Trijet — реактивный самолет, оснащенный тремя реактивными двигателями . В целом, пассажирские трехдвигательные самолеты считаются реактивными самолетами второго поколения из-за инновационного расположения двигателей, а также из-за развития турбовентиляторной технологии. Трехдвигательные самолеты более эффективны, чем четырехдвигательные , но не так эффективны, как двухдвигательные , которые заменили трехдвигательные, поскольку стали доступны более крупные и надежные турбовентиляторные двигатели.
Единственными трехдвигательными самолетами, которые все еще производятся, являются Dassault Falcon 7X /8X и Dassault Falcon 900. [ необходима цитата ]
.jpg/1280px-N900HC_Falcon_900EX_(5743012221).jpg)
Одним из соображений, связанных с трехдвигательными самолетами, является расположение центрального двигателя. Обычно это достигается путем размещения двигателя вдоль центральной линии, но все равно создает трудности. Наиболее распространенная конфигурация — это размещение центрального двигателя в задней части фюзеляжа и снабжение его воздухом через S-образный воздуховод ; это используется на Hawker Siddeley Trident , Boeing 727 , Tupolev Tu-154 , Lockheed L-1011 TriStar и, в последнее время, на Dassault Falcon 7X . S-образный воздуховод имеет низкое сопротивление, и поскольку третий двигатель установлен ближе к центральной линии, самолетом обычно будет легко управлять в случае отказа двигателя. Однако конструкции S-образного воздуховода более сложные и дорогие, особенно для авиалайнера. Кроме того, центральный отсек двигателя потребует структурных изменений в случае серьезной переделки двигателя (ремоделирования двигателя). Например, центральный отсек 727 был достаточно широк только для турбовентиляторного двигателя с низким двухконтурным контуром, а не для более новых турбовентиляторных двигателей с высоким двухконтурным контуром, которые были тише и мощнее. Boeing решила, что переделка слишком дорогая, и прекратила производство, вместо того чтобы продолжить дальнейшую разработку. Хвостовая часть Lockheed Tristar была слишком короткой для существующего двухкаскадного двигателя, поскольку она была разработана только для размещения нового трехкаскадного двигателя Rolls-Royce RB211 , а задержки в разработке RB211, в свою очередь, отодвинули ввод TriStar в эксплуатацию, что повлияло на продажи. [1]
.jpg/1280px-Eindhoven_Air_Base_(8613155376).jpg)
McDonnell Douglas DC-10 и связанный с ним MD-11 используют альтернативную компоновку центрального двигателя «прямолинейного», что обеспечивает более простую установку, модификацию и доступ. У него также есть дополнительное преимущество в том, что его гораздо легче передвигать. Однако это приносит в жертву аэродинамику по сравнению с S-образным воздуховодом. Кроме того, поскольку двигатель расположен намного выше, чем двигатели, установленные на крыле, отказ двигателя приведет к большему моменту тангажа, что затруднит управление.
Размещение оставшихся двух двигателей различается. Большинство меньших самолетов, таких как Hawker Siddeley Trident и Boeing 727 , а также среднеразмерный Туполев Ту-154 , имеют два боковых пилона двигателя в конфигурации T-образного хвоста . Более крупные широкофюзеляжные Lockheed TriStar и DC-10/MD-11 устанавливают по двигателю под каждым крылом. Предварительные исследования были проведены на TriStar с целью повторного использования фюзеляжа и крыла для двухдвигательной конструкции, однако они так и не были реализованы из-за нехватки средств у Lockheed. Кроме того, в конце 1990-х годов Boeing, которая приобрела McDonnell Douglas, рассматривала возможность удаления хвостового двигателя из MD-11, чтобы сделать его двухдвигательным, но вместо этого полностью отменила производство MD-11. [1]
Одним из основных преимуществ конструкции trijet является то, что крылья могут быть расположены дальше в задней части фюзеляжа, по сравнению с двух- и четырехдвигательными самолетами со всеми установленными на крыльях двигателями, что позволяет расположить основные выходы и входные двери кабины ближе к центру для более быстрой посадки и высадки, обеспечивая более короткое время оборота. Двигатель и крылья, установленные сзади, смещают центр тяжести самолета назад, повышая топливную эффективность , хотя это также сделает самолет немного менее устойчивым и более сложным в управлении во время взлета и посадки. ( McDonnell Douglas DC-9 twinjet и его производные, двигатели которых установлены на пилонах около заднего оперения , имеют аналогичные преимущества/недостатки конструкции trijet, такие как крылья, расположенные дальше в корме, и более задний центр тяжести.) [ необходима цитата ]
Trijets более эффективны и дешевле, чем четырехмоторные самолеты, поскольку двигатели являются самой дорогой частью самолета, а наличие большего количества двигателей потребляет больше топлива, особенно если quadjet и trijets используют двигатели одинаковой мощности, что делает конфигурацию trijet более подходящей для авиалайнера среднего размера по сравнению с более крупными quadjet. Однако более высокие закупочные цены, в первую очередь из-за сложности и трудности установки третьего двигателя через хвост, 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, трехдвигательные самолеты лучше взлетают с жарких и высокогорных аэродромов или с тех, где просвет над землей вблизи взлетно-посадочной полосы является проблемой.
.jpg/1280px-N582FE@PEK_(20190108151313).jpg)
В отличие от двухдвигательных самолетов, трехдвигательным самолетам не требуется немедленно приземляться в ближайшем подходящем аэропорту, если один из двигателей выходит из строя. (Это преимущество также свойственно четырехдвигательным самолетам.) [2] Это выгодно, если самолет не находится вблизи одной из баз технического обслуживания оператора, так как пилоты могут продолжить полет и приземлиться в аэропорту, где будет более удобно выполнить ремонт. Кроме того, для трехдвигательных самолетов на земле с одним неработающим двигателем может быть выдано разрешение на выполнение перегоночных полетов с двумя двигателями. До введения ETOPS только трехдвигательные и четырехдвигательные самолеты могли выполнять длительные международные перелеты над территориями без каких-либо запасных аэропортов. Однако это преимущество в значительной степени исчезло в последние годы, поскольку сертифицированные ETOPS двухдвигательные самолеты также могут это делать.
Самым большим препятствием, с которым сталкиваются сегодня трехмоторные самолеты, являются эксплуатационные расходы, в первую очередь топливная эффективность, поскольку конструкция с тремя двигателями почти наверняка [ неопределенно ] потребляет больше топлива, чем сопоставимая конструкция с двумя двигателями. [ нужна цитата ] Это также значительно усложняет маркетинг нового трехмоторного самолета сегодня, особенно для обслуживания пассажиров. Однако это стоило компромисса между 1970 и 1990 годами, когда трехмоторные и двухмоторные самолеты использовали двигатели схожей мощности, например, когда DC-10, MD-11, Boeing 767 и Airbus A300, A310 и A330 были оснащены General Electric CF6 , а дополнительная мощность от третьего двигателя давала DC-10/MD-11 преимущества в большей дальности полета и/или большей полезной нагрузке по сравнению с двухмоторным самолетом A300/A330. Начиная с 1990-х годов, с дальнейшим развитием технологий турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности, большие двухдвигательные самолеты стали оснащаться специально разработанными двигателями, такими как General Electric GE90 для Boeing 777 , что позволяет двухдвигательным самолетам выполнять те же задачи, что и большинство трехдвигательных самолетов и даже многие четырехдвигательные самолеты, но более эффективно.
Первой трехдвигательной конструкцией, которая полетела, был прототип бомбардировщика Ту-73 , впервые поднявшийся в воздух в 1947 году. [3] Первыми коммерческими трехдвигательными самолетами были Hawker Siddeley Trident (1962) и Boeing 727 (1963). Оба были компромиссами, чтобы соответствовать требованиям авиакомпаний; в случае с Trident, он должен был соответствовать меняющимся потребностям BEA, в то время как 727 должен был быть приемлемым для трех разных авиакомпаний. Хотя сотрудничество между производителями рассматривалось, оно не состоялось. [4]
Ранние американские двухмоторные проекты были ограничены 60-минутным правилом FAA , согласно которому траектория полета двухмоторных реактивных самолетов была ограничена 60 минутами полета от подходящего аэропорта в случае отказа двигателя. В 1964 году это правило было снято для трехмоторных проектов, поскольку они имели больший запас прочности.
Для реактивных авиалайнеров второго поколения, с инновациями турбовентиляторного двигателя с высокой степенью двухконтурности для большей эффективности и снижения шума, а также широкофюзеляжного (двухпроходного) для большей вместимости пассажиров/грузов, конструкция трехдвигательного самолета рассматривалась как оптимальная конфигурация для среднефюзеляжного реактивного авиалайнера, находящегося по размеру, дальности и стоимости между четырехдвигательными (четырехмоторными самолетами) и двухдвигательными, и это привело к шквалу конструкций трехдвигательных самолетов. Четырехдвигательный Boeing 747 был популярен для трансокеанских рейсов из-за своей большой дальности и размера, но он был дорогим, и не все маршруты могли заполнить его вместимость, в то время как оригинальные модели двухдвигательного самолета Airbus A300 были ограничены расстояниями малой и средней дальности. В этот период различные реактивные авиалайнеры использовали двигатели схожей мощности, например, когда McDonnell Douglas DC-10 , Airbus A300 и Boeing 767 были оснащены General Electric CF6 , дополнительная мощность от третьего двигателя давала DC-10 преимущества в большей дальности и/или большей полезной нагрузке по сравнению с двухдвигательными самолетами A300 и 767. Таким образом, конструкции трехдвигательных самолетов, такие как DC-10 и L-1011 TriStar, представляли собой наилучший компромисс между средне- и дальнемагистральными и средними размерами, которые американские авиакомпании искали для своих внутренних и трансатлантических маршрутов. В результате этих трехдвигательных широкофюзеляжных самолетов, а также популярности Boeing 727, в период своего расцвета в 1980-х годах трехдвигательные самолеты составляли большинство всех таких реактивных авиалайнеров США.
С 1985 по 2003 год количество таких самолетов в эксплуатации сократилось с 1488 до 602. С другой стороны, количество двухдвигательных самолетов за тот же период выросло 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, выпустив только половину единиц, необходимых для безубыточности, в то время как ряд фатальных аварий DC-10 также замедлили его продажи. [1] В 1984 году Boeing прекратила производство 727, так как его центральный отсек двигателя потребовал бы чрезвычайно дорогостоящей модернизации для размещения более тихих турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности, и вскоре его вытеснили Airbus с их A320 и Boeing с их 737 и 757 . Дальнейшие усовершенствования в технологии турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности и последующее смягчение правил безопасности полетов сделали трех- и даже четырехдвигательные самолеты практически ненужными для пассажирских перевозок, поскольку их дальность полета и полезную нагрузку можно было бы эффективнее покрыть с помощью больших двухдвигательных самолетов, оснащенных специально разработанными двигателями, такими как General Electric GE90 для модели 777 .
В 1980-х годах McDonnell Douglas был единственным западным производителем, который продолжил разработку конструкции трехдвигательного самолета с обновлением DC -10 , MD-11 , который изначально имел преимущество в дальности и полезной нагрузке над своими ближайшими среднефюзеляжными конкурентами, которыми были двухдвигательные самолеты, находившийся в производстве Boeing 767 и будущий Airbus A330 . McDonnell Douglas планировал новый трехдвигательный самолет под названием MD-XX, который представлял собой удлиненную версию MD -11 . Самолет MD-XX Long Range мог бы преодолевать расстояния до 8320 морских миль (15 410 км) и иметь 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 конкурировал бы с 767 и 777. Исследование по удалению хвостового двигателя MD-11 (что сделало бы его двухдвигательным) так и не было реализовано, поскольку это было бы очень дорого, а MD-11 имел очень мало общего с точки зрения конструкции или типа с другими авиалайнерами Boeing. [6] В отличие от McDonnell Douglas, придерживавшихся своей существующей конфигурации трехдвигательного самолета, Airbus (который никогда не производил трехдвигательный самолет) и Boeing работали над новыми конструкциями широкофюзеляжных двухдвигательных самолетов, которые стали A330 и 777 соответственно. Преимущество MD-11 в дальности полета было кратковременным, поскольку вскоре ему на смену пришли четырехмоторная модификация A330 — A340 и 777. Единственная другая заметная разработка трехдвигательного самолета в 1980-х годах была в Советском Союзе , где Ту-154 был переоснащен двигателем Соловьева Д-30, а также новой конструкцией крыла и запущен в серийное производство с 1984 года под обозначением Ту-154М .
За исключением бизнес-джетов Dassault Falcon 7X , Falcon 8x и Falcon 900 , ни один производитель в настоящее время не выпускает трехмоторные авиалайнеры.
.jpg/1280px-Barkol_Yakovlev_Yak-40_Dvurekov-1_(cropped).jpg)
Современные двигатели имеют чрезвычайно низкую частоту отказов и могут генерировать гораздо более высокую мощность на валу и тягу, чем ранние типы. Это делает двухмоторные самолеты более подходящими, чем они были раньше, для дальних трансокеанских операций, что приводит к смягчению ограничений ETOPS ; 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 основном в Австралию и из нее (которая еще не приняла стандарт ETOPS 330), где самый прямой маршрут для некоторых полетов пролегает через Антарктиду . [8]
С 2000 года производство узкофюзеляжных и широкофюзеляжных трехдвигательных самолетов было прекращено практически для всех коммерческих самолетов, и их заменили двухдвигательные самолеты . По состоянию на 2016 год единственными трехдвигательными самолетами в производстве являются бизнес-джеты Falcon 7X, 8X и 900, все из которых используют S-образные воздуховоды . Трехдвигательные самолеты, которые больше не производятся, такие как 727 , Ту-154 , DC-10 и MD-11, нашли вторую карьеру в качестве грузовых самолетов, а также в ограниченных чартерных, правительственных и военных целях. Однако из-за среднего возраста трехдвигательных самолетов и пандемии COVID-19 большинство нечастных операторов решили вывести из эксплуатации четырех- и трехдвигательные самолеты и заменить их более эффективными и экономичными двухдвигательными самолетами. Сегодня единственным широко используемым трехдвигательным самолетом является MD-11, в основном эксплуатируемый авиакомпаниями UPS Airlines и FedEx Express в грузовых перевозках.
Для небольших частных и корпоративных операторов, где максимальная топливная эффективность часто менее важна, чем для авиакомпаний, выполняющих регулярные рейсы, трехмоторные самолеты все еще могут представлять интерес из-за их иммунитета к ETOPS и возможности взлетать с более коротких взлетно-посадочных полос и, следовательно, иметь доступ к большему количеству аэропортов. В результате значительное количество трехмоторных самолетов, таких как недавно построенные Dassault Falcons , используются частными операторами и корпоративными летными отделами.
Airbus подала патент в 2008 году на новую конструкцию трехдвигательного самолета с двумя хвостовыми частями , хвостовой двигатель которого, по-видимому, использует «прямую» компоновку, похожую на MD-11, но неизвестно, будет ли он разработан или произведен и когда. [9] Однако предложенная конструкция корпуса со смешанным крылом Boeing X-48 , проектное исследование 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 закрылась корпорация Aerion . [12] [13]
Планируемый сверхзвуковой транспортный авиалайнер Overture (SST) компании Boom Technology изначально планировалось использовать с тремя двигателями, третий двигатель был установлен в хвосте с Y-образным воздуховодом и воздухозаборниками по обеим сторонам задней части. Однако пересмотренная конструкция с четырьмя двигателями, расположенными под треугольным крылом, была представлена на авиасалоне в Фарнборо 19 июля 2022 года. [14]