Может ли четырехмоторный самолет с ограниченным запасом топлива увеличить дальность полета, выключив один из двигателей?

Я читал книгу « Вулкан 607 » Роуленда Уайта, в которой рассматриваются детали миссии британского бомбардировщика во время Фолклендской войны в 1982 году. В какой-то момент автор написал о нехватке топлива, которую испытал экипаж четырехмоторного бомбардировщика «Вулкан» во время вернуться на свою базу. Автор писал, что пилот «рассматривал возможность выключения одного из четырех двигателей Rolls-Royce Conway, чтобы увеличить запас хода на оставшемся топливе…».

Я раньше не слышал о такой процедуре, поэтому мне интересно, имеет ли смысл решение выключить один из двигателей, чтобы максимизировать эффективность использования топлива.

Я хотел бы добавить кое-что важное. Бомбардировщик вернулся после нанесения бомбового удара. Это означает, что при возвращении самолет был значительно легче.
Это были двигатели Olympus. Закрытие одного из них могло иметь смысл, но это было непростое решение. Если они закроют один из них, то танкеру, с которым они встретились, придется слоняться дольше, и у него может закончиться топливо, и ему придется вернуться на Вознесение.
@Simon Саймон: давайте проигнорируем проблему праздношатания танкера. Зачем было выключать один из двигателей «Олимпа» для увеличения дальности полета?
Я думаю, вам понадобится квалифицированный вулканский пилот, чтобы ответить на этот вопрос. Моя интуитивная догадка - нет. Как указывает Эрик, вы создадите сильное сопротивление, так как самолет будет трястись на всем пути назад.
Вопросы типа "Могу ли..." всегда неоднозначны. Вы имеете в виду физику или юридическую/нормативную сторону? Я сомневаюсь, что вы выиграете дальность полета, так как оставшиеся двигатели, возможно, должны будут производить больше мощности, и вы получите асимметрию, которая увеличивает сопротивление. Также по теме: en.wikipedia.org/wiki/British_Airways_Flight_268
@ Андреас: Я говорю о физике. Я ведь читал об этой процедуре в книге, описывающей военную операцию, и озадачивает то, что автор действительно брал интервью у летчиков. Из того, как это представлено в книге, создается впечатление, что пилот по какой-то причине подумал, что это жизнеспособный вариант, хотя в итоге он не применил эту технику, потому что, по словам автора, дополнительной дальности, которую он получил, было недостаточно.
В качестве примера ответа на заголовок вопроса: «Может ли четырехмоторный самолет с ограниченным запасом топлива увеличить дальность полета, выключив один из двигателей?» Я предлагаю следующее: В конце 1990-х на грузовом самолете 747-200 я вылетел из Сантьяго, Чили, имея достаточно топлива, чтобы добраться до Майами. Во время набора высоты мы потеряли один двигатель. Из соображений планирования и стоимости мы решили продолжить, а не возвращаться. Однако сочетание пониженной скорости и гораздо более высокого расхода топлива оставшимися двигателями нашей ограниченной высоты означало, что мы не могли достичь Майами, и мы приземлились в Панаме.
Джереми Кларксон? Вы уверены, что не имеете в виду эту книгу Роуленда Уайта? Джереми Кларксон дал рецензию, а не писал ее.
Вы могли бы, но было бы более разумно просто оставить все четыре двигателя включенными и уменьшить настройки дроссельной заслонки, чтобы обеспечить оптимальное соотношение подъемной силы и аэродинамического сопротивления.
@fooot: Нет, это о полете на 1 из 2 двигателей, это примерно на 3 из 4 двигателей. Вы не можете избежать асимметрии с 1 из 2 двигателей.

Ответы (3)

Предполагая, что самолет всегда летит с оптимальным соотношением подъемной силы и сопротивления (= оптимальный угол атаки = оптимальная скорость для данного веса и высоты), возникает следующий вопрос:

Что более эффективно: генерировать заданную тягу T с помощью 4 двигателей x T/4 или 3 двигателей x T/3 ?

Я думаю, что в общем случае это не так. Удельный расход топлива имеет тенденцию к увеличению с увеличением тяги (при постоянной скорости):

SFC против тяги

Примечание: приведенная выше диаграмма относится к турбовентиляторным двигателям (Источник: Airplane Aerodynamics and Performance, Roskam). Было бы интересно иметь подобные тенденции для других типов двигателей (ТРД, ТРД, поршневые двигатели), но я не нашел!

С другой стороны, возможно, что в этом конкретном случае двигатели просто работали слишком далеко от расчетной точки, поэтому увеличение тяги улучшало их SFC.

Также есть проблема с отключением одного двигателя: пилоту нужно будет компенсировать асимметрию тяги рулем направления, а это будет иметь значительные потери в лобовом сопротивлении. Конечно, пилот мог просто вырубить два двигателя вместо одного! :-)

Мне нравится идея разрезать два двигателя. Будет ли у них достаточная тяга, чтобы лететь назад?
Легко загруженный Vulcan (без бомб, с низким уровнем топлива) может двигаться на двух двигателях, но при максимальной длительной мощности, которая, если мне не изменяет память, составляет 102%. Это сожжет много топлива. Чего я не знаю, так это того, что дает максимальную дальность полета, 4, 3 или 2 двигателя. Между прочим, воздухозаборники были усилены, чтобы обеспечить 110% аварийной мощности только для военного использования.
Я смущен тем, что показывает ваш график. Пока игнорируем sfc: вертикальная ось - это тяга, а горизонтальная ось - это число машин. Таким образом, сплошные линии означают, что для данной высоты двигатель будет создавать большую тягу при более низкой воздушной скорости? Это не имеет смысла для меня. Затем пунктирные линии, кажется, показывают, что sfc уменьшается с увеличением тяги. Я явно читаю это неправильно.
1) тяга пропорциональна разнице скоростей полета на входе и выходе из двигателя. Эта разница максимальна, когда самолет имеет нулевую воздушную скорость. (объясняя тягу в зависимости от Ма) 2) тяга пропорциональна плотности воздуха, которая уменьшается с высотой. (объясняя тягу в зависимости от высоты) 3) Эволюцию SFC объяснить сложнее, и она очень сильно зависит от конструкции двигателя, в отличие от 1) и 2)

Да, обычно это делает Р-3 Орион . В то время как на Р-3 обычно выключается двигатель 1, иногда выключается двигатель 4, но двигатель 4 приводит в действие генератор, поэтому нагрузка на остальные генераторы увеличивается. Также увеличивается минимальная высота, которую необходимо поддерживать в полете ASL/AGL.

Похоже , экипаж "Нимрода" делал то же самое во время патрулирования. Однако мы говорим о противолодочных самолетах, предназначенных для очень длительного патрулирования/праздношатания на базе.

Поскольку Нимрод был переделанной Кометой, он не был предназначен для долгого безделья. Но при полете на меньшей высоте отключение одного или двух двигателей позволит другим (и их впускным и соплам) работать ближе к расчетной точке. Р-3 в своей первой жизни был в равной степени пассажирским самолетом, поэтому и здесь нужно было применить тот же принцип. Специализированная противолодочная конструкция имеет гораздо большее удлинение, чем оба, сравните с Neptune и Breguet Atlantique (которые выиграли конкурс на продолжение Neptune, но в конечном итоге получили отказ от США - одна из причин, по которой Франция тогда вышла из НАТО) .
Для турбовинтовых это имеет смысл, так как лопасти пропеллера можно поставить на оперение. Трубофан не может и в выключенном состоянии оказывает довольно небольшое сопротивление.
P-3, закрывающий один из них, является примером случая праздношатания, когда вы хотите максимизировать выносливость за счет минимизации расхода топлива в час . Это сильно отличается от ситуации в вопросе, который касается увеличения дальности полета за счет минимизации расхода топлива на милю .
Очевидно, это хороший правильный ответ, но его можно было бы улучшить, указав, что турбовентиляторный или турбореактивный двигатель могут иметь разные характеристики, как указано в комментариях выше.

Я думаю, что это было бы непрактично по двум причинам.

  1. Сопротивление, вызванное неработающим двигателем, в сочетании с повышенным потреблением топлива оставшимися тремя сведет на нет любую экономию топлива.

  2. Я не уверен в системах Olympus, но у большинства реактивных двигателей нет давления масла при работе ветряка, и это может создать проблемы. У вас также могут возникнуть проблемы с аксессуарами. На некоторых двигателях, когда двигатели были выключены, необходимо включить гидравлику, чтобы предотвратить нагрев гидравлического насоса с приводом от двигателя. На некоторых двигателях PW вам необходимо запускать топливный насос на 3 минуты каждый час.

Но возвращаясь к первоначальному вопросу, здесь мы говорим о ситуации военного времени, и миссия важнее всего остального. Я уверен, что у пилотов было много времени, чтобы обдумать свои варианты.

Что касается сопротивления неработающего двигателя, маленькое поперечное сечение Olympus по сравнению с двигателями с большим байпасом, вероятно, окажет меньшее влияние. Еще один фактор, снижающий влияние неработающего двигателя, заключается в том, что они расположены довольно близко к центральной линии, что требует для компенсации меньшего триммирования руля направления. Меньше триммер руля = меньше сопротивление. Так что штраф может быть не таким плохим, как, скажем, у A340 или B747.

Может ли четырехмоторный самолет с ограниченным запасом топлива увеличить дальность полета, выключив один из двигателей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v