Miks kaasaegsed reisilennukid nii aeglaselt lendavad?

Tõepoolest huvitav küsimus. Lennukite aerodünaamilised omadused on aja jooksul viidud täiuseni, konstrueeritakse järjest võimsamaid mootoreid, kuid lennukite kiirus ei ole viimase 50 aasta jooksul kuigivõrd suurenenud. Milles asi?

1958. aastal lasti käiku USA esimene reaktiivreisilennuk Boeing 707, millel oli neli mootorit võimsusega 4×80 kN. Maksimaalseks kiiruseks oli märgitud 965 km/h.
Aasta hiljem ilmus õhuliinidele Douglas DC-8, mille nelja mootori koguvõimsuseks oli 4×60,50 kN. Viimasel mudelil DC-8 seeria 63 oli mootorite võimsuseks koguni 4×85 kN. Esimese mudeli maksimaalseks kiiruseks oli märgitud 966 km/h.
1970. aastal võeti kasutusele lausa ikooniliseks muutunud Boeing 747, mille mootorite võimsuseks oli 4×102,604 kN ja maksimaalseks kiiruseks 969 km/h. Kuid siinkohal pisut lennuki mootorist.

Kaasaegsete reisilennukite juures kasutatakse valdavalt kahekontuurilisi turboreaktiivmootoreid. Sellises mootoris tekitatakse lisareaktiivjõud põhikontuuri ümbritsevast väliskontuurist väljuva õhujoa abil, milleks kasutatakse gaasiturbiiniga käitatavat ventilaatorit (see suur „tiivik” mootori esiosas). Tunduv osa 5- või isegi 30-kordselt kokkusurutud õhust juhitakse välist kontuuri pidi põlemiskambritest mööda otse väljalaskedüüsi, soodustades seal kütuse järelpõlemist ja jahutades mootori detaile. Osa õhuvoolust juhitakse aga sisekanalisse, kust ta satub kõrgrõhukompressorisse ning voolab siis põlemiskambritesse, kus põleb kütus ning tekib mootori veojõud. Heitgaas läheb sealt väljavooludüüsi, kus ta seguneb väliskanalis voolava õhuga. Sel viisil saab kiirenduse suurem õhumass ning mootori kasutegur suureneb.
Nüüdisaegne reaktiivmootor koosneb enam kui 40 000 detailist. Olgu märgitud, et uute mootorite väljatöötamisel viiakse projekti sisse sadu või isegi tuhandeid muudatusi ja tehnilisi täpsustusi. Tehnilise ohutuse ja ökonoomsuse seisukohast oli ja on suur tähtsus mootorite tööaja pikendamisel. Kui esimesed turboreaktiivmootorid vajasid remonti juba pärast 20-tunnist töötamist, siis nüüd töötavad niisugused mootorid remondita vähemalt 9500 tundi! Omamoodi maailmarekordi püstitas Lufthansa Boeing 747-200, mille General Electric mootorid CF 6-50 olid 1993. aasta septembriks viie aasta jooksul töötanud ilma remondita 24 000 lennutundi!
Boeing 747-400 ER mootorite võimsuseks on 4×276,2 kN, aga maksimaalseks kiiruseks aga kõigest 913 km/h. Seega oli lennuki ühe mootori võimsus 3,45 korda suurem kui vanal heal Boeing 707-l, kuid kiirus isegi pisut väiksem.
Siinkohal kurb uudis Boeing 747 fännidele. 29. juulil 2020 tegi lennukitehas Boeing teatavaks, et lõpetab Boeing 747-tüüpi lennukite tootmise – ka Boeing 747 8. Viimased 747 8d monteeriti 2022. aastal. Selleks ajaks oli ehitatud 1574 Boeing 747 tüüpi lennukit kümnes modifikatsioonis.
Vahepalaks väike viktoriiniküsimus: kust sai Boeing oma 7-ga algava ja 7-ga lõppeva seerianumbri? Modifikatsioonide järgi oleks pidanud Boeing 707 saama nimeks 700, kuid siis leidsid asjaosalised, et selline number lihtsalt ei kõla. Ja nii sai Boeing nimeks 707. Järgnesid 717, 727, 737, 747, 757, 767, 777, 787…
2007. aastal läksid eurooplased mütsiga lööma ja said maha kõigi aegade suurima reisilennukiga A380. Õhuhiiglase mootorite võimsus on 4×311 kN ja maksimaalseks reisikiiruseks patuga pooleks 961 km/h. Jutuks hea küll, kuid üksi lennuk ei lenda kogu reisi ajal maksimaalse kiirusega, lennuki kiirus suureneb sedamööda, kuidas tühjenevad kütusepaagid, lennuk muutub kergemaks ja tõuseb kõrgemale. Kiirus oleneb ka sellest, kas lennatakse Maa pöörlemise või lääne suunas, vastutuult või jugavoolu poolt tõugatuna. (22. jaanuaril 2000 lendasin Boeing 767-ga Viinist Bangkokki. Võimsa jugavoolu poolt tõugatuna saavutas Boeing Afganistani kohal kiiruseks 1105 km/h, nii et lennuk jõudis Bangk0kki ligi tund aega ettenähtust varem, paljud reisijad pidid vastutulijaid tükk aega ootama.) Reis lääne suunas kestab kaugliinidel keskmiselt tund aega kauem.

Mõnede lennukite mootorite võimsuse võrdlus

Boeing 707
4×80 kN (koguvõimsus 320 kN)
Tu-134
2×66,7 kN (koguvõimsus 133,4 kN)
Tu-154M
3×103,6 kN (koguvõimsus 310,8 kN)
Tu-154 kui tuntud kütuseõgija (5400 kg/h!) ja põrgulärmi tegevate mootoritega ei suutnud lääne lennukitele mingit konkurentsi pakkuda.
Il-62
4×112,8 kN (koguvõimsus 451,2)
Il-86
4×127,5 kN (koguvõimsus 510 kN)
Nõukogude Il-86 oli maailma kõige armetum ja viletsam laia kerega lennuk, mida ükski riik osta ei tahtnud. Lennuki põhipuudusteks olid nõrgad, ohtralt kütust õgivad, ebatavaliselt tugeva müraga mootorid (olen ise kaks korda selle monstrumiga lennanud, kord isegi Moskvast Berliini esimeses klassis) ja „revolutsiooniline uuendus”: reisija pidi ise pagasi lennukisse lohistama ja selle pagasiruumis vastvasse boksi asetama. (Vähestel välisliinidel, kus see lennuk lenda, seda „revolutsioonilist uuendust” siiski ei kasutatud.) Seda õnnetut lennukit toodeti ainult 106 eksemplari.

Boeing 747-100
4×206,8 kN (koguvõimsus 827,2 kN)
Boeing 747-400 ER
4×276,2 (koguvõimsus 1104,8 kN)
Boeing 747-8
4×296 kN (koguvõimsus 1184 kN)
Boeing 777-300 ER (maailma võimsaim kahe mootoriga lennuk)
2×519 kN (koguvõimsus 1038 kN)
A380-800
4×374,09 kN (koguvõimsus 1496,36 kN)

Naljakoht on muidugi see, et nõukogude Tu-114 püstitas 9. aprillil 1960 turbopropellermootoritega lennuki kiirusrekordiks 877,212 km/h. (Küll tegid aga Tu-114 mootorid põrgulärmi – reisisalongis oli müratase kuni 112 dB!) Superlennuk Boeing 777 (esmalend 1994) venitab aga 10 670 m kõrgusel patuga pooleks välja 896 km/h.
Miks siis ikkagi pole reisilennukite kiirus viimase poole sajandi jooksul oluliselt suurenenud? Suurenevad küll mootorite mõõtmed ja võimsused, kuid mitte kiirus. Asi on selles, et kaasaegsed reisilennukid on oluliselt suuremad ja raskemad ning mahutavad palju rohkem reisijaid kui lennukid tsiviillennunduse algusaegadel. Kui Boeing 707 stardikaal oli 151 tonni (reisijate arv 110), siis Boeing 747-l juba 396 tonni (reisijate arv 366).
A380 stardikaal on koguni 569 tonni, seega on ta 3,76 korda raskem kui Boeing 707. A380 kolm klassi (nüüd juba 5 klassi: turistiklass, äriklass, esimene klass, sviit ja nn premiumklass pisut suurema istmevahega) mahutavad 558 reisijat. Maksimaalse reisijatearvuga varianti – 853 reisijat – pole aga ükski lennukompanii tellinud, sest suurem osa tulust tuleb ikkagi esimesest või äriklassist.
Kaasaegsed lennukimootorid on lausa aukartust äratavate mõõtmetega. A380 mootori ventilaatori läbimõõt on 2,946 m, mootori pikkus 4,546 m ja kaal 6436 kg. Üks selline supermootor maksab 10 miljonit dollarit.
2011. aastal ilmus õhuliinidele Boeing 787-9, mis kõigi näitajate järgi pidi olema superlennuk. Lennuk mahutab 290 reisijat. Ülimoodsa lennuki maksimaalseks kiiruseks on küll märgitud 945 km/h, kuid optimaalseks reisikiiruseks kõigest 903 km/h.
Pole võimalik ehitada lennukit, mis kaalub 700 tonni (teoreetiliselt võiks ehitada ka 800 tonni kaaluva lennuki, kui vaid leiduks piisava võimsusega mootoreid), võtab peale 650–700 reisijat ning varustada selline lennuk 5-meetrise läbimõõduga mootoritega, mis viiks teda edasi kiirusega 1200 km/h. Kas tuleks vähendada reisijate arvu ja selle arvel lennuki kaalu ning seeläbi saavutada suurem kiirus? Arusaadavalt ei tule selline variant kõne allagi ja nii lendame ka edaspidi ultramoodsatel lennukitel keskmise kiirusega 800–900 km/h – nii nagu vanadel headel aegadel…

Tunnuspildil: A380 stardib 27. aprillil 2005 Toulouse’s esimesele katselennule.

Peter Hagen

Huvitvaid fakte lennundusest

* Lennunduse teerajajad, ameeriklased Orville ja Wilbur Wright sooritasid oma esimese lennuna lennundusajaloo ilmselt kõige lühema õhureisi. See kestis vaid 12 sekundit ja selle jooksul läbiti 36,5 meetri pikkune vahemaa, mis jääb alla tänapäeva ühe laiema lennuki, Boeing 747 siruulatusele.
* Briti lendurid John Alcock ja Arthur Brown tegid 1919. aastal esimestena üleatlandilise õhureisi ilma ühegi peatuseta. Ümbertehtud pommilennukiga lend Newfoundlandi saarelt Põhja-Ameerika ranniku äärest Iirimaale Galway linna võttis aega 16 tundi. Täna saab Londonist New Yorki lennata vaid kuue tunniga. Sellest sai alguse ka õhuposti ajalugu, sest mehed võtsid oma lennule kaasa mõned kirjad.
* Esimene konstantse rõhuga lennukikabiin loodi 1938. aastal Boeing 307 Statolineri lennukisse, mida toodeti ainult kümme eksemplari.
* Esimene laialdaselt kasutatav reisilennuk oli Lockheed Constellation, mis alustas lende 1943. aastal.
* Euroopas vanim lennujaam on Hamburgi lennujaam, mis ehitati 1911. aastal. Igal aastal reisib sealtkaudu 18 miljonit inimest.
* Maailma vanim oma nime all tegutsev lennufirma on Hollandi rahvuslik lennuettevõte KLM Royal Dutch Airlines, mis asutati 1919. aastal. KLM lennufirma nimes on lühend „Kuninglikust Lennuettevõttest”.
* Võimalus Internetis check-in’i teha loodi 1999. aastal USA lennuettevõttes Northwest Airlines, mis vaatamata oma teerajaja rollile lõpetas tegevuse 2016. aastal.
* Maailma suurim lennujaam on Kuningas Fahdi lennujaam Saudi Araabias. Lennujaam laiub 780 ruutkilomeetril ning pälvis selle eest ka Guinnessi maailmarekordi.
* Londoni Heathrow lennujaamas on Euroopa suurim lennuliikluse tihedus – iga 45 sekundi tagant stardib üks lennuk.
* Maailma pikim lennureis on Singapore Airlinesi lend Singapurist New Yorki – vahemaa on 16 700 kilomeetrit ja ilma peatusteta lend kestab 18 tundi ja 45 minutit.
* Kui maailma suurima reisilennuki Airbus A380 kaablid otsast otsani maha laotada, oleks nende kogupikkus ligi 500 kilomeetrit.
* Teatavasti pole lennukitoit just parimate killast – statistika näitab, et kehva toidu edetabeli tipus on haiglates pakutav toit, millele järgnevadki lennukieined. Samas serveerib Saksamaa lennufirma Lufthansa oma reisijatele aastas 5% kogu maailma kaaviarivarust ehk 10 tonni kaaviari. Tegelikult polegi lennukites pakutavad toidud nii halvad, asi on selles, et hõredamas õhus muutub meie maitsmismeel.
* USA lennufirma American Airlines säästis 1987. aastal 40 000 dollarit, sest võttis igast esimeses klassis pakutavast salatist välja ühe oliivi.
* Igal ajahetkel on õhus keskmiselt 9 728 lennukit üle miljoni reisijaga.
* 2018. aasta oktoobri teise nädala jooksul tühistati Euroopas pea 2000 lendu ning hilines 32 000 reisi. Lennuhüvitisettevõte Skycop juht Marius Stonkus tuletab meelde, et reisi tühistamise või hilinemise korral on reisijal õigus saada kuni 600 eurot moraalset kompensatsiooni lisaks asenduslennule ja muule toele.

NB! Loe ka:
30 vahemaandumisega Austraaliasse!
Kes olid maailma esimesed stjuardessid?
Boeing 747-l oli juubel! (2019)
Hüvasti, superlennuk A380!
Maailma pikimad kauglennud aastal 2020. Kuidas 18-tunnist lendu üle elada?