1.2 Дальнемагистральный самолет

Первые десять тем этого курса посвящены гипотетическому Новому большому самолету (НБС), который представляет собой подобие летательных аппаратов, производимых Airbusом и Boeing. Конечный итог - самолёт Airbus A380-100. Отличительные характеристики в сравнении с гипотетическим Новым Большим Самолетом приведены в Таблице 1.1.

Таблица 1.1 Сравнение дальнемагистрального НБС с Airbusом A380-100

Критерии:	Дальнемагистральный самолёт (НБС):	Airbus А380-100*:
Число пассажиров	620	555
Дальность (диапазон в милях)	8 000	8 150
Полезный груз в этом диапазоне (тонн)	58.8	52.9
Максимальный взлётный вес (тонн)	635.6	560.2
Собственный вес ЛА (тонн)	298.7	274.9
Число Маха на крейсерском режиме	0.85	0.85
Начальная высота круиза (футы)	31 000	35 000
Крейсерское качество крыла	20	20
Площадь крыла (м2)	790	845
* Спецификация от 01 мая 2001 года: 1 тонна = 2 205 фунтов массы

Главные и существенные различия между гипотетическим Новым большим самолётом и A380-100 - диапазон, вес и меньшая площадь крыла нового самолёта. Принятая площадь крыла - близка к той, которая была предложена Airbusом вначале. Большая площадь крыла позволяет увеличивать полезную нагрузку самолёта и также позволяет взлетать на более низких скоростях, таким образом, уменьшая шум. Однако различия довольно малы, и целью курса, в котором излагаются аэродинамические и термодинамические характеристики и решения для двигателя дальнемагистрального гражданского самолета, является сохранение числовых значений для первоначального гипотетического дальнемагистрального самолёта.

Сложной проблемой является отнесение самолёта к той или иной ценовой категории, это зависит от комплектации летательного аппарата и условий предлагаемых скидок. Не исключается возможность получения заказа А380 на 200 миллионов $, с ценой двигателя порядка 12 миллионов $ за каждый. Оценивая рыночную стоимость и различия между 1 100 и 1 300 к следующим 20 годам, компания Boeing, предлагает меньшее число.

В усовершенствованиях нового самолёта конструкторы и изготовители должны конкурировать в эксплуатационных расходах и потенциальных доходах. Предложение увеличивать размер самолёта встречает специальные дополнительные ограничения на размер, который в настоящее время в крупных аэропортах позволен как 80 м, это ограничения длины и размаха крыльев. Кроме этого есть предложения не размещать фюзеляж высоко от земли из-за трудности обработки. Разумно предположить, что крейсерское качество A380 будет около 20.

Ниже, в таблице 1.2, предложены спецификации для гипотетического дальнемагистрального самолета, на основании которого построена первая часть этого курса, по сравнению с 747-400, а также A340-500 и A340-600. Предложенная дальность в 8000 навигационных миль даёт возможность осуществлять беспосадочные рейсы между всеми городами Северной Америки и большинством крупных городов Тихоокеанского региона, даже при сильных встречных порывах ветра.

Таблица 1.2 Сравнение некоторых существенных параметров самолётов

Критерии:	ДМС	747-400	Boeing-500	A340-600	Ил 96-400
Число пассажиров	620	400	313	380	300
Дальность (диапазон в милях)	8 000	7 300	8 550	7 500	7100
Полезный груз (a), (тонн)	58.8	38.5	29.7	36.1	58
Максимальный взлётный вес (d), (тонн)	635.6	395.0	365.0	365.0	265
Собственный вес ЛА* (b),(футы), (тонн)	298.7	185.7	170.0	177.0	93.7
Максимальный вес топлива (c), (тонн)	275.4	174.4	171.0	157.0	113.3
Число Маха на крейсерском режиме	0.85	0.85	0.83	0.83	0.85
Начальная высота круиза (футы)	31 000	31 000	31 000	31 000	31000
Крейсерское качество крыла	20	17.5	19.5	19.5	19
Площадь крыла (м2)	790	511	439	439	391.6
* Масса без топлива и полезной нагрузки (Обратите внимание, что d ≈ a + b +c )

При вычислении полезного груза масса одного пассажира принята за 95 кг. При анализе спецификации для нового самолёта стоит отметить, что максимальный полезный груз, составляющий 58.8 тонн, существенно отличается от максимального взлётного веса, равного 635.6 тонн. Более точно, полезный груз (полный вес пассажиров и груза) - не больше чем одна третья часть от массы топлива. Это следует из того, что относительно мелкие изменения в весе двигателя (которые составляют 5 - 6 % максимального взлётного веса) или в количестве топлива, могут иметь непропорционально больший эффект . Из всего объёма топлива, которое несёт на себе летательный аппарат не всё его количество может быть израсходовано в полном объёме; приблизительно 15 % (38.6 тонн) должно было сохраниться как запасное при приземлении в аэропорту, где дозаправка не может быть осуществлена. На основании предыдущего опыта можно заключить, что приблизительно 4 % (около 11 тонн) топлива используется на подъёме до начальной крейсерской высоты, а большая часть топливного потребляется двигателем во время выполнения круиза в длительном рейсе.