Viber/Telegram
+38 050 172 3322
Автор: Олексій Бутрін, Plane Ukraine
Початок і середина XX століття стали справжнім золотим століттям авіації, незважаючи на дві кровопролитні війни в історії людства. Величезні літаки, створені на той час, вражають уяву навіть за сучасними мірками. Першим спадає на думку Hughes H-4 Hercules, оспіваний у фільмі Мартіна Скорсезе «Авіатор», але були й інші. Бомбардувальник Convair B-36, туполівський АНТ-20 «Максим Горький», гігантське літаюче крило К-7, човен, що літає Dornier Do X — це далеко не повний список авіаційних мега-проектів того часу. Всі їх, крім значних розмірів, поєднує ще одна спільна риса — велика кількість двигунів.
Потрібно помітити, що творці цих літаків встановлювали стільки.про двигуни не від хорошого життя і навіть не заради додаткової надійності. Просто на момент проектування не було відповідних двигунів більшої потужності. Наприклад, щоб підняти повітря Do X, конструкторам довелося встановити на крилі цілих 12 двигунів рідинного охолодження Curtiss Conqueror по 640 к.с. кожен. Саме такі багатомоторні літаки сприяли появі професії бортмеханіка. Льотчики просто фізично не могли поєднувати пілотування літака з керуванням та моніторингом параметрів такої кількості двигунів.
Як тільки прогрес подарував авіаторам потужні турбогвинтові і турбовентиляторні двигуни, епоха багатомоторних гігантів закінчилася. Літаки з чотирма двигунами зараз актуальні лише у транспортній та військовой авіації. У пасажирських перевезеннях керують виключно дворухові моделі. Цього року було припинено виробництво навіть щодо нового Airbus А-380, інший чотиримоторний гігант – Boeing 747 – здав свої позиції ще раніше.
Схожа картина і в авіації загального призначення, з поправкою на те, що в легкомоторній авіації конкуренція йде між одно-і дворуховими машинами. На перших ролях зараз одномоторні літаки, «твини» — у ролі наздоганяючих. Найпопулярніший і найпопулярніший літак з поршневим двигуном – однодвигунний Cirrus SR22. Серед турбогвинтових моделей картина аналогічна: однорухові Pilatus PC-12, Cessna Grand Caravan та Daher TBM-940 вирвалися на перші місця, засунувши на другий план дводвигунні Beechcraft King Air,які були на коні лише кілька десятиліть тому.
Причини популярності однорухових літаків очевидні. Вартість двигуна становить значну частину ціни літака, тому однорухові літаки передбачувано дешевші. Вони також споживають менше палива та економічніше в обслуговуванні. Ще більше помітна економія при підході до планового капремонту двигуна. Це дуже дорога процедура навіть для простенького літака. Наприклад, оверхол поширеного двигуна Lycoming О360 обійдеться приблизно $20000. Другий двигун одразу подвоює цей цінник. У випадку з турбопропами різниця між одним і двома двигунами при капремонті ще суттєвіша, оскільки оверхол турбогвинтового двигуна коштує на порядок дорожче. Наприклад, капремонт популярного двигуна Pratt&Whitney PT-6 обійдеться мінімум у $230000.
Загалом, з видаткової точки зору недоліки дворухової схеми очевидні. Але крім фінансової складової є ще й міркування безпеки. І вже тут дводвигунні літаки повинні бути далеко попереду своїх одномоторних побратимів. Так? Не зовсім.
Наявність мінімум двох двигунів – стандарт де факто для всієї “великої” авіації. Сучасні літаки розробляють так, щоб лайнер не тільки міг летіти на одному двигуні, але навіть міг продовжити мінімальний набір висоти при відмові двигуна на зльоті. А сценарії з відмовою двигуна багато разів відпрацьовуються комерційними пілотами в симуляторі, щоб довести дії в таких ситуаціяхавтоматизму.
Однак у легкомоторній авіації додатковий двигун, всупереч поширеній помилці, не дає бажану додаток до безпеки. Серед пілотів навіть ходить наступна похмура приказка: другий двигун потрібен для того, щоб при відмові першого ви змогли долетіти до місця аварії. Чи достатньо сильна заява, але чи підтверджується вона статистикою? На жаль так. Під час підготовки цього матеріалу я скористався базою даних авіаційних подій Національної ради США з безпеки на транспорті (NTSB). Починаючи з 2008 NTSB для кожного інциденту стала додатково вказувати супутні йому відмови обладнання. Завдяки цьому можна зробити вибірку по всіх подіях з відмовою двигуна та порівнятидані по одномоторних і двомоторних літаках за останні 13 років. Вибірку зроблено літаками авіації загального призначення (general aviation).
Всі випадки з відмовою двигуна можна розбити на чотири категорії:
Для однорухових літаків картина зНаступна (у відсотках указна частка кожного варіанта розвитку подій від загальної кількості інцидентів):
Як бачимо, відмова двигуна для одномоторного літака – це дуже складний сценарій. Відбутися легким переляком учасникам подібних інцидентів вдавалося лише в 19 випадках, це менше ніж 1% від загальної кількості відмов двигуна. З іншого боку, число фатальних катастроф не таке велике, як можна було б.Покласти, менше 11%. Тобто в 9 випадках із 10 відмова двигуна в одноруховому літаку — це ще не кінець. Дуже обнадійливо!
Інтуїція підказує, що у дворухових літаків статистика має бути схожою або навіть кращою. Але насправді цифри такі:
В абсолютних значеннях число інцидентів з відмовами двигуна у «твінів» менше, тому що саЇх двохрухових літаків менше і літають вони, відповідно, рідше. Крім цього, відразу впадає в око, що в 4 випадках зі 116 відмова двигуна не призводила до якихось серйозних наслідків, що становить 3% від загального числа подій з відмовами — вище, ніж у однорухових літаків. Це саме ті ситуації, коли факт наявності другого двигуна спрацював як слід: літак продовжив політ і здійснив успішну посадку.
Але, на жаль, у відсотковому співвідношенні другий двигун також збільшував і ймовірність аварій з летальним кінцем – до 26% від загального числа подій (проти 11% у однорухових літаків). Порівняння буде ще сумнішим, якщо згрупувати фатальні та важкі аварії. Для двомоторних літаків частка таких варіантів розвитку подій становить майже половину від загальногоЗ числа випадків — цілих 48%, тоді як у одномоторних літаків ця цифра майже вдвічі нижча — 28%. Чому другий двигун так часто не тільки не рятує при відмові першого, а й навпаки — лише посилює аварійну ситуацію? Відповідь на це питання буде досить довгою.
Причина номер один – асиметрична тяга. Відмова двигуна у двомоторного літака створює сильний момент, що розвертає, а також крен у бік двигуна, який перестав працювати. Просто парувати крен і нишпорення елеронами і кермом напрямку недостатньо, необхідно додатково зафлюгувати гвинт, розгорнути його лопаті рубом до потоку повітря, що набігає, для зменшення лобового опору. Не зафлюгований або невчасно зафлюгований гвинт починає працювати як аеродинамічний гальмо і щеБільше посилює асиметрію тяги.
Цікавий факт: вектор тяги у двигуна з пропелером не проходить через центр осі обертання, а зміщений у бік «закручування» гвинта. Переважна більшість двигунів обертає гвинт за годинниковою стрілкою, і вектор тяги у них відповідно зміщений вправо від осі обертання. Звідси випливає важливий висновок: плече важеля моменту, що розвертає, буде різним при відмові різних двигунів. Якщо зупиниться лівий двигун і працюватиме тільки правий, момент, що розвертає, буде сильнішим і компенсувати його буде складніше. Для опису цього явища є спеціальний термін — критичний двигун. Для більшості двомоторних літаків критичний – це вже згаданий лівий двигун, тому що його відмова створює більше складнощів в керуванні літаком.м.
Щоб нівелювати проблеми, пов’язані з критичним двигуном, для правого крила були придумані «дзеркальні» двигуни або двигуни з контробертом — вони обертають гвинт проти годинникової стрілки. Літаки з такими двигунами часто мають назву абревіатуру CR (counter-rotating).
Сама по собі асиметрична тяга не є нерозв’язною проблемою, але її компенсація вимагає швидких і точних дій, причому в стресовій ситуації. Якщо відмова одного з двигунів відбувається на зльоті або на фінальних стадіях заходу на посадку, місця помилки не залишається зовсім. Будь-яка дрібниця – наприклад, затримка з флюгуванням гвинта або педаль, в паніці випадково віддана у бік отказав двигуна – може стати фатальною. Навіть якщо всі дії зроблені правильно і своєчасно, вирішення цього додаткового завдання в будь-якому випадку додатково навантажує пілота і підвищує ймовірність помилки в інших процедурах польоту, наприклад, у просторовій орієнтації. Що може бути небезпечним і самим собою, у відриві від відмови двигуна, особливо в умовах польоту приладами — вночі або в поганих погодних умовах.
Ще один момент, що прямо впливає на статистику аварійності – загальні характеристики двомоторних літаків. Це, загалом, важчі машини з вищими робочими швидкостями. Відповідно, і швидкість звалювання у таких літаків також вища, ніж у одномоторних, тому й довести їх до закритичного кута атаки, звалювання та штопора також простіше.І, нарешті, є ще одна причина, яка негативно впливає на аварійність дводвигунових літаків, хоча безпосередньо і не пов’язана з наявністю другого двигуна. Справа в тому, що переважна більшість двомоторних машин — круїзери, обладнані для інструментальних польотів. Тому двомоторні літаки частіше літають у поганих погодних умовах, тоді як одномоторні в більшості випадків використовуються тільки для візуальних польотів у хорошу погоду.
Погана погода і сама по собі може стати джерелом розвитку аварійної ситуації навіть при повністю справному літаку. При відмові двигуна в повністю інструментальних умовах навантаження на пілота зростає колосально, особливо якщо літак пілотується поодинці, що не рідкість для «пістон твинів».навіть для приватних двомоторних турбопропів.
Так що ж, виходить, що другий двигун – це зло? І двомоторний легкий літак взагалі не має жодних переваг перед одноруховим? Звичайно ж ні. По-перше, як вже було згадано, дворухові літаки в середньому швидше. Крім швидкості вони нерідко мають перевагу у місткості та корисному навантаженні. І, незважаючи на вищенаведену статистику з аварій, другий двигун — однозначний must have при польоті над гористою територією, над джунглями або великими водними просторами. Повірте, при відмові двигуна над океаном ви не захочете опинитися в одномоторному літаку.
Багато острівних авіаперевізників з міркувань економії віддають перевагу одномоторним літакам, наприклад Cessna Grand Caravan замість Viking Air DCH-6 Twin Otter. При цьому польотні відрізки та висота вибираються так, щоб літак міг допланувати до берегової межі практично з будь-якої точки маршруту. Однак навіть із такими обережностями уникнути неприємних інцидентів вдається не завжди.
Одним словом, другий двигун все-таки потрібен для додаткової страховки. Просто треба пам’ятати, що сама по собі його наявність не дає безумовного бусту до безпеки літака. Найголовнішим фактором, що впливає на безпеку, є рівень підготовки пілота.
Саме тому і інструментальний, і multi-engine рейтинги виходять окремо від основної ліцензії приватного пілота та вимагають додаткових годин нальоту. З цієї ж причини купувати відразу дводвигуновий літак, навіть якщо вже отримані всі необхідні рейтинги — вкрай погана ідея. Продуктивність літака для приватного використання має зростати поступово, паралельно зі зростанням майстерності його власника.