Двигатели самолетов Boeing: типы и производители
Бренд Boeing в последние годы переживает не лучшие времена. Два громких крушения и череда неисправностей ударили по репутации их лайнеров 737 Max. И если вы думали, что под крылом у «Боингов» и «Эйрбасов» - принципиально разные моторы, то спешим вас удивить: разницы почти нет.
В этой статье мы подробно рассмотрим типы авиационных двигателей, используемых в самолетах Boeing, а также основных производителей этих двигателей.
Основные поставщики двигателей для Boeing
Итак, у Boeing четыре основных поставщика авиационных двигателей: CFM International, General Electric, Pratt & Whitney и Rolls-Royce. Но угадайте что? Все они с радостью работают и с Airbus.
CFM International - совместное предприятие американской General Electric и французской Safran. Именно двигатели Leading Edge Aviation Propulsion (LEAP) от CFM ставят на каждый Boeing 737 Max. Но есть нюанс: те же самые агрегаты можно найти и на Airbus A320, основном конкуренте 737. Вот такая у них «дружба» в небе.
General Electric (GE), хоть и участвует в проекте CFM (часть её участия в аэрокосмической отрасли осуществляется через совместное предприятие CFM с Safran), делает турбовентиляторные двигатели и под своим именем - правда, занимает всего около 14% мирового рынка.
Rolls-Royce сегодня, спустя более 120 лет с момента основания, по-прежнему в строю - с долей мирового рынка в авиапромышленности около 12%. Именно Trent 1000 от Rolls-Royce устанавливают на некоторые Dreamliner’ы (Boeing 787). Кстати, по заявлению компании, эти самолёты расходуют на 25% меньше топлива, чем их предшественники (например, Boeing 767). И да, Rolls тоже продаёт двигатели Airbus - например, для моделей A330 и A350.
Pratt & Whitney поставляют двигатели для большинства моделей Boeing (за исключением 737 Max и 787), а ещё - эксклюзивно для Airbus A220 (Bombardier CSeries или же C Series), одного из самых «свежих» узкофюзеляжных лайнеров.
Boeing разрабатывает характерные обтекатели авиамоторов (те самые с плоским низом у 737), но сами турбовентиляторы производят совсем другие компании.
Ниже представлена таблица с основными поставщиками двигателей для самолетов Boeing и их моделями:
| Производитель | Модели самолетов Boeing | Тип двигателя |
|---|---|---|
| CFM International | 737 MAX | LEAP |
| General Electric | 777, 747, 767, 787 | GE90, GEnx, CF6 |
| Rolls-Royce | 787 | Trent 1000 |
| Pratt & Whitney | Большинство моделей (кроме 737 MAX и 787) | PW1000G, PW4000 |
Типы авиационных двигателей
К авиационным двигателям относятся все типы тепловых машин, используемых как движители для летательных аппаратов авиационного типа. Отсюда вытекает большое разнообразие применяемых двигателей - от поршневых до ракетных.
По принципу действия существует такое деление: ПД и ПуВРД работают по циклу периодического действия, тогда как в ВРД, ГТД и РкД осуществляется цикл непрерывного действия.
Поршневой двигатель (англ. Piston engine) - Двухрядный звездообразный 14-ти цилиндровый поршневой двигатель с воздушным охлаждением. Сгорание топлива в поршневом двигателе осуществляется в цилиндрах, при этом тепловая энергия преобразуется в механическую, так как под действием давления образующихся газов происходит поступательное движение поршня. Современные авиационные поршневые двигатели представляют собой звездообразные четырехтактные двигатели, работающие на бензине. Охлаждение цилиндров поршневых двигателей выполняется, как правило, воздушным.
Газотурбинные двигатели непрямой реакции (ГТД) передают вырабатываемую ими мощность специальному движителю (винту, винтовентилятору, несущему винту вертолета и т. п.), который и создает тяговое усилие, используя тот же воздушно-реактивный принцип (турбовинтовые, турбовинтовентиляторные, турбовальные двигатели - ТВД, ТВВД, ТВГТД).
Турбореактивный двигатель (ТРД) - тепловой двигатель, в котором используется газовая турбина, а реактивная тяга образуется при истечении продуктов сгорания из реактивного сопла. Во входном устройстве осуществляется рост статического давления воздуха за счёт торможения воздушного потока. Степень повышения давления в компрессоре является одним из важнейших параметров ТРД, поскольку от него зависит эффективный КПД двигателя. Если у первых образцов ТРД этот показатель составлял 3, то у современных он достигает 40. Для повышения газодинамической устойчивости компрессоров они выполняются двухкаскадными.
Турбореактивный двигатель с форсажной камерой - модификация ТРД, применяемая в основном на сверхзвуковых самолётах. Отличается от ТРД наличием форсажной камеры между турбиной и реактивным соплом. В эту камеру подается дополнительное количество топлива через специальные форсунки, которое сжигается. Процесс горения организуется и стабилизируется с помощью фронтового устройства, обеспечивающего перемешивание испаренного топлива и основного потока.
Двухконтурный турбореактивный двигатель (ТРДД) - Пройдя через входное устройство, воздух попадает в компрессор низкого давления, именуемый вентилятором. После вентилятора воздух разделяется на 2 потока. Часть воздуха попадает во внешний контур и, минуя камеру сгорания, формирует реактивную струю в сопле. Одним из важнейших параметров ТРДД, является степень двухконтурности (m), то есть отношение расхода воздуха через внешний контур к расходу воздуха через внутренний контур. В ТРДД заложен принцип повышения полетного КПД двигателя, за счёт уменьшения разницы между скоростью истечения рабочего тела из сопла и скоростью полета.
Турбовентиляторный двигатель (ТВВД) - это ТРДД с высокой степенью двухконтурности (m>2). В данном типе двигателей используется одноступенчатый вентилятор большого диаметра, обеспечивающий высокий расход воздуха через двигатель на всех скоростях полета, включая низкие скорости при взлёте и посадке.
Турбовинтовой двигатель (ТВД) - газотурбинный двигатель, в котором основная тяга создается воздушным винтом, соединённым с валом двигателя через редуктор. На долю реактивной тяги от сгорания топлива приходится 6-12%. На небольших скоростях полёта (до 400-600 км/ч) такой двигатель гораздо экономичнее турбореактивного (ТРД). Далее, с ростом скорости полёта, эффективность воздушного винта уменьшается.
Турбовальный двигатель - газотурбинный двигатель, у которого вся развиваемая мощность через выходной вал передается потребителю. Основная область применения турбовальных двигателей - силовые установки вертолетов.
Модели самолетов Boeing
Моделей за время существования компании было произведено огромное количество, счет идет даже не на десятки, а на сотни. Но это, если брать во внимания все конфигурации, а также сегменты - лайнеры, джеты, продукция для ВПК и космической сферы. В интересующем нас сегменте разнообразия меньше, но оно все равно впечатляет.
707 - узкофюзеляжный самолет, он не отличался вместительностью, но для своего времени все равно считался очень крупным. Это практически самый первый лайнер, который был запущен в массовое производство.
717 - Единственный из всех разновидностей Боингов, который был разработан и сконструирован абсолютно иной фирмой. А точнее, McDonnell Douglas. Этот проект был присоединен к Boeing, поэтому все разработки перешли к ним. В результате самый ходовой вид самолетов был просто слегка переработан, изменен, а также сменил свое название на 717.
727 - Это тоже узкофюзеляжная машина. Длительность полета данного вида авиалайнера составляла среднее значение вплоть до 5 500 километров. При этом он мог садиться не только на протяженные взлетные полосы, но и на средние, расположенные в небольших аэропортах.
737 - Созданный на основе 707 и 727 самолет, который был задуман для удовлетворения запроса рынка по транспорту с невысокой дальностью. Кстати, это был знаковый момент перехода от силовых установок, встроенных внутрь самой конструкции, к так называемым навесным - они располагаются непосредственно под крылом.
747 - Пожалуй, наиболее знаменитый представитель всего семейства пассажирских лайнеров от Боинга. И это уже широкофюзеляжная машина, которая задавала тон всему рынку авиаперевозок долгое время. Это самый популярный авиалайнер для пассажиров в мире, он постоянно фигурировал в различных кинокартинах, художественной литературе, просто став синонимом слова «лайнер».
757 - Этот вариант пришел на смену 727. Его предшественник занимал нишу среднемагистральных лайнеров с узким фюзеляжем. С 1984-м возник спрос на полеты средней дальности причем для средств с не самой большой вместительностью.
767 - В противовес предыдущему варианту, данный был рассчитан на дальние перелеты и большую вместительность. Кроме того, это один из самых надежных продуктов компании, по статистике 96% всех рейсов происходили в принципе без каких-либо даже минимальных технических сбоев.
777 - Один из самых крупных членов семейства. Более того, его модификации и заняли это почетное звание. Ведь при конструировании лайнера разработчики полностью ориентировались на мнение клиентов, постоянно держали с ними обратную связь.
787 - Лайнер нового поколения. Рассчитан на дальние перелеты, а также имеет продвинутые двигатели с аэродинамической системой. Главной отличительной особенностью модели по праву считается состав конструкции. Он состоит из углеволокна и алюминия более, чем на 70%. Что говорит о его необычайной легкости, а значит, экономии топлива, а также улучшенной аэродинамики.