Boeing 757

Boeing Company - Boeing Commercial Airplanes Co. (США)

Первый узкофюзеляжный реактивный авиалайнер третьего поколения

Первый полёт - 19 февраля 1982

Производство
Начало - 1983
Конец - 2005

Эксплуатация
Начало - 1983
Конец - на линиях до сих пор

  Разработка. В середине 1970х направление дальнейшей эволюции магистральных авиалайнеров существенно поменялось. Если прежде разработчики в основном придерживались принципа "быстрее, выше, дальше и больше (полезной нагрузки)", то теперь на первый план выдвинулись вопросы стоимости и эффективности - прежде всего, топливной эффективности.
  Это было связано со стремительным ростом цен на авиатопливо. Если в 1973 американские авиакомпании платили за галлон (3,79 литра) горючего 10 центов, то в 1974 им уже приходилось выкладывать за то же количество 1,10 долларов. И хотя со временем цена топлива упала до 50 центов, новые тарифы сильно ухудшили финансовое положение большинства ведущих операторов мира. Корпорация Boeing ответила на изменившиеся требования рынка разработкой нового поколения магистральных авиалайнеров. Одним из результатов этой работы стало появление модели Boeing 757.

  Самолёт создавался в качестве замены Boeing 727 и первоначально представлял собой дальнейшее развитие этой модели. В конце 1975 возник проект удлинённой на 6 метров версии самолёта под обозначением Boeing 727-300. Это позволяло добавить 35 мест, увеличив общую вместимость до 186 - 228 пассажиров. Двухколёсное основное шасси было заменено четырёхколёсным. Кроме того, предполагалось установить усовершенствованные двигатели Pratt & Whitney JT8D. Продувки в аэродинамической трубе показали, что новая модификация позволит снизить расход топлива на одного пассажира на 13%.
   Этот проект заинтересовал United Airlines, однако остальные операторы встретили его прохладно. Критики Boeing 727-300 считали, что некоторое улучшение топливных характеристик не оправдывает существенное увеличение стоимости конструкции. Вдобавок, хотя доработанные JT8D отвечали существовавшим требованиям по шуму, оставались сомнения - впишутся ли эти двигатели в более строгие ограничения, ожидаемые в ближайшем будущем. В результате проект Boeing 727-300, на который корпорация Boeing потратила 5 миллионов долларов, был отклонён.

  Затем, в январе 1976, появился проект 7N7. Здесь также многое оставалось от Boeing 727, но схема самолёта изменилась. Число двигателей сократилось до двух, а сами двигатели перекочевали с хвостовой части фюзеляжа под крыло. Это позволило, удлинив фюзеляж всего на 1 метр, существенно увеличить вместимость, поскольку освободилось значительное пространство в задней части фюзеляжа.
  JT8D конструкторы решили заменить более эффективными двигателями с высокой степенью двухконтурности. Впервые на реактивном авиалайнере корпорации к установке были предложены неамериканские двигатели - Rolls-Royce RB.211-535C. Это было вызвано тем, что интерес к проекту проявила авиакомпания British Airways. Она обещала сделать крупный заказ, если на самолёте будут двигатели британского производства. В качестве альтернативы предлагались моторы General Electric CF6-32 или создаваемые в то время Pratt & Whitney JT10D, позже переименованные в PW2037.
  В такой конфигурации Boeing 7N7 (имевший ведомственное обозначение Model 761-164) был представлен British Airways и другой заинтересовавшейся авиакомпании - Eastern Airlines, в январе 1978. В целом операторы одобрили проект, но между ними возникли разногласия по поводу компоновки новой машины. Если Eastern пожелала иметь самолёт с двумя классами на 165 пассажиров, то британский оператор захотел разместить в авиалайнере 190 пассажиров экономического класса.
  Длительные согласования с заказчиками привели к решению создать самолёт на 175 мест в двухклассной компоновке или 190 в одноклассной. Эта версия, получившая обозначение Model 761-177, была одобрена обоими операторами. 31 августа они разместили заказы на машину - British Airways на 19 экземпляров, Eastern Airlines на 21 экземпляр. Это позволило приступить к детальной разработке самолёта. В начале 1978 он получил окончательное обозначение Boeing 757.
  На этом этапе было разработано новое крыло. Применение новых технологий и специально разработанных профилей позволило уменьшить его стреловидность с 32° до 25°. Расчёты и продувки показали, что размещение двигателей под крылом будет противодействовать изгибающему моменту от подъёмной силы, что позволило облегчить конструкцию крыла. Крыло получило закрылки позади двигателей и предкрылки Крюгера на весь размах.

  Руководителем работ по созданию Boeing 757 был Фил Кондит (Philip Murray Condit). Значительную роль в разработке также сыграл Кеннет Холтби, благодаря которому на свет появился и Boeing 767. В немалой степени поэтому, по мере разработки, в конструкции Boeing 757 оставалось всё меньше от Boeing 727 и становилось всё больше от Boeing 767.
  Так, конструкторы отказались от Т-образного хвоста в пользу классического. Последний создавал большее аэродинамическое сопротивление, но имел лучшие характеристики вывода из режима сваливания. Изменение схемы хвостового оперения позволило также сократить длину фюзеляжа на 6 метров при сохранении той же вместимости.
  В мае 1979 от Boeing 767 была взята "стеклянная кабина", позволившая сократить лётный экипаж до двух человек, и, соответственно, изменена носовая часть самолёта. Таким же образом окончательный проект Boeing 757 получил вспомогательную силовую установку, систему кондиционирования воздуха и многое другое. В конструкции нашли применение улучшенные алюминиевые сплавы и новые конструкционные материалы - графитные композиты и кевлар. Такая стандартизация впоследствии существенно облегчила эксплуатацию обеих моделей самолётов на авиалиниях.

  Первоначально рассматривалась возможность создания двух модификаций. Самолёт в конфигурации, заказанной British Airways и Eastern Airlines, получил обозначение Boeing 757-200. Был ещё вариант Boeing 757-100 на 160 пассажиров. При меньшей вместимости эта модификация имела почти такой же взлётный вес, как Boeing 757-200 и более высокие расходы на одну кресло-милю. Очевидно, по этой причине данная модификация операторов не заинтересовала, оставшись лишь на бумаге.
  Постройка компонентов прототипа Boeing 757-200 началась 10 декабря 1979. К сборочным работам сотрудники "Боинга" в Рентоне приступили 5 января 1981. К тому времени корпорация получила от Delta Air Lines первый заказ на самолёт с двигателями Pratt & Whitney. Выкатка готового прототипа, которому присвоили бортовой номер N757A (сер. 22212), состоялась 13 января 1982. Начались наземные испытания.

  Испытания. Первый полёт прототипа Boeing 757 состоялся 19 февраля 1982. Самолёт пилотировал экипаж Джона Армстронга (John H. Armstrong) - командир, Лью Уоллика (Samuel Lewis "Lew" Wallick) - второй пилот. Новый авиалайнер сопровождал истребитель F-86, с которого производилась съёмка прототипа. За 20 минут до окончания первого полёта, длившегося 2 часа 31 минуту, возникли проблемы с правым двигателем, заставившие его отключить и через несколько минут снова перезапустить. Хотя повреждений двигателя обнаружено не было, в следующем полёте на его место установили другой мотор.
  Для ускорения процесса испытаний Boeing 757 были задействованы шесть экземпляров.Один из них имел доработанный отсек бортовой электроники, что позволило увеличить объём багажного отсека. Каждый из этих экземпляров прошёл испытания на производительность и уровень безопасности - как в воздухе, так и на земле. Оценивались характеристики управляемости в крейсерском полёте и на малых скоростях, уровень шума от двигателей, испытания на флаттер, взлётно-посадочные характеристики. Было выполнено несколько прерванных взлётов, позволивших проверить работу тормозов и колёс шасси.
  Поскольку в Boeing 757 и Boeing 767 использовался ряд аналогичных систем, здесь учитывались результаты тестирования широкофюзеляжной машины. Впрочем, разная компоновка этих самолётов потребовала дополнительных испытаний на совместимость электронного оборудования, на тепловые характеристики и т.п. Значительное время ушло на оценку работы оборудования "стеклянной кабины". Интересно, что проверка новой системы контроля над двигателями проводилась на Boeing 757 раньше, чем на Boeing 767.
  Испытания показали правильность решения конструкторов уменьшить стреловидность крыла с одновременным увеличением размаха и толщины профиля. Это позволило снизить потребление топлива. В целом тестирование проходило настолько успешно, что один из экземпляров был снят с испытаний преждевременно - его начали готовить для передачи заказчику.
  В период испытаний Boeing 757 были выполнены демонстрационные полёты в ряд стран мира. Участвующие в них машины садились не только на крупных магистральных аэродромах, но и на сравнительно короткие полосы, демонстрируя высокие взлётно-посадочные характеристики. 28 августа 1982, по окончании демонстрационного тура в семь стран Азии, самолёт выполнил беспосадочный перелёт из Токио в Сиэтл длительностью 9 часов 7 минут и протяжённостью 7867 километров.
  Всего, в процессе испытаний, задействованные в ней экземпляры налетали 1380 часов. Итогом испытаний стало получение 21 декабря 1982 американского сертификата типа. Правда, не без проблем.
  В целом FAA признала характеристики самолёта удовлетворительными. Однако сертификационная служба придралась к тому, что одно из откидных мест в пилотской кабине не соответствует установленным правилам. FAA предложила разработчикам получить временный сертификат на шесть месяцев, до устранения проблемы с откидным сиденьем.
  Руководитель проекта Фил Кондит пытался оспорить это решение, ссылаясь на незначительность проблемы, не влияющей на безопасность полётов и технические характеристики машины. Однако дальнейшие споры могли привести к срыву графика начала поставок первому заказчику. Поэтому в итоге Кондит согласился с временным сертификатом. Замечания FAA были устранены за три месяца, что позволило сделать сертификат бессрочным. 14 января 1983 был получен и британский сертификат CAA, открывший самолёту дорогу на линии этой страны и ряда других стран.

  Серия. По количеству модификаций Boeing 757 уступает созданному одновременно с ним Boeing 767. Тем не менее, за время производства появилось несколько вариантов этого самолёта -

  - Boeing 757-200 - первая, базовая, модификация на 187 - 228 пассажиров. В последнем случае имеется дополнительная пара аварийных выходов над крылом. Первоначально самолёты выпускались только с двигателями Rolls-Royce RB.211 (изначально 535C, с 1984 и 535E4). Первый полёт экземпляр, оснащённый Pratt & Whitney PW2037, совершил 14 марта 1984. Также применялись двигатели PW2040. Все эти разновидности имели единый сертификат типа. Выпущено 914 экземпляров.

  - Boeing 757-200PF - специализированная грузовая версия для операторов экспресс-доставки. Здесь место пассажирской кабины занимает грузовой отсек, где могут разместиться 15 стандартных грузовых контейнеров ULD 2,24 x 3,1 м. В грузовом отсеке отсутствуют окна, входные двери, умывальники, туалеты и другое оборудование подоного рода. В то же время впереди по левому борту имеется большая раздвижная грузовая дверь, а между кабиной экипажа и грузовым отсеком установлен жёсткий барьер. В кабине экипажа кроме пилотских кресел имеются места для сопровождающих грузы - три стационарных и два откидных. Входная дверь для них расположена ближе к носу, чем входная дверь пассажирской версии.

  - Boeing 757-200M Combi - грузопассажирская версия с большой грузовой дверью 3,40 x 2,18 м впереди крыла. В передней части кабины полезной нагрузки размещён грузовой отсек, вмещающий 2 или 3 контейнера ULD 2,24 x 2,74 м, позади пассажирская кабина на 150 мест. Самолёт также может применяться в чисто пассажирской версии. В таком виде он имеет вместимость 190 пассажиров в двухклассной компоновке. Первый полёт 18 июля 1988.

  - Boeing 757-300 - пассажирская модификация увеличенной вместимости. Здесь фюзеляж удлинён на 7,11 м (на 4,06 м впереди крыла и 3,05 м позади него), за счёт чего количество пассажиров увеличено до 243 в двухклассной компоновке или 280 в одноклассной. Конструкция крыла, шасси и пилонов двигателей усилена. Первый полёт 2 августа 1998, сертификат типа получен 22 января 1999. Всего построено 55 экземпляров.

  Кроме того было несколько военных версий. В процессе эксплуатации часть пассажирских самолётов были доработаны в новые грузовые модификации.

  Boeing 757 производился в широкой международной кооперации. Пилотские кабины поступали в сборочный цех из Уичиты, их изготовляла компания BMAC. Хвостовую часть фюзеляжа, киль и стабилизатор производила компания LTV. Спойлеры и предкрылки делала корпорация Grumman. Нервюры крыла поставляла австралийская фирма Hawker de Havilland, закрылки британская Shorts и испанская CASA.
  Производство Boeing 757 продолжалось с 1982 по апрель 2005, всего выпущено 1050 экземпляров, включая прототип.

  Эксплуатация. Решение проблемы с сертификацией Boeing 757 позволило начать поставки заказчикам в срок. Eastern Airlines получила свой первый экземпляр 22 декабря 1982, а British Airways 25 января 1983. Эксплуатация Boeing 757 на линиях началась 1 января 1983 рейсом из Атланты в Тампу. В тот же день авиалайнер вышел на линию Атланта - Майами. Самолёты British Airways присоединились к коммерческой службе 9 февраля того же года рейсом из Лондона в Белфаст.
  Среди первых операторов также были британские авиакомпании Monarch Airlines (поставки с 21 марта 1983), Air Europe (30 марта 1983), а также западногерманская LTU Süd (25 мая 1984). Их самолёты были оснащены двигателями Rolls-Royce RB.211-535C.
  Эксплуатацию самолётов с более эффективными моторами RB.211-535E4 начала Eastern Airlines - в октябре 1984. В том же месяце на линии вышел Boeing 757-200 с двигателями Pratt & Whitney PW2037. Стартовым оператором этой версии была Delta Air Lines. Среди первых осваивали самолёт с американскими двигателями Singapore Airlines (с ноября 1984) и Northwest Airlines (с февраля 1985).
  С первых дней эксплуатации новые узкофюзеляжные авиалайнеры показали преимущество перед Boeing 727 и другими среднемагистральными самолётами предыдущего поколения. В расчёте на одну кресло-милю топливная эффективность Boeing 757-200 с двигателями RB.211-535C оказалась на 53%, а с RB.211-535E4 и PW2037 даже на 78% выше.
  Благодаря таким характеристикам спрос на Boeing 757-200 поддерживался на достаточно высоком уровне. К концу 1980х появился ряд новых заказчиков, причём не только в Северной Америке и Европе, но и в других регионах. Вслед за Singapore Airlines начали покупать в Китае и других странах Восточной Азии. В мае 1986 обладательницей первого самолёта с увеличенной дальностью стала авиакомпания Royal Brunei Airlines.
  В начале 1990х Boeing 757-200 пришёл и на территорию бывшего СССР. Среди первых была российские авиакомпании Трансаэро и Байкал. Чтобы получить допуск на работу в Сибири, производителям пришлось в январе 1995 провести дополнительные испытания "Боинга" в условиях сверхнизких температур в Якутии. Прибывший сюда экземпляр выдерживался на стоянке в Якутском аэропорту в течение 14 часов при температуре до -54°C, а затем выполнил ряд испытательных полётов, подтвердивших, что машина может эксплуатироваться при температурах ниже -34°C (что было условием получения допуска).
  К концу 1980х возник спрос не только на пассажирскую версию Boeing 757-200, но и на грузовую. Boeing 757-200PF создавался по заказу службы экспресс-доставки United Parcel Service. Первый самолёт этой модификации она получила 17 сентября 1987. Ещё одним заказчиком Boeing 757-200PF была другая американская авиакомпания - Challenge Air Cargo.
  Кроме заводских модификаций Boeing 757-200PF и Boeing 757-200M на грузоперевозках применялись и выпущенные ранее пассажирские экземпляры. Доработкой этих машин в 1992 занималась фирма Pemco Aeroplex. На выходе были как полностью грузовые самолёты, так и комбинированные и быстроконвертируемые. Конструктивно они были весьма сходны с Boeing 757-200PF, но имели более мощные двигатели и бóльшую по габаритам грузовую дверь. Доработанные в Pemco Aeroplex самолёты носили обозначение Boeing 757Freighter.
  Конверсией пассажирских самолётов в грузовые с 1999 также занимались Israel Aerospace Industries и Singapore Technologies Aerospace. Их доработка обозначалась как Boeing 757SF. Первым оператором такой машины с 19 марта 2001 была служба DHL Worldwide Express.
  На рубеже XX и XXI веков Boeing 757 начал пользоваться повышенных спросом у чартерных авиакомпаний, обслуживающих тур-операторов. По просьбе одной из них - Condor Flugdienst, возникла модификация Boeing 757-300. Первый экземпляр она получила 10 марта 1999. Другими заказчиками данной модификации были исландская Icelandair, израильская Arkia, британская JMC Airlines, американские American Trans Air, Continental Airlines, Northwest Airlines.
  Boeing 757 продолжал пользоваться устойчивым спросом у операторов и в начале XXI века. Несмотря на это, в 2003 корпорация Boeing приняла решение о прекращение производства машины. Одна мотивировала это тем, что появился другой, более продвинутый, самолёт того же класса - Boeing 737-900. Таким образом, 26 апреля 2005, после передачи авиакомпании Shanghai Airlines 1049го серийного экземпляра, корпорация из Сиэтла выпуск Boeing 757 завершила.
  Как бы то ни было, но эксплуатация Boeing 757 продолжается и поныне. В середине 2017 на службе в авиакомпаниях находилось 634 Boeing 757-200 и 55 Boeing 757-300, то есть примерно 65% от всех выпущенных самолётов.
  Некоторые из ведущих авиакомпаний мира (например British Airways) уже сняли Boeing 757 с эксплуатации. Но другие продолжают применять этот авиалайнер достаточно активно. Рекордсменом среди них на начало марта 2018 являются Delta Air Lines с 127 экземлярами (111 Boeing 757-200 и 16 Boeing 757-300). За этой авиакомпанией следуют FedEx Express с 119 грузовыми Boeing 757-200, United Airlines с 77 авиалайнерами (56 Boeing 757-200 и 21 Boeing 757-300), UPS Airlines с 75 самолётами, American Airlines с 34 Boeing 757-200 и Icelandair с 27 Boeing 757-200 и 2 Boeing 757-300.
  Во втором десятилетии XXI века рассматривалась возможность возобновления производства 757й модели с использованием наработок по новейшему тогда авиалайнеру Boeing 787. Такой самолёт, получивший обозначение Boeing 757Max, мог бы заполнить нишу между создаваемым авиалайнером Boeing 737Max 9 и уже внедряемым на линии Boeing 787-8. Но в итоге от этой затеи отказались.

Конструкция
Цельнометаллический низкоплан со стреловидным крылом и классическим стреловидным оперением, двумя двухконтурными двигателями под крылом на пилонах.

Фюзеляж -  полумонокок круглого сечения из алюминиевого сплава отказоустойчивой конструкции. Силовой набор из шпангоутов и стрингеров, обшивка работающая. Основной материал конструкции - высокопрочный алюминиевый сплав.    Длина фюзеляжа Boeing 757-200 - 46,96 м, Boeing 757-300 - 54,08 м. Максимальный диаметр всех версий 3,76 м. Большая часть фюзеляжа герметизирована, за исключением хвостового конуса и ниш для шасси.    Впереди расположена двухместная кабина экипажа c дополнительным третьим местом для наблюдателя (инспектора). Далее пассажирская кабина максимальной шириной 3,53 м и высотой 2,13 м. Компоновка пассажирской кабины зависит от модификации самолёта и требований заказчика.

Крыло - свободнонесущее цельнометаллическое, стреловидной в плане формы из алюминиевого сплава отказоустойчивой конструкции с широким использованием сотовых конструкций и графитных композитов в элементах механизации. Обтекатели на стыке крыла и фюзеляжа из графитных композитов и кевлара. Стреловидность с углом по линии 1/4 хорд - 25°. Хорда крыла в корневой части 8,20 м, на концах крыла 1,73 м.  Соотношение толщина/хорда в корневой части 13,5%, профиль на концах Boeing TR-51 mod. Удлинение - 7,77, угол установки крыла 3°12'.   Каркас с двумя лонжеронами и нервюрами. Центроплан проходит через фюзеляж.
  Механизация: элероны, двухщелевые внутренние и наружные закрылки, наружные и внутренние спойлеры, пятисекционные (на каждом полукрыле) предкрылки. Площадь элеронов 4,46 м², закрылков 30,38 м², предкрылков 18,39 м², спойлеров 10,96 м².

Оперение - свободнонесущее стреловидное классическое однокилевое из лёгких алюминиевых сплавов. Киль трёхлонжеронный. В конструкции рулей широко применены графито-эпоксидные сотовые элементы. Размах стабилизатора 15,21 м, площадь 50,35 м², площадь рулей высоты 12,54 м². Площадь киля 34,37 м², руля направления 11,61 м².

Двигатель - два турбореактивных двухконтурных двигателя, установленных на пилонах под крылом. Устанавливаются следующие двигатели:
- Rolls-Royce RB.211-535C - 16 968 кГс / 166,4 кН - двухконтурный трёхвальный турбореактивный двигатель с 13-ступенчатым осевым компрессором (одноступенчатый вентилятор, 6 ступеней промежуточного давления и 6 высокого давления), 5-ступенчатой турбиной (одна ступень высокого давления одна промежуточного давления и 3 низкого), степень двухконтурности 4,4:1 (Boeing 757-200),
- Rolls-Royce RB.211-535E4 - 18 233 кГс /178,8 кН - двухконтурный трёхвальный турбореактивный двигатель с 13-ступенчатым осевым компрессором (одноступенчатый вентилятор, 6 ступеней промежуточного давления и 6 высокого давления), 5-ступенчатой турбиной (одна ступень высокого давления одна промежуточного давления и 3 низкого), степень двухконтурности 4,4:1 (Boeing 757-200, Boeing 757-300),
- Rolls-Royce RB.211-535E4-B - 19 732 кГс /193,5 кН - двухконтурный трёхвальный турбореактивный двигатель с 13-ступенчатым осевым компрессором (одноступенчатый вентилятор, 6 ступеней промежуточного давления и 6 высокого давления), 5-ступенчатой турбиной (одна ступень высокого давления одна промежуточного давления и 3 низкого), степень двухконтурности 4,4:1 (Boeing 757-200, Boeing 757-300),
- Pratt & Whitney PW2037 - 16 601 кГс /162,8 кН - двухконтурный двухвальный турбореактивный двигатель с 17-ступенчатым осевым компрессором (одноступенчатый вентилятор, 4 ступени низкого давления и 12 высокого давления), 7-ступенчатой турбиной (2 ступени высокого давления и 5 низкого),  
- Pratt & Whitney PW2040 - 18 192 кГс /178,4 кН - двухконтурный двухвальный турбореактивный двигатель с 17-ступенчатым осевым компрессором (одноступенчатый вентилятор, 4 ступени низкого давления и 12 высокого давления), 7-ступенчатой турбиной (2 ступени высокого давления и 5 низкого),  
- Pratt & Whitney PW2043 - 19 324 кГс /189,5 кН - двухконтурный двухвальный турбореактивный двигатель с 17-ступенчатым осевым компрессором (одноступенчатый вентилятор, 4 ступени низкого давления и 12 высокого давления), 7-ступенчатой турбиной (2 ступени высокого давления и 5 низкого).  
  Для запуска двигателей, а также питания самолёта на земле используется вспомогательная силовая установка Garrett / Honeywell GTCP331-200.
  Стандартный запас топлива на Boeing 757-200 42 684 литра, по заказу может быть увеличен до 43 489 литров. На Boeing 757-300 стандартный запас 43 491 литр.

Шасси - Menasco трёхопорное, убираемое.  На всех модификациях две основных опоры, установленные под крылом, убираемые внутрь в фюзеляж. Носовая опора управляемая, убираемая вперёд в фюзеляж.  На основных опорах четырёхколёсные тележки, на носовой два колеса, колёса Dunlop или Goodrich. Люки ниш шасси из графитно-кевларового композита. Колея шасси 7,32 м.

Системы - противообледенительная система передней кромки крыла и оперения термическая.

Оборудование и приборы - система управления полётом Rockwell-Collins с автопилотом FCS-700 и выводом информации на 6 цветных мониторов EFIS-700, бортовой компьютер Sperry Flight Systems, дистанционный магнитный компас RMI-743, инерциальная навигационная система Honeywell и др. На самолётах, заказанных британскими операторами, устанавливается авионика Bendix ARINC 700 включающая навигационное оборудование и цветной метеорадар.

последняя редакция 13.03.2018