logo


В борьбе за повышение топливной экономичности самолетов одним из перспективных направлений является совершенствование законцовок крыла. Как показывают расчеты, они позволяют снизить потребление топливаиной раз до 5% при крайней простоте и надежности – в отличие, скажем, от тех же двигателей.

 

О

 том, что дополнительные законцовки оказывают благотворное влияние на аэродинамику крыла, известно давно, но наибольший интерес к ним проявился после исследований американца Ричарда Уиткомба в 1970-е. После этих исследований многие авиаконструкторы начали внедрять в свои разработки такие законцовки, именовавшиеся одно время даже «крылышки Уиткомба». Но пик интереса ко всем этим крылышкам и разнообразие их конструкций пришелся на последние годы.

Сейчас уже привычными стали blended winglets – крылышки на законцовках, отличающиеся плавным скруглением соединения с крылом. Например, они в качестве опциона установлены на 4400 «Боингах» 737, 757 и 767, и по сведениям их разработчика, компании Aviation Partners (*участвует в совместном с Boeing предприятии Aviation Partners Boeing – APB), они позволили к началу 2012 года сэкономить 14 млрд литров топлива и предотвратить 33 млн. тонн «выбросов» в атмосферу. Крылышки доступны для B737-300/500/700/800/900, B757-200/300 и B767-300ER, и, в зависимости от типа самолета, на маршрутах длиннее 900 км дают экономию топлива в 1.9-5.6%, а равно способствуют увеличению дальности полета, полезной нагрузки и улучшают взлетные характеристики. Цена за это немалая: без установки крылышки тянут на миллион долларов, но, как говорят авиакомпании, окупаются года за два эксплуатации. Посему практически все новые «Боинги» сходят с конвейера уже с крылышками, а владельцы машин, выпущенных без них, решаются на апгрейд. Но сейчас на «Боинге» проходят испытания новые законцовки, которые станут «апгрейдом апгрейда».

Суть идеи в добавлении к ранее установленным blended winglets дополнительных направленных вниз килей и установке новых серповидных законцовок. Зовется все это blended split winglets и вроде бы должно добавить тому же B737 с ранее установленными крылышками еще 2.5% экономии. Испытания начались в конце апреля и в целом подтверждают расчеты, так что не за горами и появление коммерческого предложения.

Однако эти blended split winglets не являются идеальным решением, поскольку уже довольно давно известно, что еще более эффективны так называемые spiroids winglets (кольцевые законцовки). Первые летные испытаниях их были проведены еще в 1993 году, в 2011 году их повторили, на этот раз на бизнес-джете Falcon 50, и результат получен выдающийся: на дальних перелетах такие законцовки обеспечивают снижение сопротивления самолета на 11 процентов. Параллельно серьезно снижается интенсивность вихреобразования за крылом, что дает теоретическую возможность уменьшить разделение самолетов в воздухе по горизонтали без ущерба безопасности полета, а следовательно, повысить пропускную способность аэропортов и воздушных трасс.

Главным минусом кольцевых законцовок по сравнению с blended split winglets является невозможность установки иным способом, кроме полной замены, и ни испытаний на «Боингах», ни тем более коммерческих предложений по таким законцовкам пока нет. Что же касается новых самолетов «Боинга», то им вроде бы вообще не нужны никакие дополнительные крылышки: инженеры фирмы все уже предусмотрели.

Сейчас у заокеанского авиастроителя в фаворе гребневые законцовки – в общем то же самое, что серповидные winglets, но горизонтальное. По данным «Боинга» эффективность таких законцовок больше, чем крылышек, и именно с ними построены многие B767 и все B777, B747-8 и B787, а также разработанный на базе В737-800 патрульном самолете Р-8 Poseidon. Вероятнее всего то же решение будет применено и на 737Max, хотя на проработках концептов этого варианта видны обычные blended winglets. В любом случае, крыло на этом варианте «вылижут» так, что и там доработчикам будет нечего делать – если, конечно, они не разработают еще что-нибудь новенькое.

А вот с «Эрбасами» не все так хорошо. Поначалу европейские авиастроители признавали единственным альтернативным типом законцовок для крыльев своих машин небольшие шайбы, также некогда описанные Уиткомбом. Шайбы эти несложны в установке и имеют малую массу, но и эффективность их невелика – порядка 1,0-1,5% на A320, тогда как полноценные крылышки обеспечивают 4-5% экономии. Но, поскольку Aviation Partners отказалась сотрудничать с европейцами, тем пришлось выкручиваться самим или с помощью других компаний.

Сначала на европейских самолетах появились шайбы большего размера, а в ноябре прошлого года начались испытания на А320 самых натуральных крылышек, названных Sharklets. Эти крылышки уже предлагаются как опцион для «классических» А320 и включены в конструкцию A320 Neo. Правда, рост показателей от установки Sharklets на «Эрбасах» не так велик – порядка 3.5%, что связано, видимо, с несколько лучшей аэродинамикой крыла А320 по сравнению с более ранним В737. Тем не менее спрос на крылышки велик и даже превышает предложение: завод в Корее пока только готовит начало производства, и об установке новых законцовок на ранее выпущенные самолеты разговора не идет – первые серии пойдут исключительно на вновь выпускаемые самолеты.

Любопытно, что уже в этом году «Эрбас» намеревается произвести около сотни A320, подготовленных для установки Sharklets. Заключается эта подготовка в некотором усилении концевой части крыла с тем, чтобы на это место можно было поставить и обычную законцовку, и крылышки. Установка будет производиться пока только на сборочной линии, но если клиент, приобретший поначалу такой самолет с «обычным крылом», пожелает добавить Sharklets, проблем (кроме существующей пока нехватки комплектов) не будет: замену законцовок и соответствующую модификацию программного обеспечения самолета можно провести всего за одну ночь. А вот тем, у кого ранние машины, придется не только ждать самих законцовок, но и ремонта, в ходе которого будет изменена концевая часть крыла по образцу новейших самолетов, и только после этого будут установлены Sharklets. Трудоемко, дороговато – но зато не потребуется дополнительных сертификаций «ретрофита». А сертификация самих Sharklets должна завершиться до гонца этого года.

Но не только крыло можно улучшать в самолете. «Боинг», например, уже озвучил свои планы по облагораживанию на 737Max задней части фюзеляжа в том числе и путем ее удлинения – то есть так, как это уже давно сделано на А320. Конечно, есть еще возможности по совершенствованию аэродинамики путем установки в «стратегических местах» турбулизаторов, но, кажется, из самолетов классической схемы выжато почти все. И оттого особенно интересно: новое поколение авиалайнеров, которое появится в середине 2020-х будет лучше только за счет двигателей, или все-таки грядут какие-то радикальные изменения и в аэродинамике?

Комментировать

*

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.