Исследователи Массачусетского технологического университета разработали модель концептуального авиалайнера, который потребляет более чем в два раза меньше топлива, чем современные коммерческие лайнеры. Секрет экономичности прост: оптимизация компоновки самолёта для использования современных реактивных двигателей.

Современные реактивные двигатели сжигают значительно меньше топлива и позволяют летать на значительно меньших скоростях, чем их предшественники. Первые реактивные двигатели 50-х и 60-х годов определили строение корпусов самолётов и стреловидность крыла. Одной из главных проблем современности является то, что самолёты до сих пор строятся по старым принципам, хотя те двигатели давно уже не используются.

«Современные реактивные двигатели гораздо больше размером, экономичнее и бесшумнее, — говорит профессор Марк Дрела, ведущий инженер команды исследователей, — но преимущества их конструкции никак не используются: большие двигатели хорошо работают на меньших скоростях, следовательно у самолёта должна быть меньшая стреловидность крыла. Это один из моментов, на которые мы обратили внимание в своем исследовании».

Новые конструкторские решения были представлены в NASA, которая поддерживает исследование, направленное на улучшение эффективности коммерческого воздушного транспорта. NASA ищет такие решения, которые позволили бы значительно снизить загрязнение воздуха и шумность. Четыре команды из Массачусетского университета, компании Boeing, компании GE Aviation и Northtop Grumman участвуют в этой работе.

Профессор Дрела рассказал про два концепта, которые они разработали: один подходит по размерам Airbus A320 и Boeing 737, а второй соответственно A340 и B777. Последний похож по компоновке на разработанный Боингом концепт, который в настоящее время проходит испытания в Исследовательском центре Драйдена НАСА.

Первый, названный просто «D», более традиционной конструкции, но в нем применено другое решение для увеличения экономичности и эффективности использования. «D» скомпонован из двух фюзеляжей вместо одного — они соединены вместе, образуя один широкий фюзеляж. С учетом того, что снижения расхода топлива планируется достичь за счет уменьшения крейсерской скорости полёта, широкий фюзеляж может скомпенсировать потери времени, так как его удобнее обслуживать в аэропорту. Конечно, придется вносить некие изменения в конструкцию аэропортов.

Есть и другие варианты авиалайнеров, разработанные с целью экономии топлива, среди них концепты с верхним расположением двигателей, что заодно должно уменьшить распространение шума от двигателей в сторону поверхности Земли. Все эти варианты объединяет конструкция крыла – длинное, узкое и гораздо менее изогнутое, чем у современных самолётов.

Однако у всех этих концептов есть и минусы:

• Небольшое по сравнению с объемом салона количество иллюминаторов при длительных перелётах вызовет дискомфорт у людей, плохо переносящих замкнутые пространства;
• эвакуация в аварийных ситуациях будет затруднена. Требования воздушной безопасности гласят, что пассажиры должны покинуть салон не более, чем за 90 секунд после аварии, даже с учетом того, что половина аварийных дверей не сработала. При таком широком фюзеляже, как у концепта «D», это требование сложно будет выполнить.
• такая аэродинамическая модель лайнера является очень нестабильной и требует широкого вмешательства электронных управляющих систем. Следовательно, увеличится сложность и снизится надежность;
• при поворотах в воздухе пассажиры, сидящие по краям от центра салона будут чувстовать дискомфорт, напитки и вещи на столиках будут падать, возможны даже травмы;
• реконструкция аэропортов потребует больших финансовых затрат;
• пожар или повреждение одного из двигателей неизбежно выведет из строя остальные, так как они расположены рядом.