Можно ли переоборудовать старые пассажирские самолеты новейшими двигателями, чтобы продлить их срок службы и эффективность?

Вы абсолютно правы - установка новых двигателей на старые самолеты имеет большой экономический смысл. В конце концов, две трети экономии топлива за последние 50 лет были связаны с более совершенными двигателями.

Однако некоторые условия делают это сложнее, чем может показаться:

1. Лучшая эффективность была достигнута за счет увеличения степени двухконтурности двигателей, а это означает, что новые двигатели имели больший диаметр при той же тяге. Это затрудняет их установку на планеры, предназначенные для двигателей меньшего размера , а добавление более длинного шасси было бы слишком дорого - тогда действительно лучше купить новый планер.
2. Конструкции с двигателями, установленными в хвостовой части, будут иметь проблемы с центром тяжести с более новыми и более тяжелыми двигателями. Хвостовые двигатели были очень популярны после того, как Sud Aviation Caravelle впервые применили их, но исключают эти конструкции (BAC One-Eleven, Vickers VC-10, Boeing 727, Ильюшин 62, DC-9, Туполев 134 и 154) для переоснащения более современные двигатели.

Добавьте к этому, что планеры имеют ограниченный срок службы , а установка новых двигателей имеет смысл только для ограниченного числа самолетов.

Да, это может и происходит.

Два примера, которые, как мне кажется, являются отличными иллюстрациями этой концепции, — это преобразование турбины Beech 18 и Douglas DC-3. В этих случаях старые радиально-поршневые двигатели были заменены турбовинтовыми двигателями. Существуют и другие примеры, включая менее радикальные модификации.

Примером модификации Beech 18 является переоборудование Volpar Turbo Beech, в котором использовались двигатели Garrett TPE-331. Информация об этой переделке здесь , а пример боевого применения таких модифицированных самолетов здесь .

Примером модификации DC-3 является Basler BT-67, в котором используются двигатели серии PT6A-67. Информация о том преобразовании здесь и здесь .

Самолеты, безусловно, могут быть оснащены более новыми двигателями. Одним из примеров является DC-8 Series 70 , в котором старые двигатели JT3D были заменены более эффективными двигателями CFM56. Однако есть много причин, по которым этот процесс не является более распространенным.

Есть много затрат, связанных с заменой двигателей. Двигателю может потребоваться новая конструкция гондолы, чтобы соответствовать конкретному самолету. Это, вероятно, потребует новой или, по крайней мере, измененной конструкции стойки для крепления к крылу. Крыло также может нуждаться в усилении, так как новые двигатели, как правило, тяжелее. Все системы, прикрепленные к двигателю, включая электрическую, гидравлическую и систему отбора воздуха, также могут нуждаться в замене. Авионика также должна быть обновлена ​​для работы с новым типом двигателя.

Также не следует упускать из виду сертификацию. Предполагая, что самолет может использовать существующий двигатель, который уже сертифицирован, самолет все равно должен быть сертифицирован для полетов с этим двигателем. Это означает много бумажной работы с регулирующими органами и, возможно, дополнительное тестирование. Однако двигатели, как правило, разрабатываются для конкретного типа самолета. Например, CFM LEAPДвигатель будет установлен на A320, 737 и C919. Все эти самолеты схожи по размеру и конкурируют за один и тот же рынок, однако CFM проводит испытания и сертификацию разных версий LEAP-1 для каждого из этих самолетов. Каждый производитель решил спроектировать свой самолет для другой версии двигателя, поэтому маловероятно, что новый двигатель просто будет соответствовать потребностям существующего самолета без значительной модификации двигателя.

Фюзеляжи самолетов рассчитаны на ограниченный срок службы. По мере их старения затраты на техническое обслуживание увеличиваются, поскольку требуется больше работы для устранения повреждений, вызванных усталостью и регулярным износом. Даже с новыми двигателями планер будет иметь ограниченный срок службы.

Как указывалось в других ответах, новая конструкция самолета будет более эффективной, чем просто установка новых двигателей на старый самолет. Владельцы старых самолетов должны будут увидеть выгоду в том, чтобы платить за модернизацию своих старых самолетов и выводить их из эксплуатации в течение длительного периода, по сравнению с простой покупкой нового самолета, который будет более эффективным и у которого будет гораздо больше летных часов. впереди него. И какой-то компании потребуется найти достаточно таких клиентов, чтобы оправдать большие первоначальные затраты, перечисленные выше, для того, чтобы сделать такое обновление возможным.

Хотя конструкция самолетов может не отличаться от самолетов предыдущих поколений, технологии, лежащие в их основе, сильно отличаются: от легких углеродных волокон до гораздо более аэродинамических крыльев. Самолеты новой конструкции обеспечивают гораздо лучшую экономичность эксплуатации, чем самолеты старой конструкции, но с более новыми двигателями.

Возьмем, к примеру, A350, который, по утверждению Airbus, обеспечивает снижение расхода топлива на 25% по сравнению с существующими дальнемагистральными самолетами из алюминия. С другой стороны, A330neo, который представляет собой версию A330 с модернизированным двигателем (но также с измененными законцовками крыла и некоторыми другими незначительными аэродинамическими улучшениями), как ожидается, обеспечит преимущество в расходе топлива на одно место только на 14% по сравнению с текущим A330.

И это с новым A330neo, а не со старым A330 и установкой новых двигателей на существующую раму.

Есть много причин, по которым установка новых двигателей на старые планеры не является хорошей идеей. Во-первых, простая замена двигателей невозможна — есть вероятность, что новые двигатели будут иметь другие точки крепления и другие требования к расходу топлива, что потребует полной переделки системы подачи топлива. Также потребуется пересмотреть авионику, чтобы учесть измененные параметры работы двигателя. Рабочие процедуры для пилотов также будут различаться между моделями, что приведет либо к необходимости создания отдельных групп пилотов для каждого типа двигателя, либо к повышенному риску ошибки пилота, ведущей к аварии, если пилоты переключаются между моделями.

Но главная причина, по которой этого не делается, заключается в том, что фюзеляжи самолетов имеют ограниченный срок службы. С каждым полетом вы создаете давление в самолете, а затем сбрасываете давление для посадки. Это вызывает усталость металла рамы. Это само по себе является самой большой причиной списания самолетов. Требуется, чтобы самолеты проходили «D-Check» примерно каждые 6 лет. Это включает в себя зачистку всего самолета и удаление всей краски снаружи, чтобы можно было проверить состояние фюзеляжа на наличие признаков усталости металла. Это очень дорогой и трудоемкий процесс, и в результате большинство самолетов проходят только несколько из них, прежде чем они будут выведены из эксплуатации.

Таким образом, переоснащение самолета более новыми двигателями было бы невозможно, поскольку планер в любом случае превысил бы свой срок службы и нуждался бы в замене, поэтому лучше просто купить новый самолет.