Trijet

Boeing 727 (слева) и Hawker Siddeley Trident (справа) оба были узкофюзеляжных trijets , введенные в 1960 - е годы.

Trijet является реактивный самолет оснащен тремя реактивными двигателями . В целом, триджеты пассажирских авиакомпаний считаются реактивными авиалайнерами второго поколения из-за новаторского расположения двигателей, а также развития технологии ТРДД .

Другими вариациями трехмоторных конструкций являются тримоторы , которые представляют собой летательные аппараты с тремя гребными винтами (с приводом от поршневых двигателей или турбовинтовых двигателей ).

Дизайн [ править ]

Lockheed L-1011 TriStar (слева) и McDonnell Douglas DC-10 (справа) является широкофюзеляжным trijets разделяющего подобной конфигурации, однако, большая разницей является монтажом 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.

В наиболее распространенной конфигурации центральный двигатель расположен в хвостовой части фюзеляжа и снабжается воздухом через S-образный канал ; это используется на Hawker Siddeley Trident , Boeing 727 , Tupolev Tu-154 , Lockheed L-1011 TriStar и, совсем недавно, на 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 Rolls-Royce RB211.двигатель и задержки в разработке RB211, в свою очередь, отодвинули ввод TriStar в эксплуатацию, что повлияло на продажи. ^[1]

В McDonnell Douglas DC-10 и связанном с ним MD-11 используется альтернативная «сквозная» компоновка, 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. Большинство небольших самолетов, таких как Hawker Siddeley Trident , Boeing 727 и Tupolev Tu-154, имеют два боковых пилона двигателя в конфигурации с Т-образным хвостовым оперением . 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 вместо этого полностью прекратила его производство, как 767 и 777съели бы его. ^[1]

Преимущества и недостатки [ править ]

Одним из основных преимуществ конструкции трехдвигательного самолета является то, что крылья могут быть расположены дальше на корме фюзеляжа по сравнению с двухрежимными и четырехрежимными двигателями со всеми установленными на крыльях двигателями, что позволяет расположить выходную и входную двери главной кабины в более центральном месте для более быстрой посадки и высадки. обеспечение более коротких сроков выполнения работ. Расположенные сзади двигатель и крылья смещают центр тяжести самолета назад, улучшая топливную экономичность, хотя это также сделает самолет немного менее устойчивым и более сложным в управлении во время взлета и посадки. ( Твинджет McDonnell Douglas DC-9 и его производные, двигатели которых установлены на пилонах рядом с хвостовым оперением., 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 могут лучше взлетать из жарких и высоких аэропортов или из тех, где высота над взлетно-посадочной полосой является проблемой.

В отличие от твинджетов, триджеты не обязаны немедленно приземляться в ближайшем подходящем аэропорту в случае отказа одного двигателя (это преимущество также разделяется с квадроциклами). ^[2] Это выгодно, если самолет не находится рядом с одной из баз технического обслуживания эксплуатанта, так как пилоты могут продолжить полет и приземлиться в аэропорту, где он более подходит для 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 полеты над областями без каких-либо аэропортов отклонения. 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. 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 дальнейшими достижениями в области высоких обводной технологии турбореактивного большие twinjets были оснащены специально разработаны двигатели , как Boeing 777 «s General Electric GE90 , что позволяет twinjets выполнять те же задачи , как и большинство trijets и даже многих quadjets , но более эффективно.

История [ править ]

Первым самолетом с трехдвигательным двигателем был прототип бомбардировщика Tupolev Ту-73 , первый полет которого состоялся в 1947 году. ^[3] Первыми коммерческими самолетами с триджетом были Hawker Siddeley Trident (1962 год) и Boeing 727 (1963 год). 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 американское TwinJet конструкция была ограничена FAA «s 60-минутной правило , в результате чего траектория полета реактивных самолетов двухмоторных была ограничена в течение 60 минут» полетное время от 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 большей эффективности и снижения шума и широкофюзеляжного (двухпроходного) для большей пассажировместимости и грузовместимости трехдвигательный двигатель рассматривался как оптимальная конфигурация для средний широкофюзеляжный реактивный авиалайнер, располагающийся по размеру, дальности и стоимости между квадроциклами (самолет с четырьмя двигателями) и двухрежимными двигателями, и это привело к шквалу проектов трехрежимных двигателей. Четырехмоторный Boeing 747 был популярен для трансокеанских перелетов из-за его большой дальности и большого размера, но он был дорогим, и не все маршруты могли заполнить его пассажировместимость, в то время как оригинальные модели Airbus A300Твинджеты ограничивались дальностью ближней и средней дальности. В течение этого периода разные реактивные авиалайнеры использовали двигатели одинаковой мощности, например, когда McDonnell Douglas DC-10 , Airbus A300 и Boeing 767 были оснащены General Electric CF6 , дополнительная мощность от третьего двигателя давала преимущества DC-10. с большей дальностью полета и / или большей полезной нагрузкой по сравнению с двухдвигательными самолетами A300 и 767. Таким образом, конструкции Trijet, такие как DC-10 и L-1011 TriStarпредставлял 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 гг. Количество таких самолетов на вооружении снизилось с 1488 до 602. Число 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 безубыточности, в то время как ряд фатальных аварий DC-10 также замедлили продажи. ^[1] В 1984 году Boeing прекратил производство 727, поскольку его центральный моторный отсек потребовал чрезвычайно дорогостоящей модернизации, чтобы приспособить более тихие турбовентиляторные двигатели с высоким байпасом, и вскоре он был вытеснен Airbus с их A320 и Boeing 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 «s General Electric GE90 .

В течение 1980-х McDonnell Douglas был единственным западным производителем, продолжившим разработку конструкции трехдвигательного двигателя, обновив DC-10 , MD-11 , который изначально имел преимущество в дальности полета и полезной нагрузке над ближайшими конкурентами со средним широкофюзеляжным двигателем, которые были твинджеты, серийный Boeing 767 и будущий Airbus A330 . Макдоннелл Дуглас планировал новый триджет под названием MD-XX, который представлял собой удлиненную версию MD-11 . Самолет MD-XX Long Range мог преодолевать расстояние до 8320 морских миль.(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 MD-11 имел очень мало общего по конструкции или типу 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 в дальности полета было кратковременным, так как вскоре ему угрожали четырехмоторные модификации A330, A340 и 777. Единственная другая заметная разработка трехдвигательного самолета в 1980-х годах была в Советском Союзе , где Ту-Полев Ту- 154 был модернизирован с двигателем Соловьева Д-30, а также с новой конструкцией крыла и поступил в серийное производство с 1984 года как Ту-154М .

За исключением Dassault Falcon 7X , Falcon 8x и Falcon 900 , ни один производитель в настоящее время не производит трехмоторные авиалайнеры.

Текущий статус [ править ]

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 раньше, для дальнемагистральных трансокеанских операций, что приводит к ослаблению ограничений ETOPS ; современные широкофюзеляжные двухмоторные самолеты обычно имеют рейтинг ETOPS 180 или даже (в случае Boeing 777 и 787 ) ETOPS 330. 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 основном в Австралию и из нее (которая еще не приняла стандарт ETOPS 330), где наиболее прямой маршрут для некоторых рейсов пролегает над Антарктидой . ^[7]

Сегодня ^{[ когда? ] производство} как узкофюзеляжных, так и широкофюзеляжных трехдвигательных самолетов было прекращено для почти всех коммерческих самолетов, их заменили двухрежимные . По состоянию на 2016 год бизнес-джеты Falcon 7X, 8X и 900, все из которых используют S- образные воздуховоды , являются единственными производимыми самолетами Trijet. Некоторые старые модели, такие как 727 , Ту-154 , DC-10 и MD-11, нашли вторую карьеру в качестве грузовых самолетов, а также на чартерной, правительственной и военной службе. Наиболее широко используемые триджеты - это DC-10 и MD-11, которые в основном используются авиакомпаниями UPS Airlines и FedEx Express в сфере грузовых перевозок.

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 значительное количество триджетов, таких как 727 и недавно построенные Dassault Falcon, используются частными операторами и корпоративными летными отделами.

Будущее триджетов [ править ]

В 2008 году Airbus подала патент на новую конструкцию трехдвигательного самолета с двумя хвостовыми опорами, хвостовой двигатель которого, похоже, имеет «прямую» компоновку, аналогичную MD-11, но неизвестно, будет ли он разработан или произведен и когда. ^[8] Тем не менее, предлагаемая конструкция корпуса со смешанным крылом Boeing X-48, проект Lockheed N + 2 и сверхзвуковой бизнес-джет Aerion AS2 также имеют три двигателя. ^{[9] [10]} AS2 в настоящее время принимает заказы, и был построен деревянный макет. ^{[11] [12]}

В планируемом сверхзвуковом транспортном авиалайнере Overture (SST) компании Boom Technology планируется использовать три двигателя, третий из которых будет установлен в хвостовой части с Y-образным воздуховодом и воздухозаборниками с обеих сторон задней части.

Примеры [ править ]

• Боинг 727
• Боинг Х-48
• Dassault Falcon 50
• Dassault Falcon 900
• Dassault Falcon 7X
• Dassault Falcon 8X
• Hawker Siddeley Trident
• Локхид L-1011 TriStar
• Мартин XB-51
• Макдоннелл Дуглас DC-10
• Макдоннелл Дуглас MD-11
• Туполев Ту-154
• Яковлев Як-40
• Яковлев Як-42

Предлагаемые или приостановленные разработки Trijet [ править ]

• Boeing 747-300 Trijet - уменьшенный в размерах 747, чтобы конкурировать с DC-10 и L-1011 , заменен на четыре двигателя
• Blended Wing Body Trijet - предложенная конструкция на базе Boeing X-48
• McDonnell Douglas MD-XX - растянутый вариант DC-10, проект отложен
• Североамериканский NR-349 - предложенный перехватчик, производный от A-5 Vigilante , отменен
• Airbus твин-хвост Trijet, ^[8] - статус неизвестен
• Dassault Supersonic Business Jet - приостановлено
• Aerion AS2 ^[13]
• Сухой-Гольфстрим С-21
• Увертюра Boom Technology
• Boeing 777 - первоначально задумывался как Trijet 767 в 1970-х годах, чтобы конкурировать с DC-10 и L-1011; позже стал новой двухмоторной конструкцией.

См. Также [ править ]

• Quadjet
• S-образный канал
• Тримотор
• Twinjet
• Широкофюзеляжный самолет

Ссылки [ править ]

• Современный коммерческий самолет Виллиан Грин, Гордон Суонборо и Джон Мовински, 1987 г.

Внешние ссылки [ править ]

• Группа по аэродинамике и дизайну самолетов Стэнфордского университета по размещению двигателей, доступ к которым осуществлен 13 марта 2007 г.
• Страница неразработанных моделей MD-11 / MD-12
• Патент на трехдвигательный истребитель
• Патент на трехдвигательный истребитель
• Предложение перехватчика НР-349