Моторов много не бывает: самолеты с наибольшим числом двигателей
Если в 1912 году русский авиаконструктор И.И. Сикорский совершил настоящую революцию, разработав четырехмоторный самолет «Русский витязь», то через полвека в воздух поднялись самолеты с восемью и даже десятью двигателями.
Depositphotos
Страшный «Цеппелин»
Имя Фердинанда фон Цеппелина неразрывно связано с дирижаблями, но этот выдающийся немецкий изобретатель разрабатывал и самолеты. Например, бомбардировщик Zeppelin-Staaken R.XIV, который был самым большим и тяжелым самолетом принимавшим участие в Первой мировой войне и применивший наиболее тяжелую авиабомбу массой 1000 кг. Бомбардировщики серии «R» Цеппелин начал разрабатывать в начале 1916 года впечатленный русским тяжелым бомбардировщиком «Илья Муромец» И. Сикорского. Для ускорения разработки он создал авиационно-промышленную «сборную» Германии, пригласив участвовать в проекте таких авиаконструкторов как К. Дорнье, Э. Хейнкеля и Х. Юнкерса, двигатели поставляли фирмы Maybach и Daimler, электрику – Роберт Бош, вооружение – Людвиг Лёве.
Zeppelin-Staaken R.XIV
Сначала бомбардировщик Zeppelin-Staade был трёхмоторным, но быстро эволюционировал и его наиболее совершенная модификация R.XIV образца 1917 года оснащалась пятью моторами Maybach совокупной мощностью 1300 л.с. Четыре мотора были установлены на крыле, причем два имели толкающий винт, а один мотор располагался в носу. Самолет имел длину 22,5 метра, размах крыла – 42,2 метра, максимальную скорость 135 км/ч, взлетную массу 14,2 тонны и мог брать нагрузку в 4 тонны, что по меркам 1917 года было выдающимся достижением. Правда, стандартной нагрузкой были 2 тонны бомб, с которыми бомбардировщик мог преодолеть расстояние в 1300 километров.
Zeppelin-Staaken R.XIV
К счастью для стран Антанты, этот самолет появился у Германии слишком поздно и уже не мог оказать влияния на ход войны. К тому же немецкая промышленность с 1916 года испытывала серьезный дефицит сырья и не могла строить самолеты большой серией. Да и малой тоже – всего было выпущено 3 бомбардировщика, два из которых были сбиты, а единственный уцелевший был уничтожен после войны по условиям Версальского договора. Фердинанд фон Цеппелин до капитуляции Германии не дожил, он умер в 1917 году, до последнего дня продолжая работать над новыми самолетами и дирижаблями.
Трагедия «Максима Горького»
Пятимоторные самолеты также проектировались и в СССР, а в 1933 году и вовсе был разработан восьмимоторный самолет-гигант АНТ-20, получивший имя собственное – «Максим Горький». Самолет планировалось использовать в агитационных и пассажирских целях, а военные раздумывали над тем, насколько эта машина подходит в качестве бомбардировщика. Тем более и создан АНТ-20 был на базе не пошедшего в серию бомбардировщика ТБ-4. Разрабатывать самолет, названный в честь русского и советского писателя Максима Горького, поручили конструкторам А.А. Архангельскому и В.М. Петлякову под общим руководством А.Н. Туполева, а средства на его постройку были собраны по общенародной подписке. Причем денег собрали так много, что их набралось и на ещё один самолет, который также начали строить в ЦАГИ.
АНТ-20 «Максим Горький»
АНТ-20 для своего времени был не просто большим, а огромным самолетом: длина – 33 метра, размах крыла – 63 метра (больше чем у Boeing-747 ранних серий), взлетная масса – 42 тонны, максимальная скорость 220 км/ч, дальность полёта – 1200 километров. Первоначально планировалось оснастить АНТ-20 шестью моторами по 900 л.с. каждый, но их совокупной мощности явно не хватало для такого гиганта и тогда на фюзеляже установили ещё два двигателя.
АНТ-20 «Максим Горький»
На борт самолет мог брать 70 человек, которым предоставлялся невиданный ранее уровень комфорта. АНТ-20 имел каюты со спальными местами, буфет, библиотеку, кафе, туалет, пневмопочту, также на борту размещалась типография и электростанция. Самолет совершил два успешных полета, в том числе 1 мая 1935 года над Красной площадью, а на 18 мая был запланирован последний испытательный полёт, в который отправились сотрудники ЦАГИ, некоторые вместе с детьми.
Катастрофа самолета АНТ-20 «Максим Горький»
АНТ-20 сопровождали два истребителя: с борта одного велась киносъемка, а второй начал выполнять фигуры высшего пилотажа, что и привело к трагедии. Попытавшись сделать «мертвую петлю», летчик Н. Баландин врезался в крыло «Максима Горького», выведя из строя один двигатель, при этом истребитель И-5 застрял в крыле. Какое-то время АНТ-20 продолжал полет, но вскоре начал разрушаться и рухнул на землю в посёлке Сокол. Все находившиеся на борту 49 человек погибли.
После этой трагедии второй экземпляр АНТ-20 немного доработали и установили более мощные 1200-сильные двигатели, что позволило, наконец, сделать самолет шестимоторным. Под именем ПС-124 он летал на пассажирских линиях вплоть до начала Великой Отечественной войны, затем был переведен в Ташкент, где использовался как транспортник, перевозя военные грузы. Эксплуатация технически сложной машины была непростой и недешевой, но в условиях военного времени на счету был каждый самолет, поэтому списывать ПС-124 не спешили. Однако точку в его лётной карьере поставила катастрофа, случившаяся в декабре 1942 года. На этом история самолетов АНТ-20 закончилась. Несмотря на планируемый в середине 30-х годов серийный выпуск, всего было изготовлено две машины, да и военные отказались от создания бомбардировщика на его базе, сделав ставку совсем на другие самолеты.
Неудачи «Гиганта»
Не очень счастливая судьба была и у немецкого шестимоторного самолета Ме.323 Gigant. Его создали на базе тяжелого планера Ме.321, который предназначался для доставки немецких солдат и техники на территорию Англии, но планер оказался невостребованным после 22 июня 1941 года. Однако от его использования вермахт не отказался, перебросив несколько планеров на оккупированную территорию СССР. Трудности с подъемом планеров в воздух и их плохая маневренность привели к созданию транспортного самолета Ме.323, который, по сути, являлся лишь доработанным, моторизованным планером Ме.321.
Зачем на самолеты ставят пятый двигатель и можно ли с ним летать?
Современные магистральные авиалайнеры оснащаются четным количеством двигателей, четырьмя, как, например, Boeing 747 или двумя, как наши отечественные Ту-204 или новейший МС-21. Количество зависит от конструкции, мощности двигателей и многих других параметров. Но вот бывают случаи, когда на самолете оказывается пять двигателей. Разберемся, зачем это происходит и может ли такая конструкция летать.
Оказывается, установка пятого двигателя на самолет, по крайней мере на модель Boeing 747, является вполне штатной ситуацией. Первая мысль которая приходит на ум: «Неужели запасной?» На самом деле и да и нет, это действительно запасной двигатель, но не для того самолета, на который он установлен. Предназначен данный двигатель для неисправного авиалайнера, находящегося в другом аэропорту, где нет в наличии запасных частей для ремонта.
Показательным примером такого события является случай с рейсом QF64 Boeing 747-400 австралийской авиакомпании Qantas, который по причине поломки одного из двигателей, «застрял» в аэропорту Йоханнесбург в ЮАР. Произвести быстрый ремонт или замену мотора было невозможно, в связи с отсутствием необходимых деталей.
Выход одного из двигателей в принципе допускается производителем и позволяет осуществить полет с одним неисправным двигателем до места ремонта, но только в виде технического рейса без пассажиров. Понятное дело, что данная ситуация накладывала на авиакомпанию серьезные расходы связанные с перегоном «порожнего» самолета и отправкой резервного борта на его замену. А это влекло за собой задержку рейса, сдвиг сетки полетов и связанное со всем этим недовольство пассажиров. Транспортировка двигателя на замену внутри грузового транспортного самолета также влетала в копеечку, а морской путь хоть и дешевле, но тоже не вариант — слишком долго.
Поэтому было принято решение, отправить следующий авиарейс QF63 Boeing 747 из Сиднея, где расположена штаб-квартира Qantas и ремонтные цеха, в Йоханнесбург с прикрепленным к нему дополнительным двигателем Rolls-Royce RB211-524 весом около 6 тонн .
Для этой цели на правом крыле (если смотреть со стороны кабины), между фюзеляжем самолета и первым штатным двигателем, располагаются специальные крепления, к которым крепится опора с лебедкой и происходит фиксация транспортируемого запасного двигателя.
Естественно, ни к каким системам самолета данный двигатель не подключается. Более того, с него снимается вентилятор с лопастями, чтобы не повредился во время полета и создавал дополнительное сопротивление.
Видео в котором рассказывается о подобной транспортировке.
Разумеется, подобный дополнительный и достаточно крупный элемент, закрепленный на крыле самолета определенным образом нарушает его баланс и увеличивает сопротивление воздуха с одной стороны. Это требует постоянного дополнительного контроля курса со стороны экипажа (а они этому обучены) и повышенный расход топлива. Поэтому рейсу даже пришлось делать промежуточную посадку для дозаправки.
До этого у авиакомпании уже был опыт такого перемещения в 2011 году. Тогда с пятым двигателем летал Boeing 707.
В итоге все прошло вполне благополучно, двигатель доставили и установили вместо неисправного на QF63 Boeing 747. А сломанный движок отправился в ремонт из ЮАР в Австралию уже морским путем.
Почему на современные самолеты ставят только 2 двигателя, а не 3 или 4, как раньше?
Раньше в аэропорту вы часто могли увидеть самолет с тремя или даже четырьмя двигателями. В настоящее время некоторые из таких моделей ещё находятся в эксплуатации, но встречаются они всё реже, так как производство подобных авиалайнеров стремительно сокращается. В частности, в 2021 году завершено производство крупнейшего пассажирского самолёта Airbus A380 — он мог вместить до 853 пассажиров. А к концу этого года будет остановлено производство его ближайшего конкурента — Boeing 747-8.
Новых трех- и четырехдвигательных самолетов на замену ушедшим моделям до сих пор не было представлено, и едва ли они появятся в обозримом будущем. Коммерческая авиация постепенно переходит на самолеты с двумя двигателями, и на это есть целый ряд причин.
Повышение надежности
Долгое время двухмоторные самолеты не могли летать вдалеке от аэропортов, а потому не могли использоваться для перелетов через океан. Дальнемагистральные рейсы выполнялись на 3- или 4-двигательных моделях. Ограничения были введены из соображений безопасности: риск отказа сразу двух двигателей считался довольно высоким.
В начале 50-х годов Федеральное авиационное агентство США (FAA) установило так называемое «правило 60 минут», согласно которому самолёты с 2 двигателями во время выполнения любых рейсов должны были находиться в пределах 60 минут полёта до ближайшего аэропорта. Международная организация гражданской авиации (ICAO) смягчила ограничение, предложив «правило 90 минут» (ETOPS-90), которым на тот момент пользовались в основном авиакомпании из Европы.
По мере роста надежности двигателей росла и допустимая дальность удаления от аэропортов. В 1985 году Boeing 767-200 прошел сертификацию в соответствии с «правилом 120 минут» — ETOPS-120. Это позволило ему совершать перелеты из Парижа в Бостон. Наиболее современные авиалайнеры сертифицированы для полетов в соответствии с ETOPS-240 или даже ETOPS-370, как Airbus A350.
Самолеты с ETOPS-180 уже могли летать над 95% поверхности Земли. А единственный недоступный для полетов Airbus A350 участок планеты находится непосредственно над Антарктидой, но там самолеты не летают по другой причине. Таким образом, благодаря повысившейся надежности двухдвигательные самолеты смогли вытеснить трех- и четырехдвигательные из дальнемагистральных рейсов.
Снижение расходов
На пассажирских самолетах стоимость двигателей составляет значительную часть конечной стоимости авиалайнера (в среднем 20 — 25%). Каждый двигатель требует отдельного обслуживания, оформления документов и сертификатов. Таким образом, наличие 2 больших двигателей вместо 3 или 4 меньшего размера значительно снижает стоимость производства самолета и сокращает расходы на техническое обслуживание.
Нельзя забывать и про стоимость топлива — это около четверти всех операционных расходов современных авиакомпаний. 4 меньших двигателя потребляют больше топлива, чем 2 больших. В 2018 году австралийская авиакомпания Qantas подсчитала, что 4-двигательный Boeing 747 потребляет на 2.5 литра больше топлива на каждый килограмм полезной нагрузки по сравнению с 2-двигательным Boeing 787.
Рост мощности
Оснащение самолета тремя или четырьмя двигателями позволяет увеличить суммарную мощность, что было особенно важно для первых реактивных авиалайнеров, поскольку турбовентиляторные двигатели того времени обеспечивали сравнительно небольшую тягу. К примеру, двигатель Pratt & Whitney JT3D 1958 года имел тягу 76 кН (килоньютон), в то время как для современных двигателей, таких как General Electric GE90, характерны показатели в 440 кН тяги и выше. Благодаря этому даже довольно крупные современные авиалайнеры вполне могут обходиться двумя двигателями.
Почему авиастроительные корпорации делают одинаковые самолеты?
Когда в очередной раз вы видите презентацию нового авиалайнера, не появляется ли у вас ощущение дежавю, не кажется ли вам, что каждый раз из ангара выкатывают самолет, который вы уже много раз видели раньше?
В понедельник открывается парижский авиасалон Ле Бурже, где будут представлены самые последние новинки авиационного рынка. 2017 год вообще богат на премьеры — только в мае в воздух впервые поднялись российский лайнер МС-21 и китайский С919, а Boeing 737MAX и А321NEO уже поступают к первым покупателям.
Но если стереть со всех этих самолетов опознавательные знаки, ливреи, отличите ли вы на летном поле один от другого? На фото в конце этого абзаца изображены Airbus A320 и Boeing 737. Сможете ли вы, не прибегая к помощи интернета, понять, какой где?
Мы привыкли к тому, что самолеты похожи друг на друга, однако, оказывается, так было не всегда. В первые десятилетия после Второй мировой войны — во время расцвета гражданской авиации — у каждого пассажирского самолета было свое «лицо».
1950-е годы, Caravelle, Ту-104, Boeing 707, Comet — каждый из них можно было узнать по неповторимому силуэту. В 1960-е и 70-е небо было тоже более пестрым: Ил-62, Boeing 727, Ту-154. Все они были легко отличимы друг от друга даже на большом расстоянии. Посмотрите, какими разными они были:
Так что же случилось? Все очень просто. Похоже, авиаконструкторы во всем мире нашли оптимальную форму самолета. В авиации не бывает дизайна ради красоты (ну разве чуть-чуть) — каждая мелочь имеет свое объяснение и обоснование.
Русская служба Би-би-си попросила авиационных экспертов, включая представителей крупнейших мировых авиастроительных корпораций Boeing и Airbus, объяснить особенности конструкции современных авиалайнеров.
Почему у самолета крылья снизу?
Начнем с крыльев. Когда у самолета они расположены внизу фюзеляжа, он называется «низкопланом». Абсолютное большинство пассажирских самолетов -низкопланы.
В компании Boeing нам объяснили, что причин этому сразу несколько. «Расположение крыла внизу (схема — низкоплан) позволяет сделать более короткие шасси (снизить вес), расположить двигатели под крылом достаточно близко к земле, более удобно скомпоновать пассажирский салон (центральная часть крыла проходит под полом пассажирской кабины), создает условия для безопасного покидания самолета в случае аварийной посадки на воду», — рассказали в американской компании.
Давайте чуть подробнее поговорим о безопасности. Центральная часть самолета — место, где крылья соединяются с фюзеляжем, — называется центроплан. Это самая прочная и самая тяжелая его часть. В ней же расположены и топливные баки. Если самолету придется совершать аварийную посадку, то, очевидно, лучше сидеть на самой прочной и тяжелой части, а не под ней, не правда ли? А если при этом самолет сядет на воду, то полупустые, или почти пустые топливные баки станут своего рода понтонами, которые будут поддерживать его на плаву.
Среди региональных и ближнемагистральных хватает высокопланов, у которых крылья находятся сверху. Есть совсем немного среднепланов, крылья которых соединяются с фюзеляжем в середине, и даже биплан — Ан-2, но это уже авиационная экзотика, хотя и весьма симпатичная.
Схема «высокоплана» тоже имеет свои преимущества. Самолетам с пропеллерами удобней располагать их выше от земли, а реактивные высокопланы, такие как украинский Ан-158, могут приземляться на аэродромах с не очень хорошо подготовленной полосой, где есть опасность того, что пыль или мелкие камни могут попасть в двигатели.
Наконец, высокопланы чрезвычайно удобны для посадки и высадки — фюзеляж находится близко к земле, можно сойти на нее даже без трапа (особенно актуально как раз для плохо оборудованных аэродромов). Конструкторы транспортных самолетов от этой схемы в полном восторге — загружать такой самолет намного проще.
Почему у самолетов два реактивных двигателя, а не один, три или четыре?
Расцвет гражданской авиации пришелся на послевоенные годы, и некоторое время турбореактивные (без пропеллера) и турбовинтовые (с пропеллером) двигатели соперничали друг с другом.
Первые позволяли самолетам летать быстро, вторые — экономить топливо. Сегодня средне- и дальнемагистральные самолеты летают на турбовентиляторных реактивных двигателях, которые становятся все более экономичными, надежными и, что немаловажно, более тихими.
Тяжеловозы А380, А340 и B747 все еще используют по четыре двигателя (Россия планирует добавить к ним модернизированный Ил-96), до сих пор летают трехдвигательные DC-10 и Ту-154, но в мировой авиации давно наметилась тенденция делать пассажирские самолеты, даже большие и тяжелые, с двумя моторами.
«Расход топлива, аэродинамическое сопротивление и вес силовой установки самолета с двумя мощными двигателями значительно меньше, чем у такого же самолета с тремя или четырьмя двигателями поменьше», — объяснили в Boeing.
Два — идеальное число двигателей авиалайнера. Оставлять один небезопасно — двигатели иногда отказывают в полете, а современный авиалайнер должен быть способен продолжить полет на одном.
Впрочем, есть еще «Мрия», у которой под крыльями целых шесть моторов. Но это особый самолет. И невероятно красивый — полюбуйтесь на него.
Почему двигатели находятся под крыльями?
За всю историю гражданской авиации конструкторы перепробовали великое множество вариантов того, как прикрепить к самолету двигатель. Их размещали в корне крыла, в хвостовой части фюзеляжа, под крыльями, встречались и более экзотические схемы — на американском широкофюзеляжном DC-10 два мотора находились под крыльями, а третий — в хвосте, а у германского Fokker 614 — над крыльями на двух стойках-пилонах.
Теперь на абсолютном большинстве новых лайнеров двигатели подвешены на пилонах под крыльями. Это может показаться странным, ведь два тяжелых авиационных мотора должны создавать большую нагрузку на крылья, которым и без того приходится поддерживать весь самолет. Не лучше ли, например, оставить их в задней части фюзеляжа, как это делали поколения авиаконструкторов?
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Реклама подкастов
«Преимущество двигателей под крылом — это в первую очередь короткий путь к топливному баку, находящемуся, опять же, в крыле. Это означает более простую и более легкую систему подачи топлива. Проще регулировать центр тяжести самолета в полете, так как масса двигателей находится практически в центре», — объяснил Би-би-си германский эксперт в области авиации Александр Вайц.
Для того чтобы обеспечить центровку лайнеров, двигатели которых расположены в хвосте, действительно надо приложить определенные усилия — у таких самолетов центр тяжести смещен назад.
В корпорации Airbus Русской службе Би-би-си объяснили, что еще одним достоинством схемы современных самолетов является то, что двигатели под крыльями работают эффективнее, поскольку находятся в «невозмущенном потоке» — вне завихрений воздуха, которые образуются в полете возле фюзеляжа.
Еще одна причина, на которую указали в Airbus, — уменьшение нагрузки на крыло. Во время полета самолет «опирается» на воздух целиком, и крыльями, и фюзеляжем, и хвостовым оперением. И чем равномернее будет распределена нагрузка по всей площади, тем лучше для всех узлов и сочленений. При этом если тяжелые двигатели будут на фюзеляже, сила притяжения будет стараться как бы «сложить» самолет подобно книге. Сделать это, конечно, не получится, но и лишняя нагрузка планеру ни к чему.
Схема расположения двигателей в хвостовой части самолета, от которой сейчас отказываются производители больших авиалайнеров, долгое время была очень популярной. Вспомним советские Ту-154, Ту-134, Як-40, Як-42, Ил-62, американский Boeing 727 и многие другие. Она имеет определенные преимущества, поскольку позволяет сделать крыло более тонким, аэродинамически более совершенным.
Кроме того, если в полете откажет один двигатель, и самолет сможет продолжать полет на втором, то в случае, если тот будет расположен под крылом, самолет неизбежно будет немного разворачивать (попробуйте толкать детскую коляску одной рукой, взявшись за ручку с краю). Это немного дискомфортно для пилота, но не так уж опасно. Когда двигатели находятся в хвостовой части, экипаж не будет испытывать даже и этого дискомфорта.
Однако когда речь заходит о комфорте во время технического обслуживания, разница между двигателями под крылом и в хвосте становится колоссальной. Инженер по техническому обслуживанию самолетов Алексей Ребик рассказал Би-би-си об обслуживании самолета на примере самой простой операции — установки на двигатель заглушки (алюминиевый щит или кусок ткани, которым закрывают воздухозаборник). Эту операцию выполняют каждый раз, когда самолет отправляется на более-менее длительную стоянку.
«Если двигатель расположен высоко, значит, вы должны взять стремянку, потаскать ее вокруг всего самолета, подтащить к каждому двигателю, заглушить. А там несколько точек крепления, и с одной стремянки, бывает, не достать до всех точек — на магистральных самолетах воздухозаборник обычно диаметром не меньше двух метров. С одной стремянки вы не можете достать до всех точек, и каждый раз вам надо спуститься, переставить стремянку, прикрепить заглушку в следующей точке и повторить это еще раз», — рассказал он.
При этом в случае с Ту-154 или Boeing 727, у которых имеется третий двигатель внутри хвостовой части фюзеляжа, как рассказал инженер, для простейшего технического обслуживания надо вообще вызывать специальный автомобиль со стрелой и люлькой. На самолетах с низкорасположенными двигателями такая процедура, по его словам, делается минимум на полчаса быстрее.
А ведь установка заглушки — простая операция, при более сложном обслуживании проблемы с доступом становятся еще более острыми, а их решение — еще более длительным.
Если вы считаете, что пассажира это не очень касается, то напрасно — техническое обслуживание самолета авиакомпания обычно оплачивает по времени работы техника. И в конечном счете тот факт, что самолеты теперь стало проще и быстрее обслуживать, отразился на стоимости билетов — полеты стали более доступными.
Есть еще одна причина, по которой двигатели вешают не просто под крылом, но и поотдаль от фюзеляжа. В корпорации Airbus Би-би-си объяснили, что это делается для того, чтобы в салоне не было слышно шума от них.
Почему у самолета именно такой хвост?
Прежде чем окончательно прийти к той форме, которую обычно имеют современные самолеты (однокилевое хвостовое оперение с двумя горизонтальными плоскостями в основании), авиаконструкторы перепробовали великое множество вариантов. Самым экзотическим был, наверное, Constellation — лайнер, который выпускала с 1943 по 1958 год американская компания Lockheed. Его разрабатывали во время Второй мировой, и самолету нужен был невысокий хвост, чтобы вписываться в ворота ангаров — вместо одного большого в результате сделали три маленьких.
За всю историю авиации хвостовое оперение приобретало самые причудливые формы — одно- и двухвостое оперение, Н-образное, V-образное, Т-образное и многие другие. Если бы конструкторы не нашли в результате оптимальную схему, они бы, наверное, перепробовали весь алфавит.
В настоящее время классическими можно считать два типа: оперение с одним вертикальным стабилизатором (рулем направления) и двумя горизонтальными (рулями высоты), которые расположены у его основания, а также Т-образное, как на Ту-134 или Boeing 727. У каждого типа есть свои преимущества и недостатки, но в результате на большинстве авиалайнеров применяется первый вариант.
Проблема тут в том, что обе схемы обладают своими достоинствами и недостатками. К недостаткам схемы, ставшей традиционной на современных лайнерах, можно отнести то, что стабилизаторы «попадают в возмущенный поток, сходящий с расположенного впереди крыла», рассказали специалисты Boeing. Другими словами, воздушные завихрения за крыльями образуются ровно в том месте, где находятся рули высоты.
Однако у Т-образной схемы недостатков больше. Как объяснили в Airbus, нижнее расположение рулей высоты продиктовано вопросами безопасности: «При сваливании стабилизаторы на вершине находятся в «тени» воздушного потока крыла, такой самолет тяжелее вывести в стабильное управляемое положение».
В Boeing тоже обращают внимание на эту проблему: «Основным недостатком этой схемы с позиций безопасности полета является возможность попадания стабилизатора и расположенных на нем рулей высоты в зону скосов потока с крыла в случае полета самолета на очень больших углах атаки».
Поясним, речь идет о положении самолета, при котором его нос сильно задран, а сам он продолжает лететь вперед — в такой ситуации крылья как бы раздвигают воздух, оставляя за собой сильно разреженный его слой. В этой «тени» и оказываются горизонтальные стабилизаторы на вершине хвоста (и двигатели, если они расположены сзади), при помощи которых можно выровнять самолет — из-за отсутствия плотного воздуха сделать это почти невозможно. В такую опасную ситуацию лайнеры попадают нечасто, но этот недостаток серьезно усугубляет весь набор проблем Т-образной схемы хвоста.
В Airbus указали еще на одну проблему такого хвостового оперения — большой вес. Горизонтальные рули и сами по себе весят немало, но сверху нужно еще разместить различные механизмы, да и сам хвост укрепить, увеличив тем самым его массу.
Наконец, судя по рассказу инженера по техобслуживанию самолетов Алексея Ребика, эта схема — настоящее наказание для техников. Он объяснил это на примере обслуживания стабилизаторов на Ту-154.
«Высота горизонтального оперения на Ту-154 — 11-12 метров. Здесь не обойдешься стремянкой. Надо вызывать машину и ждать, пока она приедет. Когда приезжает машина, у нее выдвигаются аутригеры — гидравлические подъемники, опоры, которые она ставит на землю. Это занимает время. Чтобы переместиться от одной половины стабилизатора к другой, ей нужно опустить стрелу, потом поднять аутригеры, затем вы управляете этой машиной, подъездом-отъездом, потом снова она выдвигает опоры, вы залезаете в корзину, едете наверх, выполняете работы. По сравнению с тем, как вы одну стремянку под Boeing 737 подкатили, это плюс полчаса получается», — рассказал инженер.
Что же нового в современных самолетах?
Мы точно знаем, как будет выглядеть новый авиалайнер, который представят на ближайшем авиасалоне. И человеку, далекому от авиации, будет сложно отличить новинку одного производителя от другого. Но если авиаконструкторы уже нащупали оптимальную форму самолета, как происходит эволюция самолетов, по какому пути они развиваются?
В корпорации Airbus Би-би-си сказали, что основные направления развития пассажирской авиации — экономичность, летно-технические характеристики, комфорт, удобство эксплуатации, надежность (которая не связана с безопасностью — это отдельная и большая тема, скорее связанная с обслуживанием, чем с проектированием).
«Наверное, бесконечными можно назвать модификации в салоне самолета, ведущие, с одной стороны, к увеличению числа перевозимых пассажиров, с другой — к улучшению комфорта салона. Кроме того, идет активная работа по улучшению показателей экономической эффективности самолетов: это более современные двигатели, новые законцовки крыла, шарклеты, это новая геометрия крыла, как на А350, ну и, конечно же, это новые материалы. Прежде всего это композитные материалы, они более лёгкие и более надежные», — рассказал авиационный эксперт Александр Вайц.
В Boeing указали на «широкое применение новых композитных материалов, новых прочных и легких сплавов», а также прочих систем, главная задача которых — снизить вес самолета и продлить его жизненный цикл.
Кроме того, в американской компании рассказали, что в новых авиалайнерах будет «существенно более высокий уровень автоматизации полета, практически от взлета до заруливания на стоянку после посадки, автоматическая «защита» от попадания самолета в какие-либо критические ситуации в результате ошибок экипажа или/и отказов двигателя или систем».
Однако, по словам представителей корпорации, «продолжаются исследования других аэродинамических схем самолета, например: схема «летающее крыло», расположение двигателей над фюзеляжем и другие для снижения расходов топлива, уровня шума на местности и вредных выбросов».
Ах, да, и на картинке в начале текста слева — Boeing 737-700, а справа — Airbus 320.