ТРДД с большим байпасом были представлены на рынке авиалайнеров примерно в 1970 году, когда были выпущены первые широкофюзеляжные реактивные лайнеры (первым был 747, за которым быстро последовали DC-10, L-1011 и A300); однако узкофюзеляжные двигатели продолжали полагаться на ТРДД с малым байпасом (в первую очередь Pratt & Whitney JT8D ) значительно дольше. Насколько мне известно, первым узкофюзеляжным двигателем с большой двухконтурностью был DC-8-70 (модификация двигателя DC-8-60), который поступил на вооружение в 1982 году; первый узкофюзеляжный самолет с ТРДД большой двухконтурности, 757, не поступал на вооружение до 1983 года. Что касается других узкофюзеляжных самолетов того времени:
707, 720, 1-11, F28: версии с большим байпасом так и не стали доступны (хотя версии 707 и 1-11 с большим байпасом были предложены, они так и не поступили в производство).
727 : Единственными 727-ми, которые когда-либо летали с двигателями с большим байпасом, были четыре 727-100, модернизированные и переименованные в 727-100QF в 1992 году.
737: Первая версия с высоким байпасом, 737-300, была представлена только в 1984 году.
DC-9 : упорно держался за JT8D до середины 1990-х, перейдя на двигатели с большим байпасом только с DC-9-90.
Что мешало узкофюзеляжным двигателям сразу или почти сразу воспользоваться преимуществами большей мощности, меньшего расхода топлива и шума ТРДД с большой степенью двухконтурности?
Ранние двигатели с большим байпасом были дорогими и ненадежными.
Усилия по разработке новых технологий и конструкций, а также стоимость создания более крупного вентилятора увеличивают стоимость. Тогда все новые технологии по своей сути менее надежны, чем существующие проверенные конструкции.
JT9D был заведомо ненадежным, что вызвало серьезные проблемы при разработке 747. Проблемы с разработкой и растущие расходы из-за того, что RB211 обанкротили Rolls-Royce, имели огромное количество отказов, что чуть не привело к аварии (рейс 855 Eastern Airlines) и в конечном итоге убило L1011. . Отказ диска вентилятора CF6 привел к тому, что National Airlines 27 высосала пассажира из окна, а также к фатальной аварии United Sioux City.
Даже двигатель, который мы считаем самым надежным на сегодняшний день, CFM56, когда у нового отказал вентилятор, что привело к аварии со смертельным исходом (Кегсворт), в сочетании с проблемами всасывания воды, которые чуть не привели к аварии (TACA 110).
Когда у вас есть такая скомпрометированная технология, вы сужаете ее в том месте, где это имеет смысл. Двигатели с большим байпасом обеспечивают высокую эффективность, снижая расход топлива. У них также была большая тяга, что позволяло использовать более тяжелые самолеты с большим количеством топлива. Сочетание обоих преимуществ позволяет совершать дальнемагистральные прямые рейсы, которые нравятся пассажирам. Они летают с широкофюзеляжными самолетами, поэтому, естественно, эти двигатели использовались в широкофюзеляжных самолетах.
Короткомагистральные узкофюзеляжные самолеты несут меньше топлива за рейс и могут часто дозаправляться, так что здесь не было преимущества. Только после того, как компромиссы с двигателями с большим байпасом были решены, технология просачивалась вниз.
Сегодня вы видите нечто подобное с фюзеляжами из углеродного волокна. Их дорого строить, дорого ремонтировать, и существует неопределенность в отношении долгосрочных затрат. Но снижение веса открывает возможности для сверхдальних перелетов, отсюда и A350 и 787.
Подходящего турбовентиляторного двигателя с большой степенью двухконтурности не было.
На чем летали узкие тела в 1960-х и 70-х годах? Вот список:
Тяга, необходимая для этих самолетов, около 10 тонн на двигатель, не обеспечивалась первым поколением двигателей с большой степенью двухконтурности. Помните, их разработка началась с программы Heavy Logistics System (CX-HLS), результатом которой в конечном итоге стали General Electric TF-39 и C-5 Galaxy . Максимальная тяга TF-39 (43 300 фунтов силы или 193 кН) вдвое больше, чем у Pratt & Whitney JT8D (21 000 фунтов силы или 93,4 кН), которые приводили в движение Boeing 707, 727 и 737, DC-8 и -9 и Меркюр. Другим результатом программы CX стал Pratt & Whitney JT9D , который относился к тому же классу тяги, что и TF-39 и его гражданское ответвление CF6.
Другие ранние двигатели с более высокой степенью двухконтурности, такие как General Electric CF700, были слишком малы со статической тягой 4200 фунтов силы или 18,68 кН и не обеспечивали достаточного скачка степени двухконтурности, чтобы заинтересовать авиалайнеры.
Только после того, как в 1980-х годах стал доступен CFM56 , не существовало подходящего двигателя с высокой степенью двухконтурности в 10-тонном классе. Одной из причин длительного времени разработки CFM56 была задержка с экспортной лицензией на технологию ядра двигателя, которая была заимствована из военной конструкции F101. И когда CFM56 вышел на рынок, он был впервые использован для переоснащения старых самолетов Boeing KC-135 (двигатели для французских KC-135 были первым крупным заказом), самолетов 707 и DC-8, которые значительно выиграли от нового двигатель, чем у меньших авиалайнеров средней и малой дальности.
Конкуренты CFM56 ( серии IAE V2500 и Pratt & Whitney 6000 ) появились на рынке намного позже. Раньше просто не было подходящего двигателя!
Одной из причин может быть то, что двигатели с большим байпасом имеют тенденцию быть больше, особенно с большим диаметром.
Это часто требует довольно значительной переделки самолета, чтобы он соответствовал им, если самолет с самого начала не проектировался с их учетом.
Например, Боингу 737 требовалась более длинная ходовая часть, чтобы двигатели большего диаметра могли поместиться под крылом. Самолеты с хвостовыми двигателями почти наверняка требуют усиления хвостовой части фюзеляжа, особенно монтажных пилонов и их опорных конструкций, что увеличивает вес, изменяет центр тяжести и т.д. и т.п.
Вероятно, это просто не стоило затрат, пока правила шума не сделали самолеты с турбореактивными двигателями более трудными для продажи и эксплуатации.
пользователь3528438