Складные крылья и двигатель диаметром с Boeing 737: чем круты новые флагманы авиации

393
17 февраля 2019 в 8:00
Автор: Станислав Иванейко. Фото: popularmechanics.com

Складные крылья и двигатель диаметром с Boeing 737: чем круты новые флагманы авиации

На этой неделе стало известно о закате короткой, но все же легенды: программу Airbus A380 официально закроют. Последний экземпляр крупнейшего в мире пассажирского самолета выедет из сборочного цеха в 2021 году. Затем на конвейере останется лишь один мастодонт — Boeing 747-8I. Но этому ветерану тоже осталось недолго: он — лайнер старой эпохи, которому в будущем авиации нет места. Сейчас начинается эпоха складных крыльев, гибридных силовых установок, иного подхода к аэродинамике и используемым материалам. И все это мы увидим уже в следующем десятилетии.

Неудача A380

Вкратце о том, как Airbus вбухала больше $25 миллиардов на разработку A380 и свернула программу всего через двенадцать лет после начала эксплуатации лайнера. Срок крайне маленький для подобного самолета. Например, Boeing 747 на коммерческих рейсах с 1970 года — без малого полвека. Правда, он появился совсем в другое время, когда экологические нормы не были столь жесткими, а лайнеры с двумя двигателями вообще не могли пересекать Атлантику из соображений безопасности. Airbus захотела повторить успех 747, но на тридцать лет позже, когда мир здорово изменился.

Airbus A380. Изображение: Airbus

Способный принять на борт более пятисот человек, А380 должен был удовлетворить спрос на быстрорастущем азиатском рынке. Не сложилось: лайнер оказался специфическим для использования — заполнить такое количество мест удавалось не на всех рейсах, из-за чего эффективность громадины получалась сомнительной. Плюс другие проблемы: обслуживание четырех двигателей всяко дороже двух или трех, длиннющие крылья (размах почти 80 метров!) банально не помещались в некоторых ангарах, а на столь большой салон нужно выделять больше персонала.

Хитрость Boeing

В то же время Boeing сделала ставку на лайнеры немного поменьше — и у них масса преимуществ. Использование двух двигателей вместо четырех означает лучший расход топлива и позволяет увеличить дальность полета: практически между любыми точками мира можно совершить рейс без дозаправки. Эти самолеты — Boeing 787 Dreamliner и Boeing 777. Dreamliner пока еще молод и нашпигован электроникой так, что Tesla позавидует. А вот «три семерки» нуждались в обновлении. И для рестайлинга Boeing приготовила революционную в авиаиндустрии вещь.

Сам по себе Boeing 777 — на редкость надежный и удачный самолет, на него стабильный спрос среди авиакомпаний. Но лайнер эксплуатируют с середины девяностых, и хотя его регулярно обновляли, сейчас понадобилась радикальная встряска. Boeing подсуетилась и позиционирует 777 ни много ни мало как замену A380, несмотря на меньшую пассажировместимость.

Boeing 777-300ER. Изображение: topspeed.com

Boeing решила взбодрить 777 технологиями и наработками, которые впервые применила на другом крайне современном лайнере — 787 Dreamliner. В первую очередь речь о широком применении композитных материалов. Они позволяют улучшить прочность и при этом снизить вес по сравнению с традиционными сплавами из авиационной отрасли. Следовательно, улучшается экономичность.

Новое поколение получило приставку «Х» к названию. Крылья 777Х совершенно другие — композитные, как в Dreamliner. Собственно, легко заметить схожую форму крыльев между этими двумя лайнерами — они слегка загнуты кверху. Но если у Dreamliner «просто крыло», то 777X стал первопроходцем. Это первый в мире пассажирский самолет со складным крылом.

Крыло-трансформер

Само по себе решение не новое: еще на заре авиации были самолеты с подобной особенностью. Польза такой системы очевидна — лайнер занимает меньше места. Особенно это важно на флоте. Пусть авианосцы по площади и приближаются к некоторым агрогородкам, но все же к пространству нужно подходить с умом. Так и появились самолеты со складывающимися крыльями.

Изображение: theverge.com

До недавнего времени мир гражданских авиаперевозок этот тренд игнорировал. Однако размах крыла Boeing 777X получился аж 71 метр (235 футов). До Airbus A380 с его 79 метрами далеко, но цифра все равно большая. Хуже всего, что новый самолет не смог бы летать в аэропорты, куда совершают рейсы обычные 777 — у них с размахом крыла как раз все в порядке.

Дело в том, что аэропорты делятся по категориям, и Boeing стремилась сохранить новые «три семерки» в сегменте Е (размах 52—65 метров) и не доводить до F (65—80 метров). Поэтому американцы взялись за складной механизм крыльев, что позволит вписаться в ограничения аэропортов типа Е. В сложенном состоянии размах уменьшается до 64 метров (212 футов): тогда самолет и в ангар поменьше влезет, и ему проще разъехаться с другими лайнерами. В полете крылья же всегда будут полностью разложены.

Изображение: Boeing

Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) разработало список требований для введения в коммерческую эксплуатацию самолета с подобной системой. Правила касаются не только очевидных вещей вроде абсолютной надежности механизма, но и ряда мер вида «защита от дурака». Так, электроника в несколько этапов сообщит экипажу перед взлетом, что крылья не разложены. Если пилоты проигнорируют сигналы, лайнер просто не перейдет во взлетную конфигурацию. Заодно крылья должны выдерживать порывы ветра на скорости 120 км/ч под любым углом. Кроме этого, при полете законцовки будут зафиксированы только механически — питание на электрические элементы вообще отключается, чтобы программный сбой не привел к складыванию крыла.

Супердвигатель

Наконец, лайнер получит новые двигатели GE9X. General Electric создала их специально для 777X. Это самый большой в мире авиационный двигатель. Диаметр воздухозаборника составляет примерно 4,5 метра. Для понимания масштаба: ширина фюзеляжа Boeing 737 — 3,76 метра, высота — 4,01 метра.

С повышенной тепловой нагрузкой из-за более высокого давления справятся композитные детали с керамической матрицей — такой материал лучше переносит огромные температуры. Выполненных из композита лопаток всего шестнадцать, в то время как у двигателей нынешних 777 их двадцать две. В производстве деталей для GE9X даже 3D-принтеры используются. Благодаря этим двигателям 777X будет потреблять на 10% меньше топлива в сравнении с прежними «семерками».

Изображение: popularmechanics.com

Все это — складные крылья, композиты, топовые двигатели — сделает Boeing 777X одним из флагманов дальнемагистральных перелетов на ближайшие десятилетия. Boeing называет 777X заменой 747-му. А поскольку тот конкурирует с Airbus A380, то намек очень жирный — «икс» легко заменит еще и A380, который очень вовремя для Boeing уже закрыли. В данный момент известно о двух модификациях лайнера — 777-8 и 777-9. Вторая версия, покрупнее, сможет принимать на борт более четырехсот пассажиров. Это хоть и заметно меньше минимума A380, но плюсы ощутимые: экономичность, нет проблем с аэропортами и хранением, обслуживание должно быть дешевле. Также поговаривают о появлении еще более вместительной версии 777-10, плюс наверняка выйдет грузовая модификация.

Самый тихий лайнер от Airbus

А что там Airbus? Концерн как никто другой видел нарастающие проблемы с A380, поэтому отказавшимся от лайнера компаниям Airbus сразу предложил A330 и A350 XWB. Если «триста тридцатый» чуть поменьше и тягается в основном с Boeing 787 Dreamliner, то старшие модификации A350 XWB (Extra Wide Body) конкурируют уже с 777X. И самолет тоже получился суперсовременным.

К примеру, Airbus утверждает, что A350 XWB тише 777 и 787 Dreamliner. Касается ли это заодно и 777X, непонятно: все-таки новинка Boeing еще ни разу не летала, поэтому живых сравнений нет. Но для пассажиров параметр крайне важный: A350 XWB рассчитан на дальние перелеты, а монотонный гул двигателей уже к третьему часу полета кого угодно с ума начинает сводить. Также здесь продвинутая воздушная система: подаваемый в салон воздух более влажный в сравнении с другими лайнерами, что сделает путешествие комфортнее.

Первый полет Airbus A350 XWB. Изображение: talkativeman.com

Другой важный момент — у A350 XWB лучше показатель дальности полета: 15,6 тысячи километров против 14 тысяч у Boeing 777-9. VIP-исполнения этих самолетов и вовсе подбираются к 20 тысячам километров, но для коммерческих рейсов такую дальность полета сделать пока не удается: частные джеты легче из-за отсутствия сотен пассажиров и их увесистых чемоданов.

Также Airbus умудрилась вписаться в стандарты аэропортов класса Е без внедрения складного механизма, как 777X. У A350 размах крыла составляет 64,75 метра — и никаких поднимающихся законцовок. При этом габариты самолетов сравнимы, пассажировместимость тоже. В общем, борьба между лайнерами будет более чем напряженной.

Новый ход Boeing

На этом концерны не останавливаются. Boeing порядка девяти лет экспериментирует с подкосным крылом. Говоря по-простому, это крыло, которое снизу поддерживает установленная под углом опора.

Преимуществ такого решения много. Во-первых, крыло можно сделать тоньше, что снижает сопротивление воздуха и улучшает аэродинамику. Во-вторых, длина крыла не ухудшает его жесткость — ведь подкос обеспечивает необходимую прочность. Из-за этого, правда, наверняка придется использовать складную конструкцию, но Boeing уже опробовала механизм на 777X. В-третьих, подкос гасит больше колебаний, а следовательно, самолету доступны более высокие скорости — их называют трансзвуковыми.

Изображение: Boeing

Звуковой барьер такой лайнер не пробьет, однако приблизится к нему — скорость полета должна составить около 0,8 Маха (зависит от условий, в среднем чуть меньше 1000 км/ч). Испытания в аэродинамической трубе на модели Boeing 737 уже пройдены — пока что результаты отличные. Также эксперименты с подкосным крылом ведет китайская Comac, которая заодно готовится навязать своим C919 конкуренцию Boeing 737 и Airbus A320neo. Получится или нет — пока совершенно непонятно. Да и о российском МС-21 не стоит забывать. Говорить о серийном лайнере с подкосным крылом пока не приходится, но шансы однажды увидеть такой самолет весьма высоки.


Борьба за экономию топлива и тишину заставляет производителей смотреть в том числе и на другие силовые установки — электрические. Сейчас в разработке несколько дронов-такси, и почти все они будут с электродвигателями. Но куда интереснее Zunum Aero — небольшая компания, которую финансирует Boeing и JetBlue Airways. Стартап грозится к 2022 году выпустить самолет ZA10 для региональной авиации c гибридными моторами на электротяге. Лайнер будет небольшой — примерно на двенадцать пассажиров. Без обычного двигателя самолет не останется, но тот должен использоваться сугубо в качестве генератора. Станет ли электрический лайнер новой реальностью, что уже пророчат автомобилям, узнаем в ближайшие десятилетия.

Читайте также:

квадрокоптер, двигатель бесколлекторный, частота: 2.4 ГГц, время полета: 29-31 мин, дальность: 5000 м
квадрокоптер, двигатель коллекторный, частота: 2.4 ГГц, 4 канала, управление с планшета/смартфона, время полета: 7 мин, дальность: 70 м

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Читайте нас в Дзене

Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. nak@onliner.by

Автор: Станислав Иванейко. Фото: popularmechanics.com