Почему существует только одна базовая конструкция для пассажирских самолетов?

Вопросы / ответыПочему существует только одна базовая конструкция для пассажирских самолетов?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 3 недели назад

Поэтому, когда я смотрю на аэропорт, я не вижу много самолетов разной формы.

Все они выглядят почти одинаково, только тонкие различия.

стандартный реактивный авиалайнер Изображение: Распознавание Самолетов

Почему этот дизайн так распространен? Почему у нас нет более экстравагантных дизайнов?

Или я не смотрю достаточно внимательно, чтобы оценить различия?

Кажется, что может быть так много возможностей для различных конструкций, например, предлагая больше места и комфорта для пассажиров… Или слишком рискованно пробовать что-то новое?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Каждый проект самолета является компромиссом между конкурирующими потребностями. Короткий ответ заключается в том, что одинаковость, которую вы видите, является результатом того, что типичный дизайн является лучшим компромиссом. Однако есть прогресс. Например, показанное изображение устарело. Турбореактивные двигатели больше не используются. Турбовентиляторные двигатели более эффективны. Кроме того, мы теперь используем 2-моторный самолет для маршрутов, где мы когда-то полагались на 4-моторный самолет. Кроме того, вместо того, чтобы все было алюминием, широкое использование теперь производится из композитов. В кокпите теперь все ЭФИС.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Извините, я просто выбрал следующую лучшую «диаграмму» стиля изображения самолета, которую я мог найти, которая выглядит близко к тому, что я имею в виду.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Связанный: закон физики управляет эволюцией самолета

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Ничего себе, ребята, это отличные ответы! Будет трудно выбрать мой любимый!!

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Минимизация сопротивления воздуха с учетом стоимости и груза. То же самое произошло, когда сопротивление воздуха стало важным для автомобилей. Особенно европейские автомобили выглядят очень похожими, потому что есть большой стимул иметь хорошую экономию топлива.

10 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Для большинства транспортных самолетов аэродинамическая эффективность является ключевым параметром, так как позволяет снизить расход топлива. Макеты, которые вы видите чаще всего, являются наиболее эффективными из известных:

  • Для реактивных самолетов низкой стреловидности крыльев с двигателями, установленными под и впереди крыльев, и обычным оперением наиболее эффективной является известная компоновка. Хвостовые двигатели обычно были распространены на небольших самолетах, но поскольку это ставит много навалом далеко в кормовой части , они хуже по отношению к правилу области Уиткомба, хуже для веса и баланса, а двигатели с крылом также помогают влажному флаттеру. Таким образом, новые regiojets переключаются на двигатели под крылом.

  • Винтовые самолеты летают медленнее, поэтому у них прямые крылья. Низко установленные крылья немного более эффективны, но тогда самолет должен иметь длинную передачу, чтобы поддерживать достаточный дорожный просвет для пропеллеров, поэтому высокие крылья более распространены. T-tail после этого просто использован для того чтобы положить лифт над самым турбулентным следом крыла и двигателей.

Единственные отклонения от этих трех основных макетов находятся на плоскости специального назначения, которые имеют другое, более важное значение. Наиболее примечательными являются военные грузовые самолеты, как правило, с высоким крылом, поэтому они могут сидеть низко на земле для легкой загрузки и разгрузки с помощью встроенного рампы. Их отмеченный anhedral избежать overstabilizing самолет в крене по мере того как и высокое крыло и стреловидность крыла увеличивают стабилность крена. Более ранние конструкции regiojet использовали хвостовые двигатели по той же причине; сидеть ниже на земле, чтобы их можно было легко загрузить через встроенные воздушные лестницы, и они не слишком тяжелые и громоздкие.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Я думал, что t-хвост для лифта и руля власти в high AOA,как взлет и посадка?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@rbp: фактор скорости больше, чем AOA. На высоких АОА воздух отклоняется больше, поэтому след не движется так сильно. Но при низкой скорости подъемная сила на лифте уменьшается, и вывод его из турбулентности помогает поддерживать контрольный орган.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

О, я имел в виду, что крылья блокируют поток воздуха над прямым хвостовым оперением на высоком AOA

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@rbp: я это понял. Но нет, они этого не делают (если я серьезно не понимаю физику). След остается с аэродинамической осью крыла (так примерно на том же месте относительно самолета) до тех пор, пока он не остановится. И когда оно остановлен, оно обычно получает над лифтом в низких конструкциях кабеля, но ударяет лифт в T-tails производящ трудн-к-взять “глубокое стойло”.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@thosphor, потому что пилон, на котором висит тяжелый объект, требует немного меньшей жесткости, чем тот, на котором стоит тяжелый объект (и для шума кабины).

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Авиационная промышленность сделала большую часть своих исследований в 1920-х и 1940-х годах. Существовали буквально десятки вариаций планера и крыльев. После некоторых экспериментов и теоретизирования (в NACA, Farnborough и в других местах) для каждой цели проектирования/рыночной ниши появился один доминирующий дизайн, который соответствовал полезной нагрузке для топлива и других ограничений и минимизировал затраты.

Довольно многое в пассажирских самолетах было решено конструкцией DC-3, а в реактивную эпоху-кометой .

Эволюция дизайна кометы

EDIT: Ян Худец указывает на два существенных улучшения, которых у кометы не было:

В стороне есть еще одно распространенное дополнение к дизайну-крылышки .

Ссылки на литературу:

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Было значительное изменение предпочтительной конструкции после кометы, когда были введены ударные тела и двигатели под и вперед крыльев.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@JanHudec-спасибо.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Если вы посмотрите вокруг достаточно активного аэропорта-хаба, вы увидите множество различных вариантов дизайна для пассажирских самолетов, которые производятся сегодня:

  • Некоторые имеют высокие крылья (над окнами), некоторые-низкие.
  • Некоторые из них стреловидные крылья, некоторые прямые.
  • Некоторые из них имеют двигатели, установленные ниже крыльев, другие имеют их прикреплены к фюзеляжу.
  • Некоторые имеют турбовентиляторные двигатели, другие имеют пропеллеры.
  • Некоторые из них имеют обычные хвостовые самолеты,другие имеют хвосты.
  • У некоторых два двигателя, у некоторых четыре.
  • Большинство из них имеют длинный примерно цилиндрический фюзеляж; некоторые имеют другие формы (рассмотрим 747, поперечное сечение фюзеляжа которого резко меняется на полпути вниз по плоскости).

Если вы посмотрите на самолеты, оптимизированные для полетов на аналогичные расстояния с одинаковым количеством пассажиров (сравните, например, Airbus A320 с Boeing 737), у них будет одинаковый выбор в большинстве этих категорий. Это связано с тем, что выбор действительно имеет значение, и для этого конкретного использования конкретная комбинация оказывается экономически выгодной.

Однако, как только вы смотрите на самолеты с разными ролями, все меняется. 70-местный региональный, такой как ATR 72, совсем не похож на уменьшенный A320 .

(За исключением очень грубо на уровне «длинного узкого фюзеляжа, одной пары главных крыльев около его центра, Группы стабилизаторов полностью в кормовой части, трехколесного механизма»).

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Среди реактивных самолетов все новые конструкции теперь имеют низкое крыло с крыльевыми двигателями и обычным хвостовым оперением. Даже новые regiojets (E195, C-series, Su-100), которые раньше использовали хвостовые двигатели в более ранних конструкциях. Они выглядят точно так же, как уменьшенный A320.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Пропеллер самолета, очевидно, не будет выглядеть как самолеты, но среди них изменение дизайна является низким тоже. Несколько более распространенным является высокое прямое крыло и Т-образный хвост (ATR42/72, Dash-8, F27), менее распространенным (но более распространенным на небольших) является низкое прямое крыло с двигателями, установленными поверх крыла и обычного хвоста (Saab 2000, metroliner, B1900D).

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@JanHudec-3 типа, о которых вы упомянули, на самом деле не являются региональными самолетами старой школы, они являются конкурентами для 737/A320. Фактически меньшие региональные и бизнес-самолеты все еще обычно используют хвостовые двигатели.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Каждый раз, когда вводится новый самолет, отдел маркетинга соответствующего производителя утверждает, что теперь началась новая эра авиаперевозок. Вспомните претензии, сделанные в то время, когда Boeing запустил 747: мы бы наслаждались кинотеатром с большим экраном и баром в небе, и почти то же самое (плюс опция летающего спа) произошло с A-380.

В конце концов, клиенты голосуют своими кошельками, а авиакомпаниям нужно зарабатывать деньги, поэтому все эти экстравагантные варианты увядают, и все возвращаются к тому, что работает лучше всего. Дизайн самолета созрел, и все те требования смешанных конфигураций крыла-тела будут только держать маркетинг и прессу занятыми.

Добавьте к этому ограничения существующей инфраструктуры и чрезмерное регулирование (благодаря чему мы наслаждаемся беспрецедентной безопасностью в авиаперевозках, кстати.), и потенциальное преимущество новых конфигураций быстро исчезнет. Просто попытайтесь найти способ быстро эвакуировать одну из этих смешанных конфигураций крыла-тела с 20 местами подряд, и любое заявленное аэродинамическое преимущество (которого у него нет) будет спорным.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Дизайн популярен потому что он случается быть самым лучшим до сих пор для дозвукового крупнотоннажного воздушного путешествия. Другие проекты будут либо менее безопасными, либо иметь больше сопротивления, плюс, нет причин исправлять то, что не сломано.

За последние несколько лет Boeing флиртовал с различными проектами авиалайнеров, но, похоже, что на данный момент самыми экстравагантными проектами у нас будут Boeing 787 и Airbus A380.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

И не в том, что пока 787 внедряет много новых технологий, аэродинамически он тоже не очень отличается.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@JanHudec-после того, как доминирующий дизайн успокаивается, люди начинают играть с технологией. Следовательно, композитный планер, литиевые батареи и т.д. так далее.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@DeerHunter: Да. Много новых вещей на новых конструкциях. Но макет тот же, потому что эта часть уже хорошо понята.