月にエバレットでの787の生産を終了した。最後に生産された787は製造番号1095、ANA向けのJA937Aだった。

The last Everett built 787, line 1095 for ANA, was moved out of the factory at 10 PM tonight. JAL line 1057 is in the factory for rework. pic.twitter.com/tSTGTeNgw5
— Paine Airport (@mattcawby) February 27, 2021

　現在は名古屋、カンザス州・ウィチタ、イタリアのグロッターリエから、サウスカロライナ工場まで787の部品を輸送している。2020年2月12日に1000機目の主翼の輸送が行われた。

　2018年には767の胴体を輸送する計画が持ち上がった。KC-46や767Fで受注が増えていた767の生産量を月当たり2.5機から3機に増やそうとした。これにはエバレットの工場のスペースを有効に使う必要がある。これまで前部胴体は、ウィチタにあるスピリットエアロシステムズの工場で生産した4つの部品を鉄道でエバレットの工場まで運び1つに組み立てていた。これをスピリットエアロシステムズの工場で組み立てた準完成品をリフちゃんで輸送しようとした。要するに787の製造方法を767でもやってみようとしたのだ。2019年の12月にウィチタのスピリットエアロシステムズの工場で767の前部胴体を初めて1つに組み立て、翌日にはリフちゃんで初めての輸送が行われた。2021年4月の時点でウィチタからエバレットまで月3回の輸送を行っている。

中部の空でおなじみのドリームリフター。747-400型機を改造した機体で、もう10年以上の間、787 #Dreamliner の大型パーツを運んで世界を飛び回っています。では、この写真で搬入されているのは？初めて運ぶことになった767型機のセクション41と呼ばれる機首部分です。 pic.twitter.com/3HN5GlEyl9
— Boeing Japan (@BoeingJapan) December 6, 2019

6. コロナウイルスの流行に伴う特別輸送

　コロナウイルスの感染拡大に伴う航空需要の減衰は787の生産にも大きな影響を与えた。航空会社が軒並み受け渡しの延期を求め、787の生産レートを落とさざるを得なくなった。それに加え787の製造上の問題が発覚し、検査や生産体制の見直しが行われ生産レートが更に引き下げられた。そうなるとリフちゃんのお仕事も減ってしまうが、世界的には貨物機の需要が高まっており、運ぶ荷物はたくさんある状況だった。そこでリフちゃんを使用して東アジア圏からアメリカまで医療用品の輸送が行われた。2020年4月下旬には香港からアメリカまで150万個のマスクやフェイスシールドなどの個人保護具を輸送した。5月中旬の輸送では3機のリフちゃんを使用して、787の部品輸送と医療用品の輸送を同時に行った。胴体上部のメインデッキに部品を載せ、胴体下部のローワーデッキに医療用品を搭載した。総飛行回数は12回を超えると推測される。

7. ドリームリフターオペレーションセンター

　セントレアにはドリームリフターオペレーションセンター（以下DOC）と呼ばれるリフちゃんの運用をサポートする施設がある。DOCの役割はリフちゃんで運ぶ部品を一時的に保管し、空港内で部品を輸送する大型貨物ローダー（LCL）や尾翼を支える移動尾部支援車両（MTS：Mobile Tail Support）を屋内に保管することである。DOC内部には787の部品を載せるステージングラックが3台あり、一つのステージングラックが一回で輸送できる量に相当する。一つのステージングラックでセクション43を1つとセクション11/45を2つ、あるいは主翼2本を積載できる。出荷日にLCLに載せ替えられリフちゃんに積載される。LCLは全長36ｍ、幅8.4ｍの大きさで32輪の車輪を持つ。MTSは尾翼を開閉し、尾翼の重さを支える役割がある。MTSを使用せずに尾翼を開くことや、開いているときにMTSを取り外すことはできない。2016年の夏にDOCの2号棟が完成し、機能強化を図っている。
　以下の文書にセントレアでの部品輸送の流れが詳しく書いてある。

8. よもやま話

着陸する空港を間違える
　2013年11月21日、マッコーネル空軍基地にアプローチしていたリフちゃんが6～7マイル北にあるジェームズ・ジャバラ空港に誤って着陸する珍事があった。原因は目的地の空港と滑走路を誤認したことで、乗務員同士の相互確認が不十分だったのではないかとされる。ジャバラ空港の滑走路は1860mしかなく、FAA担当者は安全に着陸でき、安全に離陸できるのは「本当にラッキー」だと話している。この翌日には荷物を積んだ状態で無事に離陸している。

エバレットのDOC
　ボーイングは2021年の2月にエバレットでの787の生産を停止して、チャールストンの工場に生産を一本化した。それに伴いリフちゃんの整備や運用の拠点もチャールストンに移している。そのためエバレットにあるDOCは不要な状態になっている。この施設をフェデックスが利用する計画が進んでおり、2021年の秋からこの施設を利用してペインフィールド～メンフィス間で757Fによる運航を開始する。これによりシアトル北部では集荷時間が2時間延長される。リフちゃんは767の部品を運ぶためにエバレットに飛来しているが、DOCを必要としないほどに運行回数は減少している。

9. 最後に

リフちゃんはかわいい！！！！

参考文献

この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？