В 1912 году конструктор Игорь Сикорский совершил революцию в авиастроении, создав четырехмоторный самолет «Русский витязь», а через полвека небо покоряли самолеты с восемью и даже десятью двигателями. Однако больше двигателей − не всегда лучше, ведь всё зависит от задач, которые выполняет авиатехника.
Предлагаем рассмотреть разработки мировой авиации с разным количеством двигателей: одним, двумя и даже десятью – и какие тенденции преобладали на заре ее становления и сейчас.
Моторов много не бывает
Авиация начиналась с легких и компактных одномоторных машин, но уже в 1910-е–1930-е годы конструкторы активно экспериментировали с размерами техники и количеством двигателей.
Самым тяжелым и крупным самолетом Первой мировой войны был германский бомбардировщик Zeppelin-Staaken R.XIV 1917 года постройки. В воздух его поднимали сразу пять 260-сильных двигателей «Майбах»: четыре на крыльях и один на носу. Такая силовая установка позволяла перевозить невероятную по тем временам боевую нагрузку − более 4 тонн, в 4-8 раз больше, чем у конкурентов.
Советский великан АНТ-20 «Максим Горький», построенный в 1933 году, предназначался для агитационной работы. Самолет мог перевозить 70 пассажиров, был оборудован каютами, буфетом, кафе, киноустановкой и санузлом. АНТ-20 имел взлетную массу 53 тонны и рекордный для тех лет размах крыльев – 63 метра, это примерно, как у современного самолета Ил-96.
Чтобы взлететь, такой машине требовалось целых восемь моторов по 750 л. с. каждый. Шесть моторов было встроено в крылья и один тандемный, то есть с винтами спереди и сзади, стоял на фюзеляже. Но даже такое количество моторов не спасло гиганта от катастрофы: в 1935 году во время показательного полета истребитель И-2 протаранил крыло «Максима Горького», самолет разрушился, погибли 49 человек.
Самое большое количество двигателей на серийных самолётах использовали на американских стратегических бомбардировщиках Convair B-36. Впервые он взлетел в 1946 году. В базовой версии самолёт имел шесть толкающих поршневых двигателей, позже к ним добавили еще четыре турбореактивных. Экипажи в шутку описывали такую спорную десятидвигательную схему примерно так: «Два крутятся, два горят, два дымят, два поперхнулись, а еще два куда-то делись». При этом максимальная взлетная масса супербомбардировщика достигала 185,8 тонны.
Гражданская авиация
В истории гражданской авиации количество двигателей на самолетах варьировалось, но в целом стремилось к уменьшению. Упомянутый «прадедушка» современных авиалайнеров «Русский витязь» Сикорского был четырехмоторным, а сопоставимый по параметрам туполевский рекордсмен АНТ-4 «Страна Советов» 1925 года уже обходился двумя моторами.
Первый в СССР пассажирский реактивный самолет Ту-104 оснащался двумя двигателями, а его ровесник – дальнемагистральный Ту-114 – летал на четырех турбовинтовых моторах. Легендарный среднемагистральный самолёт Ту-154 был оснащен тремя двигателями.
Мировая тенденция в гражданской авиации складывалась следующим образом: постепенно количество авиадвигателей от трех-четырех сокращалось до двух. Пока риск отказа двигателей был высоким, применялось больше двигателей. Кроме того, долгое время двухдвигательные самолеты просто не могли летать на далекие расстояния, например, пересечь океан.
С развитием технологий росла и мощность двигателей. Если турбовинтовые моторы давали сравнительно небольшую тягу и их требовалось три-четыре, то реактивные двигатели были мощнее, что позволяло сократить их количество.
Современные двигатели – мощные и надежные, а отказ двигателя − событие крайне редкое. Создаются двигатели с таким расчетом, что даже если откажет один мотор, самолет должен безопасно продолжить взлет, набрать высоту и совершить посадку.
В коммерческой авиации важную роль играет экономичность. Двигатели составляют 20-25% стоимости самолета. Чем больше двигателей на самолете, тем выше его стоимость, больше затрат на обслуживание и на топливо.
Военная авиация
Все стоящие сегодня на вооружении российской армии истребители оснащены двумя двигателями. Двухдвигательная схема, сложившаяся в 1970-е с появлением самолетов семейств Су-27 и МиГ-29, является базовой и на сегодняшний день. При этом однодвигательные истребители, такие как Су-17, МиГ-23, МиГ-27, МиГ-21, раньше преобладали над двухдвигательными.
Конструкторы делали ставку на два мотора для повышения надежности полетов, истребительная авиация развивалась, появлялось новое оборудование, самолеты становились тяжелее. Чтобы оснастить самолет всем современным оборудованием и не потерять при этом в боевой нагрузке, использовали два двигателя. Кроме того, иностранные партнеры традиционно запрашивали у производителей именно двухдвигательные истребители.
Интересно, что американские производители от однодвигательной компоновки не отказывались. В частности, разработанный в 1974 году легкий истребитель четвертого поколения F-16 стал одним из самых массовых в мире. А в 2006 году один мощный двигатель впервые поднял в воздух многофункциональный истребитель-бомбардировщик пятого поколения F-35 Lightning II (F-35 «Молния II»). На настоящий момент их выпущено около 1000 штук.
Вернуться к однодвигательной схеме решили и российские авиаконструкторы, в 2021 году представившие легкий тактический самолет Су-75 Checkmate. Анализ показал, что для выполнения большинства задач возможности двухдвигательных самолетов избыточны.
Checkmate будет иметь высокую степень унификации с двухмоторным «братом» Су-57. По сравнению с зарубежными аналогами новый самолет будет превосходить конкурентов по ряду технических параметров.
Каждый из подходов – и двухдвигательный, и однодвигательный имеет свои плюсы и минусы. Однодвигательные истребители экономичнее в обслуживании и эксплуатации. Они меньше по габаритам. Двухдвигательные самолеты отвечают традиционным представлениям о тяжелых летательных аппаратах.