Короли небес: история о том, как создавались легендарные широкофюзеляжные самолеты

В первом квартале 2023 года ожидается поставка последнего Boeing 747-8f – самолет в грузовой модификации получит американская авиакомпания Atlas Air. Так завершается более чем полувековая история производства самого узнаваемого самолета в современной коммерческой авиации, который в обиходе называют Jumbo Jet («Реактивный толстяк»), а романтики именуют Queen of the skies – «Королева небес».
Короли небес: история о том, как создавались легендарные широкофюзеляжные самолеты
Boeing

1960-е – золотой век мировой гражданской авиации. Реактивные пассажирские самолеты существенно увеличили дальность и скорость перевозок, а крейсерский полет на более высоких эшелонах позволил оставить внизу все грозы и прочие неблагоприятные атмосферные явления, снизив зависимость от погоды. При этом механизмы регулирования (и национальные, и международные) делали конкуренцию в данной сфере весьма условной, и авиация была высокодоходным бизнесом. К примеру, в США до дерегулирования 1978 года тарифы устанавливались так, чтобы при загрузке свыше 55% прибыль составляла 12%. По нынешним временам доходность 3–5% при загрузке под 90% считается очень хорошим результатом.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Все это позволяло авиации оставаться элитным видом транспорта – с ресторанным обслуживанием на борту и стюардессами с внешностью фотомоделей. Спрос на авиаперелеты, несмотря на относительно высокую стоимость билетов, не падал, и авиакомпании задумались о более вместительных лайнерах. Простым увеличением числа рейсов тут не обойдешься: пропускная способность аэропортов имеет свои ограничения. Это и стало главной предпосылкой для создания Boeing 747 и в целом концепции широкофюзеляжных самолетов.

Длинный или широкий

Облик современного пассажирского самолета определил Boeing 707, созданный в середине 1950-х и переданный в коммерческую эксплуатацию Pan American World Airways в октябре 1958 года. Двигатели, расположенные на пилонах под крылом, позволили оптимизировать его силовую конструкцию (подъемная сила давит на крыло вверх, а двигатели своим весом снимают часть нагрузки), заодно обеспечив хорошую аэродинамику и центровку машины.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Первый Boeing 707 выкатывают из заводского ангара 28 октября 1957 года.
Первый Boeing 707 выкатывают из заводского ангара 28 октября 1957 года.
Boeing
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В салоне Boeing 707 был один проход и по три кресла с каждой стороны – сейчас это классическая компоновка узкофюзеляжного воздушного судна. Дальность полета превышала 9000 км, что дало старт межконтинентальным перевозкам. Однако уже к середине 1960-х стало ясно, что вместимость менее 150 пассажиров для такой дальности слишком мала, да и двигатели оказались недостаточно экономичными. Именно тогда и встал вопрос о создании нового лайнера.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Boeing 707 определил классический облик современного пассажирского самолета с двигателями на пилонах под крылом.
Boeing 707 определил классический облик современного пассажирского самолета с двигателями на пилонах под крылом.
Boeing

«Если бы не президент Pan American Хуан Терри Трипп, самолета бы не было», – вспоминал впоследствии главный конструктор Boeing 747 Джо Саттер. Именно проницательность основателя авиакомпании Pan Am (которая одной из первых освоила перевозки на Boeing 707) и его решимость сделать стартовый заказ на 25 самолетов общей стоимостью 525 млн долл. (более 4,8 млрд в нынешних ценах) позволили создать принципиально новый лайнер. При этом Трипп потребовал, чтобы при сохранении большой дальности полета вместимость воздушного судна выросла примерно в 2,5 раза по сравнению с Boeing 707, а удельная стоимость перевозки на один пассажирокилометр снизилась на 30%. Столь радикального изменения запросов в истории реактивной гражданской авиации не было ни до, ни после.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Вот уже почти 70 лет облик пассажирских самолетов неизменен: турбореактивные двигатели на пилонах под крылом и комфортные широкие салоны.
Вот уже почти 70 лет облик пассажирских самолетов неизменен: турбореактивные двигатели на пилонах под крылом и комфортные широкие салоны.
Boeing
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Очевидный путь повышения вместимости самолета заключается в удлинении его фюзеляжа. Такой подход позволяет минимизировать изменения и увеличить эффективность конструкции, снизив вес пустого лайнера в расчете на одного человека. Однако в те времена бытовало мнение, что пассажирская авиация скоро станет сверхзвуковой, поэтому перспективы нового судна предполагались ограниченными. Совместная работа специалистов Boeing и Pan Am привела к появлению нового качества – концепции широкофюзеляжного самолета с двумя проходами в пассажирском салоне. Она позволила не только сохранить приемлемые с точки зрения аэропортовой инфраструктуры внешние габариты машины, но и предусмотреть создание грузовой версии, в которую со временем можно было бы трансформировать пассажирские модели.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Именно благодаря изначально предусмотренному грузовому варианту Boeing 747 получил столь узнаваемый силуэт с «горбом»: чтобы носовая часть фюзеляжа могла превратиться в откидывающийся вверх грузовой люк, кабину пилотов подняли выше – так появилась вторая палуба, на которой в пассажирском варианте логично было разместить салон первого класса. Лайнер получил двигатели нового поколения Pratt & Whitney JT9D с высокой степенью двухконтурности, что позволило снизить расход топлива примерно на 30%.

Boeing
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Первая коммерческая поставка Boeing 747 состоялась в конце 1969 года, всего через 28 месяцев после старта проекта. К этому времени долги компании из-за разработки нового воздушного судна и строительства завода для его производства в Эверетте достигли 2 млрд долл. (16 млрд в нынешних ценах), так что, если бы банки потребовали возврата кредитов, судьба компании Boeing оказалась бы под вопросом. Более того, рецессия, рост цен на топливо и энергетический кризис начала 1970-х существенно осложнили карьеру нового лайнера, и в 1971 году компания смогла получить всего семь заказов на Boeing 747.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Тем не менее проект оказался коммерчески успешным. Вместо изначально ожидавшихся 400 машин удалось выпустить 1573. Более того, в ходе последующих модификаций дальность полета была увеличена с 9800 до 15 000 км, а максимальный взлетный вес – с 333 до 440 т. Вместимость самолета в базовых конфигурациях также выросла с 366 до 467 пассажиров в Boeing 747-8I, хотя для японского рынка поставлялись варианты с уменьшенной дальностью полета и вместимостью до 550 человек.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Попытка компании McDonnell Douglas сэкономить на одном двигателе в трехмоторном широкофюзеляжном DC-10 не привела к успеху — в мире воцарились двух- и четырехмоторные самолеты.
Попытка компании McDonnell Douglas сэкономить на одном двигателе в трехмоторном широкофюзеляжном DC-10 не привела к успеху — в мире воцарились двух- и четырехмоторные самолеты.
NASA

Три или четыре

Странно было бы ожидать, что конкуренты Boeing будут сложа руки наблюдать за развитием программы 747. Понимая, что двигаться в предположительно узкий сегмент «совсем больших» четырехмоторных широкофюзеляжников рискованно, американские компании McDonnell Douglas и Lockheed предложили рынку свои варианты чуть менее вместительных, зато трехмоторных пассажирских самолетов. Расчет был вполне понятным: Boeing 747 наиболее эффективен при полной загрузке, но продать 360 билетов на один рейс – задача непростая, не на всех маршрутах есть настолько большой пассажиропоток. А при загрузке 70% расход топлива Boeing 747 – основная статья операционных расходов – снижается всего на 5%. Соответственно, на рынке авиаперевозок должна быть ниша для самолета меньшей вместимости.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Компания McDonnell Douglas на смену популярному четырехмоторному дальнемагистральному узкофюзеляжнику DC-8 представила трехмоторный широкофюзеляжный DC-10. Его разработка стартовала в феврале 1968 года, первый полет состоялся в августе 1970-го, а коммерческая эксплуатация в авиакомпании American Airlines началась через год, в августе 1971-го. Два двигателя DC-10 располагались под крылом, третий – в корне киля. Это подарило лайнеру узнаваемый облик, а техническим службам добавило проблем, поскольку для доступа к хвостовому двигателю, расположенному на большой высоте, теперь требовалось специальное оборудование, и многие работы стали очень трудоемкими. Вместимость судна в стандартной компоновке составляла 270 пассажиров, позже в модификации DC-10-40 она была доведена до 380 (в одноклассном варианте).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Трехмоторный широкофюзеляжный DC-10, вид салона
Трехмоторный широкофюзеляжный DC-10, вид салона
NASA

Проект DC-10 трудно назвать особенно успешным. Было даже несколько катастроф, прямо или косвенно обусловленных техническими причинами. В одной из них, когда при взлете рейса AA191 в 1979 году в Чикаго у самолета оторвался левый двигатель, погибли 273 человека – 258 пассажиров, 13 членов экипажа и двое на земле; это самая крупная катастрофа на территории США до теракта 11 сентября 2001 года. После нее полеты всего американского парка самолетов данного типа (270 машин) были остановлены на месяц. И хотя впоследствии большинство проблем было устранено, репутация у модели сложилась не лучшая. До прекращения производства в 1989 году авиакомпаниям было поставлено всего 386 самолетов. Продолжением линии DC-10 стал существенно улучшенный вариант MD-11, разработка которого началась в декабре 1986 года, а коммерческая эксплуатация – в декабре 1990-го.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Лайнер получил более мощные и экономичные двигатели, взлетный вес по сравнению с DC-10 вырос на 14% – до 286 т, вместимость в двухклассной компоновке составила 323 пассажира (в одноклассной – до 410), дальность полета – 13 200 км. Однако до февраля 2001 года было выпущено всего 200 машин. В конце 1997 года произошло слияние гражданского подразделения McDonnell Douglas и Boeing, в результате McDonnell Douglas сосредоточилась на оборонных проектах, а компания Boeing объявила о прекращении производства MD-11 из-за высокой конкуренции на рынке широкофюзеляжных самолетов и низкого спроса на данную модель.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

К началу нового века эпоха трехмоторных широкофюзеляжников практически завершилась. Третьему стартовому конкуренту Boeing 747, самолету L-1011 TriStar, повезло еще меньше – как и самой компании Lockheed. Коммерческая эксплуатация L-1011 началась в 1972 году, лайнер имел салон на 400 пассажиров и дальность полета до 7400 км. Как и DC-10, TriStar создавался по заказу авиакомпании American Airlines. Хотя Lochheed обошла Boeing в контракте на военно-транспортный самолет, ей хотелось закрепиться и на более объемном рынке широкофюзеляжных коммерческих самолетов. Если McDonnell Douglas постаралась сделать DC-10 как можно быстрее и с наименьшими затратами, используя прежние наработки (что привело к победе в борьбе за заказ от American Airlines – и техническим проблемам), то Lockheed выбрала более амбициозный подход: создать воздушное судно нового поколения на основе перспективных суперсовременных технологий.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Инженеры Lockheed решили разместить хвостовой двигатель в фюзеляже TriStar L-1011, подведя к нему S-образный воздухозаборник. Но это не спасло последний трехмоторный самолет.
Инженеры Lockheed решили разместить хвостовой двигатель в фюзеляже TriStar L-1011, подведя к нему S-образный воздухозаборник. Но это не спасло последний трехмоторный самолет.
Airbus

Ставку сделали на единственный вариант двигателя – британский Rolls-Royce RB211, имевший преимущества перед конкурентами. Однако такое решение стало причиной серьезных проблем: компания Rolls-Royce из-за финансовых трудностей на год задержала начало поставок нового двигателя, а заменить его было нечем – габариты других моделей не позволяли вписать их в фюзеляж TriStar, производство которого уже началось. Как следствие, самолет вышел на рынок третьим, упустив заказ от American Airlines из-за сроков и высокой цены. Чтобы окупить программу L-1011 TriStar, компании Lockheed требовалось продать 500 лайнеров. Однако в 1981 году, получив заказы всего на 250 машин, компания объявила о закрытии программы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Воздушный автобус

На старте разработки DC-10 и L-1011 оба американских производителя рассматривали и двухмоторные варианты, но в итоге сделали выбор в пользу трехмоторных. Дело в том, что тогдашние правила коммерческих перевозок (до появления стандарта ETOPS в 1980-е годы) требовали, чтобы двухмоторный реактивный лайнер в случае отказа одного из двигателей мог из любой точки своего маршрута не более чем за 30 минут добраться до ближайшего аэродрома, где возможна вынужденная посадка, – это делало трансатлантические перелеты практически невозможными.

У самолетостроителей Старого Света к концу 1960-х были совсем другие проблемы: фактический крах европейского гражданского авиапрома. В традиционном узкофюзеляжном сегменте безоговорочную победу уже одержал Boeing 737: его стартовым заказчиком в 1965 году выступила немецкая авиакомпания Lufthansa. В зарождающемся широкофюзеляжном сегменте противопоставить программам Boeing 747 тоже было нечего: ни у кого в Европе не было достаточных инженерных и финансовых ресурсов. Столь плачевное состояние отрасли и стало причиной создания объединенной европейской компании Airbus, которая за полвека смогла довести свою рыночную долю в сегменте магистральных пассажирских самолетов с нуля до 50%.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Airbus A300 стал первым двухмоторным широкофюзеляжным самолетом. Сегодня по такой схеме строится большинство пассажирских самолетов в мире.
Airbus A300 стал первым двухмоторным широкофюзеляжным самолетом. Сегодня по такой схеме строится большинство пассажирских самолетов в мире.
Airbus

В 1970 году все только начиналось, и европейцам требовалось найти рыночную нишу для нового самолета, привнести новое качество. Первенцем корпорации стал двухмоторный широкофюзеляжный Airbus A300. С учетом маршрутной сети базового европейского рынка A300 сделали среднемагистральным, но машина имела перспективы и на американском рынке.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В проекте реализовали ряд инноваций. Это был первый в мире гражданский самолет со сверхкритическим профилем крыла, который улучшает аэродинамику на высоких дозвуковых скоростях и позволяет сделать конструкцию более эффективной и легкой, – сейчас такие профили применяются на всех пассажирских лайнерах. Кроме того, в конструкции были использованы композитные материалы (у новейших Boeing 787 и Airbus A350XWB доля композитов превышает 50% по весу и 80% по объему). Airbus A300 получил расширенные функции автопилота и продвинутое бортовое оборудование, а позже стал лидером для ввода стандартов ETOPS, обеспечивших трансокеанские перелеты на двухмоторных самолетах и первым большим пассажирским судном с экипажем из двух человек – функции бортинженера были переданы электронике.

В результате при относительно скромных начальных характеристиках (вместимость – 280 пассажиров, дальность полета – около 5000 км) A300 позволил европейскому авиапрому выстоять.

К тому же именно тогда возникла концепция развития двухмоторных широкофюзеляжных самолетов, которая сейчас стала доминирующей. Компания Boeing выпустила в коммерческую эксплуатацию свой первый двухмоторный широкофюзеляжник средней вместимости Boeing 767 только в 1982 году, а большой двухмоторный Boeing 777 – в 1995-м.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Аэрофлотобус

Советский Союз не остался в стороне от общемировых трендов, и в 1967 году «Аэрофлот» заявил о необходимости создания самолета на 250–350 кресел. Разработку поручили КБ С. В. Ильюшина, на счету которого уже имелись успешные пассажирские разработки – турбовинтовой Ил-18 и дальнемагистральный реактивный Ил-62, многие годы считавшийся флагманом «Аэрофлота». Первоначально рассматривалась возможность удлинить Ил-62, что позволило бы посадить в салон 259 человек, но в итоге было решено спроектировать совершенно новый лайнер Ил-86 на 350 пассажиров. Его первый полет состоялся 22 декабря 1976 года, а коммерческая эксплуатация началась в 1980 году. Фюзеляж Ил-86 был немного шире, чем у DC-10 и L-1011 (наружный диаметр 6,08 м), салон имел компоновку 3–3–3 (по три кресла между двумя проходами), тогда как у американцев стандартом считалось 2–5–2. За счет большего диаметра фюзеляжа удалось сделать и более широкие проходы, но главное отличие состояло не в этом.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Аэробусы предъявляли повышенные требования к качеству взлетно-посадочных полос, которые должны были выдерживать большую массу. Вопрос нагрузки на покрытие был решен за счет дополнительной второй стойки шасси под фюзеляжем.
Аэробусы предъявляли повышенные требования к качеству взлетно-посадочных полос, которые должны были выдерживать большую массу. Вопрос нагрузки на покрытие был решен за счет дополнительной второй стойки шасси под фюзеляжем.
Russianplanes.net

Вместительные и тяжелые широкофюзеляжные самолеты предъявили более жесткие требования и к терминалам, которым пришлось увеличить пропускную способность для обслуживания большего количества пассажиров, и к длине и качеству покрытия взлетно-посадочных полос, которые должны были выдерживать большую нагрузку. Во всем мире вели реконструкцию аэродромов. Но в СССР пошли другим путем. Вопрос нагрузки на покрытие был решен за счет дополнительной стойки шасси под фюзеляжем. Но главное, в Ил-86 была реализована концепция «багаж с собой». Самолет имел три собственных трапа, а на нижней палубе размещались полки для багажа (больший диаметр фюзеляжа обеспечивал достаточную высоту потолка).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В результате судну не требовались ни аэропортовые трапы для пассажиров, ни погрузочное оборудование для чемоданов: люди подходили к самолету, поднимались на грузовую нижнюю палубу, сами размещали вещи на полках (багаж потом фиксировался специальными сетками), а затем забирались по внутренним трапам на пассажирскую палубу.

Советский аэробус ил-86 имел компоновку 3–3–3 (по три кресла между двумя проходами), тогда как у американцев была схема 2–5–2. Самолет также имел три собственных трапа, а на нижней палубе были размещены полки для багажа.

Подобно Airbus A300, Ил-86 был ориентирован на среднемагистральные перевозки: протяженность основных маршрутов в СССР не превышала 5000 км, а для дальних перелетов хватало Ил-62. Так что Ил-86 оказался вторым (и, вероятно, последним) в истории среднемагистральным широкофюзеляжным самолетом.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Главной проблемой судна была низкая тяговооруженность. Четыре двигателя НК-86 обеспечивали суммарную тягу 51 т, что давало тяговооруженность 0,24. У остальных широкофюзеляжников того же поколения этот параметр находился в диапазоне 0,27–0,28, то есть был примерно на 15% лучше. К тому же четыре двигателя с относительно небольшой степенью двухконтурности требовали большого расхода топлива, так что в 2011 году коммерческая эксплуатация Ил-86 была прекращена. Всего с 1980 по 1991 год на авиазаводе в Воронеже было выпущено 106 машин данного типа.

Дальнемагистральный Ил-96
Дальнемагистральный Ил-96
Russianplanes.net
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Остановка развития Ил-86 произошла в том числе и потому, что КБ Ильюшина было более заинтересовано в создании на его основе новой модели – дальнемагистрального Ил-96, первый полет которого состоялся в 1988 году, а коммерческая эксплуатация стартовала в 1993-м. Самолет получил новое крыло и двигатели, были доработаны фюзеляж и другие системы. Предполагалось, что судно будет оснащено двигателем НК-56 с тягой 18 т, однако в 1983 году ставить решили ПС-90А с тягой 16 т. Из-за снижения суммарной тяги на 8 т в серию пошел укороченный вариант Ил-96-300 вместимостью 262 пассажиров в двухклассной компоновке и 300 – в одноклассной. Если увеличение длины фюзеляжа и вместимости ведет к сокращению удельных расходов на пассажирокилометр, то снижение вместимости дает противоположный эффект. При максимальном взлетном весе тяговооруженность оказалась менее 0,26, то есть по этой характеристике судно тоже отставало от конкурентов. Всего было сделано порядка 35 самолетов разных модификаций, но штучное производство (в среднем по одной машине в год) продолжается до сих пор.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С появлением двигателей ПС- 90А1 с тягой 17 т началось развитие варианта Ил-96-400 с длинным фюзеляжем на 386 или 436 пассажиров (в зависимости от компоновки) и удовлетворительной тяговооруженностью менее 0,26. Было выпущено несколько грузовых машин, однако, по мнению авиакомпаний, большой боковой люк, необходимый для грузового воздушного судна, получился не очень удачным, так что сейчас все эти самолеты на хранении либо списаны. Работы над пассажирской версией Ил-96-400М продолжаются, обсуждается и возможность установки новейших двигателей ПД-14, однако их тяги 14 т в базовом варианте, предназначенном для среднемагистрального узкофюзеляжного самолета МС-21, для Ил-96-400М явно недостаточно. Идеально подошел бы ПД-18, но этот проект, похоже, заморожен: приоритет отдан ПД-35. Для машины размерности Ил-96-400 хватило бы двух двигателей с тягой 35 т, но возникает вопрос, стоит ли ставить новые элементы на конструкцию 40-летней давности. Вероятно, рациональнее создать новый самолет.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Толстый или быстрый

Конец 1990-х ознаменовался новым витком противостояния Airbus и Boeing. Компания Airbus сделала ставку на сверхбольшой A380. По сравнению с самым вместительным на тот момент Boeing 747-400, имевшим 416 кресел в трехклассной компоновке, вместимость A380 в стартовом трехклассном варианте составила 525 пассажиров, то есть рост составил чуть более 25% (а не в 2,5 раза, как было в Boeing 747). Одним из требований при создании A380 была возможность эксплуатации во всех аэропортах, способных принимать Boeing 747, поэтому самолет имеет примерно те же габариты, но стал полностью двухпалубным (не считая нижней грузовой палубы).

Для последнего четырехмоторного широкофюзеляжного самолета А380 просто не нашлось достаточного количества пассажиров.
Для последнего четырехмоторного широкофюзеляжного самолета А380 просто не нашлось достаточного количества пассажиров.
Boeing
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Понимая, что рынок сверхбольших лайнеров не выдержит двоих, компания Boeing отказалась от работ по увеличению вместимости своего флагмана и на рубеже веков выступила с очень своеобразным проектом трансзвукового самолета Sonic Cruiser, который должен был перевозить 200–250 пассажиров с крейсерской скоростью 0,98 М (98% скорости звука), тогда как обычные пассажирские самолеты летают на 0,8–0,85 М.

В результате время трансатлантического перелета должно было сократиться на два часа, а удельная топливная эффективность была обещана на уровне лучших двухмоторных самолетов образца 2000 года.

У новейшего Boeing 787 доля композитов превышает 50% по весу и 80% по объему. Из них сделано не только крыло, но и фюзеляж.

Однако большинство авиакомпаний – потенциальных заказчиков восприняли столь радикальную идею без энтузиазма. При полете с такой скоростью недостатки сверхзвука (в частности, резкий рост аэродинамического сопротивления) уже сказываются, а преимущества – еще нет. Теракты 11 сентября 2001 года и последовавший за ними спад авиаперевозок привели Boeing к решению отказаться от проекта Sonic Cruiser в пользу 7E7.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Буква «E» означала «эффективность». Компания Boeing сделала ставку на двигатели нового поколения и композитные материалы. В новом широкофюзеляжном самолете средней вместимости (242– 330 пассажиров в трехклассной компоновке), получившем цифру 787 в названии, из композитов сделано не только крыло, но и корпус: он состоит из цельных «бочек», скрепленных между собой. Серьезные изменения претерпели и другие элементы. Например, впервые на лайнере пневматическая система заменена электрической: отсутствует отвод горячего воздуха от компрессора двигателя, что повышает его эффективность.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Boeing 787
Boeing 787
Boeing
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В гражданской авиации давно конкурируют две модели организации перевозок. Хабовая модель предусматривает концентрацию пассажиров в узловом аэропорту и их пересадку на другие рейсы, тогда как в прямой модели самолеты летят сразу в пункт назначения. В пользу первого варианта говорит математика: чтобы связать между собой 25 городов, выбрав один из них в качестве хаба, достаточно 24 маршрутов; для полетов без пересадки требуется 300 (в общем виде это рассчитывается по формуле: n (n – 1) / 2).

Зато вторая модель удобнее для пассажиров и предполагает более низкие операционные расходы, поскольку прямой рейс всегда самый короткий. Ни одна из моделей не обладает неоспоримым преимуществом. Основная рыночная ниша A380 – полеты между большими хабами или даже мегахабами, там, где объемы перевозок очень большие. Подход Boeing в проектах Sonic Cruiser и 787 – ориентация на прямые перевозки: для большинства из них не нужна сверхвместительность, зато скорость или эффективность вполне востребованы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Путь самолета Boeing 787 получился сложным, программа была официально запущена в 2004 году, начало коммерческой эксплуатации планировалось на 2008-й, но задержка составила почти четыре года. Компания Airbus попыталась ответить проектом A350 XWB. Ее судно наряду с новыми двигателями и композитным крылом получило композитный (кроме кабины пилотов) фюзеляж увеличенного диаметра – отсюда и индекс XWB, eXtra Wide Body.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Boeing 787
Boeing 787
Boeing
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Четыре мотора сейчас не носят

Вернулись в Airbus и к программе модернизации A330 с новыми двигателями, улучшенной аэродинамикой и обновленными системами – проект получил название A330neo. Сейчас в сегменте средних широкофюзеляжных самолетов две модели A330neo вытесняют Boeing 767, серийное производство которого уже прекращено, а в сегменте более дорогих средних и больших широкофюзеляжников модель A350 XWB конкурирует с Boeing 787 и 777. Однако Boeing 777 относится к предыдущему поколению, поэтому компания работает над программой глубокой модернизации 777X вместимостью до 426 пассажиров в двух классах. На самолет уже получено свыше 300 заказов, но пока поставки затягиваются.

Чтобы обеспечить машине конкурентоспособные экономические характеристики, инженерам пришлось пойти на ряд технических изысков. В частности, на Boeing 777X впервые в коммерческой авиации используются складные законцовки крыла. В полете они формируют аэродинамически предпочтительное крыло с высоким удлинением, а на земле меняют положение на вертикальное, чтобы самолет мог вписаться в существующую аэропортовую инфраструктуру. Подобная идея не нова для военной палубной авиации, однако режимы и интенсивность эксплуатации истребителя и пассажирского лайнера принципиально отличаются, так что решению Boeing еще предстоит проверка временем.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Boeing 777X
Boeing 777X
Boeing

Нынешние двухмоторные широкофюзеляжные самолеты по вместимости вплотную подошли к четырехмоторным гигантам, предлагая при этом существенно лучшие эксплуатационные и экономические характеристики. В итоге компания Boeing не смогла собрать достаточного количества заказов и прекратила производство ставшего легендарным Boeing 747. Казалось бы, находящийся в более высокой рыночной нише A380 мог бы избежать подобной судьбы, но его прекрасные удельные характеристики в расчете на один пассажирокилометр достигаются только при практически полной загрузке, а она в условиях пандемии резко упала. Авиакомпания Emirates, единственный крупный заказчик A380, не сумела договориться с Rolls-Royce о скидке на двигатели, и программу пришлось свернуть. Время четырехмоторных широкофюзеляжных самолетов прошло.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Толстый и плоский

В среднесрочной перспективе ситуация понятна. Ведущие мировые производители будут продолжать свои программы Airbus A330neo и A350 XWB, Boeing 787 и 777X. Для создания новых самолетов у них сейчас нет ни необходимости, ни денег. Что касается проекта нового российско-китайского широкофюзеляжного судна CR929, запущенного еще в 2017 году, то работы над ним ведутся, но программа столкнулась с трудностями из-за санкций. В сентябре 2022 года китайская сторона заявила о начале эскизного проектирования самолета, повторив аналогичное сообщение трехлетней давности, – похоже, лайнер приходится конструировать заново с учетом реалий импортозамещения.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
На Boeing 777X используются складные законцовки крыла. В полете они формируют аэродинамически предпочтительное крыло с высоким удлинением, а на земле меняют положение на вертикальное, чтобы самолет мог вписаться в аэропортовую инфраструктуру.
На Boeing 777X используются складные законцовки крыла. В полете они формируют аэродинамически предпочтительное крыло с высоким удлинением, а на земле меняют положение на вертикальное, чтобы самолет мог вписаться в аэропортовую инфраструктуру.
Boeing
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Однако будущее у этой модели и без того туманно. На современном технологическом витке пассажирские самолеты практически достигли совершенства, их характеристики удается улучшить максимум на несколько процентов (пожалуй, единственное счастливое исключение – появление нового поколения двигателей, повысивших топливную эффективность примерно на 15%). И даже если кому-нибудь удастся, потратив огромные средства, создать машину, слегка превосходящую современные модели Airbus и Boeing, авиакомпании вряд ли заинтересуются новинкой: в случае с привычными производителями у них уже есть отработанная система эксплуатации и технической поддержки, и менять ее нет смысла.

В долгосрочной же перспективе следует ожидать перехода на новый технологический уровень. Речь идет и об улучшенных аэродинамических конфигурациях самолетов, и об иных видах топлива в рамках принятого обязательства добиться к 2050 году углеродной нейтральности гражданской авиации.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Обсуждаются также варианты летающего крыла, способного кроме пассажиров вместить и достаточное количество водородного криогенного топлива, поскольку жидкий водород требует в три с лишним раза большего объема баков по сравнению с керосином для обеспечения той же дальности полета. Эскизы моделей выглядят футуристично, однако самое фантастическое в них – возможность сертификации по существующим нормам летной годности, которые и обеспечивают высокий уровень безопасности людей. Да и сам переход на криогенное топливо предполагает грандиозную перестройку всей инфраструктуры гражданской авиации.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В долгосрочной перспективе следует ожидать новые аэродинамические конфигурации самолетов. Обсуждаются разнообразные варианты летающего крыла и лайнеры с эллиптическим в горизонтальной плоскости фюзеляжем.
В долгосрочной перспективе следует ожидать новые аэродинамические конфигурации самолетов. Обсуждаются разнообразные варианты летающего крыла и лайнеры с эллиптическим в горизонтальной плоскости фюзеляжем.
Russianplanes.net
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Более реалистичны модели самолетов с эллиптическим в горизонтальной плоскости фюзеляжем, который интегрируется с крылом и обладает несущими свойствами, то есть добавляет подъемную силу, а внутренний объем корпуса получается существенно больше, что обеспечивает компактные внешние габариты при большой пассажировместимости. Компания Boeing запатентовала подобную схему в 2013 году. Ранее похожие исследования проводились в КБ им. А. Н. Туполева, а затем продолжились в рамках частного проекта, схема которого была запатентована в 2007 году. В 2015 году для эскизного проекта была проведена полная проработка силового набора фюзеляжа, выполнены аэродинамические испытания самолета «Фрегат Экоджет» в трансзвуковой аэродинамической криогенной трубе. Сейчас программа временно приостановлена из-за отсутствия на рынке современного двигателя с тягой в диапазоне 18–23 т.

В конце декабря 2022 года правительство России распорядилось выделить Объединенной авиастроительной корпорации 896 млн руб. на создание широкофюзеляжного дальнемагистрального лайнера. Пока неизвестно, какая именно стратегия будет принята: развивать существующие проекты CR929 или Ил-96-400 либо создать принципиально иную конструкцию с учетом имеющегося научно-технического задела. Как бы то ни было, мы наверняка еще увидим новые широкофюзеляжные самолеты.