보잉, 복합재 피부 이슈로 787 동체 전수 검사 착수

보잉(미국 일리노이주 시카고)은 복합재 집약적인 787의 두 후방 동체 섹션인 섹션 47과 48의 내부 동체 피부 표면 부적합이 처음 발견되었으며, 이후 다른 동체 섹션에서도 동일 현상이 발견되어 자사 최종 조립 장소인 워싱턴주 에버렛과 사우스캐롤라이나주 노스 찰스턴의 모든 미납품 787에 대한 동체 조인트 전수 검사를 수행하게 되었다고 보고했다.

이 검사의 일환으로 보잉은 각 동체 공급업체에도 자사 시설에서 해당 부적합에 대한 유사한 검사를 수행하도록 요청했다고 보잉 대변인은 전했다. 이 피부 표면 부적합은 즉각적인 비행 안전 위험을 초래하지 않는 것으로 판단되며, 운항 중인 787은 현재 검사 대상에 포함되지 않는다.

잠재적 영향 영역은 각 조인트 근처의 탄소섬유 복합재 내부 동체 피부로, 한 동체 섹션이 다른 섹션과 결합되는 부위이다. 보잉 대변인은 각 동체 결합면의 내부 몰드 라인(IML)이 5인치 범위 내에서 0.005인치 이내의 평탄도를 유지해야 한다고 설명한다. 이상 현상이 존재하는 경우 787 설계 기준을 충족하지 못하며, 심각도에 따라 시정 조치가 필요할 수 있다. 보잉 대변인은 문제의 근본 원인 분석이 여전히 진행 중이라고 밝혔다.

787은 4개 티어 1 기체 제조업체가 제조한 6개 동체 섹션으로 구성된다. 조종석, 갤리, 앞문, 앞쪽 몇 열 좌석이 포함된 섹션 41은 스피릿 에어로시스템즈(미국 캔자스주 위치타)가 제조한다. 두 번째 섹션인 가장 짧은 섹션 43은 가와사키 중공업(일본 도쿄)이 제조한다. 섹션 44(주익 위 '보닛' 부품)와 섹션 46(중앙 주익 박스 바로 뒤 동체 섹션)은 레오나르도(이탈리아 로마)가 제작한다. 후방 두 섹션인 섹션 47과 48은 보잉이 노스 찰스턴에서 제작한다. 모든 동체 섹션은 노스 찰스턴과 에버렛의 보잉 787 최종 조립 라인으로 인도된다.

모든 787 동체 섹션은 공급업체에 관계없이 금속 또는 복합재 맨드렐 위에 배럴 형태로 제작되며, 자동 섬유 배치(AFP) 방식으로 프리프레그 탄소섬유가 적층된다. 787의 모든 복합재 구조 부품에 사용되는 이 프리프레그는 도레이(도쿄)의 T800S 중간 탄성률 탄소섬유와 도레이의 3900 시리즈 인성 에폭시로 구성된다. AFP는 기체 제조업체에 따라 다양한 공급업체의 장비로 수행된다. 동체 섹션이 IML-크리티컬하기 때문에 맨드렐은 분할 설계되어 프리프레그 적층물의 오토클레이브 경화 후 분해·제거되도록 되어 있다.

어떻게 여기까지 왔나

보잉 대변인에 따르면 IML 이상 현상의 최초 발견은 2019년 8월 보잉이 787의 동체 섹션 47과 48 결합용으로 제조하는 심(shim) 관련 이슈와 간접적으로 연관되어 있다. 보잉은 자동화된 레이저 기반 시스템으로 각 섹션의 결합면을 측정하고, 이 측정값을 사용하여 심을 자동으로 제작한다.

엔지니어링 사양상 최대 두께를 초과하는 심을 경고하도록 설계된 소프트웨어 알림이 사용되지 않아, 엔지니어링 요구사항을 완전히 충족하지 못하는 심이 생산되었다. 보잉 대변인은 부적절하게 크기가 조정된 심이 조인트의 구조적 무결성에 영향을 주지 않았으며 비행 안전 위협도 되지 않았다고 말한다. 보잉은 심 크기 이슈의 영향을 받은 항공기가 모두 2019년 초에 제조되었으며, 자동 심 생산 시스템이 즉시 수정되었다고 밝혔다.

이후 2020년 8월, 품질 보증 프로그램의 일환으로 보잉은 섹션 47과 48에서 IML 부적합을 발견했다. 또한 보잉 대변인에 따르면, 보잉은 IML 이상 현상이 이전 심 이슈와 동시에 발생하여 특정 하중 조건에서 구조적 파손으로 이어질 수 있는 설계 기준의 용인 불가능한 위반을 초래했음을 확인했다. 섹션 47과 48 사이에 IML 이상 현상 및 부적절하게 크기가 조정된 심을 모두 가진 8대의 787이 식별되었다. 이 8대는 수리를 위해 운항에서 제외되었으며, 보잉 대변인은 그중 대부분이 운항에 복귀했다고 전했다.

섹션 47과 48에서의 IML 이상 현상 발견으로 보잉은 다른 동체 섹션으로 IML 적합성 평가를 확대하게 되었고, 이로 인해 모든 미납품 항공기에 대한 검사 확대가 최근 결정되었다. 미국 연방항공청(FAA)은 IML 이슈를 인지하고 있으며 보잉은 검사 프로그램에 대해 기관과 긴밀히 협력하고 있다. 보잉 대변인은 현재 검사 후 회사의 평가가 운항 중인 항공기에 대해 어떤 조치가 필요한지, 만약 있다면 무엇인지를 결정하는 데 지침이 될 것이라고 말했다.