Fejlődéstörténet
Fejlődéstörténet
A repülés forradalmi változást hozott a közlekedésben. Már a század elején, a 20-as években légitársaságok egész sora jött létre, és óriási versengés alakult ki a repülőgépgyártó vállalatok között az utasszállító repülőgépek kifejlesztésében. A fejlesztés célja minél nagyobb befogadóképességű, hatótávolságú és sebességű repülőgépek létrehozása volt.
A repülőipar már a kezdet kezdetén is az új tudományok, gyártási eljárások és új szerkezeti anyagok kifejlesztésének egyik legjelentősebb ösztönzője volt és maradt mind a mai napig. A korszerű repülőgép megalkotása megköveteli a legfejlettebb technológiák alkalmazását, a kohászattól az elektronikáig, minden iparágban.
A hajtómű a repülőgépek minden generációjának meghatározó tényezője. Egészen az 50-es évek elejéig csak dugattyús motorral felszerelt utasszállító repülőgépek voltak. A II. világháború után megindult a közforgalmi repülőgépek rohamos fejlődése is. Ez a Douglas amerikai repülőgépgyár DC-3 típusú repülőgépével kezdődött, amelynek LI-2 néven ismert, Szovjetunióban gyártott változatát a magyar légiközlekedés is sikeresen alkalmazta. A DC-3 kétmotoros, 14-21 utas szállítására alkalmas, 230 km/h utazósebességű, 2500 km hatótávolságú repülőgép. E típusból gyártottak napjainkig is a legtöbbet (14-15 000 db), és ez volt az első héjszerkezetű utasszállító repülőgép a világon.
A kétmotoros utasszállító repülőgépeket a nagyobb befogadóképességű (50-100 utas) négy-, sőt hatmotoros gépek követték. Ezeket főleg a II. világháborúban alkalmazott bombázógépekből fejlesztették ki. A dugattyús motorral felszerelt gépek utazósebessége nem haladja meg a 400-500 km/h értéket, és ezt éppen a motor technikai korlátai okozták. A repülőgép-tervezők és -gyártók türelmetlenül várták, hogy megjelenjenek a dugattyús motoroknál nagyobb teljesítményű gázturbinák, amelyek prototípusait már a II. világháború katonai gépein kipróbálták.
A gázturbina mérföldkő a repülés történetében, mert óriási távlatokat nyitott. Nem gátolta elterjedését az sem, hogy fajlagos üzemanyag-fogyasztása jóval nagyobb, mint a dugattyús motoroké, mert abban az időben az üzemanyagár még alacsony volt. A gázturbinás (sugárhajtású) repülőgépek utazósebessége 750-950 km/h, ez másfél-kétszerese a dugattyús motorral felszerelt repülőgépeknek.
Az 50-es évek közepén elkezdődött a repülős sugárhajtású (jet) korszaka, és napjainkban is tart. E korszakban vált a repülés igazi tömegközlekedéssé. Az első menetrend szerinti forgalomba állított sugárhajtású repülőgép a 70 személyes brit gyártmányú COMET-1, amelyet 1952-ben állítottak üzembe. A konstrukciós tapasztalatok hiánya miatt a repülőgéppel több – halálos áldozatokat is követelő – baleset történt, ezért rövidesen kivonták a menetrendszerű forgalomból. 1956-ban üzembe állították a szovjet gyártmányú, 70-100 személyes, TU-104 (Tupoljev) típusú sugárhajtású repülőgépet, amely jól bevált a nemzetközi forgalomban is. 1958-ban a brit BOAC légitársaság Comet-4 típusú gépével megnyitotta a világ első menetrendszerű járatát az Atlanti-óceán fölött. Pár hónappal később az amerikaiak büszkesége, a B-707 (Boeing) következett a Pan Am légitársaság színeiben a New York-Párizs útvonalon.
A sugárhajtású repülőgépek üzembe állításával egy időben megjelent a gázturbinás hajtómű újabb változata. Megszerkesztették a légcsavaros gázturbinát, amely átmenetnek tekinthető a légcsavaros-dugattyús hajtómű és a gázturbina között. A légcsavaros gázturbinás gépek üzemanyag-fogyasztása kedvezőbb volt, mint a sugárhajtású gépeké, de utazósebességük 300-350 km/h értékkel alacsonyabb volt. E kategória jeles képviselői az angol Bristol Britannia és a szovjet IL-18 (Iljusin). A légcsavaros gázturbinás utasszállító gépek a nemzetközi légiforgalomban nem terjedtek el, a 70-es évek elejére a sugárhajtású repülőgépek egyeduralkodóvá váltak.
A 60-as évek végére elkészült a világ két első hangsebesség fölötti utasszállító gépe: a szovjet TU-144 (1968) és a brit-francia Concorde (1969). Az amerikai repülőgépipari nem vett részt a szuperszonikus repülőgép kifejlesztésének versenyében. A nagy amerikai gyárak (Boeing, Lockheed) csak a tanulmányterv és a költségvetés kidolgozásáig jutottak el, és gazdaságossági megfontolásból nem indították be a gyártást. Mind kiderült, igazuk volt a piac igényeinek megítélésében: a szuperszonikus utasszállító repülőgépek nem terjedtek el. A TU-144-et sohasem állították nemzetközi forgalomba, a Concorde üzemeltetése pedig – néhány útvonalat kivéve – nagy veszteséget hozott.
A 60-as évek közepére-végére elkészült a sugárhajtású repülőgépek második generációja, amelynek képviselői korunk légiflottájának gerincét képezik. A legismertebb gépek: TU-134, TU-154, IL-62, JAK-42, IL-86 (Szovjetunió); B-727, B-737-200, B-747, DC-8, DC-9, C-10, L-1011 (Egyesült Államok); Caravelle (Franciaország); BAC-111 (Nagy-Britannia). E gépeket már második generációs, ún. kétáramú gázturbinákkal szerelték fel, amelyek nagyobb teljesítményűek és üzemanyag-fogyasztásuk is kedvezőbb. (Kétáramúság: a turbina meghajt egy ventilátor fokozatot is, amely pótlólagos tolóerőt szolgáltat. Ez a „hidegáram”. A hidegáramban-melegáramban áramló levegő tömegének aránya a kétáramúság foka).
A 70-es évek elejére az amerikai repülőipar nyomasztó fölénybe került a nyugat-európai országokéval szemben. A Boeing B-747 óriásgépe (népszerű nevén Jumbo) 400-600 személyes befogadóképességével igazi tömegközlekedési eszközzé vált az Atlanci-óceán fölötti forgalomban és más nagyforgalmú útvonalakon is. A Jumbónak hosszú ideig egyetlen versenytársa volt a nyugati világban, a szintén amerikai gyártmányú Douglas DC-10. Nyugat-Európában ekkor fogalmazódott meg az igény európai gyártású utasszállító repülőgép létrehozására.
1970-ben 4 ország közös vállalkozásában megalapították az Airbus Industrie-t, amelynek első gépe, az A-300 típusú légibusz (1972) a kor minden technikai újdonságát egyesítette.
A 70-es évek elején az olajválság és az azt követő recesszió újabb követelményt támasztott a repülőgépiparral szemben: arra ösztökélte a gyártókat, hogy minél kisebb üzemanyag-fogyasztású, környezetkímélő és jóval gazdaságosabb repülőgépeket gyártsanak.
A Nemzetközi Polgári Repülésügyi Szervezet (ICAO 150 tagállam) normákat dolgozott ki a repülőgépekkel kapcsolatos környezetvédelemre. Az előírások a repülőgépzaj megengedhető nagyságára és a hajtóművek által kibocsátott szennyező anyagokra vonatkoznak. Az előírások enyhébbek az 1977 előtt gyártott, és szigorúbbak a később üzembe állított gépekre. A repülőgépzaj problémája az utóbbi időben előtérbe került, mert az említett nemzetközi előírás alapján 1988. Január 1-jétől mindazon repülőgépet kitiltják a nemzetközi forgalomból, amelyek nem felelnek meg a követelményeknek. A tényleges kitiltás veszélye Nyugat-Európában csak néhány régebbi típust érint. Ezek egy részét kivonják a forgalomból, másik részét zajcsökkentő berendezéssel szerelik fel (pl. B-707), vagy korszerű hajtóművet építenek rá (pl. DC-8). Néhány nyugat-európai országban már évek óta bírsággal sújtják a zajos repülőgépeket.
A repülőgépipar gyorsan válaszolt az újabb kihívásra. Kifejlesztették a gázturbinás hajtóművek harmadik generációját, az üzemanyag-takarékos és „csendes” hajtóműveket, amelyek lehetővé tették, hogy évtizedünk elejére elkészüljenek a harmadik generációs gépek, amelyek főbb jellemzi a következők:
– az aerodinamika legújabb eredményeinek gyakorlati alkalmazása a repülőgép konstrukciójában (pl. ún. „szuperkritikus” szárnyprofil, szárnyvéglap);
– a csúcstechnológia alkalmazása a repülőgép és hajtómű építésében;
– a repülőgép tömegének csökkentése új, nagy szilárdságú könnyűfém-ötvözetek és kétkomponensű szénszálas műanyagok felhasználásával;
– nagy kétáramúsági fokú modulrendszerű, üzemanyag-takarékos és alacsony zajszintű gázturbinás hajtóművek alkalmazása;
– fedélzeti számítógép felhasználása a repülőgép kormányzásában és navigálásában;
– a hagyományos mechanikus szerkezetű fedélzeti műszerek helyett elektronikus ellenőrző és navigációs műszerek alkalmazása, amelyek a repülőgép üzemmódjára, pályájára és helyzetére vonatkozó adatokat folyadékkristályos színes képernyőn jelenítik meg.
A harmadik generációs gépek megfelelnek a legszigorúbb környezetvédelmi előírásoknak, mind a zaj, mind a hajtóművek által kibocsátott szennyező anyag tekintetében. Fajlagos üzemanyag-fogyasztásuk mindössze fele-egyharmada a második generációs gépeknek. A csúcstechnológia alkalmazásával gyártott repülőgépek műszaki megbízhatósága magas színvonalú, karbantartásuk kevésbé munkaigényes, élettartamuk repült órában és leszállásszámban duplája a második generációs gépekének.
A harmadik generációt jelenleg a következő gépek képviselik: Boeing: B-737-300, B-757, B-767, McDonnell Douglas: MD-81, MD-82, MD-83, MD-87, Airbus Industrie: A-300, A-310, A-320; British Aerospace: BAe-146-100, BAe-146-200, Fokker Aircraft: F-100.
Fejlesztés alatt állnak. Boeing. B-737-400, B-737-500, B-747-400, McDonnell Douglas: MD-11, Airbus Industrie: A-330, British Aerospace: BAe-146-300, Tupoljev Tervezőiroda: TU-204, Iljusin Tervezőiroda: IL-96, Jakovlev Tervezőiroda: JAK-42M.
Egy utasszállító repülőgép élettartama 15-20 év. A műszaki lehetőségek talán megengednék az élettartam további növelését, de a sugárhajtású gépek eddigi története azt bizonyítja, hogy nem érdemes: 15-20 év alatt a konstrukció elavulttá válik, a régi gépek elveszítik versenyképességüket.
Napjainkban még javában tart a harmadik generációs repülőgépek továbbfejlesztése, és biztosan állíthatjuk, hogy az ezredfordulóig vagy talán még tovább is uralják a piacot, de már megszületett a következő generáció kifejlesztésének igénye. A vezető hajtóműgyárakban már próbálják az új hajtóműveket. Ez lényegében egy légcsavaros gázturbina, amely konstrukciójában lényegesen eltér hagyományos elődjétől. A hagyományos, 4 tollú, aránylag nagy átmérőjű húzólégcsavar helyett ezen a hajtóművön kisebb átmérőjű, koaxiális, 6-8 tollú légcsavarok vannak, amelyeket közvetlenül a hajtómű turbinafokozatára, áttétel nélkül szerelnek fel, esetleg áttétellel a turbinafokozat mögé. Angol elnevezése Ultra-High-Bypass (UHB) vagy Unducted Fan (UDF) hajtómű.
A szakemberek úgy számítják, hogy az UDF hajtóművel további 30-50%-os üzemanyag-megtakarítás érhető el – anélkül, hogy a repülőgép utazósebessége csökkenne. Az UDF hajtóművel felszerelt repülőgép a Boeing és a McDonnell Douglas tervei szerint a 90-es évek elején megjelenik a légiforgalomban. Boeing: B-7J7 ideiglenes típusjelzésű 150 személyes gép, McDonnell Douglas: MD-91X, MD-92X, MD-94X jelzésű 100, 150, ill. 170 személyes gépek.
