Дальше, быстрее, безопаснее
|
ЖУРНАЛ ПОСВЯЩЕН НИКЕЛЮ И ЕГО
ПРИМЕНЕНИЮ |
 |
|
КРУПНЫЕ АЭРОПОРТЫ всего мира проводят обширную модернизацию,
необходимую для размещения «Аэробуса А380». |
 |
|
ПЕРВЫЙ ПОЛЕТ А380 в 2005 г. стал триумфом многих лет
конструкторской работы, успеху которой существенно помогли никелевые сплавы. |
 |
|
У РАЗРАБОТАННОГО ENGINE ALLIANCE двигателя
GP72000 показатели выброса отработанных газов и шума намного ниже, чем
аналогичные показатели других самолетных двигателей. Снижение этих показателей необходимо для соответствия
более жестким требованиям по ограничению шума в аэропортах Европы. |
 |
|
НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ позволяют проектировщикам снизить вес
двигателей, даже не смотря на развиваемые ими повышенные рабочие температуры и большую
тягу. |
 |
|
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ позволяют дискам
двигателя GP72000 работать на протяжении длительного времени при температурах, на 38°
C превышающих те, которые выдерживали сплавы предыдущего поколения. |
|
日本語 |
Воздушные
путешествия: чище, бесшумнее и эффективнее
Кэрролл Маккормик (Carroll
McCormick)
Журнал «Никель», май 2006 -- Благодаря никелю, в полет ежегодно
отправляются около двух миллиардов людей и 34 млн тонн груза.
Хотя из-за своего низкого удельного веса с авиацией обычно ассоциируется алюминий, авиалинии во многом зависят от уникальных свойств именно никелевых сплавов: от термостойкости и устойчивости к коррозии одних сплавов, и от практически нулевых расширения и сжатия при стоградусных колебаниях температур других. Обусловлено это тем, что самолеты становятся все крупнее, и авиаконструкторы стараются снизить вес летательных аппаратов, звук двигателя и выброс в окружающую среду отработанных газов.
Примером значительного вклада никеля в современную авиацию может служить «Аэробус А380», самый большой на сегодняшний день из пассажирских самолетов. 27 апреля 2005 г. стал историческим днем, когда колоссальный А380 начал свой первый четырехчасовый полет из Тулузы (Франция). Воздушное судно построено французской акционерной компанией «Аэробус» (Airbus S.A.S.), на 80% принадлежащей компании European Aeronautic Defense & Space Company и на 20% - BAE Systems.
В стандартной пассажирской конфигурации А380 будет иметь 555 мест, весить 560 тонн при взлете и сможет лететь на расстояние 15000 км со скоростью, составляющей 85% скорости звука (число Маха – 0,85). И все же вопреки этим рекордным цифрам А380 будет сжигать на 12% меньше топлива на 1 пассажироместо, чем любой другой пассажирский самолет: менее 3 литров на 100 пассажирокилометров.
Сегодня быстрый рост цен на топливо представляет одну из сильнейших угроз для коммерческой авиации и международных перевозок в целом. В 2005 г. во всем мире было сожжено 2,08 триллиона литров реактивного топлива стоимостью 120 миллиардов евро, что более чем в два раза превышает показатель стоимости за 2003 г.
Кроме улучшения аэродинамики корпуса летательного аппарата существуют два способа снижения потребления топлива: создание более легкого самолета и конструирование более эффективных двигателей. Поскольку на перевозку 100 кг груза требуется около 3 кг топлива в час, снижение веса самолета стало ключевой задачей.
Конструкторы А380 снизили вес до минимума, использовав легковесные композитные материалы, сделанные из слоев пропитанной смолой карбоволоконной ткани (те же материалы используются для производства облегченного спортивного снаряжения). Около 23% всего корпуса А380 состоит из композитных материалов, включая центральный кессон крыла (напоминающая коробку часть фюзеляжа между двумя корневыми сечениями крыла), хвостовой гермошпангоут, нервюру крыла и хвостовое оперение, задние кромки крыльев и створки шасси. Части, сделанные из композитного материала, помогли улучшить заданные показатели веса на целых 25%.
Композитная деталь сделана или «уложена» слой за слоем на легированный никелем сплав, фрезерованный для придания ей точной формы. Затем сплав и деталь, пропитанная смолой (например, эпоксидной), помещаются в печь, где деталь отверждается при температурах от 375 до 425° C.
Этот сплав, известный под названием Invar®, содержит 36% никеля и имеет особенное свойство, существенное при создании композитных компонентов: близкий к нулю коэффициент теплового расширения. А это означает, что сплав не расширяется при нагреве и не сокращается при охлаждении. В результате такой высокой стабильности композитные детали могут производиться с заданными величинами допусков, измеряемыми долями миллиметра.
Меньший вес – значит, меньшее потребление топлива, а это, в свою очередь, означает повышенную грузоподъемность самолета. Наши небесные пространства широки, но пропускная способность многих аэропортов не беспредельна, и взлетно-посадочные полосы уже не способны принять большее количество самолетов. Воздушные ворота пользуются большим спросом, а некоторые аэровокзалы имеют ограничения на количество взлетов и приземлений, что не позволяет авиалиниям добавлять рейсы к расписанию полетов. Один из способов решения этой чрезвычайно сложной проблемы состоит в том, чтобы перевозить большее число пассажиров меньшим количеством самолетов.
«Пропускная способность взлетно-посадочных полос в конечном итоге определяет пропускную способность аэропорта, - говорит Роберт Хорнблоуэр (Robert Hornblower), заместитель директора по модификации аэропортов Международной ассоциации воздушного транспорта. – Предполагается, что А380 увеличит пропускную способность аэровокзалов с жесткими ограничениями на взлетно-посадочные полосы».
К февралю 2006 г. «Аэробус» получил 159 заказов на А380, как на пассажирскую, так и на грузовую модификацию. Авиакомпания «Эмираты» (Emirates) со штаб-квартирой в Дубаи заказала 45 лайнеров для использования их в первую очередь на своих основных магистральных воздушных трассах из Дубаи в Нью-Йорк, Европу и Австралию.
«Поскольку А380 – самолет, имеющий большую пассажировместимость, мы будем использовать его на таких маршрутах, где в аэропортах существуют ограничения на количество взлетов и приземлений, - говорит представитель «Эмиратов». – Ситуация такова, что «Эмираты» обслуживают множество городов, где мы могли бы увеличить число ежедневных рейсов. Если же это невозможно, тогда пропускную способность позволит увеличить использование на авиатрассе «Аэробуса А380».
Сингапурские авиалинии станут пионером использования А380. Его первый полет запланирован на конец 2006 г. В число европейских клиентов входят Air France, Lufthansa и Virgin Atlantic Airways. Их пакет заказов насчитывает 31 «Аэробус А380». Уже более 60 аэропортов во всем мире внесли конструктивные поправки, необходимые для размещения лайнера. Через несколько лет пассажирам международных авиатрасс он станет казаться привычным транспортным средством.
Эволюция продолжается
С тридцатых годов прошлого века мощность самолетных двигателей повысилась благодаря разработке новых никелевых сплавов, выдерживавших экстремальные температуры и давление, развиваемые в усовершенствованных двигателях.
Этот процесс продолжается и сегодня в моторах, разработанных для А380. Например, у GP72000, сконструированного компанией Engine Alliance, показатели выброса отработанных газов и шума будут намного ниже, чем аналогичные показатели других самолетных двигателей. Снижение этих показателей необходимо для соответствия более жестким требованиям по ограничению шума в аэропортах Европы.
Никелевые сплавы позволяют снизить вес двигателей, даже не смотря на развиваемые ими повышенные рабочие температуры и большую тягу. Engine Alliance использует передовые сплавы на никелевой основе, такие как Rene 104®. «Благодаря этому усовершенствованному сплаву, диски могут работать на протяжении длительного времени при температурах, на 38° C превышающих те, которые выдерживали сплавы предыдущего поколения, - говорит Кен Бейн (Ken Bain), руководитель инженерной группы применения материалов для двигателя GP7200 компании GE-Aviation. – Такое повышение теплостойкости до более 704° C делает циклы двигателя значительно эффективнее и приводит к повышенной экономии топлива».
Кэрролл Маккормик – наш внештатный автор из Монреаля.
ФОТОГРАФИИ:
 Mary Anne Greczyn Communications Manager Airbus North America Tel: 1 703 834 3458 Fax: 1 703 834 3593 E-mail: maryanne.greczyn@airbus.com Website: www.airbus.com/en Mark Sullivan Public Relations Engine Alliance Tel: 1 860 565 9600 E-mail: mark.sullivan@pw.utc.com Website: www.enginealliance.com |
