Embraer “pensou fora da caixa” com a família E2

Por Jens Flottau

Fred Curado pensou nisso literalmente durante anos: a Embraer deveria construir uma aeronave totalmente nova na mesma categoria de tamanho do Boeing 737 e do Airbus A320 e competir de frente com os gigantes, como a rival Bombardier decidiu fazer? Ou deveria a Embraer voltar a jogar pelo seguro e se ater ao segmento do mercado que conhece, em algum lugar entre o tradicional campo regional e a linha principal?



A resposta pode ser vista fora do hangar do Aeródromo Gavião Peixoto da Embraer, a principal base da campanha de testes de voo do E2, onde estão estacionados vários protótipos da família de aviões comerciais mais recente do fabricante. Curado, CEO da Embraer até meados de 2016, e sua equipe decidiram permanecer cautelosos. Mas um olhar mais atento revela que a aeronave é um desvio substancial de seu antecessor em muitos aspectos. Agora, os sucessores de Curado, Paulo César de Souza e Silva e John Slattery, pretendem transformar o programa no sucesso que previam.

O Embraer 190-E2 recebeu seu certificado de triplo tipo da autoridade de aviação do Brasil ANAC, FAA dos EUA e Agência Europeia de Segurança da Aviação em 28 de fevereiro. A transportadora regional norueguesa Wideroe receberá a primeira aeronave em 4 de abril e iniciará os serviços programados mais tarde. A Wideroe e outros clientes vão pilotar uma aeronave que se parece com um E1 e se destina a parecer para os pilotos, mas que na verdade é bem diferente. A Embraer utilizou os cinco anos de desenvolvimento e testes para criar uma máquina tecnologicamente muito mais avançada que a antecessora.

Dadas todas as mudanças na aeronave, a E2 chegou bem perto de ser um projeto totalmente novo, em vez de apenas uma versão de reengenharia dos E-Jets de primeira geração. Nesse sentido, o salto da Embraer foi muito maior que o Boeing 737 MAX ou o Airbus A320neo. E nesse sentido, também, o E2 dificilmente é um símbolo de cautela.

Não só o E2 é tecnologicamente um novo avião, como também marca mudanças de outras formas. Com isso, a Embraer busca entrar em segmentos do mercado aéreo ao qual até agora não teve acesso. Muitas esperanças estão fixadas no E195-E2, que entrará em serviço em 2019. Ele pode se tornar o equivalente da Embraer ao Airbus A321neo – o maior membro da família com os menores custos unitários – e abrir um novo mercado e estimular uma forte demanda.

O E2 também deu à Embraer a oportunidade de melhorar a eficiência de seu sistema de produção, embora o nível geral de produção mais baixo em comparação com a Boeing e a Airbus não justifique (ainda) o investimento equivalente em mudanças e automação.

Em termos de pedidos, a transformação ainda não foi recompensada. A carteira E2 é decente na melhor das hipóteses, e partes dela estão em risco. A empresa lista 100 pedidos firmes para o E175-E2 da SkyWest Airlines e 74 pedidos firmes para o E190-E2, mais 106 para o E195-E2. O backlog total, em teoria, é, portanto, de 280 aeronaves. No entanto, os números incluem 25 E190-E2s e 25 E195-E2s 50 para a antiga companhia aérea regional da Índia, Air Costa, que não está mais operando.

A incerteza paira sobre o pedido SkyWest também, porque o E175-E2 não está em conformidade com os acordos de cláusula de escopo dos EUA. Embora a companhia aérea não pudesse operá-los se eles fossem entregues hoje, a Embraer insiste que não haverá mudança no alvo de entrada em serviço 2021 para o modelo. “Uma vez que as companhias aéreas vejam o desempenho da aeronave, elas estarão dispostas a pagar o preço e renegociar os contratos com os sindicatos”, diz o diretor do programa E2, Fernando Antonio Oliveira.

O presidente e CEO da Embraer Commercial Aircraft, John Slattery, espera “uma forte dinâmica de pedidos” para o E2 logo após a certificação e entrada no serviço. De longe, a mais importante campanha de vendas na fase inicial de introdução no mercado do programa é a da JetBlue , que está avaliando como substituir sua grande frota de 88 Embraer 190 (64 dos quais já foram entregues). Poderia fazer uma escolha ainda neste verão o que seria um sinal muito importante para o mercado.

A Embraer entregou 101 aeronaves comerciais em 2017, mas esse nível de produção não será suficiente para atender às metas de negócios da empresa para o E2 e recuperar seu investimento em tempo hábil. Slattery diz que a produção precisa aumentar para 14 aeronaves por mês, seguindo o período usual de introdução do novo modelo. Isso é quase o dobro da taxa de produção atual, que agora é relativamente baixa na fase de transição. Ele gostaria de ver uma taxa de 16 aeronaves por mês e sonha com um nível ainda mais alto, possivelmente 18 por mês. A Embraer atingiu seu recorde anual de entrega até o momento em 2008, quando entregou 162 E-jets de primeira geração.

Uma das grandes vantagens da Embraer sobre a Série C da Bombardier é a grande base instalada de 700 aeronaves de primeira geração na categoria do 190 (mais outras 700 das menores E170 e E175). Mas Slattery quer que o E2 passe para a linha principal, especialmente o E195, que poderia representar sua grande vantagem de custo de viagem em relação ao A320neo e 737-8, onde a demanda não justifica uma capacidade maior. A base de clientes da Embraer é muito mais fina nesse segmento, no entanto.

A Embraer argumenta que os custos da viagem E195 são 22% menores do que os do A320neo e 24% abaixo dos 737-8 em uma missão típica. Mas isso é baseado em uma configuração de 154 assentos para o A320neo e um layout de 160 assentos para o 737-8, enquanto na verdade a maioria das companhias aéreas colocaria muitos assentos. A desvantagem do custo unitário, que a Embraer vê em 6% e 8%, respectivamente, poderia, portanto, ser maior. E, infelizmente para o fabricante brasileiro, muitas companhias aéreas ainda estão se concentrando na redução de custo unitário em vez da redução do risco global, o núcleo de seu argumento de longa data de que a indústria deveria “dimensionar corretamente” sua frota.

Com a E2, a Embraer está, portanto, fazendo uma grande aposta de que o comportamento das linhas aéreas principais mudará em breve. Mas será que realmente isso irá acontecer, dado que as operadoras de baixo custo estão crescendo rapidamente em muitos mercados?

O dimensionamento correto também fez parte do exercício pelo qual a Embraer passou quando identificou mudanças ao passar da E1 para a E2. A versão menor, a E170, foi descartada completamente. O E175, altamente bem-sucedido com as empresas regionais dos EUA na configuração E1, será continuado como um E2 com uma fila adicional de assentos e até 90 passageiros em um layout de alta densidade. O E190-E2 permanece inalterado em capacidade (até 114 assentos), mas o E195-E2 é muito maior que seu antecessor E1. A Embraer acrescentou três fileiras de bancos para uma capacidade máxima de 146 e uma configuração mais típica de 132. “Queríamos mais diferenciação do E190”, diz Oliveira.

A Embraer debateu entregar o E195-E2 antes do E190-E2, mas decidiu não fazê-lo. A maior versão E2 está programada para ser certificada no final deste ano e entrará em serviço com a operadora de lançamento Azul no primeiro semestre de 2019. Dois protótipos já iniciaram o testes de voo.

Mas a mera capacidade de passageiros não é a única diferença entre os três modelos restantes: o E190-E2 e o E195-E2 compartilham o mesmo motor (PW1900G-JM da Pratt & Whitney), mas têm asas de proporções muito altas. O E175-E2 tem uma asa e motor reduzidos sob medida (PW1700G-JM). A Embraer argumenta que o nível de diferenciação foi fundamental para melhorar o desempenho da aeronave, que tem alcance maior que seus antecessores em até 2.880 nm para o E190-E2 e 2.600 nm para o E195-E2.

Segundo o fabricante, o E190-E2 está excedendo seus objetivos de desempenho. A Embraer calculou uma melhora de 17,3% na queima de combustível em relação à versão E1. Isso se traduz em maior alcance também. Os intervalos de manutenção também são mais longos que o planejado. E os pilotos precisam de 2,5 dias de treinamento de transição em um simulador versus um alvo de três dias.

Em termos de configuração e eficiência de aeronaves, muitas mudanças foram impulsionadas pelo sistema fly-by-wire (FBW) de circuito fechado desenvolvido internamente.

A Embraer descreve o E2 FBW como um sistema de quarta geração. O caça AMX da década de 1980 tinha apenas leme e spoiler fly-by-wire, no E1, o sistema cobriu o pitch e yaw. O primeiro sistema full FBW foi introduzido no Legacy 450/500. A aeronave de transporte militar KC-390 foi a primeira para a qual a Embraer desenvolveu seu próprio software FBW.

O sistema E2 oferece proteção total para envelopes em todas as fases do vôo. O stick shaker foi mantido como um recurso para o máximo de comunalidade com o E1, mas não foi realmente necessário para a certificação. O FBW inclui um limitador de ângulo de ataque (AOA) que reduz a autoridade de elevação da coluna de controle quando o  stick shaker é ativado. A aeronave desce lentamente para manter a velocidade mínima no limite de AOA, em vez de aplicar impulso de decolagem / aproximação. O sistema também inclui proteção contra excesso de velocidade no comando do nose-up reduzir a velocidade.

Por simplicidade, o FBW tem apenas dois modos (normal e direto), em vez dos três usados ​​pelo Airbus (normal, alternativo, direto). A Embraer afirma que mantém características de manuseio semelhantes às do E1, mas as leis de controle subjacentes são muito diferentes.

O FBW não apenas permite melhor proteção do que o sistema de malha aberta do E1, como também reduz oscilações na turbulência ao fazer entradas automáticas.

Enquanto o E1 foi projetado convencionalmente e um FBW foi adicionado, o sistema foi construído no design E2 desde o início, o que afeta o peso e o tamanho do componente em vários lugares. Por exemplo, como os ailerons são usados ​​em mais situações durante o vôo, os engenheiros conseguiram levar 200 kg (440 lb) para fora da estrutura da asa. E como eles também são ativados durante a frenagem, rodas e freios maiores puderam ser evitados.

O FBW permitiu à Embraer mover as asas um pouco para a frente e o centro de gravidade para trás. A menor força necessária para manobras em curvas tornou possível reduzir o tamanho do estabilizador horizontal em 10% e não aumentar o estabilizador vertical, apesar do avião ter ficado maior e mais pesado (o peso máximo de decolagem do E195-E2 (MTOW) aumentou de 58,7 toneladas para 61,5 toneladas). A mudança reduziu a queima de combustível em 1,5% também. Em um projeto convencional, o estabilizador vertical teria que ser 15% maior.

Uma superfície à frente do estabilizador vertical e no topo da fuselagem é necessária para a estabilidade no E1, mas não no E2, porque o sistema FBW lida com o requisito automaticamente.

A Embraer considerou fabricar as asas E2 de materiais compostos em vez de metal, mas decidiu que a mudança ainda não se justifica economicamente. Se as asas tivessem se tornado ainda maiores, teria feito a mudança. Enquanto a asa do E-195-E2 é aerodinamicamente semelhante à E190-E2, tem uma ponta de asa diferente e algumas modificações estruturais. Para todos os três modelos, os flaps são de fenda única. Eles tinham dois slots na E1, o que os tornava mais complexos para mover e manter, e produziam mais arrasto. Os slats são usados ​​aerodinamicamente no E2 mais do que no E1. O pilone do motor é mais curto do que no E1 e não está mais preso aos flaps. É levemente dobrado no final para evitar a turbulência e, em combinação com a carenagem da trilha do flap, é usado para produzir um fluxo de ar mais limpo.

“Passamos sistema por sistema para ver se a mudança era necessária [em comparação com o E1] e fizemos muitas mudanças”, diz Oliveira.

Um requisito importante do projeto era manter a altura da fuselagem semelhante à dos E1, apesar dos motores turbofan de maior diâmetro, porque a engrenagem teria sido difícil de encaixar no compartimento recém-fechado. Além disso, como o centro de gravidade é mais distante, a Embraer teve que garantir que o peso restante permaneça na dianteira durante o táxi. A solução para ambos os problemas é um trem de pouso com um braço traseiro que economiza espaço e garante peso suficiente para frente. “É um projeto integrado, mas nós ajustamos muito para chegar a uma solução ideal”, diz Oliveira.

O trem de pouso principal agora é escamoteável, o que reduz a queima de combustível em 1%. A limpeza aerodinâmica também foi alvo nas pequenas portas e antenas que foram removidas da fuselagem traseira. As antenas estão agora no topo da aeronave.

Dentro da cabine, as paredes laterais foram substituídas com 1 polegada de espaço adicional em cada lado. Os novos compartimentos internos de bagagens são cerca de 3 polegadas mais profundas para permitir que os carrinhos padrão da International Air Transport Association sejam armazenados primeiro as rodas. Isso permite que cada compartimento tenha quatro bagagens e para que cada passageiro possa armazenar uma grande peça de bagagem de mão e manter o espaço sob o assento dianteiro livre para itens menores e mais espaço para as pernas.

O E2 também foi o catalisador da modernização do sistema de produção de aeronaves comerciais da Embraer. “Um grande investimento foi para a tecnologia de manufatura”, diz Oliveira. “A alocação do hangar mudou e introduzimos muito mais automação.” Dada a produção muito menor, conceitos ainda mais avançados de uma linha de produção enxuta e móvel não foram perseguidos na mesma medida que nas fábricas da Airbus e da Boeing. Mas Slattery diz que mais mudanças podem ocorrer se a produção se estabilizar a uma taxa maior do que a esperada.

Outro fator também desempenha um papel importante: a Embraer planeja continuar produzindo o E1 no futuro previsível. “Podemos construí-lo pelo tempo que quisermos”, diz Oliveira. Isso é principalmente uma função da questão da cláusula de escopo E175-E2 e seu sucesso atual no mercado. No final de dezembro de 2017, havia apenas cinco E195-E1s a serem entregues, mas havia 46 E190. Com 103 ordens pendentes, o E175-E1 continua a ser o verdadeiro condutor da estratégia dupla, no entanto.

A montagem final dos E-Jets permanecerá espalhada por vários hangares, mas os processos estão mudando em quase todos eles.

Motores e interiores de cabine estão instalados no edifício F220, em São José dos Campos, que foi completamente refeito para a linha híbrida. À medida que o E2 for introduzido, uma estação dedicada para a nova versão será retida para as primeiras quatro a seis aeronaves do cliente em uma abordagem em fases para tornar a linha completa híbrida e não interromper o fluxo de trabalho mais rápido nos E1s. Em uma segunda fase, uma das estações será utilizada de forma híbrida para os dois E1 e E2 para segregar o risco no caso de ocorrer algum atraso. Na fase três, ambas as gerações de E-Jet serão equipadas em todas as estações.

No início do processo de produção, a abordagem híbrida já foi implementada: As fuselagens dianteira e central são construídas na fábrica de Botucatu da Embraer em uma linha conjunta E1 / E2 e depois unidas na fábrica principal do fabricante no hangar F107 / 2.

O edifício F107 / 3 continua dedicado à produção de asas – os painéis das asas continuam a ser construídos em Évora, Portugal, e enviados para o Brasil. O plano é implementar uma linha móvel com 90% de perfuração e rebitagem automatizada para o E2, com todos os três modelos trabalhando nas mesmas estações. No hangar F60, as asas são presas à fuselagem.

A atual capacidade máxima de produção de jatos comerciais da Embraer é de 14 aeronaves por mês. Em 2018, a empresa espera construir 85 a 95 aeronaves, 10% das quais seriam E2s. A proporção de E2 aumentará dramaticamente no próximo ano, a menos que grandes pedidos inesperados para o E1 se materializem.

Os preparativos para a entrada de serviço E2 foram intensos. Cem engenheiros trabalham no suporte e maturidade do programa, a maioria deles incorporados em suas divisões originais. A Embraer definiu 600 pontos cruciais para a maturidade das aeronaves, que serão monitorados na campanha de testes de voo. Também fez questão de um escrutínio muito mais profundo dos fornecedores para garantir a maturidade dos sistemas e componentes. “Fomos aos fornecedores para verificar dentro de sua caixa”, diz Carlos Barra, diretor de desempenho de frota comercial e suporte técnico. “No passado, não fizemos isso na mesma medida”, diz ele.

Os esforços da Embraer baseiam-se na introdução menos que perfeita do E1 há mais de uma década, que não quer repetir. “O E1 agora está muito bom, mas levou 10 anos para chegar ao nível que queríamos”, diz Johann Bordais, presidente / CEO da Embraer Services and Support. A Embraer tem 99% de confiabilidade de despacho para a E2 após 12 meses e 99,5% após quatro anos.

Wideroe, o operador de lançamento da E2, é um caso especial. Ele operaram apenas turboélices até hoje. A operadora tem levado o projeto extremamente a sério. “O nível de comprometimento é muito alto; talvez eles estejam felizes demais com a aeronave ”, diz Bordais. Por outro lado, “uma companhia aérea superinteressada e desinteressada não seria boa”, observa ele.

A Embraer tentou incorporar a Wideroe nos preparativos o máximo possível. Na verdade, a companhia aérea apoiou um piloto para os testes de inverno E190-E2 realizados no norte dos EUA e no Canadá nas últimas semanas.

A Embraer está se concentrando em criar uma lista de táticas de mitigação no caso de quaisquer problemas aparecerem nas operações agendadas. “É importante que os sistemas tenham margens suficientes, mas é um trabalho contínuo mesmo após a entrada em serviço”, diz Barra.

FONTE: Aviationweek

TRADUÇÃO E ADAPTAÇÃO: DAN



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