Есть ли веская причина, по которой современные авиалайнеры не могут иметь обычные шасси (по сравнению с трехопорными шасси)?

Краткий ответ: Да. Не один, а несколько. Конфигурация хвостового тягача для современных авиалайнеров имеет несколько недостатков:

• Обзорность при рулении значительно хуже.

Обзорность во время руления важна для безопасности ( Источник изображения )

• Резкое торможение приведет к стойке на голове. А с сегодняшними посадочными скоростями необходимо жесткое торможение, если вы хотите летать с взлетно-посадочных полос стандартной длины. Авианосные самолеты первыми ощутили это последствие увеличения посадочной скорости, поэтому первыми перешли на трехопорные шасси.

Это то, что в просторечии называется «стойка на голове» ( источник изображения )

• Погрузка и разгрузка усложнятся. Нынешний способ перемещения контейнеров вручную по плоской палубе необходимо будет заменить внутренними лебедками, тянущими контейнеры вверх по пандусу к двери.
• Сопротивление при крене земли намного выше, пока подъемная сила хвоста недостаточна, чтобы поднять хвост. Взлетные дистанции также станут длиннее.

Короче говоря, все сводится к минимизации длины поля и повышению безопасности.

Кто сказал, что нет самолетов с хвостовым тягачом? ( Источник изображения )

Я не думаю, что есть причина, по которой они не могут иметь обычное шасси (хвостовое колесо). А вот плюсов у трехопорного шасси просто много :

• Самолет с трехопорным шасси устойчив по направлению и поэтому легче управляется, особенно при боковом ветре.
• Самолет с трехопорным шасси имеет горизонтальное положение на земле, что обеспечивает:
  • Хорошая обзорность при рулении и взлетно-посадочных пробегах. Многие хвостовые тягачи не имеют обзора вперед во время руления!
  • Более легкая загрузка и разгрузка.
• Поскольку основное шасси находится позади центра тяжести, самолеты с трехопорным шасси менее склонны к подпрыгиванию при приземлении.

Обычное шасси имеет меньшее сопротивление, когда оно неубирающееся, но все авиалайнеры имеют убирающееся шасси. Единственным другим преимуществом является меньший вес (хвостовое колесо легче носового), но эта разница не стоит всех недостатков для авиалайнеров.

Другие ответы дали все веские причины, которые вам нужны, но есть еще одна, которую не следует сбрасывать со счетов:

У самолета с обычным шасси фюзеляж на земле стоит под немалым углом к ​​земле.

Это означает, что пассажирам придется идти в гору при посадке через заднюю дверь или вниз по склону при посадке через переднюю дверь. Та же проблема при высадке, конечно.

Вы можете попробовать это, если у вас есть возможность посетить DC-3, многие из которых все еще летают с пассажирами (хотя подавляющее большинство фактически эксплуатируется как музейные экспонаты, многие все еще годны к полетам). (Гипотетический) современный авиалайнер, вероятно, был бы длиннее, чем DC-3, и поэтому эффект, по-видимому, менее выражен, но все же вполне реален.

Последствием трудностей такого наклонного прохода будет более длительное время разворота (а короткие развороты - святой Грааль низкозатратных операторов), что должно быть компенсировано равной экономией, обеспечиваемой обычным шасси.

До сих пор никто не упомянул реактивный взрыв.

Когда реактивный лайнер стартует, рулит и разгоняется по взлетно-посадочной полосе до поворота, его выхлопные газы направляются назад.

Если бы они были наклонены вниз, как в случае конфигурации с хвостовым колесом, реактивная струя разорвала бы взлетно-посадочную полосу и отразилась бы обратно на сам самолет. Это может привести к неисчислимому ущербу.

Одной из причин популярности трехколесных передач является тот факт, что они помогают обеспечить достаточный зазор гребного винта. Однако турбовентиляторные двигатели по своей конструкции обычно имеют меньший диаметр (по сравнению с ними они будут разгонять меньший объем воздуха до более высокой скорости). Следовательно, это меньше беспокоит. Это также подразумевало бы, что реактивные двигатели, выровненные с корпусом самолета, будут достаточно мощно взрывать взлетно-посадочную полосу на полной тяге, что ускорит износ.

Когда-то все авиалайнеры строились как хвостовые тягачи. Наиболее важные причины, по которым в наши дни не используются обычные приспособления, просты. У хвостового тягача центр тяжести расположен за основными колесами. Поэтому безумно легко заземлить его. Это связано с тем, что хвостовые тягачи по своей сути не являются стабильными по направлению. Обычно это не было проблемой, когда пилот ВСЕГДА ожидал, что хвост будет отклоняться в любую сторону при взлете или посадке. Если пилот отвлекался или ленился, хвост отклонялся слишком далеко и он опаздывал с поправкой рулем направления, то самолет раскачивался по дикой неудержимой петле и часто вгрызался в законцовку крыла, что не только доставляло неудобства, но и часто приводило к повреждению самолета. самолет. Трехколесный механизм остановил все это. Новые носовые опоры летели туда, куда указывал пилот, и оставались там практически автоматически. Центр тяжести теперь находился перед главной передачей, поэтому контур заземления ушел в прошлое. Обычное шасси легче и позволяет совершать более короткие взлеты, так как по своей конструкции самолет естественно сидит хвостом низко, но проблема нестабильности означает, что нет ничего сложного в том, что большие мощные авиалайнеры никогда больше не будут проектироваться с хвостовыми колесами... никогда.

Возможно, стоит посмотреть, где на современных авиалайнерах расположена главная (несущая) передача — опора непосредственно на корневую часть крыла, которая является конструктивно самой прочной частью самолета, — и где она располагалась бы при конверсии хвостового тягача, значительно дальше вперед.

Самолеты Taildragger обычно строятся с очень выдвинутой вперед ЦТ, при этом как крыло, так и двигатели смещены вперед, чтобы соответствовать им. Это оказалось практичным с поршневыми винтами, которые в основном требовали установки вперед и были очень тяжелыми по сравнению с остальной частью самолета. Главная передача устанавливалась впереди ЦТ и часто опиралась непосредственно на лонжерон крыла, который, в свою очередь, поддерживал двигатели.

Представьте, что вы делаете то же самое с авиалайнером модели MD-80, когда оба двигателя и корень крыла направлены к задней части фюзеляжа. Тогда легко понять, почему трехколесное снаряжение идеально подходит для современного дизайна.

В каждом ответе есть несколько ключевых моментов относительно того, почему авиалайнеры сегодня НЕ ДОЛЖНЫ иметь обычное шасси ... но это можно было бы сделать, несмотря на угол наклона самолета на земле (для погрузки / выгрузки груза / пассажиров) или сопротивление, или видимость вперед во время руления или зазор винта (что не имеет значения, если мы говорим о современных конструкциях реактивных авиалайнеров) ...

Если оставить в стороне вопросы безопасности (зазор винта, устойчивость и т. д.), комфорт, проблемы с погрузкой и разгрузкой, практичность, расходы... Сосредоточимся только на том, почему современный авиалайнер не может иметь обычное шасси... нет физической причины, насколько мне известно, почему современный авиалайнер не может быть сконфигурирован как хвостовой тягач.

Самая большая причина, по которой современный авиалайнер НЕ ДОЛЖЕН быть сконфигурирован таким образом ... (это совершенно другой вопрос, чем почему он НЕ МОЖЕТ ) должен заключаться в том, что реактивные двигатели должны быть расположены на одной линии с фюзеляжем, что Это означает, что до тех пор, пока хвостовая часть самолета не создаст достаточную подъемную силу, чтобы поднять хвост (чтобы самолет оказался на одном уровне с землей), тяга реактивных двигателей будет направлена ​​к земле, и, поскольку реактивные двигатели становятся все более и более мощными, это может вызвать много ущерб инфраструктуре аэропорта и самому самолету и поставил бы наземные экипажи в еще более «опасную близость» к месту взрыва…

Я также рискну сказать, что он может стать довольно нестабильным, прежде чем достигнет скорости вращения (V1), и я должен задаться вопросом, как реактивные двигатели повлияют на остальную часть самолета, когда они будут раскручены на полную мощность, когда хвостовое оперение все еще на земле ... Я могу представить, как двигатели хотят нагрузить опоры двигателя до точки отказа, будь то двигатели полностью отсоединяются или скручивают каркас крыльев и / или фюзеляжа, может быть, даже заставить самолет подпрыгнуть отрывается от земли или даже переворачивается и в любом случае... приводит к тому, что самолет становится неспособным поддерживать стабильный полет.

Эти и многие другие факторы делают обычную конфигурацию шасси совершенно непригодной для современного авиалайнера. Это может быть сделано с достаточным капиталом для исследований и разработок, которые должны были бы изменить каждую ранее существовавшую концепцию дизайна на сегодняшний день ... заново изобрести современный авиалайнер, чтобы он стал чем-то совершенно другим, если бы он когда-либо увидел полет при сохранении стандартов и требований ( безопасность, производительность, эффективность, производственные и эксплуатационные расходы... и т. д.), которым должны соответствовать наши существующие авиалайнеры, прежде чем они будут выпущены на рынок, при этом будучи рентабельными.

Спасибо за прочтение!