21.5. Уменьшение массы самолета

   Оценим уменьшение потребной массы топлива Δm_т для полета самолета в течение 1 ч за счет снижения массы самолета Δm на 1 кг. Принимая обычные для современного самолета величины K =18,0 и C_р = 0,06 г/(Н·ч), получаем (в граммах в час)

   Снижение массы самолета приводит к уменьшению потребного запаса топлива на борту, что, в свою очередь, снижает массу самолета, потребную тягу и, соответственно, массу двигателя и т. д. Оценив все эти изменения массы самолета и потребного запаса топлива, окончательно получим, что снижение массы самолета Δm на 1 кг приводит к уменьшению расхода топлива на один час полета Δm_т примерно на 40 г.
   Годовой налет пассажирского самолета составляет примерно 2500 ч, причем в эксплуатации находится не один самолет, а примерно 500 самолетов данного типа. Тогда годовая экономия топлива составит 40·2500·500 = 0,5·10⁸ г = 50 т.
   Итак, уменьшение при проектировании или изготовлении массы пустого самолета даже на 1 кг дает значительную экономию топлива при эксплуатации самолетов.
   Получение в процессе проектирования и производства минимально возможной массы всех компонентов самолета - одна из основных задач специалистов, создающих новый самолет.
   Эта задача должна решаться, во-первых, уменьшением массы конструкции за счет:
      - выбора оптимальных конструктивно-силовых схем агрегатов и применения более совершенных методов расчета конструкции на прочность;
      - применения новых, более прочных материалов или материалов с большей выносливостью - сопротивляемостью усталостным повреждениям (например, алюминий-литиевых сплавов, композиционных материалов).
   Уменьшение массы конструкции самолета возможно и за счет применения автоматических систем управления, предназначенных для уменьшения эксплуатационных перегрузок при воздействии вертикальных порывов воздуха и при выполнении маневров во время полета.
   Во-вторых, уменьшение массы самолета достигается использованием более легкого и совершенного оборудования. Переход к электродистанционному управлению самолетом без запасной механической системы управления, к автоматической системе повышения устойчивости самолета, позволяющей уменьшить размеры горизонтального оперения, к использованию гидравлической системы с более высоким давлением, к использованию тормозов из углеродных КМ, к применению новых усиленных и облегченных пневматиков, облегчение элементов интерьера пассажирских салонов, в частности кресел, - все это в совокупности позволит существенно уменьшить массу пустого самолета.