Обратите внимание, господа и дамы, все (ну или почти все) современные пассажирские самолеты выполнены по двухдвигательной схеме. А340 снят с производства, А380 снят с производства, В-747 тоже... Остается только наш родной Ил-96, да и то... Ходят слухи о планируемой его ремоторизации под два двигателя. А почему это так? Ведь, казалось бы, четырехдвигательный самолет надежнее и мощнее, а значит безопаснее и лучше? Оказывается, это не совсем так. А если вспомнить про деньги, то... Давайте условимся, что в дальнейшем мы будем говорить о двух одинаковых (насколько это возможно) самолетах, отличающихся только количеством двигателей. Более того, условимся что и двигатели наши абсолютно аналогичны по всем удельным параметрам, а отличаются только тягой.
1. Знаете ли вы, господа и дамы, каким образом конструктора выбирают тягу двигателя на этапе проектирования самолета? Все просто, основное требование выглядит так - при отказе одного двигателя самолет должен набирать высоту с градиентом не менее чем в 2,4%. То есть, если у нас изначально было 4 двигателя, то необходимую тягу должны выдавать 3 оставшиеся, а если всего 2, то только один последний. Давайте считать, что тяга необходимая для набора с одним отказавшим это "1", тогда необходимая тяга каждого двигателя для четырехмоторного самолета 1/3 = 0,33, а для двухмоторного 1/1 = 1. То есть для четырехмоторного самолета можно использовать двигатели с тягой каждого в 3 раза меньше. А что будет если все двигатели работают исправно? Для четырехмоторного суммарная тяга будет 4х0,33 = 1,333..., а для двухмоторного 2х1 = 2. То есть, при всех исправных двигателях двухмоторный самолет имеет в полтора раза большую тягу! Что из этого следует?
2. А следует из этого то, что в обычных условиях (то есть при всех работающих двигателях) на двухмоторном самолете "большие" двигатели будут работать на меньших режимах. Ведь тягу-то нам нужно получить ту же самую. Вот, например, взлет. Если четырехмоторный самолет может взлететь с какой-то полосы только на взлетном режиме, то двухмоторный сумеет и на пониженном, ведь при этом двигатели выдадут ровно такую же тягу. Аналогично и для остальных участков полета. И выходит, что если на четырехмоторном самолете двигатели работают на 100%, то на двухмоторном всего лишь на 80%. А это - экономия ресурса. Представьте, мы берем два двигателя с одинаковым ресурсом по 10 000 часов (только один в 3 раза мощнее другого), но ресурс этот будет одинаков, только если двигатели будут работать в равных условиях. А у нас, более мощный двигатель работает всего на 80% от менее мощного. Вот и окажется, что его ресурс в летных часах окажется повыше, уже не 10 000, а примерно 12 000...
3. А второе следствие из работы двигателей на пониженном режиме - меньший расход топлива. Вот смотрите, в горизонтальном полете на эшелоне нам нужна некая тяга. Неважно, сколько у нас двигателей при этом. Но четыре двигателя (они же изначально очень проигрывают по суммарной тяге) будут работать на оборотах, допустим, по 92%, а 2 двигателя на меньших оборотах, например по 82%. Теперь на свет выплывает такое понятие как удельный расход топлива - сколько грамм топлива нам нужно сжечь, чтобы получить 1 килограмм тяги. И оказывается, что двигатели двухмоторного самолета имеют меньший удельный расход, так как работают на оптимальных оборотах, а двигатели четырехмоторного самолета работают на повышенном режиме.
Кстати, на взлете картина изменится. Если мы на обоих самолетах взлетаем на взлетном режиме - то четырехмоторный сожжет меньше керосина, так как удельный расход на одинаковом режиме будет примерно одинаковым, а суммарная тяга отличается в полтора раза. А вот если двухмоторный взлетает на пониженном режиме - тут все наоборот. Тяга одинакова, а режим у него более благоприятный.
4. А теперь давайте посмотрим на надежность всего этого хозяйства. И мы не будем пользоваться официальными терминами, такими как отказобезопасность, безотказность, надежность и т. д. так как они в разных документах (АП-25, АП-33, ГОСТ 27.002-2015, ГОСТ 56079-2014) понимаются немного по разному, а обойдемся простыми и понятными словами. Вы же помните, что у нас двигатели аналогичны по всем удельным параметрам? То есть и по наработке на отказ тоже. И пусть она равна 30 000 летных часов. Тут не путайте, это не значит, что двигатель откажет через 30 000 часов после выхода с завода, это значит, что за 30 000 часов двигатель откажет один раз. В среднем по всему парку, разумеется. Теперь вспоминаем, что ресурс "больших" двигателей (с двухмоторника) у нас равен 12 000 часов, а "маленьких" (с четырехмоторного самолета) 10 000. То есть, до момента снятия двигателей с самолетов их суммарная наработка составит 12 000 х 2 = 24 000 для "больших" и 10 000 х 4 = 40 000 для "маленьких". То есть, если мы берем новенький двухмоторник, с новенькими двигателями, то до момента отправки их в ремонт произойдет 24 000 / 30 000 = 0,8 отказов двигателя. А на четырехмоторнике 40 000 / 30 000 = 1,33. Неожиданно, да? Что это значит для пассажиров, при том, что летные характеристики самолетов с одним отказавшим двигателем примерно одинаковы? Только то, что на четырехмоторниках придется почаще молиться, ведь отказ двигателя ни для одного из этих самолетов не является проблемой.
5. А для авиакомпаний? Что окажется дешевле? Ну, давайте представим, что авиакомпания "А" закупила 100 новеньких двухмоторников, а авиакомпания "Б" - 100 четырехмоторных самолетов. И оказывается, что суммарный ресурс всех самолетов авиакомпании "А" (условимся, что самолеты мы отправляем в капремонт по окончании ресурса двигателей) 100 х 12 000 = 1 200 000 часов, а самолетов авиакомпании "Б" всего лишь 100 х 1 000 000 часов. Более того, за эти 1 200 000 часов авиакомпания "А" заменит 80 отказавших двигателей (то есть замена через каждые 15 000 часов), а вот авиакомпании "Б" придется менять 133 двигателя за 1 000 000 часов (то есть каждые 7500 часов). А каждая замена двигателя это в лучшем случае сутки простоя самолета (это если отказ случился в базовом аэропорту, есть подменный двигатель, место в ангаре и люди, готовые немедленно приступить к работе). А простой самолета это очень и очень дорого - мало того что он денег не приносит, пока стоит, так еще и стоит он не бесплатно...
6. Похожая история будет и со стоимостью периодического обслуживания - замена масел, фильтров и прочей расходки. Стоимость комплекта запчастей и смазок на один самолет будет примерно одинаковой. Но вот время, затраченное на это, отличается практически в 2 раза. Замена фильтра занимает примерно одинаковое время, вне зависимости от его размера. Но в одном случае фильтров два, а в другом - четыре.
5. Кстати, а сколько будет стоить новый самолет? С двумя двигателями и с четырьмя? Очевидно, что с четырмя дороже, так ведь? А вот и нет. Двухдвигательный самолет оказывается чуть дороже точно такого же, но четырехдвигательного. Смотрите сами А330-300 в 2008 году стоил 245 миллионов долларов, а его четырехдвигательный аналог А340-300 стоил 233 миллиона (цена за самолеты в компоновке на 335 мест в двух классах). И это - стоимость нового самолета - единственное на чем может поэкономить авиакомпания. Дальше - сплошные расходы. Ну, смотрите сами - А340 расходует на 4% больше топлива чем А330. Мелочь? Как посмотреть. За типичный для этих машин рейс продолжительностью 10 часов А340 слопает на 2 тонны топлива больше, это примерно 140 000 рублей или 2 500 долларов США. Или 870 000 долларов в год. Только на топливе! Собственно, статистика продаж этих самолетов подтверждает наши выводы - продано 380 штук А340 (после чего он снят с производства) и 1500 штук А330. Выпуск А330 в варианте А330 NEO продолжается до сих пор.
Кстати, единственное преимущество А340 это большая дальность полета. А обеспечивается она за счет большего взлетного веса - можно залить больше топлива при той же коммерческой нагрузке. Но тут Airbus чутка сжульничал. Дело в том, что двигатели на А340 стоят намного более мощные чем нужно! И суммарная тяга четырех установленных на нем CFM56-5C примерно равна тяге двух CF6-80E или PW400 или Trent700 установленных на А330. Потому и получается, что при потере одного двигателя он сохраняет намного больше тяги, чем А330 (хотя по науке должно быть наоборот). А почему он дешевле? Даже несмотря на обладание излишне мощными двигателями? Да потому, что это двигатели CFM56, такие же как и на A320 и на Boeing 737. То есть самые массовые, а потому и недорогие. Но в остальном, напомню, он А330 (сертифицированному по ETOPS180) проигрывает, потому и выпущено их в 4 раза меньше!
