Гражданская авиация

Тем временем авиаконструкторы фирмы «Локхид» создали машину, ставшую  сенсацией. «Орион» вышел на линии  в 1931 г. Маленький одномоторный (550 л. с.) самолёт на 6 пассажиров выглядел как истребитель, но ни один истребитель не мог тягаться с ним в скорости — 364 км/ч! Причина была опять-таки в скрупулёзном следовании советам аэродинамиков. Для самолёта выбрали конструкцию низкоплан (крыло снизу фюзеляжа), и это позволило сделать шасси убирающимся, а его стойки — короткими, прочными и лёгкими.

С ростом скорости стал необходим новый винт. Пока разбег, взлёт и полёт укладывались в диапазон скоростей 0—300 км/ч, обычный пропеллер вполне справлялся со своими обязанностями. Когда скорость выросла, стало очевидно, что лопасти, врезающиеся в воздух под постоянным углом, теряют эффективность на одном из режимов — либо на высокой скорости (тогда самолёт недодавал скорость), либо на малой (винт, рассчитанный на 
скоростной полёт, имел низкую эффективность на разгоне и взлёте). Решением стало создание винта изменяемого шага, у которого угол установки лопастей менялся в соответствии с режимом полёта.

К середине 30-х  гг. мощность и надёжность моторов  значительно возросли. Теперь отказ одного двигателя не приводил к аварии не только в полёте, но и на взлёте.

Такими качествами обладал новый лайнер американской фирмы «Дуглас» DC-3, отправившийся в первый полёт в декабре 1935 г. и воплотивший все черты «идеального» пассажирского самолёта того времени. Он представлял собой двухмоторный (2x1200 л. с.) моноплан цельнометаллической конструкции, с гладкой работающей обшивкой и низко расположенным крылом. Двигатели были тщательно закапотированы и оснащены винтом изменяемого шага. Механизированное крыло плавно сопрягалось с фюзеляжем. Шасси убиралось в мотогондолы. DC-3 мог перевозить 21 пассажира (позже 28) со скоростью 310 км/ч на расстояние около 2500 км.

Спрос на самолёт  оказался огромным: несмотря на высокую  цену — 79,5 тыс. долларов, себестоимость  перевозки пассажиров была в несколько  раз ниже, чем на других машинах. DC-3 стал самым экономичным лайнером в мире; он буквально преобразил мировое воздушное сообщение. До конца 1941 г. «Дуглас» успел продать 430 машин. В Америке через два  года после начала серийного выпуска  на DC-3 приходилось уже 80 % самолётного  парка, они выполняли 95 % всего объёма перевозок. СССР и Япония купили лицензии и производили свои варианты — Ли-2 и L2D соответственно.

Лайнеры нового поколения L-10A «Электра» и L-14 «Супер Электра» (меньше и дешевле DC-3) выпустил и «Локхид». В Европе в то время продолжали строить трёхмоторные лайнеры. Несмотря на недостатки — плохой обзор для пилотов, повышенная вибрация в салоне, по основным характеристикам они почти не уступали «американцам».

Летом 1938 г. регулярное беспосадочное пассажирское сообщение  между США и Европой (Нью-Йорк — Лиссабон) открыла громадная  летающая лодка «Боинг-314» (74 пассажира). Для морских лайнеров это стало началом конца.

В самом конце 1938 г. впервые отправился в полёт  «Боинг-307», отличавшийся большим комфортом, скоростью и экономичностью. Пассажирские самолёты в то время не поднимались  выше 4000 м. За этой отметкой из-за разрежённости  воздуха мощность двигателей падала, а люди без кислородной маски  теряли сознание. Конструкторам «Боинга-307»  удалось решить обе проблемы. Благодаря  герметичному фюзеляжу, на какую бы высоту ни забирался самолёт, экипаж и пассажиры будто бы и не поднимались  выше 2500 метров над уровнем моря. Компрессоры поддерживали давление в салоне и подавали недостающий  воздух к двигателям. Теперь лайнер мог лететь на безопасной высоте над  горами и подниматься над облаками (если облачность не была сплошной), чтобы  исключить возможность обледенения. Кроме того, на большей высоте воздух спокойнее и пассажиры не страдают от «воздушных ям». Наконец, в разрежённом воздухе скорость машины заметно возросла. «Боинг-307» перевозил без посадки 33 пассажира (позже 38) на расстояние 3700 км при рейсовой скорости 354 км/ч.

После войны. 

В 1945 г. ситуация в воздушном сообщении напоминала 1918 год. Во время войны в огромных количествах выпускали транспортные самолёты, которые после её завершения продавались по невероятно низким ценам. Почти новый С-47 можно было купить за 25 тыс. долларов (до войны DC-3 стоил 80 тыс. долларов!), а иногда даже дешевле. Это осложняло разработку и выпуск новых двухмоторных машин — кто стал бы их покупать, если они должны были стоить втрое или вчетверо дороже DC-3? 

 Наступила эра больших и дальних четырёхмоторных машин. В 1946 г. «Дуглас» выпустил пассажирский DC-4. По вместимости, скорости и — что особенно важно — дальности полёта (6800 км) он оставлял далеко позади все предвоенные конструкции. Не останавливаясь на достигнутом, инженеры компании «Дуглас» в том же, 1946 г. начали выпускать новую модель — DC-6. У «шестёрки» фюзеляж был удлинённым и герметичным. Этот самолёт (64—92 пассажира; рейсовая скорость 456—500 км/ч; дальность полёта 6200—7800 км; 4 х 2500 л. с.) стал символом послевоенной гражданской авиации, одним из наиболее совершенных лайнеров с поршневыми двигателями.  

В серьёзного соперника  «Дугласа» в производстве тяжёлых  самолётов превратилась компания «Локхид». В 1943 г. появился L-49 «Констел-лейшн», а позже и более совершенные варианты L-149, L-649, L-749, которые превзошли DC-4. В ответ на выпуск DC-6 «Локхид» сконструировал L-1049 «Супер Констеллейшы», обогнавший «шестёрку» почти по всем параметрам.  

В середине 50-х  гг. мощность двигателей достигала 3400 л. с, что позволило увеличить  взлётный вес самолёта. Последние  четырёхмоторные лайнеры DC-7/7C и L-1649 оказались близки по лётным данным (72 — 99 пассажиров; рейсовая скорость 550 км/ч; дальность полёта 7800— 9100 км; 4 х 3500 л. с.) и стали вершиной развития крупных поршневых самолетов.  

Большие четырёхмоторные  лайнеры с поршневыми двигателями  строили и в Англии, но ни один не смог конкурировать с самолётами компаний «Дуглас» и «Локхид». Не повезло и «Боингу»: его модель 377 «Стратокрузер», созданная на основе бомбардировщика В-29, из-за низкой экономичности не нашла широкого спроса.  
 

К началу 50-х  гг. рынок двухмоторных лайнеров, ранее  наводнённый DC-3, несколько оживился. Пассажиры хотели тех же удобств, что и в больших самолётах, — герметичный салон, большую  скорость полёта; авиакомпаниям же требовалась большая вместимость. Воплощением этих чаяний стали машины фирмы «Конвэр» - CV-240, CV-340, CV-440. Они были рассчитаны на 40—50 пассажиров и трассы малой и средней (до 2800 км) дальности. Рейсовая скорость превысила 450 км/ч, и оказалось, что себестоимость перевозки одного пассажира на борту CV-240 на 12% ниже, чем на 
DC-3.

«Конвэр» CV-340. 1951 г.  
США. Фото Lufthansa.  

Эпоха реактивного движения. 

В 50-х гг. стало  ясно, что будущее — за самолётами с реактивными двигателями. Появились  они в военной авиации ещё  в 1944 г. Сначала использовали несколько  типов, но затем конструкторы остановились на турбореактивных двигателях (ТРД). На входе такого двигателя установлен компрессор, который сжимает поступающий  воздух, и тот нагревается. После  впрыска и сгорания топлива образуется большое количество газов. Вырываясь  с высокой скоростью из сопла, истекающие газы, по закону сохранения импульса, сообщают самолёту движение в противоположном направлении. Попутно они приводят во вращение турбину, а та — компрессор, и  процесс становится самоподдерживающимся.  

Первыми к созданию пассажирских реактивных самолётов  приступили англичане. В 1949 г. прошёл испытания  новый самолёт DH 106 «Комета» фирмы  «Дэ Хэвилленд». Он был рассчитан на 36 пассажиров и мог держать на маршруте скорость почти 700 км/ч. Для пассажиров переход на новые двигатели означал не только высокую скорость полёта, но ещё и увеличение комфорта — шум и вибрация значительно снизились. На «Комете» установили четыре двигателя тягой по 2030 кгс. 2 мая 1952 г. «Комета-1» вышла на пассажирские линии, но после двух катастроф весной 1954 г. эксплуатация была прекращена. Расследование показало, что фюзеляж не выдерживал нагрузок, которые лайнер испытывал во время взлёта. Лишь в 1958 г. «Комета» вернулась на пассажирские линии, но в значительно изменённом виде. «Комета-4» (106 пассажиров; 4x4767 кгс; рейсовая скорость 846 км/ч; дальность полёта 4380 км) стала первым реактивным лайнером, совершавшим регулярные пассажирские рейсы через Атлантику.  

Осенью 1952 г. на линии вышел другой английский лайнер — «Вик-керс Вайкаунт». Этот самолёт был оснащён турбовинтовыми двигателями (ТВД), в которых турбина вращает не только компрессор, но и воздушный винт, создающий основную долю тяги. Такая конструкция обеспечивает хорошие взлётные характеристики и значительно большую экономичность на скоростях 500— 600 км/ч. «Вайкаунт» (43—53 пассажира, позже до 65; 4 х 1500 л. с.; рейсовая скорость 500 км/ч; дальность полёта 2800—3600 км) имел огромный успех, и вскоре разные его модификации уже летали по всему миру. После «Вайкаунта» наступил недолгий период увлечения сравнительно крупными турбовинтовыми самолётами (британские «Вэнгард» и «Британния», американский «Локхид» L-188 «Электра»). Однако на Западе время магистральных турбовинтовых лайнеров ушло безвозвратно — на средних и дальних трассах стали безраздельно господствовать реактивные самолёты. 

В конце 50-х гг. в США построили два самолёта, успех которых во многом предопределил  бурное развитие авиаперевозок в  стедующем десятилетии. 20 декабря 1957 г. поднялся в воздух первый «Боинг-707», а полгода спустя — новый самолёт компании «Дуглас» DC-8, ставший основным конкурентом «707-го». Эти две очень похожие машины определили облик дальнего лайнера, и сегодня пассажирские самолёты внешне мало отличаются от них. Ранние (выпуска 1958—1959 гг.) «Боинг-707» и DC-8 обладали примерно одинаковыми данными: 105 — 179 пассажиров, 4 турбореактивных двигателя тягой по 6120 кгс.

«Боинг-707-320». 1957 г. США. 
Один из самых знаменитых лайнеров 60—70-х гг. На нём можно было добраться до самых отдалённых уголков Земли не более чем за сутки. «707-320-й» развивал скорость около 900 км/ч; дальность полёта составляла более 9000 км, а пассажиров 
 

С появлением «707-го»  фирма «Боинг» заняла лидирующее положение на рынке пассажирских самолётов, сохранив эту позицию  до сегодняшнего дня.

Реактивные двигатели  той поры имели большой расход топлива, что препятствовало созданию действительно дальних машин  с ТРД. Выход нашли английские моторостроители. Они сделали двухконтурный ТРД. В отличие от обычного ТРД турбина вращала два компрессора: высокого давления (подавал воздух к самой турбине) и низкого давления (отбрасывал сжатый воздух во второй — внешний контур). Это нововведение значительно повышало коэффициент полезного действия и, следовательно, экономичность двигателя и на взлёте, и во время полёта. 

К концу 50-х гг. на местных линиях появились двухмоторные самолёты с турбовинтовыми двигателями: в ноябре 1958 г. началось производство голландского «Фоккер» F.27, а чуть позже — английского «Хокер Сиддли» HS 748. Оба были рассчитаны на 40—56 пассажиров и выпускались много лет. Третьим в этом классе стал советский Ан-24.  

Ан-24. 1962 г. СССР. 

В 1955 г. французские  авиастроители предложили новую  схему компоновки двигателей, представив самолёт SE 210 «Каравелла» для трасс  средней дальности. Двигатели в  машине были установлены по бокам  хвостовой части фюзеляжа. Неудачной  оказалась попытка англичан использовать эту схему на дальнем четырёхмоторном  «Виккерс» VC-10 — он заметно уступал «707-му».

«Каравелла». 1955 г. Франция. 
Этот первый французский реактивный лайнер стал образном для подражания во многих странах. 

На Западе схема  «двигатели в хвосте» применялась  почти на всех самолётах для трасс  средней протяжённости. Первыми  были английские лайнеры «Трайдент» (третий двигатель установили в фюзеляже под килем) и ВАС-111 — небольшой двухмоторный самолёт, имевший значительный успех. Но самыми популярными самолётами 60-х гг. считались трёхмоторный «Боинг-727» (для трасс средней протяжённости) и двухмоторный DC-9 (малой и средней протяжённости). Лайнер компании «Боинг» (вышел на трассы в 1964 г.) выпускался в течение 20 лет (1832 машины) и составил основу парка многих авиакомпаний. DC-9 (1965 г.) вначале имел сравнительно небольшую вместимость и дальность полёта. В последующих модификациях оба параметра увеличились. В середине 80-х гг. были созданы DC-9 второго поколения (MD-81, MD-82, MD-87), а в настоящее время выпуск этих лайнеров продолжается под маркой «Боинг-717».  

В 60-х гг. одним  из немногих исключений из компоновки «двигатели в хвосте» стал «Бэби  Боинг» — широко известный теперь «Боинг-737». Фирма настойчиво совершенствовала самолёт (после «737-200» появились  новые модификации — от «737-300»  до «737-800» включительно); в результате производство машины продолжается более 30 лет (в январе 1998 г. был выпущен 3000-й самолёт). Разумеется, последние  модификации достаточно сильно отличаются от первых «Бэби Боингов», вышедших на линии в 1968 г.  

К концу 60-х гг. прогресс в двигателестроении позволил создать сверхзвуковой пассажирский самолёт. Разработки начались в США, Европе и СССР. Но лишь англо-французский «Конкорд» после длительных испытаний (с 1969 г.) начал в январе 1976 г. регулярные коммерческие перевозки. Было построено всего 14 машин. Эксплуатация лайнера (128 пассажиров; 4x17 500 кгс; рейсовая скорость 2130 км/ч; дальность полёта 6580 км) продолжалась многие годы по соображениям скорее национального престижа, нежели коммерческой выгоды. «Конкорд» значительно сократил время перелёта из Парижа и Лондона в Нью-Йорк, Вашингтон или Майами, но позволить себе такие путешествия могли только состоятельные люди.