Три
Триджет — с реактивный самолет тремя реактивными двигателями . В целом триджеты пассажирских авиакомпаний считаются реактивными авиалайнерами второго поколения из-за инновационного расположения двигателей, а также развития турбовентиляторных технологий. Триреактивные двигатели более эффективны, чем квадроджеты , но не так эффективны, как двухдвигательные двигатели , которые заменили триреактивные двигатели, когда стали доступны более крупные и надежные турбовентиляторные двигатели.
Типы все еще в производстве
[ редактировать ]Dassault Falcon 7X /8X и Dassault Falcon 900 — единственные триджеты, которые все еще производятся. [ нужна ссылка ]
Дизайн
[ редактировать ]
Одним из соображений, касающихся триджетов, является расположение центрального двигателя. Обычно это достигается путем размещения двигателя вдоль осевой линии, но все же представляет трудности. В наиболее распространенной конфигурации центральный двигатель расположен в хвостовой части фюзеляжа и снабжается воздухом через S-образный воздуховод ; он используется на Hawker Siddeley Trident , Boeing 727 , Ту-154 , Lockheed L-1011 TriStar и, с недавних пор, на Dassault Falcon 7X . S-образный воздуховод имеет низкое сопротивление, а поскольку третий двигатель установлен ближе к центральной линии, самолетом обычно будет легко управлять в случае отказа двигателя. Однако конструкции S-образных воздуховодов более сложны и дороги, особенно для авиалайнеров. Кроме того, центральный моторный отсек потребует конструктивных изменений в случае серьезной модернизации двигателя (модернизации двигателя). Например, центральный отсек Боинга 727 был достаточно широким, чтобы вместить ТРДДД с малым байпасом, а не более новые ТРДД с большим байпасом, которые были тише и мощнее. Компания Boeing решила, что модернизация слишком дорогая, и прекратила производство вместо того, чтобы продолжить разработку. Хвостовая часть Lockheed Tristar была слишком короткой, чтобы вместить существующий двухкатушечный двигатель, поскольку она была разработана только для установки нового трехкатушечного двигателя. Двигатель Rolls-Royce RB211 и задержки в разработке RB211, в свою очередь, отодвинули ввод TriStar в эксплуатацию, что повлияло на продажи. [1]
В McDonnell Douglas DC-10 и родственном ему MD-11 используется альтернативная «прямая» центральная компоновка двигателя, которая упрощает установку, модификацию и доступ. У него также есть дополнительное преимущество: его гораздо легче перепроектировать. Однако при этом жертвуется аэродинамика по сравнению с S-образным воздуховодом. Кроме того, поскольку двигатель расположен намного выше, чем двигатели, установленные на крыле, отказ двигателя приведет к увеличению момента тангажа, что затруднит управление.
Размещение остальных двух двигателей варьируется. Большинство самолетов меньшего размера, таких как Hawker Siddeley Trident и Boeing 727 , а также Туполев Ту-154 среднего размера , имеют два боковых пилона двигателя в Т-образной конфигурации. На более крупных широкофюзеляжных самолетах Lockheed TriStar и DC-10/MD-11 под каждым крылом установлен двигатель. На TriStar были проведены предварительные исследования по повторному использованию фюзеляжа и крыла для двухдвигательной конструкции, но они так и не были реализованы из-за нехватки средств у Lockheed. Кроме того, в конце 1990-х годов компания Boeing, которая приобрела McDonnell Douglas, рассматривала возможность удаления хвостового двигателя из MD-11, чтобы сделать его двухдвигательным, но вместо этого полностью прекратила производство MD-11. [1]
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Одним из основных преимуществ трехдвигательной конструкции является то, что крылья могут быть расположены дальше к корме фюзеляжа по сравнению с двухдвигательными и четырехдвигательными самолетами, у которых все двигатели установлены на крыле, что позволяет расположить выходные и входные двери основной кабины более центрально для более быстрой посадки и высадки. обеспечение более коротких сроков выполнения работ. самолета Расположенный сзади двигатель и крылья смещают центр тяжести назад, повышая топливную экономичность , хотя это также сделает самолет немного менее устойчивым и более сложным в управлении во время взлета и посадки. ( Твинреактивный двигатель McDonnell Douglas DC-9 и его производные, двигатели которых установлены на пилонах рядом с задним оперением , имеют аналогичные преимущества/недостатки трехреактивной конструкции, такие как крылья, расположенные дальше к корме и смещенный назад центр тяжести.) [ нужна ссылка ]
Триреактивные самолеты более эффективны и дешевле, чем четырехмоторные самолеты, поскольку двигатели являются самой дорогой частью самолета, а наличие большего количества двигателей потребляет больше топлива, особенно если квадро- и триреактивные самолеты используют двигатели одинаковой мощности, что делает конфигурацию трехдвигательного самолета более подходящей для самолета. авиалайнер среднего размера по сравнению с более крупными квадроджетами. Однако более высокие закупочные цены, в первую очередь из-за сложности и сложности монтажа третьего двигателя через хвостовое оперение, несколько сведут на нет это преимущество.
Благодаря дополнительной тяге трехдвигательные самолеты будут иметь немного улучшенные взлетные характеристики по сравнению с двухдвигательными самолетами в случае отказа двигателя. Поскольку взлетные характеристики самолетов обычно рассчитываются с учетом дополнительного запаса на случай возможного отказа двигателя, триджеты лучше могут взлетать из жарких и высоких аэропортов или из тех, где просвет вблизи взлетно-посадочной полосы является проблемой.
В отличие от двухдвигательных самолетов, трехдвигательные самолеты не обязаны немедленно приземляться в ближайшем подходящем аэропорту в случае отказа одного двигателя. (Это преимущество характерно и для квадроджетов.) [2] Это выгодно, если самолет находится не рядом с одной из баз технического обслуживания эксплуатанта, поскольку тогда пилоты могут продолжить полет и приземлиться в аэропорту, где более удобно выполнять ремонт. Кроме того, для трехдвигательных самолетов, находящихся на земле с одним неработающим двигателем, может быть предоставлено разрешение на выполнение перегонных полетов с двумя двигателями. До введения ETOPS только триджеты и квадроджеты могли выполнять длительные международные полеты над территориями без каких-либо отвлекающих аэропортов. Однако в последние годы это преимущество в значительной степени исчезло, поскольку двухмоторные самолеты, сертифицированные ETOPS, также могут это делать.
Самым большим препятствием, с которым сегодня сталкиваются трехдвигательные самолеты, являются эксплуатационные расходы, в первую очередь топливная экономичность, поскольку почти наверняка трехдвигательная конструкция. [ нечеткий ] потребляет больше топлива, чем сопоставимая двухмоторная конструкция. [ нужна ссылка ] Это также значительно увеличивает сложность сбыта новых трехреактивных самолетов сегодня, особенно для пассажирских перевозок. Однако это стоило компромисса между 1970 и 1990-ми годами, когда трехдвигательные и двухдвигательные самолеты использовали двигатели одинаковой мощности, например, когда DC-10, MD-11, Boeing 767 и Airbus A300, A310 и A330 были оснащены двигателями. от General Electric CF6 , а дополнительная мощность третьего двигателя дала DC-10/MD-11 преимущества в большей дальности полета и/или большей полезной нагрузке по сравнению с двухдвигательным двигателем A300/A330. С 1990-х годов, с дальнейшим развитием турбовентиляторной технологии с большим двухконтурным режимом, большие двухконтурные реактивные двигатели стали оснащаться специально разработанными двигателями, такими как Боинге 777 на General Electric GE90 , что позволяло двухдвигательным самолетам выполнять те же задачи, что и большинство триджетов и даже многие квадроджеты, но более эффективно.
История
[ редактировать ]
Первым трехреактивным самолетом стал прототип бомбардировщика Ту-73 , впервые поднявшийся в воздух в 1947 году. [3] Первыми коммерческими триджетами были Hawker Siddeley Trident (1962 г.) и Boeing 727 (1963 г.). И то, и другое было компромиссом для удовлетворения требований авиакомпаний; в случае с Trident он должен был удовлетворить меняющиеся потребности BEA, в то время как Боинг 727 должен был быть приемлем для трех разных авиакомпаний. Хотя предполагалось сотрудничество между производителями, оно не состоялось. [4]
Ранние американские двухдвигательные конструкции были ограничены управления гражданской авиации Федерального правилом 60 минут , согласно которому траектория полета двухмоторных реактивных лайнеров ограничивалась 60 минутами полета от подходящего аэропорта в случае отказа двигателя. В 1964 году это правило было отменено для трехреактивных конструкций, поскольку они имели больший запас прочности.
Для реактивных авиалайнеров второго поколения, с такими инновациями, как турбовентиляторный двигатель с большим двухконтурным контуром для повышения эффективности и снижения шума, а также широкофюзеляжный (двухфюзеляжный) для большей пассажировместимости и грузоподъемности, трехреактивная конструкция рассматривалась как оптимальная конфигурация. средний широкофюзеляжный реактивный авиалайнер, занимавший по размеру, дальности полета и стоимости промежуточное положение между квадроджетами (четырехмоторными самолетами) и двухдвигательными самолетами, и это привело к появлению множества конструкций трехдвигательных самолетов. Четырехмоторный Боинг 747 был популярен для трансокеанских перелетов из-за своей дальности полета и больших размеров, но он был дорогим, и не все маршруты могли заполнить его вместимость, в то время как оригинальные модели двухдвигательного самолета Airbus A300 были ограничены короткими пассажирскими самолетами. - на средние дистанции. В этот период разные реактивные авиалайнеры использовали двигатели одинаковой мощности, например, когда McDonnell Douglas DC-10 , Airbus A300 и Boeing 767 были оснащены двигателями General Electric CF6 , дополнительная мощность третьего двигателя давала DC-10 преимущества. с большей дальностью полета и/или большей полезной нагрузкой по сравнению с двухдвигательными самолетами A300 и 767. Таким образом, трехреактивные конструкции, такие как DC-10 и L-1011 TriStar представлял собой лучший компромисс между самолетами средней и большой дальности и среднего размера, который авиакомпании США искали для своих внутренних и трансатлантических маршрутов. В результате этих широкофюзеляжных трехдвигательных самолетов, а также популярности Боинга 727, в период своего расцвета в 1980-х годах трехдвигательные самолеты составляли большинство всех таких реактивных авиалайнеров в США.
С 1985 по 2003 год количество таких самолетов, находящихся на вооружении, упало с 1488 до 602. С другой стороны, количество двухдвигательных самолетов за тот же период увеличилось более чем в четыре раза. [5] И Lockheed, и McDonnell Douglas были финансово ослаблены, конкурируя на рынке широкофюзеляжных самолетов, что привело к тому, что Lockheed прекратила производство L-1011 в 1984 году после того, как произвела только половину единиц, необходимых для безубыточности, в то время как ряд фатальных аварий DC-10 также замедлил его производство. продажи. [1] В 1984 году Boeing прекратил производство 727, так как его центральный моторный отсек потребовал бы чрезвычайно дорогостоящей модернизации для размещения более тихих турбовентиляторных двигателей с большим двухконтурным ходом, и вскоре он был вытеснен Airbus с их A320 и Boeing с их 737 и 757 . Дальнейшие достижения в технологии турбовентиляторных двигателей с большим двухконтурным режимом и последующее смягчение правил безопасности авиакомпаний сделали трехдвигательные и даже четырехдвигательные самолеты практически устаревшими для пассажирских перевозок, поскольку их дальность и полезная нагрузка могли бы быть более эффективно покрыты большими двухдвигательными самолетами, оснащенными специально разработанными двигателями, такими как 777 General Electric GE90 .
В 1980-х годах компания McDonnell Douglas была единственным западным производителем, продолжившим разработку конструкции трехдвигательного самолета, обновив DC-10 , MD-11 , который изначально имел преимущество в дальности полета и полезной нагрузке над своими ближайшими конкурентами со средним широкофюзеляжным самолетом, которые были твинджеты, серийный Boeing 767 и предстоящий Airbus A330 . Макдоннелл Дуглас планировал новый трехмоторный самолет под названием MD-XX, который представлял собой удлиненную версию MD-11 . Самолет MD-XX Long Range мог преодолевать расстояния до 8 320 морских миль (15 410 км) и имел размах крыльев 65 метров (213 футов). Проект был отменен в 1996 году, за год до того, как McDonnell Douglas была приобретена Boeing. Boeing прекратил производство MD-11 после выполнения оставшихся заказов клиентов, поскольку MD-11 мог бы конкурировать с 767 и 777. Исследование по удалению хвостового двигателя MD-11 (что сделало бы его двухдвигательным) так и не появилось. воплотить в жизнь, так как это было бы очень дорого, а у МД-11 было очень мало общего с точки зрения конструкции или типовой рейтинг с другими авиалайнерами Boeing. [6] В отличие от McDonnell Douglas, придерживавшегося существующей трехреактивной конфигурации, Airbus (который никогда не производил трехдвигательные самолеты) и Boeing работали над новыми конструкциями широкофюзеляжных двухдвигательных самолетов, которые впоследствии стали А330 и 777 соответственно. Преимущество MD-11 в дальней дальности было недолгим, поскольку вскоре ему угрожали четырехмоторные модификации А330, А340 и 777. Единственная известная разработка трехреактивных двигателей в 1980-х годах была в Советском Союзе , где Туполев Ту-11 154 был модернизирован с использованием двигателя Соловьева Д-30 , а также новой конструкции крыла и поступил в серийное производство с 1984 года как Ту-154М .
За исключением бизнес-джетов Dassault Falcon 7X , Falcon 8x и Falcon 900 , ни один производитель в настоящее время не производит трехмоторные авиалайнеры.
Текущий статус
[ редактировать ]
Современные двигатели имеют чрезвычайно низкую частоту отказов и могут генерировать гораздо более высокую мощность на валу и тягу, чем ранние типы. Это делает двухдвигательные самолеты более подходящими, чем раньше, для дальних трансокеанских рейсов, что приводит к ослаблению ETOPS ограничений ; современные широкофюзеляжные двухмоторные самолеты обычно имеют рейтинг ETOPS 180 или (в случае Boeing 777 и 787 ) ETOPS 330 и даже ETOPS 370 для Airbus A350 . [7] Таким образом, наличие более двух двигателей больше не считается необходимым, за исключением очень больших или тяжелых самолетов, таких как Boeing 747 , Airbus A380 (более 400 мест в конфигурации смешанного класса), Антонов Ан-124 и Ан-225. , или для полетов через Южное полушарие, в первую очередь в Австралию и обратно (которая еще не приняла стандарт ETOPS 330), где наиболее прямой маршрут для некоторых полетов проходит над Антарктидой . [8]
С 2000 года производство как узкофюзеляжных , так и широкофюзеляжных трехреактивных самолетов прекратилось почти для всех коммерческих самолетов, и их заменили двухдвигательные самолеты . По состоянию на 2016 год бизнес-джеты Falcon 7X, 8X и 900, все из которых используют S-образные воздуховоды , являются единственными производящимися триджетами. Триджеты, которые больше не производятся, такие как 727 , Ту-154 , DC-10 и MD-11, нашли вторую карьеру в качестве грузовых самолетов, а также в ограниченном чартерном, правительственном и военном обслуживании. Однако из-за среднего возраста триджетов и пандемии COVID-19 большинство нечастных операторов решили вывести из эксплуатации квадроджеты и триджеты и заменить их более эффективными и экономичными твинджетами. Сегодня единственным широко используемым триджетом является MD-11, который в основном эксплуатируется авиакомпаниями UPS Airlines и FedEx Express в сфере грузовых перевозок.
Для небольших частных и корпоративных операторов, для которых максимальная топливная эффективность часто менее важна, чем для авиакомпаний, выполняющих регулярные рейсы, триджеты по-прежнему могут представлять интерес из-за их иммунитета от ETOPS и способности взлетать с более коротких взлетно-посадочных полос и, следовательно, иметь доступ к большему количеству аэропорты. В результате значительное количество триджетов, таких как недавно построенные Dassault Falcons , используются частными операторами и корпоративными летными службами.
Будущее триджетов
[ редактировать ]В 2008 году компания Airbus подала патент на новую конструкцию трехреактивного самолета с двумя хвостовыми оперениями , хвостовой двигатель которого, судя по всему, имеет «прямую» компоновку, аналогичную MD-11, но неизвестно, будет ли он разработан и произведен и если да, то когда. [9] Однако предлагаемый Boeing X-48 со смешанной конструкцией корпуса крыла , проект Lockheed N+2 и сверхзвуковой бизнес-джет Aerion AS2 также должны были иметь три двигателя. [10] [11] Программа AS2 была отменена в мае 2021 года, когда корпорация Aerion . закрылась [12] [13]
Boom Technology Планируемый компанией авиалайнер Overture сверхзвуковой транспортный (SST) изначально планировалось использовать три двигателя, причем третий двигатель был установлен в хвостовой части с Y-образным воздуховодом и воздухозаборниками по обеим сторонам задней части. Однако обновленная конструкция с четырьмя двигателями, расположенными под треугольным крылом, была представлена на авиасалоне в Фарнборо 19 июля 2022 года. [14]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Реквием по шедевру Trijet – Lockheed L-1011» . 30 сентября 2015 г.
- ^ «14 CFR § 121.565 – Двигатель не работает: посадка; отчет» .
- ^ Даффи, Пол; Кандалов А.И. (1996). Туполев: Человек и его самолет ISBN 978-1-56091-899-8 .
- ^ «Коммерческие самолеты». Современные чудеса . Сезон А149. 16 января 2001 г. прим. через 15 минут.
- ^ Таблица 1-13: Действующий парк авиаперевозчиков и авиации общего назначения США по типам самолетов Бюро транспортной статистики
- ^ «Новостной канал | Домашняя страница» .
- ^ «EASA сертифицирует Airbus A350 XWB на срок ETOPS до 370 минут» . 15 октября 2014 г.
- ^ Ирвинг, Клайв (6 января 2014 г.). «Скоро на большинстве международных рейсов будет на два двигателя меньше… Но это нормально» . Ежедневный зверь .
- ^ Airbus подает патент на новую конструкцию трехдвигательного самолета , FlightGlobal.com, дата обращения 11 декабря 2008 г.
- ^ «Истории нашей клиентоориентированности, инноваций и целей» . 27 сентября 2022 г.
- ^ «Сверхзвуковой бизнес-джет Aerion AS2 получил больше места в двигателе и салоне» . 21 мая 2014 г.
- ^ «Flexjet расширяет план сверхзвуковых самолетов Bizjet с помощью заказа Aerion AS2» .
- ^ «Новости деловой авиации BlueSky – blueskynews.aero» .
- ^ Норрис, Гай (19 июля 2022 г.). «Boom представляет увертюру New Look и партнерство Northrop Grumman» . Aviationweek.com . Проверено 19 июля 2022 г.
Источники книг
[ редактировать ]- Грин, Уильям (1987). Современный коммерческий самолет . Гордон Суонборо, Джон Мовински. Нью-Йорк: Портленд Хаус. ISBN 0-517-63369-8 . OCLC 16891802 .
