Aerei trimotori (Trijet)

[thunderbolt82]

Ciao a tutti,

 

Io ho una domanda alla quale non ho trovato ancora risposta...

Perché i trimotori (MD11, B727, ....) sono usciti di produzione e rispettivamente perché sono entrati?

Troppo cara la manutenzione? motori non così potenti all'epoca?

 

Grazie

 

Francesco

[Flaggy]

Diciamo che i trimotori nacquero soprattutto per far fronte alla scarsità di potenza e ottenere qualche vantaggio aerodinamico.

Gli italiani negli anni trenta e quaranta ne fecero un po' un marchio di fabbrica: 2 motori stavano in pod alari che contenevano anche il carrello e uno in fusoliera che comunque era presente. Risultato? Sfruttare al meglio i volumi disponibili e dei motori a pistoni a quel tempo"anemici"...

 

MD-11 e B-727 ne fecero invece di più una questione di sicurezza, cercando una via di mezzo fra un bimotore e un quadrimotore.

In effetti, conti alla mano, un quadrimotore era più sicuro di un bimotore solo nel caso fosse in grado di volare con 2 motori in avaria sulla stessa semiala e già questo non deponeva a favore della moltiplicazione dei motori, perchè comunque un quadrimotore costringe a una deriva più grande per compensare gli effetti della spinta asimmetrica (i motore esterni, molto lontani dalla mezzeria, danno un notevole contributo imbardante) e motori e piloni in più incrementano la resistenza dell'impianto propulsivo anche a parità di potenza installata.

 

Il trimotore pareva allora una soluzione interessante perchè il motore supplementare sarebbe stato sulla mezzeria, anche se avrebbe avuto una collocazione necessariamente anomala e aerodinamicamente non molto pulita, specie all'aumentare del rapporto di diluizione a quindi degli ingombri trasversali.

Perchè la soluzione ha avuto un così rapido declino contribuendo non poco al modesto successo dell'MD-11?

Ma perchè proprio da un punto di vista della sicurezza non si è rivelata così vantaggiosa: un trimotore ha infatti una maggiore probabilità di un bimotore di subire un guasto a un motore (comunque un evento spiacevole che porta a un'emergenza) e a quel punto, per essere veramente più vantaggioso di un bimotore dovrebbe essere in grado di volare anche con un motore solo...Il problema è che in questa configurazione un bimotore ha comunque metà della potenza mentre un trimotore solo un terzo...e quindi i motori dovrebbero a logica essere sovradimensionati per consentire il volo con una doppia avaria e anche questo va a svantaggio dell'efficienza.

 

Ergo meglio un bimotore e, se non voglio mettere motori giganteschi e voglio incrementare la sicurezza, è meglio passare direttamente a quattro motori come su Boeing 747 ed Airbus 380.

Modificato 4 Gennaio 2012 da Flaggy

[thunderbolt82]

Grazie molto esaustiva come risposta!

 

Finalmente qualcosa di preciso e dettagliato

[gepiro66]

Soprattutto, i trireattori sono stati messi fuori gioco dall'introduzione della normativa ETOPS (Extended range Twin engines OPerationS) che ha permesso l'impiego secondo precisi standard di sicurezza dei bireattori sulle rotte a lungo raggio, rendendo accessibili rotte sui mari a distanze via via crescenti dall'aeroporto praticabile più vicino.

Le certificazioni ETOPS a 60, 90, 120, 180 ecc. consentono ai bireattori commerciali di operare su tratte che prevedono distanze dal più vicino aeroporto praticabile dall'aeromobile in questione fino a 60, 90, 120, 180 minuti di volo, aprendo quindi a tali aeromobili anche le rotte oceaniche, prima precluse.

La più recenti certificazioni ETOPS arrivano fino a 330 minuti, ossia 5 ore e mezzo..., una conseguenza evidente del sempre maggiore indice di affidabilità dei moderni turbofan civili.

alla fine degli anni '80 primi anni '90, tale certificazione, che adesso si ottiene su base statistica già durante le prove di certificazione, non era garantita, ma doveva essere conquistata gradualmente sul campo, dinostrando il necessario livello di affidabilità; così è stato, ad esempio per il B 767.

E' evidente che un trireattore come l'MD11 all'epoca presentava il vantaggio di essere esente dalle ETOPS e quindi di essere da subito utilizzabile illimitatamente, sotto il solo vincolo dela sua autonomia.

Questo vantaggio, con il progredire delle ETOPS e della loro facilità di acquisizione, si è via via annullato e l'MD11, pur essendo un ottimo aereo, si è trovato fuori mercato non potendo assicurare il livello di efficienza ed economicità di impiego consentito dai moderni bimotori (B-767, A-330, B-777).

[Vultur]

Si i trireattori sono sorpassati come formula. Avrebbero dovuto essere un'idea di trasporto medio-pesante su rotte intercontinentali e con un aereo che non fosse costoso come il 747. I bireattori di oggi come il B-777 e l'Airbus A-330 hanno surclassato i trimotori dal punto di vista economico su quasi tutte le rotte.

 

Una seconda vita il DC-10, l'Md-11 ed il Lockheed Tristar l'hanno avuta invece nel campo dei cargo, con impieghi sia civili che militari come aerocisterne.

L'MD-11F (per "freighter", o cargo) si è rivelato un ottimo cargo perchè conveniente dal punto di vista economico: l'MD-11 a vuoto pesa meno che il B-777 e carica di più. Inoltre, i cargo viaggiano sempre a pieno carico e possono fare diversi scali intermedi sulla rotta, allungando il volo, cosa che con i pax non si può fare.

 

L'unica cosa è che bisogna saperlo caricare. Tutti gli aerei con il nose-gear hanno una certa possibilità di sedersi sulla coda neanche tanto remota, ma gli aerei con i motori in coda sono particolarmente soggetti, a causa del peso posteriore. Anche in decollo e atterraggio bisogna tenerne conto perchè sennò l'aereo tende a sollevare il naso a sproposito (con un bel "tailstrike").

A seconda del carburante e del carico, bisogna impedire a tutti i costi l'eventualità di una bella seduta sulla coda, come a questo (per me bellissimo) Tupolev TU-154:

 

 

Danni a parte (e pericolo per il personale di terra che può finire schiacciato), rimetterlo a posto non è così semplice come potrebbe sembrare: la fusoliera, a seconda del carburante e del carico (che può essersi anche spostato) può spezzarvisi tra le mani mentre con la gru voi state cercando di rimettere giù l'aereo. Per cui è tutto un gioco di equilibrio, tra carichi, tra la coda che va alzata e tra il muso che va abbassato, ma mentre risollevate la coda dovete sorreggere il muso.

Nella stessa foto di sopra si si guarda meglio, si nota anche un'altra cosa: l'Il-62 (addirittura un quadrigetto "tutto dietro") lì accanto lascia intravedere la sua soluzione al problema delle sedute di coda: una quarta gamba di parcheggio sotto la coda e che viene retratta prima del rullaggio (perchè non sterza e perchè l'aereo se viene autorizzato a muovere dal parcheggio, vuol dire che è già perfettamente centrato...):

 

 

Il DC-10 e l'MD-11 che ne deriva (dovrebbe derivare dal DC-10-30, allungato e con autonomia aumentata), hanno ricevuto invece una terza gamba di carrello principale al centro della fusoliera (foto sotto: Md-11 CenturionCargo), leggermente arretrata. Questo terzo carrello va estratto (prima di atterrare) a seconda di carico e carburante proprio per scongiurare sedute di coda e per distribuire meglio le tonnellate del carico.

Non vorreri sparare balle, ma mi pare che in gergo, la gamba centrale del carrello dell'MD-11 venga detta: "male", o "female", a seconda che il pilota la estragga o meno, però non ne sono certo al 100%.

 

 

Per avere un'idea dei pesi in questione, posto questa foto: ovvero che succede se non si rispetta la segnaletica orizzontale di pista e si mette un piede fuori dalla zona rinforzata:

 

 

Il problema del rischio sedute è talmente sentito, che sugli MD-11 ci sono uno o più palletts di zavorra del peso complessivo di qualche tonnellata e posti in stiva subito davanti all'ala: non vanno mai spostati durante carico e scarico. Su questi trireattori, la particolare disposizione dell'ugello di scarico dell'APU, sotto la coda, può investirvi mentre ci passate sotto, il che non è piacevole (oltre al rumore assordante...). MD-11 APU (sulla destra sotto coda):

 

 

I cargo sono relativamente avvantaggiati rispetto ai passeggeri perchè hanno solo i due piloti di equipaggio e non necessitano di nient'altro, per cui hanno solo le stive di carico e a vuoto risparmiano qualche tonnellata rispetto alle rispettive versioni pax, per cui vanno più lontano.

 

Così a colpo d'occhio, l''MD-11, rispetto al DC-10 da cui deriva, dovrebbe avere come linea distintiva soprattutto le winglets alle estremità alari. L'MD-11 da ciò che so io ricevette la stessa ala del DC-10. Quest'ala faceva sì che questi aerei atterrassero e decollassero a velocità relativamente molto alte, dell'ordine dei 170-180 nodi di velocità indicata.

Questo fatto li rende aerei per piloti bravi quando si tratta di operare da aeroporti non enormi, o situati in zone con attorno città o montagne...

 

Uno degli impieghi del DC-10 di cui si parla relativamente poco è quello come aereo antincendio. questo lo rende una delle più grosse cisterne antincendio del mondo (insieme al 747):

 

Modificato 6 Gennaio 2012 da Vultur

[robygun]

Il problema della seduta sulla coda cel'hanno tutti i cargo, infatti i 747 freighter hanno in coda un pin in cui si aggancia un puntone d'appoggio, così da permettere maggior libertà alla squadra di carico/scarico... se non viene piazzato detto appoggio bisogna scrupolosamente rispettare la sequenza di scarico delle stiva, pena un disastro...

 

altra soluzione (negli aeroporti predisposti) è ancorare a terra il carrello anteriore con l'apposito punto di fissaggio cementato nel piazzale... questa soluzione è ancora meglio in quanto il puntone di prima è fatto per cedere gradualmente oltre una certa percentuale di sbilanciamento facendo comunque alzare il muso ma senza arrivare ad appoggiare la coda..

 

di MD-11 cargo con zavorra fissa in stiva conosco solo gli ex-Alitalia che, essendo degli ex-Combi (allestimento acquistato solo da Alitalia) hanno il portellone di carico dietro le ali, invece che davanti, andando ad aggravare il problema del peso in coda ...

qualche anno fa a MXP uno di questi si sedette proprio perchè venne spostato il pallet di zavorra..

[Vultur]

Invece il KDC-10 delle Forze Aeree olandesi mantiene la possibilità pax, ma il portellone ce l'ha a prua:

 

 

 

Come anche l'MD-11F:

 

 

 

Manutenzione del motore di coda (numero 3?). Tolto il cono di coda:

 

 

 

Refuelling da un Tristar della RAF:

 

Modificato 7 Gennaio 2012 da Vultur

[Takumi_Fujiwara]

Ci stiamo dimenticando del trident e del tu-154...

[gepiro66]

Il Tu 154 è in cima alla pagina. Appena ne ho la possibilità ne posto qualche immagine anche io.

Ci ho volato diverse volte e ci sono quasi affezionato, oramai.

[Mustanghino]

il trident è un classico esempio come nel dopoguerra l'UK abbia dissolto per incapacità gestionali il vantaggio che aveva sull'industria USA in alcuni campi: quando durante una visita di cortesia di ingegneri della boeing alla DH questi videro i progetti del trident, sapendo che non era in programma una visita a seattle da parte degli inglesi, uno degli yankee disse "Diamine, 3 motori, e per di più tutti dietro!!!! peggio di cosi non potevate pregettarlo questo aereo!!!!!"

 

LOL :rotfl:

[gepiro66]

Sarà che a qualcuno di quegli ingegneri rimase la curiosità di cimentarsi in materia.... vista la configurazione del B-727.

Con risultati neanche tanto male, visto che a fine anni '70 il 727 era il jet più venduto.

[Star104G]

ma tra le altre cose vi immaginate il lavoro disumano nel rimuovere il motore #3 da quell'altezza?

dev'essere una cosa non molto semplice, immagino solo il rabbocco dell'olio e il cambio dei filtri...

per non parlare di sbarcare i motori #2 e #3 dell Il-62...

[Vultur]

Sono solo soluzioni aeronautiche. Motori dietro o davanti non credo che siano meglio o peggio. Non ho idea di cosa volessero dire gli ingegneri Boeing. Di sicuro alcuni tra gli aerei di maggior successo al mondo, come DC-9, Md-80 (B-717 nella Boeing), Tu-134 e derivati avevano i motori dietro, così come in pratica tutti gli executive e business jet.

 

Non avere motori sotto le ali può essere anche un modo per accorciare le gambe del carrello e per non aggiungere peso sull'ala, che rimane sgombra da piloni subalari e motori. Un aereo con altezza più bassa può essere più facile da mantenere o semplicemente è anche più facile salirci e scenderci, non avendo bisogno di scale chilometriche. I motori messi sulla fusoliera poi sono al contrario più in alto rispetto a quelli sotto un'ala bassa, per cui teoricamente credo che ingoino meno robaccia se le piste sono tenute male, o sono soggette a un clima ostile che magari le copre di detriti, di sabbia, ecc... Quindi forse un aereo con i motori dietro funziona meglio su aeroporti spartani o comunque con condizioni generali e meteo non esattamente favorevoli.

L'Il-62 è un grande liner a lunga autonomia intercontinentale, in grado per esempio di raggiungere Hong Kong da Londra senza scalo e ha tutti e quattro i motori dietro: probabilmente i russi l'hanno pensato anche per una gestione da aeroporti spartani, come quelli che si potevano vedere in URSS.

Cosa succede ad ala e centro di gravità quando il motori sono tutti dietro non ho idea, sicuramente tutto è spostato e va progettato ad hoc.

Al contrario, i motori posti vicino alla fusoliera forse possono essere più rumorosi, o più pericolosi se perdono qualche pezzo, ma questo mi pare relativo: anche i motori montati sotto le ali, se perdono pezzi come palette o altro, possono comunque danneggiere qualcosa o ammazzare qualcuno (o tutti).

 

I primi DC-10 avevano qualche carenza di progetto, come purtroppo succede a quasi tutti gli aerei nuovi. La terribile fine del volo 191 American Airlines, il 25 maggio 1979, dopo che, anche a causa di mancato rispetto di procedure di sicurezza nella manutenzione, il motore numero uno a tutta potenza si staccò e volò via dal suo pilone. Il motore staccandosi tranciò le linee elettriche ed idrauliche della semiala sinistra provocando anche il rientro degli ipersostentatori:

 

 

 

 

Star104G ha scritto: ma tra le altre cose vi immaginate il lavoro disumano nel rimuovere il motore #3 da quell'altezza?

dev'essere una cosa non molto semplice, immagino solo il rabbocco dell'olio e il cambio dei filtri...

per non parlare di sbarcare i motori #2 e #3 dell Il-62...

 

Non penso che ci siano lavori più o meno "umani", ma solo procedure prescritte da manuali: Se si deve tirare giù un motore lo si fa. Il problema non è l'inumanità o meno, ma i materiali, il personale e le ore di lavoro richieste per farlo. Che sono tutta roba che ovviamente si paga. Sfilare un motore da dietro forse non è molto diverso che staccarlo dal suo pilone subalare: in tutti i casi devi sempre sorreggerlo da sotto.

Modificato 9 Gennaio 2012 da Vultur

[Star104G]

Non penso che ci siano lavori più o meno "umani", ma solo procedure prescritte da manuali: Se si deve tirare giù un motore lo si fa. Il problema non è l'inumanità o meno, ma i materiali, il personale e le ore di lavoro richieste per farlo. Che sono tutta roba che ovviamente si paga. Sfilare un motore da dietro forse non è molto diverso che staccarlo dal suo pilone subalare: in tutti i casi devi sempre sorreggerlo da sotto.

 

conosco bene, per lavoro, vari metodi per sbarcare/imbarcare un motore e per farne la manutenzione..

per quanto possa voler bene il DC-9 ti posso assicurare che un motore ad altezza d'uomo come quello di un A320 semplifica non poco tante procedure!

ti basti pensare che per cambiare il motore di un DC-9 in hangar ti serve un carro ponte, all'aperto una buona autogru (almeno da 3,5 ton) dato che il motore va rimosso appeso, e quando sei all'aperto e cè tanto vento può essere fastidioso, a volte impossibile.

ben diverso su un A320 che hai un bel dolly autocaricante e fai tutto da sotto!

per quello ti dico che pensare di sfilare il motore centrale da un DC-10 mi fa venire la nausea!

[Vultur]

Tu-154 con i colori bielorussi e con i reverse (e freni?) inseriti. Un C-17 americano gli ha appena girato attorno. La foto dovrebbe essere stata scattata all'aeroporto di Noi Bai di Hanoi nel 2011:

 

Modificato 9 Gennaio 2012 da Vultur

[Flaggy]

Non avere motori sotto le ali può essere anche un modo per accorciare le gambe del carrello e per non aggiungere peso sull'ala, che rimane sgombra da piloni subalari e motori.

 

Non aggiungere peso alle ali a dire il vero non è una cosa positiva e anzi fare il contrario è cosa buona è giusta: è bene portare più peso possibile sotto le ali perchè così si riduce il momento flettente che devono sopportare, visto che in un aereo il grosso del peso sta in fusoliera e la portanza che lo equilibra è invece generata dalle ali.

L'aumento di peso del carrello più lungo non è certo positivo ma il trasferimento di peso sotto l'ala legato ai motori si.

In tal modo si ottiene una struttura alare globalmente più leggera che compensa sia il maggior peso dei carrelli più lunghi che la deriva giocoforza più grande che deve controbilanciare il maggior momento imbardante in caso di piantata di un motore posto sotto l'ala (e quindi ben distante dalla mezzeria).

 

Dopo decenni di studi e perfezionamenti, questa è la configurazione ormai più comunemente utilizzata perchè solitamente più vantaggiosa.

In generale la collocazione dei motori è però una scelta alla quale concorrono tanti elementi: negli executive per es, per ragioni di diametro utilizzabile in cabina, l'ala passa sotto e non dentro la struttura della fusoliera e quindi è veramente tanto bassa e a questo punto conviene mettere i motori in fusoliera e prenderne tutti gli altri vantaggi (carrello corto, scaletta integrata più leggera e deriva di minor superficie), tanto comunque gli aerei sono piccoli e i motori sono comunque relativamente bassi e accessibili.

Modificato 9 Gennaio 2012 da Flaggy

[Vultur]

Infatti io sapevo che il trasferimento di carburante (cioè peso) nelle ali ne riduce la flessione in volo.

 

Un DC-10 trasporta un motore di riserva:

 

 

http://www.aviationpics.de/tech/tech.htm

 

@ Star104G: tu fai il manutentore? Ci vuole parecchio per diventarlo?

[Vultur]

Secondo me, vedere un'aereo come il DC-10 fare questo a bassa quota deve essere veramente impressionante:

 

 

 

 

Notare quello che mi pare un Beechcraft Baron che precede la cisterna (o la guida per segnalare il "bersaglio", o è solo il delinquente di turno):

 

Modificato 17 Gennaio 2012 da Vultur