Boeing 777 là dòng máy bay đường dài 2 động cơ thân rộng được phát triển và chế tạo bởi Boeing Commercial Airplanes. Máy bay có sức chứa từ 314 đến 451 hành khách và có tầm bay từ 9.695 tới 17.372 km. Các đặc điểm nổi bật của Boeing gồm hệ thống càng hạ cánh 6 bộ lốp, động cơ phản lực cánh quạt đường kính lớn nhất, có thiết kế mặt cắt ngang thân dạng tròn và đuôi vuốt nhọn.
Dựa trên ý kiến của 8 hãng hàng không lớn, Boeing 777 được thiết kế nhằm thay thế cho các máy bay dân dụng thân rộng trước đó. Đồng thời 777 cũng đóng vai trò làm cầu nối thu hẹp sự khác biệt giữa Boeing 767 và 747. Boeing 777 là máy bay đầu tiên của Boeing được trang bị hệ thống điều khiển điện tử (fly by wire). Đây cũng là chiếc máy bay thương mại đầu tiên được thiết kế hoàn toàn bằng máy tính.
Buồng lái nhìn từ bên trong Boeing 777-200ER.
Tính đến năm 2014, dòng Boeing 777 được sản xuất với 2 độ dài thân khác nhau. Phiên bản gốc Boeing 777-200 được chính thức hoạt động thương mại vào năm 1995, tiếp theo đó là phiên bản mở rộng 777-200ER vào năm 1997. Phiên bản tiếp theo là 777-300 với chiều thân máy bay dài hơn 10,1 mét được chính thức bay thương mại vào năm 1998. Các biến thể 777-300ER và 777-200LR bắt đầu sử dụng vào năm 2004 và 2006. Bên cạnh đó, 777 cũng có phiên bản máy bay chuyên chở hàng hóa là 777F ra mắt hồi tháng 2 năm 2009.
Các phiên bản bắt đầu từ năm 2004 đều được trang bị động cơ General Electric GE90. Trong khi đó, các phiên bản trước là 777-200, 77-200ER và 777-300 được trang bị động cơ 800 GE90, Pratt & Whitney PW4000 hoặc Rolls-Royce Trent. Hiện tại, 777-200LR là chiếc máy bay có tầm bay dài nhất thể giới với khả năng bay hơn nửa vòng Trái Đất trong 1 chuyến bay duy nhất.
Video cất cánh của 1 chiếc 777
Vào tháng 11 năm 2013, Boeing tuyên bố đang phát triển phiên bản nâng cấp là 777-8X và 777-9X có cánh bằng vật liệu composite và động cơ GE9X.
United Airlines là hãng hàng không đầu tiên đặt hàng Boeing 777 nhằm khai thác thương mại vào tháng 6 năm 1995. Tính tới tháng 6 năm 2013, 60 khách hàng đã đặt 1452 chiếc Boeing mọi phiên bản và đã có 1113 chiếc được bàn giao. Phiên bản phổ biến và thành công nhất là 777-300ER với hơn 700 đơn đặt hàng và 452 chiếc đã được giao tính tới tháng 12 năm 2013.
Emirrates là hãng hàng không có số lượng Boeing 777 nhiều nhất với 127 chiếc chở khách và chuyên chở hàng hóa. Boeing 777 được đánh giá là 1 trong những dòng máy bay an toàn nhất dựa trên số lần gặp tai nặn và tổng số giờ bay an toàn.
Tính đến tháng 3 năm 2014, chỉ mới có 4 vụ tai nạn máy bay có liên quan trực tiếp tới Boeing 777 và Asiana Airlines Flight 214 là vụ tai nạn có thiệt hại về người đầu tiên trong 19 năm hoạt động thương mại của Boeing 777.
Boeing 777 cũng được xếp vào danh sách máy bay bán chạy nhất của Boeing do có mức tiêu thụ nhiên liệu hiệu quả và có tầm bay dài hơn so với các máy bay phản lực thân rộng khác. Đối thủ cạnh tranh trực tiếp của Boeing 777 là A330-300 của Airbus và sắp tới sẽ là A350 XWB.
Boeing 777 đang hạ cánh ghi lại tai sân bay L.A, Mỹ
Quá trình phát triển
Bối cảnh hình thành
Từ đầu những năm 1970, Boeing 777, McDonnell Douglas DC-10 và Lockheed L-1011 TriStar là thế hệ máy bay thân rộng đầu tiên được khai thác thương mại. Năm 1978, Boeing giới thiệu mẫu mới: máy bay phản lực 2 động cơ Boeing 757 để thay thế cho Boeing 727, máy bay 2 động cơ Boeing 767 để cạnh tranh với Airbus A300 và mô hình máy bay 3 động cơ 777 để cạnh tranh với DC-10 và L-1011. Sau đó, các máy bay cỡ trung Boeing 757 và 767 chính thức được thương mại hóa thành công 1 phần nhờ vào các quy định ETOPS (tiêu chuẩn phạm vi hoạt động mở rộng của máy bay 2 động cơ) được Chính phủ Mỹ ban hành vào những năm 1980.
1 chiếc Boeing 777-300ER của hãng hàng không Nippon vừa mới cất cánh
Dựa trên quy định ETOPS, các hãng hàng không đã có thể mở các tuyến bay đường dài vượt đại dương bằng máy bay Boeing 767. Sau đó, dự án chế tạo mẫu máy bay 3 động cơ Boeing 777 bị hủy bỏ và chuyển sang các biến thể của dòng 757 và 767 do được thị trường ưa chuộng hơn. Sự hủy bỏ này đã làm cho 767-300ER à 747-400 có 1 khoảng cách lớn về kích cỡ và tầm bay.
Đến cuối những năm 1980, DC-10 và L-1011 đã không còn đáp ứng được nhu cầu sử dụng và các nhà sản xuất phải phát triển những mẫu máy bay mới để thay thế. McDonnell Douglas đã phát triển thế hệ máy bay MD-11, 1 người kế vị của DC-10 với kích thước kéo dài cùng với các nâng cấp khác. Trong khi đó, Airbus đang tập trung phát triển A330 và A340.
Hình ảnh nhìn từ dưới của Boeing 777-200ER
Năm 1986, Boeing đề xuất thế hệ máy bay hậu duệ của 767 mang tên 767-X nhằm cạnh tranh với máy bay thân rộng DC-10 đồng thời bổ sung cho các dòng trước đó của hãng là 767 và 747. Đề xuất thiết kế ban đầu là mẫu máy bay có thân và cánh dài hơn so với 767 và bổ sung thêm đầu cánh winglet. Sau đó, dự án đề nghị mở rộng mặt căt ngang thân máy bay nhưng vẫn giữ nguyên kích thước sàn, mũi và các yếu tố khác trên 767.
Tuy nhiên, các hãng hàng không đã không ấn tượng với mẫu 767-X nói trên. Thay vào đó, họ muốn có 1 chiếc máy bay với mặt cắt ngang thân lớn hơn, các thiết lập nội thất hoàn toàn linh hoạt, khả năng hoạt động liên lục địa và có động cơ hiệu suất cao hơn so với 767
Năm 1988, Boeing nhận thấy rằng câu trả lời duy nhất đáp ứng các yêu cầu của khách hàng chính là 1 máy bay với thiết kế hoàn toàn mới - máy bay phản lực 2 động cơ Boeing 777. Dưới sự đóng góp ý kiến của 8 hãng hàng không trong quá trình hình thành ý tưởng phát triển, Boeing gọi 777 là dòng máy bay có tính định hướng khách hàng nhất cho đến hiện nay.
Giai đoạn thiết kế:
Tại cuộc gặp gỡ đầu tiên với 8 khách hàng, Boeing đã cung cấp 1 bảng câu hỏi 23 trang để thăm dò các yêu cầu của khách hàng đối với mẫu máy bay mới. Đến tháng 3 năm 1990, Boeing và các hãng hàng không đã thống nhất các yếu tố cơ bản của 777: mặt cắt ngang có kích thước gần với 747, sức chứa 325 hành khách, nội thất linh hoạt, 1 buồng theo mô hình glass cockpit với hệ thống hiển thị LCD, hệ thống điều khiển fly-by-wire và có hiệu quả chi phí hành khách-hành trình hơn 10% so với A320 và MD-11. Đồng thời, Boeing chọn nhà máy Everett tại Washington làm nơi sản xuất chính và cũng là nơi lắp ráp cuối cùng của 777.
Động cơ GE90 được trang bị trên Boeing 777-300ER
Ngày 14 tháng 10 năm 1990, United Airlines trở thành khách hàng đầu tiên của 777 với đơn đặt hàng 34 chiếc tổng trị giá 11 tỷ đô la trang bị động cơ Pratt & Whitney và một số tùy chọn khác. Hãng hàng không United đã sử dụng 777 để mở 3 tuyến đường bay khác nhau bao gồm: Chicago tới Hawaii, Chicago tới Châu Âu và chuyến bay không chặn dừng từ Denver tới Hawaii.
Tháng 1 năm 1993, một nhóm các nhà phát triển từ hãng hàng không United đã tham gia vào nhóm thiết kế Boeing tại nhà máy Everett. 240 đội thiết kế, mỗi nhóm 40 thành viên đã giải quyết gần 1500 vấn đề độc lập trong giai đoạn thiết kế các thành phần trên Boeing 777.
Boeing 777 là máy bay thương mại đầu tiên trên thế giới được thiết kế hoàn toàn bằng máy tính. Mỗi bản vẽ thiết kế đều được dựng mô hình 3D trên máy bằng hệ thống phần mềm CAD mang tên CATIA được phát triển bởi IBM và Dassault Systemes. Phần mềm cho phép các kỹ sư có thể lắp ráp các bộ phận máy bay ảo, mô phỏng và kiểm tra sự ăn khớp của hàng nghìn các linh kiện cấu thành nhằm giảm được chi phí sản xuất các mô hình thử nghiệm tốn kém.
Sản xuất và thử nghiệm
Quá trình sản xuất có sự tham gia của nhiều nhà sản xuất từ nhiều nơi trên thế giới bao gồm: Mitsubishi Heavy Industries và Kawasaki Heavy Industries (chịu trách nhiệm lớp vỏ phần thân), Fuji Heavy Industries sản xuất phần cánh trung tâm, Hawker de Havilland (cánh nâng đuôi) và bánh lái được sản xuất bởi công ty công nghệ hàng không vũ trụ Úc. Ngoài ra, Boeing đã ký thỏa thuận bảo đảm 20% rủi ro với đại diện các nhà sản xuất tại Nhật Bản.
Ban đầu, động cơ trên 777-200 được lựa chọn giữa 3 nhà sản xuất General Electric (GE), Pratt & Whitney và Rolls-Royce. Mỗi nhà sản xuất đều đồng ý phát triển môt động cơ 340 kN và có lực đẩy phản lực đủ lớn để trang bị cho máy bay phản lực 2 động cơ lớn nhất thế giới này.
Boeing đã đầu tư thêm khoảng chi phí 1,5 tỷ đô la để mở rộng quy mô của nhà máy Everett với 2 dây chuyền lắp ráp mới. Đồng thời, các phương pháp lắp ráp mới cũng được Boeing phát triển với 1 cánh tay robot điều khiển bằng máy tính có thể xoay 180 độ cho phép công nhân có thể thao tác ở phần phía trên thân máy bay.
1 chiếc Boeing 777 sản xuất cho Hãng hàng không Ấn Độ ra khỏi nhà máy Everett
Những bộ phận cơ bản đầu tiên của 777 đã được bắt đầu lắp ráp vào ngày 4 tháng 1 năm 1993. Tới thời điểm bấy giờ, hãng đã có tổng cộng 118 đơn đặt hàng với 95 tùy chọn từ 10 hãng hàng không khác nhau. Toàn bộ dự án Boeing 777 đã tiêu tốn 4 tỷ đô la của Boeing và 2 tỷ đô la được bổ sung từ các nhà cung cấp thiết bị.
Vào ngày 9 tháng 4 năm 1994, chiếc máy bay đầu tiên mang số hiệu WA001 được chính thức giới thiệu trong buổi lễ ra mắt với sự chứng kiến của tổng cộng 100.000 khách mời. Chuyến bay đầu tiên diễn ra vào ngày 12 tháng 6 năm 1994 dưới sự chỉ huy của cơ trưởng John E Cashman. Sự kiện này đánh dấu bắt đầu chương trình thử nghiệm kéo dài 11 tháng, dài hơn bất kỳ chương trình thử nghiệm nào được Boeing thực hiện trên các dòng máy bay trước đó.
Có tổng cộng 9 chiếc máy bay đã được thực hiện các chuyến bay thử nghiệm tại những địa điểm từ căn cứ không quân Edwards thuộc sa mạc ở California cho đến khu vực thuộc Alaska. Boeing cũng thực hiện bài kiểm tra bay trong vòng 180 phút với 1 động cơ phản lực nhằm đáp ứng yêu cầu của ETOPS.
Đi vào hoạt động
Chiếc Boeing 777-200 đầu tiên được khai thác thương mại
Ngày 15 tháng 5 năm 1995, Boeing đã bàn giao chiếc 777 đầu tiên cho hãng hàng không United Airlines. Đến ngày 30 tháng 5, Cơ quan hàng không liên bang Mỹ (FAA) đã cấp chứng chỉ ETOPS-180 (được phép bay tuyến đường có thời gian dưới 180 phút) cho chiếc Boeing 777 với động cơ Pratt & Whitney PW4084 nhờ vào khả năng thực hiện chuyến bay. Đây là chiếc máy bay dân dụng thương mại đầu tiên được cấp chứng nhận ETOPS-180 kể từ khi bộ tiêu chuẩn này được ban hành.
Không lâu sau đó, thời gian cho phép bay trên Boeing đã được mở rộng lên ETOPS-207 phút vào tháng 11 cùng năm. Ngày 7 tháng 6 năm 1995, chuyến bay thương mại đầu tiên đã xuất phát từ sân bay London Heathrow đến sân bay quốc tế Dulles gần Washington.
Đến ngày 12 tháng 11 năm 1995, Boeing chuyển giao mẫu 777 trang bị động cơ GE90-77B cho hãng hàng không British Airways và được đưa vào khai thác 5 ngày sau đó. Do gặp vấn đề về hộp số, đội bay Boeing 777 đã tạm ngừng khai thác tuyến đường bay xuyên Đại Tây Dương vào năm 1997. 1 năm sau đó, hãng hàng không British đưa tuyến đường bay trở lại hoạt động bình thường sau khi GE đưa ra 1 bản nâng cấp cho động cơ.
Chiếc 777 sử dụng động cơ Rolls-Royce 877 đầu tiên được chuyển đến cho hãng hàng không quốc tế Thái Lan vào ngày 31 tháng 3 năm 1996. Dù sử dụng động cơ của hãng nào, mỗi chiếc Boeing 777 khi đưa vào khai thác thương mại đều được đảm bảo chứng nhận ETOPS-180. Tính đến năm 1998, Boeing 777 từ các hãng hàng không đã có tổng số giờ bay lên tới 900.000 giờ. Boeing tuyên bố đội bay 777 có độ tin cậy điều vận lên tới trên 99%.
Do chi phí nhiên liệu ngày 1 tăng cao, các hãng hàng không bắt đầu chú ý đến Boeing 777 như một giải pháp thay thế cho các máy bay phản lực thân rộng khác. Với động cơ hiện đại có tỷ lệ hư hỏng cực kỳ thấp theo tiêu chuẩn của ETOPS và hiệu quả hoạt động cao, Boeing 777 hoản toàn có thể thay thế các máy bay phản lực 4 động cơ khác như Airbus A380 hoặc Boeing 747.
Các biến thể tiếp theo
Đội bay Boeing 777 tại hãng hàng không Dubai
Sau nguyên bản ban đầu, Boeing đã phát triển các phiên bản tiếp theo với trọng lượng lớn hơn cho phép nâng cao tầm bay và tải trọng. Phiên bản đầu tiên được đặt tên là 777-200IGW, sau đó đổi thành 777-200ER và thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 7 tháng 10 năm 1996. Ngay sao đó, 777-200ER đã nhận được chứng chỉ của FAA và JAA vào tháng 1 năm 1997 và được đưa vào khai thác thương mại bởi hãng hàng không British Airways vào ngày 9 tháng 2.
Ngày 2 tháng 4 năm 1997, hãng hàng không Malaysia đã đặt tên cho 777-200ER là “Super Ranger” sau khi lần đầu tiên phá kỷ lục bay không điểm dừng dài nhất. Đoạn đường từ Boeing Field, bang Seattle đến Kuala Lumpur với đường bay dài 20.044 km được Boeing 777-200ER hoàn tất trong vòng 21 giờ 23 phút.
Sau sự ra đời và những thành công của 777-200ER, Boeing bắt đầu chú ý tới việc phát triển phiên bản tiếp theo là 777-300 với chiều dài thân là 73,9 m, dài hơn phiên bản ban đầu 20%. Đây là chiếc máy bay dài nhất từng được sản xuất (cho đến khi A340-600 ra đời). Ngày 16 tháng 10 năm 1997, Boeing 777-300 thực hiện chuyến bay đầu tiên và được FAA, JAA cấp chứng chỉ vào ngày 4 tháng 5 năm 1998 và bắt đầu đưa vào khai thác thương mại vào ngày 21 tháng 5 bởi hãng hàng không Cathay Pacific.
Kể từ khi bắt đầu phát triển, Boeing đã xác định hướng phát triển chủ đạo là sản xuất những chiếc 777 có tầm bay siêu dài. Dự án đầu tiên là 777-100X với chiều dài thân ngắn hơn phiên bản gốc nhằm giảm tải trọng và tăng tầm bay. Tuy nhiên, do có số lượng ghế hành khách ít hơn so với 777-200 nên sẽ làm cho chi phí trên mỗi ghế hành khách lớn hơn.
Đến cuối những năm 1990, dự án trên được chuyển thành phiên bản có tầm bay dài hơn với động cơ mạnh hơn và có sức đẩy lớn hơn (440 kN). GE đã cho ra đời mẫu động cơ GE90-115B trong khi đó Roll-Royce cho ra mắt Trent 8104. Cuối cùng, Boeing đã chính thức hợp tác với General Electric và sử dụng động cơ GE90 cho tất cả các phiên bản mới của Boeing 777.
Thiết kế và công nghệ
Boeing đã trang bị hàng loạt các công nghệ hiện đại trên 777 bao gồm hệ thống điều khiển điện tử fly-by-wire, sử dụng hệ thống phần mềm theo dõi kỹ thuật hàng không chuyên dụng, buồng lái glass cockpit với màn hình điều khiển trung tâm LCD, đặc biệt là lần đầu tiên trang bị hệ thống mạng điều khiển kỹ thuật hàng không bằng cáp quang cho máy bay dân dụng.
Hệ thống điều khiển bay kỹ thuật số fly-by-wire
Trong thiết kế của hệ thông fly-by-wire đầu tiên được trang bị trên máy bay của mình, Boeing đã quyết định giữ lại cần điều khiển chữ U trên các dòng máy bay trước đó thay vì sử dụng slidestick như máy bay của Airbus hay một số máy bay tiêm kích khác.
Chính nhờ thiết kế trên đã giúp buồng lái của 777 trở nên gọn gàng với các thao tác điều khiển đơn giản hơn so với các mẫu trước đó. Hệ thống fly-by-wire trên 777 còn được kết hợp với hệ thống flight envelope protection - hệ thống kết hợp lệnh điều khiển của phi công với phân tích thông số bay hiện hành đã qua xử lý của máy tính nhằm chống tình trạng máy bay chòng chành hoặc mất thăng bằng bởi điều kiện thời tiết. Tuy nhiên, hệ thống kết hợp này vẫn có thể được chuyển sang điều khiển hoàn toàn bằng tay khi phi công có nhu cầu.
Khung máy bay và các hệ thống cơ khí
Động cơ, hệ thống hạ cánh trên Boeing 777
Cánh của 777 có thiết kế siêu tối ưu, nghiêng về phía sau 31,6 độ và được tối ưu hóa cho tốc độ bay 0,83 Mach. Bên cạnh đó, cánh cũng được thiết kế dày hơn và sải cánh dài hơn so với các máy bay dân dụng trước đó nhằm nâng cao tải trọng và tầm bay xa hơn, cải thiện hiệu năng cất cánh và khả năng bay ổn định ở độ cao cao hơn.
Cánh của 777 cũng bao gồm các thùng nhiên liệu 181.300 lít. Điều này cho phép 777 (777-200LR) có khả năng thực hiện những chuyến bay siêu dài như từ Toronto tới Hongkong mà không cần dừng. Vào năm 2013, phiên bản nâng cấp là 777X được giới thiệu với cánh được làm bằng vật liệu composite với sải cánh và thiết kế tương tự như trên cánh của máy bay 787.
Một số thành phần của khung sườn trên 777 cũng được chế tạo từ vật liệu composite như sàn cabin hay bánh lái đuôi rudder khiến trọng lượng của 777 nhẹ hơn tới 9% so với nguyên bản ban đầu của nó. Mặt cắt ngang thân của 777 có hình tròn và đuôi phía sau được vuốt nhọn.
Hệ thống hạ cánh với 6 bánh mỗi bên đặc trưng cho Boeing 777
Boeing 777 cũng sở hữu hệ thống càng hạ cánh lớn nhất so với các máy bay phản lực dân dụng khác với bộ 6 bánh xe đặt trưng. Thiết kế này giúp giảm được trọng lượng và góp phần đơn giản hóa hệ thống phanh và thủy lực trên máy bay.
Trên phiên bản 300ER, mỗi chiếc lốp trong bộ 6 bánh xe có thể chịu được cân nặng 26.980 Kg, nặng hơn bất kỳ máy bay thân rộng nào khác như 747-400.
Nội thất
Boeing 777 có thiết kế nội thất độc quyền của Boeing được ghép từ các tấm cong, trần máy bay rộng và hệ thống chiếu sáng gián tiếp. Các cấp độ ghế hành khách đa dạng từ ghế hạng nhất cho tới khoang hành khách phổ thông. Cho tới khi 787 ra đời, đây chính là máy bay thương mại có kích thước cửa sổ lớn nhất (380 x 250 mm).
Cabin máy bay còn được trang bị “khu vực linh hoạt” cho phép dễ dàng thay đổi công năng sử dụng theo từng mục đích trong thời gian nhanh chóng. Trên một số chiếc 777 còn được trang bị khu vực nội thất VIP dành riêng cho những đối tượng hành khách đặc biệt.
