Trijet - Trijet

В Боинг 727 (слева) и Hawker Siddeley Trident (справа) были оба узкое тело Trijets, представленные в 1960-х годах.

А Trijet это реактивный самолет питание от трех реактивные двигатели. В целом, пассажирская авиакомпания триджеты считаются вторым поколением реактивные авиалайнеры, благодаря новаторскому расположению двигателей, а также усовершенствованию турбовентилятор технологии.

Другие варианты трехмоторных конструкций: тримоторы, которые представляют собой летательные аппараты с тремя гребными винтами (с приводом от поршневые двигатели или же турбовинтовые ).

Дизайн

В Локхид L-1011 TriStar (слева) и Макдоннелл Дуглас DC-10 (справа) оба широкое тело Трайджеты имеют аналогичную конфигурацию, однако самым большим отличием является установка хвостового двигателя. Хвостовой двигатель TriStar, как и у 727 и Trident, расположен в задней части фюзеляжа и питается через S-образный канал. В DC-10 не используется S-образный канал; его хвостовой двигатель установлен над фюзеляжем по схеме «прямоток».

Одна проблема с триджетами - это расположение центрального двигателя. В основном это достигается путем размещения двигателя по средней линии, но это все еще создает трудности.

Наиболее распространенная конфигурация имеет центральный двигатель, расположенный в хвостовой части фюзеляжа и снабжаемый воздухом от S-образный воздуховод; это используется на Hawker Siddeley Trident, Боинг 727, Туполев Ту-154, Локхид L-1011 TriStar, а совсем недавно Dassault Falcon 7X. S-образный канал имеет низкое лобовое сопротивление, и, поскольку третий двигатель установлен ближе к центральной линии, самолетом, как правило, будет легко управлять в случае отказа двигателя. Однако конструкции S-образных воздуховодов чрезвычайно сложны и дороги. Кроме того, центральный моторный отсек потребует структурных изменений в случае серьезной переустановки двигателя. Например, центральный отсек 727 был достаточно широким только для установки ТРДД с малым байпасом, а не для более новых ТРДД с большим байпасом, которые были тише и мощнее. Компания Boeing решила, что реконструкция была слишком дорогостоящей, и прекратила производство, вместо того чтобы продолжать разработку. Хвостовая часть Lockheed Tristar была слишком короткой, чтобы соответствовать существующему двухконтурному двигателю, поскольку она была разработана только для установки нового трехходового двигателя. Роллс-Ройс RB211 двигатель и задержки в разработке RB211, в свою очередь, отодвинули ввод TriStar в эксплуатацию, что повлияло на продажи.[1]

В Макдоннелл Дуглас DC-10 и связанные MD-11 используйте альтернативную «сквозную» компоновку, которая упрощает установку, модификацию и доступ двигателя. Он также имеет дополнительное преимущество в том, что его намного легче переоборудовать. Однако это приносит в жертву аэродинамику по сравнению с S-образным воздуховодом. Кроме того, поскольку двигатель расположен намного выше, чем двигатели, установленные на крыльях, отказ двигателя приведет к увеличению момента тангажа, что затрудняет управление.

Размещение оставшихся двух двигателей варьируется. Самые маленькие самолеты, такие как Hawker Siddeley Trident, то Боинг 727 и Туполев Ту-154 иметь два боковых пилона двигателя в Т-образный хвост конфигурация. У более крупных широкофюзеляжных самолетов Lockheed TriStar и DC-10 / MD-11 под каждым крылом устанавливается двигатель. Предварительные исследования были проведены на TriStar с целью повторного использования фюзеляжа и крыла для двухрежимной конструкции, но они так и не были реализованы из-за отсутствия у Lockheed средств. Кроме того, в конце 1990-х годов компания Boeing, которая поглотила McDonnell Douglas, рассматривала возможность удаления хвостового двигателя с MD-11, чтобы сделать его двухрежимным, но в итоге вместо этого полностью прекратила его производство, поскольку 767 и 777 съели бы его.[1]

Достоинства и недостатки

Одним из основных преимуществ конструкции Trijet является то, что крылья могут быть расположены дальше на корме на фюзеляже, по сравнению с твинджетами и квадроциклы со всеми двигателями, установленными на крыльях, что позволяет расположить главные входные и выходные двери кабины по центру для более быстрой посадки и высадки, что сокращает время обслуживания. Задний двигатель и крылья изменяют центр гравитации назад, улучшая топливную экономичность, хотя это также сделает самолет немного менее устойчивым и более сложным в управлении во время взлета и посадки. (The Макдоннелл Дуглас DC-9 твинджет и его производные, двигатели которых установлены на пилонах в задней части оперение, имеют аналогичные преимущества / недостатки конструкции Trijet, такие как крылья, расположенные дальше в корме, и более задний центр тяжести.)

Trijet более эффективен и дешевле, чем четырехдвигательный самолет, поскольку двигатели являются самой дорогой частью самолета, а наличие большего количества двигателей потребляет больше топлива, особенно если квадроциклы и триджеты используют двигатели одинаковой мощности, что делает конфигурацию trijet более подходящей для авиалайнер среднего размера по сравнению с более крупными квадроциклами. Однако более высокие закупочные цены, в первую очередь из-за сложности и сложности монтажа третьего двигателя через хвостовое оперение, несколько сводят на нет это преимущество.

Из-за своей дополнительной тяги триджеты будут иметь несколько улучшенные взлетные характеристики по сравнению с двухрежимными в случае отказа двигателя. Поскольку взлетные характеристики самолетов обычно рассчитываются с учетом дополнительного запаса для учета возможного отказа двигателя, триджеты лучше способны взлетать с горячий и высокий аэропорты или те, где просвет у взлетно-посадочной полосы является проблемой.

В отличие от твинджетов, триджеты не обязаны немедленно приземляться в ближайшем подходящем аэропорту, если один из двигателей выходит из строя (это преимущество также разделяется с квадроциклами).[2] Это выгодно, если самолет не находится рядом с одной из баз технического обслуживания эксплуатанта, поскольку пилоты могут затем продолжить полет и приземлиться в аэропорту, где он более подходит для выполнения ремонта. Кроме того, для триджетов на земле с одним неработающим двигателем может быть предоставлено разрешение на выполнение паромных полетов с двумя двигателями. До введения ETOPS, только триджеты и квадроциклы могли выполнять длительные международные перелеты над зонами без каких-либо отклонений от аэропортов. Однако в последние годы это преимущество в значительной степени исчезло, поскольку двухмоторные воздушные суда, сертифицированные ETOPS, также могут делать это.

Самым большим препятствием, с которым сталкиваются триджеты сегодня, являются эксплуатационные расходы, в первую очередь топливная экономичность, поскольку конструкция с тремя двигателями почти наверняка потребляет больше топлива, чем конструкция с двумя двигателями. Это также значительно увеличивает сложность маркетинга нового самолета Trijet сегодня, особенно для обслуживания пассажиров. Однако это стоило компромисса в период между 1970 и 1990-ми годами, когда триджеты и двухреактивные самолеты использовали двигатели одинаковой мощности, например, когда DC-10, MD-11, Boeing 767 и Airbus A300, A310 и A330 были оснащены двигателями. то General Electric CF6, а дополнительная мощность от третьего двигателя дала DC-10 / MD-11 преимущества в большей дальности и / или большей полезной нагрузке по сравнению с двухрежимным самолетом A300 / A330. С 1990-х годов, с дальнейшим развитием технологии двухконтурных ТРДД, большие двухрежимные двигатели оснащались специально разработанными двигателями, такими как Боинг 777 с General Electric GE90, позволяя твинджетам выполнять те же задачи, что и большинство трижетов и даже многих квадроциклов, но более эффективно.

История

В Макдоннелл Дуглас MD-11, удлиненный и модернизированный преемник DC-10, представляет собой новейшую модель самолета Trijet, созданную для обслуживания коммерческой авиации.
А Туполев Ту-154 M эксплуатируется Россия: авиакомпании для правительства России
В Dassault Falcon 900 бизнес-джет

Первым летательным аппаратом Trijet был Туполев Ту-73 прототип бомбардировщика, первый взлетевший в 1947 году.[3] Первые коммерческие триджеты были Hawker Siddeley Trident (1962) и Боинг 727 (1963). Оба были компромиссом для удовлетворения требований авиакомпаний; в случае с Trident он должен был удовлетворить меняющиеся потребности BEA, в то время как 727 должен был быть приемлемым для трех разных авиакомпаний. Хотя сотрудничество между производителями и рассматривалось, оно не состоялось.[4]

Ранний американский твинджет конструкции были ограничены FAA с Правило 60 минут, при этом траектория полета двухмоторных лайнеров была ограничена до 60 минут полета из подходящего аэропорта в случае отказа двигателя. В 1964 году это правило было отменено для трехдвигательных двигателей, поскольку они имели больший запас прочности.

Для реактивных авиалайнеров второго поколения с инновациями в виде турбореактивного двухконтурного двухконтурного двигателя для повышения эффективности и снижения шума, а также широкофюзеляжный (двухпроходный) для большей пассажировместимости и грузовместимости трехдвигательная конструкция рассматривалась как оптимальная конфигурация для среднего широкофюзеляжного реактивного авиалайнера, располагаясь по размеру, дальности и стоимости между квадроциклами (четырехдвигательный самолет) и двухрежимными двигателями, и это привело к шквал триджетных проектов. Четырехмоторный Боинг 747 был популярен для трансокеанских перелетов из-за большой дальности и большого размера, но был дорогим, и не все маршруты могли заполнить его пассажировместимость, в то время как оригинальные модели Airbus A300 Твинджеты ограничивались дальностью ближней и средней дальности. В этот период разные реактивные авиалайнеры использовали двигатели одинаковой мощности, например, когда Макдоннелл Дуглас DC-10, Airbus A300, и Боинг 767 были приведены в действие General Electric CF6 дополнительная мощность от третьего двигателя давала DC-10 преимущества в большей дальности и / или большей полезной нагрузке по сравнению с двухрежимными самолетами A300 и 767. Таким образом, конструкции Trijet, такие как DC-10 и L-1011 TriStar представлял собой лучший компромисс со средними и дальними и средними рейсами, который американские авиакомпании искали для своих внутренних и трансатлантических маршрутов. В результате этих широкофюзеляжных самолетов Trijet, а также популярности Boeing 727, в период расцвета 1980-х годов триджеты составляли большинство всех таких реактивных авиалайнеров США.

С 1985 по 2003 год количество таких самолетов, находящихся на вооружении, уменьшилось с 1488 до 602. Количество двухрежимных 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 производства только половины единиц, необходимых для обеспечения 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 чрезвычайно дорогой модернизации, чтобы установить более тихие турбовентиляторные двигатели с большим байпасом, и вскоре он был вытеснен Airbus. A320 и Боинг с их 737 и 757. Дальнейшие достижения в технологии двухконтурных турбореактивных двигателей и последующее послабление в правилах безопасности авиакомпаний сделали трехдвигательный и даже квадроцикл практически устаревшими для пассажирских перевозок, поскольку их дальность полета и полезная нагрузка могут быть более эффективно покрыты большими двухрежимными двигателями, оснащенными специально разработанными двигателями, такими как 777 с General Electric GE90.

В 80-е годы Макдоннелл Дуглас был единственным западным производителем, продолжившим разработку конструкции Trijet с обновлением DC-10, то MD-11, который изначально обладал преимуществом по дальности и полезной нагрузке перед его ближайшими конкурентами со средним широкофюзеляжным двигателем, которыми были двухдвигательные двигатели. Боинг 767 и предстоящие Airbus A330. Макдоннелл Дуглас планировал новый триджет под названием MD-XX, который представлял собой удлиненные версии MD-11. Самолет MD-XX Long Range мог преодолевать расстояние до 8320 единиц. морские мили (15410 км) и размах крыла 65 метров (213 футов). Проект был отменен в 1996 году, за год до того, как McDonnell Douglas был приобретен 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 (которое сделало бы его двухрежимным) так и не проводилось. к реализации, поскольку это было бы очень дорого, а у MD-11 было очень мало общего с точки зрения дизайна или рейтинг типа с другими авиалайнерами Boeing.[6] В отличие от McDonnell Douglas, придерживающегося существующей конфигурации трехдвигательного самолета, Airbus (никогда не производивший трехрежимный самолет) и Boeing работали над новыми широкофюзеляжными двухрежимными самолетами, которые впоследствии стали A330 и 777 соответственно. Преимущество MD-11 на дальних дистанциях было кратковременным, поскольку вскоре ему угрожала четырехмоторная производная от A330 - A340, и 777. Единственной другой заметной разработкой триджета в 1980-х годах был Советский союз, где Туполев Ту-154 был переоборудован с Соловьев Д-30 двигатель, а также крыло новой конструкции и началось серийное производство с 1984 года как Ту-154М.

За исключением Dassault Falcon 7X, Сокол 8x, и Сокол 900, ни один производитель сейчас не производит трехмоторные авиалайнеры.

Текущее состояние

Современные двигатели имеют чрезвычайно низкую частоту отказов и могут генерировать гораздо более высокую мощность на валу и тягу, чем ранние типы. Это делает двухдвигательные двигатели более подходящими, чем они были раньше, для дальних трансокеанских операций, в результате чего ETOPS ограничения; современные широкофюзеляжные двухмоторные самолеты обычно имеют ETOPS 180 или даже (в случае Боинг 777 и 787 ) Рейтинг ETOPS 330. Таким образом, более двух двигателей больше не считается необходимым, за исключением очень больших или тяжелых самолетов, таких как Боинг 747, Airbus A380 (более 400 мест в смешанном классе), Антонов Ан-124, и Ан-225, или для рейсов через Южное полушарие, в основном в Австралию и обратно (которая еще не приняла стандарт ETOPS 330), где самый прямой маршрут для некоторых рейсов заканчивается Антарктида.[7]

Сегодня,[когда? ] обе узкое тело и широкое тело Производство Trijet прекратилось почти для всех коммерческих самолетов, его заменили твинджеты. По состоянию на 2016 год бизнес-джеты Falcon 7X, 8X и 900, каждый из которых использует S-каналы, являются единственными производимыми реактивными двигателями. Некоторые старые модели, такие как 727, Ту-154, DC-10 и MD-11 нашли вторую карьеру в качестве грузового самолета, а также на чартерной, правительственной и военной службе. Наиболее широко используемые триджеты - DC-10 и MD-11, в основном эксплуатируемые UPS Airlines и FedEx Express в грузовом сервисе.

Для частных и корпоративных эксплуатантов, для которых топливная эффективность зачастую менее важна, чем для авиакомпаний, триджеты могут по-прежнему представлять интерес из-за их невосприимчивости к ETOPS и способности взлетать с более коротких взлетно-посадочных полос. В результате появилось значительное количество триджетов, таких как 727 и недавно построенные. Dassault Falcons, используются частными операторами и отделами корпоративных полетов.

Будущее триджетов

В 2008 году Airbus подала патент на новый, двойной хвост Проект Trijet, хвостовой двигатель которого, похоже, имеет «прямую» компоновку, аналогичную MD-11, но неизвестно, будет ли он разработан или произведен и когда.[8] Однако предложенные Боинг Х-48 смешанный корпус крыла дизайн, исследование дизайна Lockheed N + 2, и Aerion AS2 сверхзвуковой бизнес-джет также имеет три двигателя.[9][10] В настоящее время AS2 принимает заказы, построен деревянный макет.[11][12]

Стреловая техника запланировано Увертюра сверхзвуковой транспорт (SST) авиалайнер планируется использовать с тремя двигателями, третий из которых будет установлен в хвостовой части с Y-образным воздуховодом и воздухозаборниками с обеих сторон кормы.

Примеры

Предлагаемые или приостановленные разработки Trijet

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c "Реквием по шедевру Trijet - Lockheed L-1011". 30 сентября 2015 года.
  2. ^ «14 CFR § 121.565 - Двигатель не работает: посадка; отчет».
  3. ^ Даффи, Пол; Кандалов, А. И. (1996). Туполев: Человек и его самолет. ISBN  978-1-56091-899-8.
  4. ^ «Коммерческие самолеты». Современные чудеса. Сезон A149. 16 января 2001 г. ок. 15 минут в.
  5. ^ Таблица 1-13: Действующий авиаперевозчик США и флот авиации общего назначения по типам самолетов Бюро статистики транспорта
  6. ^ "Новостной канал | Домашняя страница".
  7. ^ Ирвинг, Клайв (2014-01-06). «Скоро на большинстве международных рейсов будет на два двигателя меньше… Но это нормально». Ежедневный зверь.
  8. ^ а б Airbus подает патент на новый дизайн Trijet, FlightGlobal.com, проверено 11 декабря 2008 г.
  9. ^ «Наша ориентация на клиента, инновации и истории целей».
  10. ^ «Сверхзвуковой бизнес-джет Aerion AS2 получил дополнительное пространство для двигателя и салона». 2014-05-21.
  11. ^ «Flexjet увеличивает мощность сверхзвукового самолета Bizjet с заказом Aerion AS2».
  12. ^ "Новости деловой авиации BlueSky - blueskynews.aero".
  13. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал в 2014-07-28. Получено 2014-07-20.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  • Современный коммерческий самолет Виллиан Грин, Гордон Суонборо и Джон Мовински, 1987 год

внешняя ссылка