ИССЛЕДОВАНИЯ ГИПОТЕТИЧЕСКОГО КИТАЙСКОГО ПАССАЖИРСКОГО САМОЛЁТА С ТРЕМЯ ДВИГАТЕЛЯМИ WS-18 И С ДВУМЯ ФЮЗЕЛЯЖАМИ ОТ МД-82
В работе, написнной "в стол" в 2015-м году исследован гипотетический двухфюзеляжный самолёт на 315 мест, который может быть создан в КНР на базе имеющихся там на настоящий момент технологий, заделов, материалов и серийно выпускаемых комплектующих изделий, включая двигатели.
Введение.
14 марта 1825года А.С. Пушкин писал брату Льву Сергеевичу: «У нас ересь. Говорят, что в стихах стихи – не главное. Что же главное?» Похожая ересь давно воцарилась в пассажирском самолётостроении, где сегодня главное – отнюдь не самолёты. Тогда что же? А это –для кого как.
Для законодателя авиационных мод в пассажирском самолётостроении - Западного авиапрома, главное – рост объёмов продаж. Боингу и Эрбасу, несомненно, известно, что существуют технические решения, позволяющие снизить цены самолётов в несколько раз, например те, что изложены в этой работе. Но в условиях конкуренции реализация их приведёт к тому, что почти во столько же раз сократятся объёмы продаж, что для Боинга и Эрбаса абсолютно неприемлемо. А потому они конкурируют друг с другом строго в рамках одной-единственной аэродинамической схемы Боинга-737[1] (далее «классика»). Отсюда – и невероятно долгоиграющая мода на классику.
Судя по технической политике, проводимой в СССР и РФ последние сорок с лишним лет в пассажирском самолётостроении, её формулировали и формулируют «с подачи» тех, для кого главное – строгое соблюдение авиационной моды. Т.е. каждая новая наша машина обязательно должна быть классикой, причём непременно сделанной с широчайшим применением новейших авиационных технологий и материалов.
В этой связи практически весьма интересным представляется:
● рассмотреть сценарий, когда появляется производитель, для которого главное – самолёт, такой, который перевозил бы человека «из пункта А в пункт Б» намного дешевле и безопаснее, чем машины конкурентов;
● сделать прогноз возможных сроков реализации этого сценария и вероятных его последствий.
В качестве нового игрока на рынке был выбран Китай. Что касается самолёта, то, за первое приближение было решено принять один из тех, к проектированию и подготовке серийного производства которого там могут приступить немедленно. Затем, рассчитав параметры этого самолёта, предполагалось уточнить, чего из новейших технологий, материалов и комплектующих, Китаю будет недоставать для того, чтобы обеспечить конкурентоспособность этого самолёта на приемлемом уровне.
Анализ различных вариантов показал, что наиболее «быстро, дёшево и сердито», авиапром Китая способен своими силами создать самолёт средней дальности на 315 мест[2] с тремя двигателями WS-18, выполненного по двухфюзеляжной схеме на базе самолёта MD-82 (далее «катамаран»). В самом деле:
● в Китае недавно были завершены испытания двигатели WS-18, представляющего собой лицензионный вариант Д-30КП [1];
● самолёты MD-82 ещё недавно там строили серийно по лицензии фирмы Макдоннел-Дуглас. Представляется невероятным, чтобы в Китае не сохранилась документация, а, возможно и кое-какая технологическая оснастка для производства этого самолёта;
● поскольку планёр двухфюзеляжного самолёта может на 90 и более процентов (по массе) состоять из готовых крупных узлов и агрегатов базовой машины, на его создание потребуется на порядок меньше времени и средств, чем на оригинальный самолёт той же вместимости;
● следует также учесть, что, в условиях резкого падения цен на нефть, а, значит, и на топливо для самолётов, оптимум между экономичностью двигателей и их ценой, сдвигается в сторону менее экономичных, но зато и более дешёвых двигателей, к числу которых и относится WS-18;
Расчёты параметров катамарана показали, что в расчёте на одно кресло в салоне, масса пустого снаряжённого самолёта, аэродинамическое сопротивление, и расход топлива на пассажиро-километр у катамарана будут, соответственно, в 1,51, в 1,43 и в 1,2 раза меньше, чем у близкого по вместимости Боинга-767-300. Это значит, что конкурентоспособность его будет весьма высока и без применения дорогих новейших технологий, материалов и комплектующих, а в производстве такой катамаран будет намного дешевле классики равной вместимости. Таким образом, научно-технические заделы и производственно-технологическая база, которыми располагает Китай, достаточны для того, чтобы:
● за полгода сделать эскизный проект недорогого катамарана, подавляюще превосходящего Западную широкофюзеляжную классику, по проекту сделать макет, выставить его на ближайшем салоне и начать приём заказов на новый самолёт;
● начать поставки катамарана не позже, чем, через 1,5-2 года.
Поскольку вышеназванные сроки кому-то могут показаться излишне жёсткими, напомним, что Ил-18, отправился в первый вылет менее, чем через год после начала проектирования [2].
Принятие Китаем решения о создании катамарана поставит РФ перед необходимостью решать, с кем и против кого ей выгоднее будет дружить в ходе неизбежного и радикального грядущего передела рынка магистральных пассажирских самолётов. Поскольку, по большому счёту, катамаран был собран на скорую руку из того, что в данный момент есть близко под рукой у китайских коллег (собран на бумаге, но это не суть важно), закономерен вопрос: что подходящего для такого самолёта есть под рукой у нас в РФ. Чтобы ответить на него были проведены предварительные исследования:
● варианта двигателя ПС-90А, специально предназначенного для установки внутри центрального участка крыла, заключённого между фюзеляжами двухфюзеляжных самолётов;
● так называемых «сотовых» фюзеляжей, которые по своим весовым и аэродинамическим характеристикам подавляюще превосходят круглые в поперечном сечении широкие фюзеляжи современных Боингов и Эрбасов.
Эти исследования показали, что:
●двигатели, выполненные по схеме с раздельными соплами внутреннего и внешнего контуров малопригодны для установки внутри участка крыла, заключённого между фюзеляжами двухфюзеляжных самолётов;
● замена двигателей Д-30КП на вариант ПС-90А на исследуемом самолёте позволит дополнительно снизить расход топлива в 1,25…1,28 раза;
● РФ располагает всем необходимым для того, чтобы «быстро, дёшево и сердито» создать на базе Ил-96 весьма конкурентоспособный самолёт на 800-850 мест с двумя сотовыми фюзеляжами и «плоскими» двигателями ПС-90А, а также двухфюзеляжные самолёты меньшей вместимости на базе Ил-76 и Ту-204.
Результаты этих исследований приведены в последней главе настоящей работы.
[1] Первый вылет 09 апреля 1967 г.
[2] Здесь и повсюду в этой работе сопоставляются самолёты в варианте полностью эконом-класса с шагом рядов кресел 0,81 м. Прочие размеры: ширина сидений кресел и проходов на уровне подлокотников – не менее 0,44м, подлокотников – не менее 0,05 м, зазоров между внутренней стенкой салона и ближайшим к ней подлокотником – не менее 0,03 м.
Глава1. ОПИСАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА ИССЛЕДУЕМОГО САМОЛЁТА
На рисунке 1-1 представлен общий вид исследуемого двухфюзеляжного пассажирского самолёта, именуемого далее «катамаран».
Рисунок 1-1.
Левая и правая консоли крыла 1 и 2 взяты от MD-82. Желательны небольшие изменения в их конструкции, связанные с тем, что основные опоры шасси здесь перенесены на центральный участок крыла (ЦУКР). По минимуму здесь можно обойтись заплатами, которые прикрывали бы ниши, в которые в исходном самолёте убирались стойки основных опор. Однако лучшим решением представляется убрать всё, что связано с вырезами под эти стойки и их креплением к консоли крыла, что позволит несколько облегчить консоли крыла и использовать освободившиеся объёмы для увеличения объёмов топливных баков.
Левый 3 и правый 4 фюзеляжи так же взяты от MD-82. Носовым частям фюзеляжей придана оживальная форма. Передние выступы в нижних частях фюзеляжей убраны. С левого фюзеляжа также убран радиолокатор, с правого – пилотская кабина. Эти меры позволяют снизить массу и улучшить обзор из пилотской кабины. Поскольку перенос двигателей с кормовых частей фюзеляжей в ЦУКР приведёт к существенному изменению положения центра тяжести, узлы крепления консолей крыла к фюзеляжу вместе с соответствующими секциями фюзеляжа придётся перенести несколько вперёд. В связи с отсутствием здесь нагрузки на заднюю часть фюзеляжа от двигателей, её можно выполнить из более лёгких секций, аналогичных тем, что применены в передней части фюзеляжа исходного самолёта, что также позволит несколько снизить массу конструкции катамарана.
Хвостовые оперения 5 и 6 взяты от MD-82. Правая полуплоскость левого горизонтального оперения и левая полуплоскость правого – несколько укорочены. В принципе, увеличение базы оперений и снижение массы самолёта, приходящейся на одно оперение, позволяет несколько уменьшить их площадь, а, значит, их массу и аэродинамическое сопротивление, но здесь рассматривается вариант с максимальным использованием имеющихся готовых крупных узлов и агрегатов.
Путевой радиолокатор 7 установлен в носке оживала правого фюзеляжа.
Шасси – с двумя передними опорами 8 и 9, одна из которых взята без изменений от MD-82, а в конструкцию другой придётся внести те или иные изменения. Количество основных опор (2 или 3) и места их уборки предстоит уточнить на этапе эскизного проектирования.
Вновь спроектировать придётся лишь центральный участок крыла (ЦУКР) 10, объединяющий в себе дополнительную несущую поверхность площадью 82,1 м2 и гондолу на три двигателя Д-30КП (WS-18).
Расчёт катамарана приведён в приложении 1, а его основные результаты в таблице 1-1, в которой для сравнения также приведены параметры Боинга-767-300, выполненного по классической схеме.
Таблица 1-1
Особо следует отметить, что в Китае есть всё, что необходимо для создания исследуемого здесь катамарана и организации его серийного производства. Как-то: производственно-технологическая база, научные и технические заделы, материалы и комплектующие, в том числе - двигатели.
Глава 2. АНАЛИЗ ВЕРОЯТНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ПОЯВЛЕНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО САМОЛЁТА НА РЫНКЕ
Итак, расчёты показали, что масса пустого снаряжённого самолёта, аэродинамическое сопротивление и расход топлива, в расчёте на одного пассажира катамарана будут, соответственно, в 1,52, 1,4 и в 1,2 раза меньше, чем у Боинга-767-300. Налицо - подавляющее превосходство катамарана, собранного из двух хороших узкофюзеляжных машин, над широкофюзеляжной классикой. А значит, и несостоятельность утверждений, о якобы «приемлемой» величине потерь, обусловленных общеизвестными недостатками компоновки двигателей в подвешенных под крылом гондолах [2] и круглого в поперечном сечении широкого фюзеляжа (см. ниже таблицу 3-1 и приложение 1).
Начнём с того, что, при равной себестоимости 1 кг обработанного материала, меньшая в 1,52 раза масса пустого катамарана, обеспечила бы ему в те же 1,52 меньшую себестоимость производства, нежели у Боинга-767-300. Однако, есть ряд причин, по которым себестоимость 1 кг массы конструкции катамарана должна быть заметно меньше, чем у Боинга-767-300. А именно:
● Рабочая сила в Китае намного дешевле, чем в США.
● Сопоставляя даты первых вылетов первых вариантов исходных самолётов, мы видим, что Боинг-767 совершил его на 16 лет позже, и, следовательно, сделан с применение более новых, а значит, и более дорогих технологий. И, по крайней мере, отчасти, Боинг-767-300 сделан из более новых, а, значит, и более дорогих материалов.
● В расчёте на одного пассажира у Боинга-767-300 приходится в 1,31 раза больше тяги, чем у катамарана, которую, к тому же развивают намного более дорогие двигатели.
Перечисленные обстоятельства позволяют уверенно утверждать, что, в расчёте на одно кресло в салоне, себестоимость катамарана будет, как минимум, вдвое меньше, чем у Боинга-767-300. А также не очень удивляться, если она окажется меньше не в два, а в три-четыре раза.
Следует отметить, что схема катамарана потенциально обеспечивает пассажирам существенно более высокий уровень безопасности, нежели «классика». Объясняется это наличием ЦУКР, который:
● При вынужденной посадке вне аэродрома с убранным шасси, создаёт под собой мощную «воздушную подушку», что позволяет значительно снизить скорость в момент касания поверхности, по сравнению с штатной посадкой;
● При полёте на высоте сохраняет несущие свойства в гораздо более широком диапазоне углов атаки и чисел Маха, нежели крыло «классики», или консоли собственного крыла катамарана.
Последнее свойство, в свою очередь позволяет:
● Исключить риск сваливания при полёте в неспокойной атмосфере;
● По сравнению с «классикой», значительно сократить время безопасного спуска с крейсерской высоты до высоты 4200 метров, а значит, резко повысить шансы пассажиров на выживание в случае разгерметизации салона;
● Выходить из штопора, (помимо несущих свойств ЦУКР используется наличие двух раздельно управляемых оперений).
Вопрос о том, сможет ли Боинг-767-300, а также близкие к нему по вместимости модификации Боинга-787 и Эрбасов, успешно конкурировать на рынке с катамараном, который расходует меньше топлива, намного более безопасен и в несколько раз дешевле Боингов и Эрбасов, представляется риторическим. Следовательно, для того, чтобы Запад смог успешно конкурировать с катамараном, ему надо создать самолёты, заметно превосходящие катамаран по соотношению цены и качества. Но поскольку возможность существенно превзойти катамаран в части экономичности, безопасности и скорости представляется проблематичной, то произведённые на Западе новые самолёты, смогут конкурировать с китайским катамараном, лишь, если их цена будет примерно такой же, как у китайского катамарана. Поскольку объёмы продаж Западного авиапрома при этом сократятся в разы, то представляется крайне маловероятным, что он станет делать инвестиции в такие проекты. Из чего следует, что сценарий, при котором разворачивается честная конкурентная борьба с китайским катамараном, для Западного авиапрома – заведомо проигрышный.
Что касается нерыночных методов конкуренции, вроде «заказных» экологических норм ICAO, то для наших специалистов характерно сильно преувеличивать возможности, которыми располагает Запад, и «в упор не видеть» слабости в его позициях. Источник этих слабостей – поблажки для классики, прописанные в нормах ICAO в слегка замаскированном виде, а в национальных нормах безопасности и вовсе открытым текстом [3]. Вот лишь один конкретный пример. В расчёте на одно кресло в салоне, Нормы эмиссии ICAO дозволяют Боингу-767-300 выбрасывать, в 1,31 раза больше продуктов неполного сгорания топлива, чем катамарану, а окислов азота - в 1,75 раза больше. В 1,31 раза - потому, что количество вредных выбросов, разрешённое этими Нормами пропорционально не вместимости самолёта, а тяге его двигателей. В 1,75 раза – потому что, Нормы эмиссии ICAO якобы в целях стимулирования экономии топлива дозволяют выбрасывать тем больше окислов азота тем больше, чем больше степень сжатия в двигателях. Причём, независимо от того, достигнута ли реально эта экономия, или нет. . В итоге, в данном конкретном случае, поблажки за экономию топлива получает самолёт, который расходует топлива в 1,2 раза больше конкурента.
Из сказанного в предыдущем абзаце следует, что Китаю достаточно будет пообещать затеять сразу два «крестовых похода»: за радикальное повышение безопасности и за честную экологию, чтобы у Запада пропал всякий интерес к использованию Норм ICAO и норм безопасности в качестве орудия нечестной конкурентной борьбы.
Из сказанного в этой главе следует, что
● в честной конкурентной борьбе с катамараном, поражение близкой по вместительности «классики», производимой на Западе, неизбежно, поскольку, при меньшей в разы себестоимости производства, катамаран будет намного более экономичен и безопасен..
● технически Запад, наверное, способен сделать новые самолёты, ещё более дешёвые и экономичные в эксплуатации, нежели катамаран. Однако экономически это ему весьма невыгодно, поскольку приведёт к обвальному снижению объёмов продаж в гражданском секторе Западного авиапрома.
● попытка Запада применить нерыночные методы конкурентной борьбы, например, «ужесточение» экологических норм IKAO в выгодном Западу направлении, маловероятна, поскольку Китай располагает достаточными для адекватного ответа возможностями, которыми он в этом случае, непременно воспользуется.
Глава 3. О ВОЗМОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ СОТРУДНИЧЕСТВА КИТАЙСКОГО И РОССИЙСКОГО АВИАПРОМОВ В ДЕЛЕ СОЗДАНИЯ КАТАМАРАНОВ
Из сказанного выше следует, что, если Китай сочтёт для себя целесообразным создать катамаран и выйти с ним на рынок, помешать ему будет невозможно. В этом случае России на выбор останется два варианта: или не мешать Китаю, или помочь ему в этом. Поскольку в первом случае рассматривать, по сути дела нечего, займёмся сразу вторым вариантом.
3.1. Российские двигатели с большой степенью двухконтурности для катамаранов. Поскольку и с двигателями Д-30КУ получается вполне приличный самолёт, то рассматривать здесь имеет смысл лишь такие двигатели для катамарана, которые можно сделать быстро, что возможно лишь при условии, что новый двигатель будет делаться на базе имеющегося серийного двигателя, с максимальным использованием его готовых узлов и агрегатов. А поскольку двигатель с раздельными соплами внутреннего и внешнего контуров представляется малоподходящим для компоновки внутри ЦУКР, нам нечего предложить для катамаранов, ни Китаю, ни самим себе, кроме двигателя на базе ПС-90А.
Из результатов приведённого в приложении 1 следует, что если делать ЦУКР таким, чтобы внутри его могли поместиться серийные ПС-90А, то высота образующих его профилей, а, значит, и аэродинамическое сопротивление ЦУКР получатся неприемлемо большими. Следовательно, необходимо уменьшать высоту двигателя, или, что почти то же самое, диаметр его вентилятора. Причём сделать это надо так, чтобы величина расхода воздуха через двигатель при этом не уменьшилась.
На рисунке 3-1 представлен один из возможных вариантов схемы такого двигателя. Конструктивно двигатель выполнен в трёх отдельных корпусах, связанных между собой только трубопроводом (далее – плоский вариант ПС-90). В среднем (по схеме рисунок 3-1) корпусе, размещён газогенератор, выполненный на базе газогенератора от ПС-90А. От него взяты компрессор высокого давления КВД, камера сгорания, КСГ, турбина высокого давления ТВД, вал высокого давления с опорами, корпус внутреннего контура и коробка приводов.
Расход воздуха на входе в воздухозаборник Вз3 в номинальном режиме такой же, как на входе в КВД исходного двигателя (см. ниже). Из Вз3 воздух поступает на вход компрессора низкого давления КНД. Давление на выходе из КНД равно давлению входе в КВД исходного двигателя. Привод КНД осуществляется от одноступенчатой турбины среднего давления ТСД.
В двух других корпусах установлены одинаковые турбовентиляторы, состоящие из вентиляторов ВНТ1 и ВНТ2, турбин низкого давления ТНД1 и ТНД2, камер смешения Ксм1 и Ксм2 и сопел Сп1 и Сп2. ВНТ1 и ВНТ2 геометрически подобны вентилятору ПС-90, но их диаметр в 1,568 меньше диаметра вентилятора ПС-90А (см. ниже), а скорость вращения – во столько же раз больше.
Рисунок 3-1.
Газ с выхода ТСД поступает на две турбины низкого давления ТНД1 и ТНД2, которые геометрически подобны турбине низкого давления ПС-90, но без первой ступени. Диаметры ступеней ТНД1 и ТНД2 в раз меньше чем диаметры соответствующих ступеней исходного двигателя.
Воздух на вход вентиляторов ВНТ1 и ВНТ2 поступает через воздухозаборники Вз1 и Вз2, соответственно. Сжатый в вентиляторах воздух поступает в камеры смешения Ксм1 и Ксм2, в которых смешивается с газом, поступающим с выходов, ТНД1 и ТНД2, а эти смеси поступают далее – в сопла Сп1 и Сп2.
Оценки плоского варианта ПС-90 проводились с использованием методик оценки отдельных узлов двигателя, изложенных в [4] (см. Приложение 2). Результаты оценок приведены в таблице 3-1.
Таблица 3-1
Из результатов оценок следует:
● Высота рассмотренного плоского варианта ПС-90 в 1,56 раза меньше, чем у исходного двигателя и в 1,2 раза меньше, чем у Д-30КП.
● Масса рассмотренного плоского варианта ПС-90 будет существенно меньше, чем у исходного двигателя.
● Замена на катамаране двигателей Д-30КП на плоский вариант ПС-90 позволяет снизить расход топлива не только за счёт большей экономичности ПС-90, но и за счёт уменьшения аэродинамического сопротивления ЦУКР. Кроме того, большая на 28% тяга ПС-90 в крейсерском режиме позволит увеличить высоту полёта, что опять-таки повлечёт за собой ещё большее снижение расхода топлива. В совокупности можно уверенно рассчитывать на снижение величины расхода топлива катамараном с 17,9 до 13…13,5 грамм на пассажиро-километр.
3.2. Фюзеляжи. Расчёт катамарана показал, что замена одного широкого фюзеляжа двумя узкими привела к заметному снижению массы и аэродинамического сопротивления самолёта. Результат был вполне ожидаемым, поскольку известно, что:
● Вместимость салона примерно пропорциональна диаметру фюзеляжа;
● Масса круглой в поперечном сечении цилиндрической оболочки, нагружаемой избыточным внутренним давлением, при прочих равных условиях, пропорциональна квадрату её диаметра;
● Расчётным случаем для определения потребной толщины обшивки фюзеляжей магистральных пассажирских самолётов является нагружение её внутренним избыточным давлением вследствие наддува кондиционером при полёте на большой высоте [5];
● Масса фюзеляжа примерно пропорциональна массе его обшивки [6];
● Аэродинамическое сопротивление фюзеляжа пропорционально квадрату его диаметра;
● Как следствие, по мере роста круглого в поперечном сечении фюзеляжа, его масса и аэродинамическое сопротивление растут быстрее, чем вместимость. Первые два растут пропорционально квадрату диаметра фюзеляжа, в то время как вместимость – пропорционально диаметру.
В поисках решений, позволяющих уменьшить диаметр оболочки, при одновременном увеличении числа кресел в одном поперечном ряду были исследованы так называемые сотовые фюзеляжи, поперечное сечение которых образовано несколькими окружностями одинакового диаметра, пересекающимися так, что дуги между ближайшими точками пересечения равны 120° (см. рис. 3-1, e-g). Эти исследования показали, что применение сотовых фюзеляжей позволяет создать самолёты, вмещающие до 2,5-3 тысяч пассажиров, даже несколько более совершенные в весовом и аэродинамическом отношении, нежели узкофюзеляжные. На рисунке 3-1 представлены поперечные сечения сотовых и некоторых других фюзеляжей.
Результаты расчётов фюзеляжей представлены в таблице 3-2.
Таблица 3-2
Расчёты проведены в предположении, что избыточное давление в салоне равно 0,61 бар, оболочки выполнены из материала с удельной массой 2850 кг/м3 при допустимом уровне растягивающих напряжений в оболочке и подкреплениях 0,85 МПа (материал Д16, ограничение – по усталостному износу). В массу оболочки сотовых фюзеляжей включена масса внутренних подкреплений. Средний фюзеляж во вторых сверху рядах предполагается использовать в качестве багажно-грузового отсека. Ширина сидений и прохода на уровне подлокотника – 440мм, подлокотника – 50мм, зазора между подлокотниками крайних кресел и внутренней обшивкой – 30мм, Всё, это повторяет соответствующие размеры в салоне экономкласса Боинга-737.
Рисунок 3-1.
Поперечные сечения исследованных фюзеляжей.
Наличие внутренних силовых элементов в сотовых фюзеляжах позволяет без весовых потерь решить основную проблему многоярусных фюзеляжей. А именно, обеспечения надлежащей прочности перекрытия, а, значит и безопасности пассажиров нижнего яруса в случае грубой посадки со сносом шасси. В результате, по удельным параметрам, сотовый фюзеляж оказывается несколько лучше даже узкого фюзеляжа и значительно лучше – широкого, в том числе-двухэтажного, как у А-380.
Расчёты показали, что масса пустого снаряжённого самолёта с двумя сотовыми фюзеляжами на 350-400 мест может быть снижена до 180…190 кг а аэродинамическое сопротивление – до 18…19 кг на одного пассажира, и оставаться на этом уровне у самолётов с числом мест до 2…3 тысяч, что, наверное, выходит за разумные пределы вместимости одного самолёта. Если же ограничиться числом мест 850, как на А-380, то, как показали оценки, аналогичный по вместимости самолёт с двумя фюзеляжами рис. 3-1, может быть создан на базе Ил-96. Силовая установка – шесть двигателей ПС-90, два из которых (в плоском варианте) установлены в корнях консолей крыла, а четыре – внутри ЦУКР. В качестве последних четырёх пригодны, как «плоские», так и обычные ПС-90А. Масса пустого снаряжённого самолёта – 160 тонн против более 260 тонн у А-380, вмещающего столько же пассажиров. При взлётном весе 340 тонн, практическая дальность с 850 пассажирами составит 7500 км.
Заключение.
1. Представлены общий вид гипотетического двухфюзеляжного китайского самолёта средней дальности на 315 мест экономкласса с тремя моторами WS-18 и планёром на базе крупных узлов и агрегатов самолёта MD-82, и расчёт основных его параметров.
2. Результаты расчётов позволяют уверенно утверждать, что в расчёте на одно кресло в салоне, аэродинамическое сопротивление, масса пустого самолёта и расход топлива будут, соответственно, в 1,4 раза, в 1,5 раза и в 1,2 раза меньше, чем у Боинга-767-300.
3. Потенциальный уровень безопасности пассажиров на борту такого самолёта в ряде нештатных ситуаций (разгерметизация, попадание в турбулентные потоки с последующим сваливанием или попаданием в штопор, вынужденные посадки вне аэродромов с убранным шасси) будет существенно выше, чем на борту самолётов конкурентов.
4. Показано, что себестоимость производства и комплектации исследуемого самолёта будет, как минимум, вдвое меньше, чем у Боинга-767-300.
5. Поскольку Китай располагает научно-техническими заделами и производственно-технологической базой, вполне достаточными для того, чтобы в сжатые сроки организовать серийное производство таких самолётов, не прибегая к импорту, никто не сможет помешать ему производить такие самолёты.
6. Показано, что Западному авиапрому экономически бессмысленно даже пытаться конкурировать с исследуемым самолётом в случае выхода его на рынок.
7. Показано, что в РФ может быть создан «плоский» вариант двигателя ПС-90А, с уменьшенной в 1,56 раза высотой, применение которого на исследуемом самолёте взамен WS-18 позволит снизить расход топлива на 25…28% - до 13…13,5 грамм на пассажиро-километр.
8. Исследованы так называемые «сотовые фюзеляжи, применение которых в сочетании с двухфюзеляжной схемой позволяет снизить массу пустого снаряжённого самолёта до 180…190 кг на одного пассажира против 300…350 кг у современных широкофюзеляжных самолётов, и удерживать её на этом уровне при увеличении числа мест до 2…3 тысяч.
Приложение 1.
РАСЧЁТ ИССЛЕДУЕМОГО САМОЛЁТА.
1. Схема исследуемого варианта двухфюзеляжного самолёта.
На рисунке 1 представлен общий вид исследуемого варианта самолёта.
Левая 1 и правая 2 консоли крыла взяты от самолёта MD-82. Потребные изменения в их конструкции минимальны, и связаны, главным образом с тем, что здесь к ним не крепятся основные опоры шасси. Левый 3 и правый фюзеляжи – доработанные от MD-82.
Кабина пилотов оборудована в левом фюзеляже, метеорологический радиолокатор 7 размещён на правом фюзеляже. Оба фюзеляжа выполнены с оживальными носовыми частями, что позволяет несколько снизить их аэродинамическое сопротивление, уменьшить длину самолёта и значительно улучшить обзор из кабины пилотов. Кроме того, изменение положения крыла относительно фюзеляжей, потребует перекомпоновки их секций по длине. Левое 5 и правое 6 оперения взяты от MD-82. У левого горизонтального оперения несколько укорочена правая полуплоскость, а у правого – левая. Внутри центрального участка крыла (ЦУКР) 10 размещены три двигателя 11.
2. Параметры исходного самолёта MD-82.
Автору не удалость найти источника, который содержал бы все сведения об исходном самолёте MD-82, которые нужны для проведения оценок. В этой связи часть их пришлось брать из разных источников, а часть – определять расчётным путём. Первая часть этих сведений приведена в таблице 1:
Таблица 1.
Источник: http://www.airwar.ru/enc/aliner/md82.html
Рисунок 2.
Необходимые для проведения оценок, но отсутствующие в таблице 1 сведения о геометрических характеристиках MD-82, были получены путём измерений на имеющихся в Интернете чертежах общего вида самолёта. После очистки от оптического шума и стыковки с данными таблицы 1 эти чертежи приобрели вид, представленный на рисунке 2, на котором приведены также результаты расчёта геометрических характеристик самолёта.
Кроме того, по чертежу рисунок 1 были рассчитаны:
Данные двигателей JT8D-217C, применяемых на исходных самолётах, были взяты из книги: Шустов И.Г. Двигатели 1944-2000: авиационные, морские, ракетные, промышленные. М. Аэросфера 2000г, фрагмент страницы 351 которой воспроизведён на рисунке 3.
Рисунок 3.
Основные данные двигателя Д-30КП приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Д-30КУ
