Почему все самолеты одинаковые

[zzaharr.livejournal.com]

Оригинал взят у zzaharr в Почему все самолеты одинаковые

Сразу оговорюсь, что современная авиация готова предложить аппарат на любой вкус и кошелек. Но если отодвинуть в сторону бизнес-авиацию, транспортную и специального назначения, то выясним, что львиная доля  авиапарка приходится на средне и среднемагистральные самолеты.

Совсем недавно мы вспоминали историю гражданской реактивной авиации.  Как интересно и бурно она развивалась в самом начале. Конструкторы экспериментировали и количеством двигателей, и с их расположением, замахивались на сверхзвук. Каких только схем не испробовано, а в итоге пришли к тому, с чего и начинали –  к двухдвигательному низкоплану нормальной аэродинамической схемы.

Сама идея пассажирского низкоплана воплотилась в металле в далеком 1933 году, когда 8 февраля  в воздух поднялся  Boeing 247 - 10-местный пассажирский самолёт, первый серийный цельнометаллический авиалайнер со свободнонесущим крылом, убирающимся шасси, фюзеляжем типа полумонокок и автопилотом. А спустя всего полгода на крыло встал его прямой конкурент  - DC1 (он же DC-2, он же DC-3, он же С-47, он же Dakota).

Тема пассажирского цельнометаллического самолета бродила в умах и советских контструкторов. Пока Туполев сотоварищи ваял своих сверхгигантов АНТ-20, С. В. Ильюшин в 1935 году в инициативном порядке предложил пассажирский вариант  бомбардировщика ББ-2 (ЦКБ-30). Кабина пилота, конечно еще пока не на привычном месте, но это уже действительно походило на то, на чем мы с вам сейчас летаем.






Среди немногочисленных типов гражданских самолетов, спроектированных и построенных в Советском Союзе в 1930-е годы, особое место занимает двухмоторный РАФ-11 конструкции А.Н.Рафаэлянца. Первый опытный экземпляр РАФ-11 был построен и испытан в 1938 г. 17 августа 1938 г.

После  DC-3, тема самолета, выполненного по нормальной аэродинамической схеме, стала доминирующей. Разброд и шатания по поводу размещения двигателей и схемы хвостового оперения конечно были, но в итоги пришли к тому чему и начали. К 1940 году небо уже бороздил Curtiss CW-20, по размерам и облику сравнимый с  современным Boeing-737.





СССР также продвигался в общем русле. В октябре 1943 года в ОКБ С. В. Ильюшина в инициативном порядке начались работы по проектированию пассажирского самолёта Ил-12. 18 августа 1946 года состоялся первый публичный показ самолёта на воздушном параде в Тушино.

Так почему же низкоплан, и почему нормальной аэродинамической схемы?

Действительно почему? Ведь придумано куча аэродинамических схем: «утка», «безхвостка», «летающее крыло».

Использование нормальной аэродинамической схемы для самолётов гражданской  авиации обусловлено в первую очередь её достоинствами:

-Хорошая продольная и путевая устойчивость. Благодаря этому свойству нормальная схема сильно выигрывает у схем «утка» и «бесхвостка».

- С другой стороны данная схема обладает достаточной для неманевренного  самолёта управляемостью. Вследствие наличия этих свойств у нормальной аэродинамической схемы, самолёт прост в управлении, что даёт возможность эксплуатации его  лётчикам  любой  квалификации.

Почему низкоплан

Для пассажирских самолётов выбор схемы крыла относительно фюзеляжа связан в первую очередь с компоновочными соображениями. Потребность в свободных объёмах внутри фюзеляжа не позволяет использовать схему среднеплана, т. к. с одной стороны нельзя пропустить центроплан крыла сквозь фюзеляж, а с другой стороны использование крыла без центроплана, со стыковкой консолей к силовому кольцевому шпангоуту, невыгодно в весовом отношении.

-Высокоплан менее привлекателен для пассажирских перевозок, т.к. при аварийной посадке крыло (особенно если на нём установлены двигатели) стремится раздавить фюзеляж и находящуюся в нем пассажирскую кабину. Для   устранения этой проблемы   приходиться   усиливать   конструкцию   фюзеляжа   в районе крыла и значительно утяжелять его.
-При аварийной посадке на воду фюзеляж уходит под поверхность воды, затрудняя тем самым аварийную эвакуацию пассажиров и экипажа.

- ну и наконец, там неудобно располагать основные стойки шасси, делая их более длинными, чем у низкопланов, или вообще располагать их в фюзеляже, тем самым утяжеляя его.

Почему двухдвигательный

Ну, тут все просто – разумный баланс между безопасностью и экономичностью.  Сломался один, летим на другом, причем не просто летим, а совершаем трансконтинентальный перелет через Атлантику. Вот такие современные нормы сертификации двухдвигательных дальнемагистральников (к слову DC3 и взлетать мог с одним двигателем – таково было условие заказчика). 3, 4 двигателя ставили не от хорошей жизни, а от недостатка мощности оных.

Почему двигатели под крыльями, тоже очевидно. Крыло тянет самолет вверх, а висящий на нем двигатель, тянет его вниз, снижая тем самым нагрузку на центроплан. Ну и хвостовое оперение при этом не попадает в газовую струю от работающих моторов. У винтовых машин мотогондола встраивается прямо в крыло, набегающий от пропеллеров поток увеличивает подъемную силу.

Недостатков у низкоплана тоже навалом, это и худшее аэродинамическое качество, и требовательность к чистоте ВПП, и прочее.

Так или иначе, а самый современный самолет на сегодняшний день, это Boeing 787, т.е. двухдвигательный низкоплан.

Давайте заглянем немного вперед, а что же нас ждет завтра в мире авиастроении. Увы, но пока ничего особенного. Российский авиапром готовит к постройке МС-21, Airbus хочет поставить на конвейер А-350 и A320neo, Boeing уже рекламирует 737 MAX, китайцы сделают свой С919, который должен конкурировать с новейшим российским SSJ и канадским Bombardier CSeries, а скоро эту компанию дополнит японский Kawasaki YPX. Как вы понимаете, все они, это двухдвигательные низкопланы, похожие друг на друга, как две капли воды.








Так неужели в авиастроение уже все точки на и поставлены?  Думаю что нет. Если заглянуть в послезавтра  то можно узреть интересные перспективы. Заглянем в следующем посте.

Спасибо за внимание.

См. также 60 лет реактивной гражданской авиации

Comments

[romikchef]

http://tsya.ru/

[zzaharr.livejournal.com]

ок, поправил

[bathett.livejournal.com]

Всегда такие найдутьььься, даже не стоит обращать внимание.

[3ae6.livejournal.com]

ни одной картинки.. вотлох

[xtracat.livejournal.com]

"DC1 (он же DC-2, он же DC-3, он же С-47, он же Dakota)." - неужели?

[zzaharr.livejournal.com]

Ага. ДС1 - прототип, а всё остальное - его производные.

[xtracat.livejournal.com]

просвещайтесь
http://www.airwar.ru/enc/cw1/dc2.html
http://www.airwar.ru/enc/cw1/dc3.html

пожалуй отпишусь от комунны, ибо постящие туповаты

[zzaharr.livejournal.com]

Ну, спасибо за аргументацию моих слов конечно. А от сообщества действительно отпишитесь, ибо комментирующие попадаются хамоваты.

[smthng-strange.livejournal.com]

Сейчас пассажирская авиация развивается в сторону увеличения экономичности. На сей счет были мысли, что в будущем возможно будут самолеты с турбо-вентиляторными двигателями, расположенными в задней части крыла. За счет формы лопастей шуметь такие двигатели будут не больше классических. Скорость самолетов будет ниже, зато топлива они будут потреблять значительно меньше.

[zzaharr.livejournal.com]

Почему в будущем? Рутановские самолеты давно, и вполне успешно производятся и эксплуатируются. Только вот выше бизнесджетов по классу не поднимаются. В этой схеме тоже подводных камней не мало.

[smthng-strange.livejournal.com]

Не понял, о каких именно самолетах речь.

[zzaharr.livejournal.com]

Бёрт Рутан http://www.tekku.ru/originalnye-samolyoty-rutana-byorta/

[smthng-strange.livejournal.com]

А, Берт Рутан то. Странно, что по вашей ссылке ни слова про его White Knight, самый известный проект. Но все-таки это экзотика, у него что ни проект - то уникальный. Здесь мы все-таки говорили о массовой пассажирской авиации.

[zzaharr.livejournal.com]

Ну вот, например http://www.piaggioaero.com

[alteredessence.livejournal.com]

скорее всего речь идет не о турбо-вентиляторных двигателях, а о двигателях с открытым ротором, немного разные вещи. такие двигатели сейчас - модная тема в двигателестроении, да. пока главная проблема, насколько я понимаю, - безопасность и защита от осколков в случае разрушения ротора. он вращается примерно с такими же оборотами, как вентилятор на турбореактивных двигателях, но вентилятор при этом закрыт кожухом. а у лопастей ТВД обороты гораздо ниже за счет редуктора. но все равно, по разговорам, за такими двигателями будущее в ГА.

[anotheronedude.livejournal.com]

Почему скорости современных самолетов столь низкие? Что мешает разгоняться до хотя бы 2000 км\ч, вместо вместо обычных 800?

[zzaharr.livejournal.com]

Деньги!

[anotheronedude.livejournal.com]

Какова вероятность, что в ближайшем будущем двигатели станут мощнее и экономичнее?
И можно ли их будет использовать на нанешних самолетах?

[fox511.livejournal.com]

Хоть ЖРД от "Сатурн-V" можно впендюрить на нынешние самолеты - ничо путного не выйдет.
Каждому диапазону скоростей - своя аэродинамика.

[il-jeep.livejournal.com]

вот вот, не ожидал так резко Вас здесь увидеть, интересны были бы Ваши комментарии по теме!
Ваш читатель :)

[fox511.livejournal.com]

А чего комментировать? Автор какой темой задался - так её и раскрыл. Без нареканий и уточнений :) И в коментах всё грамотно пояснил.

[il-jeep.livejournal.com]

а, ну ок :)

[fox511.livejournal.com]

+мульон за исключительно точный ответ!

[reedcat1965.livejournal.com]

...и шум. Одной из причин прекращения эксплуатации Конкордов был именно он.

[il-jeep.livejournal.com]

почитайте историю конкордов. Бред и маразм остановили это всё. Трагично.

[alteredessence.livejournal.com]

скорее остановили этот бред и маразм)

[psycho-btr.livejournal.com]

А зачем?

[anotheronedude.livejournal.com]

Очень утомляет долго находиться в пути.

[alteredessence.livejournal.com]

По мне, так лучше бы аэропорты улучшали. А то вот например лететь 2 часа, но пока доедешь тут, пока там, пока контроль, багаж, то, се. Все равно считай день выкинул.

А по вашему исходному вопросу - дело не в мощности, а в том, что там возникает куча своих проблем, которые сводят на нет (пока что) перспективы таких полетов.

[anotheronedude.livejournal.com]

В аэропортах время течет нереально быстро. Просто выйти и зайти в другой самолет и всё - три часа пролетели.

[psycho-btr.livejournal.com]

Долго — понятие растяжимое. Кому-то и полчаса пытка, а кому и три часа пофигу.

[anotheronedude.livejournal.com]

Десять часов это много или мало? А семнадцать?

[psycho-btr.livejournal.com]

Много. Но альтернативы нет, придётся смириться.
А вообще, можно посмотреть со сторон, когда даже 17 часов сидя, ну реально ниачом)

[cfrs.livejournal.com]

Спасибо, ждем продолжение ^^b

[on-walking.livejournal.com]

А разве современные самолёты не строятся с расчётом на взлёт с одним отказавшим двигателем?

[zzaharr.livejournal.com]

В смысле? Это вроде как давно уже обязательное условие.

[alteredessence.livejournal.com]

прям взлет с нулевой скорости на одном? сомневаюсь. может, продолжение взлета, если отказ произойдет в точке, где принимается решение, продолжать взлет или прекращать. кстати, где-то было видео, как какой-то эйрбас получил птичку в один из двигателей примерно при отрыве от полосы, смог сделать круг и сесть на одном двигателе.

[zzaharr.livejournal.com]

Вы все правильно говорите. Только не в точке, а на скорости принятия решения.

[priborizt.livejournal.com]

Спасибо, земляк! Очень интересно!

[tunner.livejournal.com]

но в итоги пришли к тому чему и начали

[mestniy-zitel.livejournal.com]

Проблемма ещё в том, что современные турбины уже достигли разумного потолка, дальше каждый милишаг будет даваться ценой огромных вложений при минимуме реальных улучшений. Все текущие технологии в авиации прекрасно отработанны и уже вышли близко к потолку, Дальше их развивать - огромные вложения. Тут только принципиально другие вещи сделают прорыв.

[zzaharr.livejournal.com]

Вы правы. Это называется "технологический разрыв" http://zzaharr.livejournal.com/36047.html (тут правда не совсем про самолеты, но суть таже)

[mestniy-zitel.livejournal.com]

Да, её родимую и имел в виду ) А турбина что? Уже есть 1600 и может даже 1700 перед первой ступенью. А дальше всё. Потратить годовой бюджет Украины, чтобы добавить 0,5 тонн тяги? Проще отпилить кусок потяжелее и заменить чем-нубудь по-легче . Развитие реально должно быть в сторону увеличения ресурса, но это идёт в разрез с планом продаж)

[zzaharr.livejournal.com]

Ну мне вот это интересным показалось: http://www.itar-tass.com/c49/439181.html

[mestniy-zitel.livejournal.com]

Неплохо, если сделают, но это лопатка вентилятора, технология не первого плана, полую из титановых пластин - копипаста ролс ройса, джии делает, например, из композитов с титановой кромкой. Вот если сделают первую ступень турбины на 1650-1700 градусов, тогда да, мы на уровне по двигателям.

[zzaharr.livejournal.com]

Ну а у АЛ-41Ф1 разве не такие параметры?

[mestniy-zitel.livejournal.com]

Скажу, моё мнение, это модификация-развитие одного из лучших движков в мире 31-го. Про температуру сколько искал в открытом доступе не нашёл, как и у 117с. Заявленная тяга 8800 кгс говорит, что подняли немного по сравнению с 31-м. Но это мало, очень мало. Понятно, что всё сразу не будет, но надо "большую тройку" догонять.