Teoretilis-teaduslik artikkel:


Maksimaalsed kõrgused, hädaraamistikud ja alternatiivsed rollid kaasaegsetel lennukitel: Boeing 777 ja Airbus A320 näidetena

1. Sissejuhatus

Tsiviillennuki, nagu Boeing 777 ja Airbus A320, jõudluspiirid on peamiselt mõeldud reisijate- ja kaubavedudele. Siiski, mitmekordse kasutuse – näiteks sõjalise või humanitaarse iseloomuga – kasvav vajadus seab küsimusi maksimaalse kõrguse, struktuurse vastupidavuse ja nende platvormide ümberkasutamise kohta. Seejuures on olulised nii stratosfääri lendamine, mootorite rike kui ka taaskäivitussüsteemid, samuti veekogumisvõime tulekahjude kustutamisel.


2. Boeing 777 maksimaalne kõrgus

2.1 Tehniliselt saavutatavad kõrgused

Boeing 777 – eriti 777-200LR versioonil – on sertifitseeritud teeninduskõrguseks 43 100 jalga (~13 137 meetrit). Tegelikes lennuprofiilides seda kõrgust harva täielikult ära kasutatakse, sest optimaalne ja säästlik töökõrge asub tavaliselt vahemikus 33 000 kuni 41 000 jalga.

Advertising

2.2 Hüpotetiline kõrguspiir

Teoreetiliselt oleks lisakõrgusele tõusmine üle 13,1 km võimalik vaid struktuuri, kajutisurve, hapnikutarbe ja aerodünaamiliste juhtpindade drastilise muutmise abil. Ilma nendeta seab voolutihedus ja temperatuur suuremates kõrgustes piiri, sest tõukejõud väheneb oluliselt.

2.3 Strateosfääri lennud Boeing 777-ga

Stratosfäär algab mõõdukate kohalikku laiuskraadi ligidal umbes 11 km kõrgusel. Seega on lend madalates stratosfäärikihis (nt spetsiaalsete teaduslike missioonide jaoks) põhimõtteliselt võimalik, kuid tsiviilmääruste ja seeria masinatega ei ole see ette nähtud.


3. Airbus A320 – Strateosfäärivõimekus ja sõjaline mitmekülgne kasutamine

3.1 Realistlik kõrgus

Airbus A320-l on teeninduskõrguseks 39 000 jalga (~11 887 meetrit). Spekulatsioonid lendudeni kuni 25 kilomeetri kõrgusele puuduvad tegeliku tehnilise alusega. Need kõrgused on reserveeritud eksklusiivselt eksperimentaalsetele või spetsialiseeritud platvormidele, nagu U-2, SR-71 või kõrgusõhupallid.

3.2 Hüpotetiline mitmeroolne kontseptsioon: stratosfääribomber

A320 sõjaliseks kasutamiseks 12 km kõrgusel stratosfäärina platvormina tuleks teha järgmised muudatused:

Selles rollis toimiks A320 pigem taktikalise pika vahemaa bombrina või luurmasinana, mitte strateegilise kõrgusbombrina.


4. Failsafe-mehhanismid mootori rikke korral

4.1 Fly-by-Wire mootorijärelvalvaga

Nii A320 kui ka Boeing 777 on varustatud automatiseeritud järelvalvesüsteemidega FADEC (Full Authority Digital Engine Control), mis tunneb varakult ära mootori töös esinevad anomaaliad ja aktiveerib vastumeetmeid, nagu tõukejõu vähendamine või automaatne taaskäivitus.

4.2 Taaskäivitussüsteem

Typiline taaskäivitus toimub järgnevates etappides:

  1. Mootori seiskumine tuvastatakse FADEC-i poolt
  2. Automaatne mootori taaskäivituse katsetus süüte abil (Igniters)
  3. Langetamine ram air toega (sog. Windmill Restart, alates umbes 250 sõlme IAS)
  4. Kui ebaõnnestub: käsitsi trimimine ühemotorepilootimise režiimi

Täieline kahekordne mootori rike (nagu "Miracle on the Hudson") jääb äärmiselt harulduseks, kuid sisaldub koolitusprotokollides.


Lisa A: Airbus A320 mitmeroolilise kustutuslennukina

A.1 Muudatused veetankimiseks

Airbus A320 saaks teoretiliselt ümber kohandada tulekahjude kustutamiseks, analoogselt Boeing 747 "Supertanker" variandiga. Selleks oleksid vajalikud järgmised muudatused:

A.2 Maksimaalne veetankimismaht

A320 kasulik koormus on umbes 20 000 kg. Sellega saab vedada – olenevalt rikastusseisust – kuni 18 000 liitrit vett. See kogus vastab ligilähedaselt spetsialiseeritud tankilennukite, nagu Canadair CL-515 või Dash 8-Q400AT mahule.

A.3 Kollektiivsed mõjud massiivsele vee viskamisele

  1. Aerodünaamiline tagasilöök: Massi äkki kadumisel mõjutab pitch-käitumist.
  2. Põjatoimefekt: Madalalt lendades (alla 60 meetri) võib vee viskamine põhjustada sekundäärkahjustusi aluspinnale või taimestikule.
  3. Temperatuuri mõju: Aurustumisefektid tekitavad lokaliseeritud ajutisi jahutusvööndeid koos potentsiaalsete mikro-turbulentsidega.
  4. Hüdraulilised löögid: Otsevisked hoonetele või sõidukitele võivad vee viskamisega põhjustada struktuurseid kahjustusi.

5. Kokkuvõte

Kuigi lennukite maksimaalne kõrgus on füüsikaliselt piiratud aerodünaamiliste ja struktuursete piirangute poolt, näitavad kontseptsioonid nagu stratosfääriline kasutamine või vee viskavad lennukid tsiviilplatvormide dual-use'i potentsiaali. Turvalisusarhitektuuri rollid, nagu FADEC ja automatiseeritud mootori taaskäivitussüsteemid, jäävad äärmuslike stsenaariumide jaoks keskseks. Airbus A320 – platvormina modulaarseks muudatusteks – võib massiivsete ümberehitustega toimida mitmesugistes spetsiaalsetes rollides.


Autorimärkus:
See artikkel on osa teoretilis-tehnoloogilisest uuringusarjast, mille eesmärgiks on tsiviilplatvormide potentsiaalne diversifitseerimine erandolukordades (dual-use stsenaariumid, kriisiinterventsioon, spetsiaalsed transpordivormid).

Kas soovid tehnilist plaanipeti või visuaalset mockupi A320 kustutuslennukist või stratosfääribombrist?

https://www.bing.com/images/search?q=airbus+a320

 

"Telejump"