Boeing RC-1 - Boeing RC-1

RC-1 "Kaba Kaldırıcı"
Boeing RC-1.jpg
Sanatçının Kuzey Kanada üzerindeki RC-1 kargo uçağı hakkındaki izlenimi. Kanatlardaki bölmeler neredeyse bir 747SP boyutundadır .
Rol Kargo uçağı
Üretici firma Boeing
Tasarımcı Marvin Taylor
Durum Sadece tasarım

"Kaynak Taşıyıcı 1" in kısaltması olan Boeing RC-1 , buzsuz limanların bulunmadığı Alaska ve Kanada'nın kuzey bölgelerinden petrol ve mineralleri taşımayı amaçlayan devasa bir kargo uçağı için tasarlanmıştı . Sadece kısa mesafeli görevler için optimize edildi, kargoları gemilere, trenlere veya boru hatlarına yüklenecek yerlere taşıyordu. Göreve bağlı olarak tasarıma "Brute Lifter" veya "Flying Pipeline" adı verildi.

Temel tasarım, neredeyse 500 fit (150 m) uzunluğunda dikdörtgen bir kanada sahipti, 12 Pratt & Whitney JT9D motorları ile çalıştırılıyordu ve ana iniş takımında 56 tekerlek vardı. İki kanat altı bölmede ve gövdede toplam 2.300.000 pound (1.000.000 kg) kargo taşındı. RC-1 , inşa edilen en büyük uçak olan Antonov An-225 Mriya'nın kabaca iki katı büyüklüğünde ve kütlesinde olacaktı, ancak yükün yaklaşık beş katı olacaktı.

RC-1, 1970'lerin başında tasarlandı. 1973'ten sonra jet yakıtı fiyatlarında yaşanan hızlı artış , projenin ekonomikliğini yitirmesine neden oldu.

Tarih

Erken kavramlar

RC-1 kavramı, geçmişini Boeing mühendisi Marvin Taylor'a sorulan gayri resmi bir soruya dayandırıyor. Petrol arama işinde çalışan bir arkadaşı, Taylor'a yeni keşfedilen Alaska North Slope tarlalarından güneydeki rafinerilere ham petrol taşıma olasılığını sordu . Taylor'un zarfın arkası hesaplamaları, böyle bir sistemin petrolün piyasa fiyatının birçok katına mal olacağını gösterdi.

Nisan 1970'te Trans-Alaska Boru Hattı Sistemine karşı getirilen bir dizi ihtiyati tedbir , bu sahalardan gelen petrolün karaya oturması olasılığını yarattı. Boeing, sunulan çeşitli potansiyel çözümler arasında, hava ikmal konsepti için çok daha ciddi bir değerlendirme başlattı. Daha önce iki önemli faktörün tam olarak ele alınmadığı erken fark edildi.

Birincisi, Alaska'dan Kaliforniya'ya uçan bir uçağın, mevcut en iyi geliştirilmiş nakliye yollarından bazılarının tam üzerinde uçacağıydı . Mümkün olduğu kadar erken bir zamanda başka bir nakliye yöntemine (tankerler veya boru hatları) boşaltarak, yakılan yakıt miktarı büyük ölçüde azaltılacaktır. Daha da önemlisi, bu, uçağın Kaliforniya'ya kadar uçmasına kıyasla daha hızlı bir şekilde başka bir yüke geri dönmesini sağladı, yani tek bir uçak belirli bir zamanda daha fazla kargo teslim edebilirdi. Bu, daha önceki çalışmalarda fark edilmişti, ancak tam etki takdir edilmemişti.

Bu, doğal olarak , uçağın sorti oranını içeren ikinci soruna yol açtı . İlk hesaplamalarda, Boeing 747 gibi ticari uçaklarla benzer sorti oranları varsaydılar ve Alaska'daki petrol sahalarından Kaliforniya'ya uzun ve çok saatlik uçuşlar uçtu. Bununla birlikte, ticari uçakların sorti oranları, uçağın gerçek kabiliyetine değil, müşteri tercihlerine göre ne zaman uçmak istediklerine bağlıdır. Çok daha kısa rotalar ve 24 saatlik çalışma varsayıldığında, günde 18 ila 20 uçuş düzeninde sıralama oranları mümkün görünüyordu. Bu, belirli bir hizmet seviyesi sağlamak için gereken uçak sayısını büyük ölçüde azalttı.

Bu iki konsept ile, 747 gibi uçakların mevcut kargo dönüşümlerinin, mevcut ham petrol fiyatının hemen altında hava ikmal fiyatları ile sonuçlanacağı ortaya çıktı. Bu özellikle pratik değildi, ancak ilk kavramlara göre büyük gelişmeler göz önüne alındığında, daha fazla çalışma yapıldı. Bunlardan ilki, mevcut 747F yük gemilerinin dikkate alınan uyarlamaları, kısa menzil nedeniyle jet yakıtını kanatlardan kaldırıyordu (bunun yerine gövde ve kuyruktaki tanklara güvenerek ). Kanatlardaki yük azaldığında, kargo açıklıklar boyunca veya kanat tanklarında taşınabilir. Bu değişikliklerle birlikte, 1970 yazının ortasında Boeing, petrolü varil başına 1,50 ila 2,00 ABD dolarına (2019 doları cinsinden 7,77 ila 10,36 ABD dolarına eşdeğer) teslim edebilecek bir plan sundu. Petrol şirketleri ilgilenmedi. O zamanlar, bir varil yaklaşık 3 dolara satılıyordu (2019 doları cinsinden 15,55 dolara eşdeğer).

Muhteşem ovalar

1970 yılında Kanada Başbakanı Pierre Trudeau , Kanada'nın batısının ve kuzeyinin ekonomik kalkınmasını incelemek için Great Plains Projesini başlattı . Proje, sadece mevcut teknolojinin imkanları dahilinde olan "büyük resim" gelişmelerini dikkate almakla görevlendirildi.

Bu projenin bir parçası olarak, Kanada Arktik Takımadalarındaki bilinen mineral ve potansiyel petrol ve gaz yatakları geliştirme için düşünüldü. Ürünlerin nakliyesi muazzam bir sorun olduğunu kanıtladı; Deniz şeritleri yılda sadece birkaç ay buzsuzdu ve en yakın uygun kıyı noktasına bir demiryolu hattı inşa etmek için tundra üzerine yüzlerce millik demiryolunun döşenmesi gerekecekti . Bir boru hattının hem karadan hem de sudan geçmesi gerekecekti ve benzer şekilde inşa edilmesinin son derece zor olduğu düşünülüyordu.

Proje ekibi Boeing'in 747F ile yaptığı çalışmalardan haberdar oldu ve onlarla petrol yerine cevher taşımak için aynı temel sistemi kullanma olasılığı hakkında iletişime geçti. Bu, nihai RC-1 konseptini geliştirmek için itici güç sağladı. Uçaktaki tanklara kolayca pompalanamayan cevheri taşımak için ekip, havalimanlarının yan taraflarında "çevrimdışı" yüklenecek bırakma bölmelerini kullanmayı düşünmeye başladı. Bölmeler daha sonra bir demiryolu başlığına uçmak üzere uçağa çekilecektir. Orada, uçak dönüş uçuşunda uçarken, önceki bir uçaktan şimdi boşaltılmış bir dizi kapsül alarak, trenlere bırakılıp boşaltılacaklardı. Konsepti araştırdıkça, çevrimdışı yüklemenin petrol dahil herhangi bir kargo için geri dönüş sürelerini büyük ölçüde iyileştirdiği ortaya çıktı. Dahası, özel bölmeler aynı uçakta her türlü kargoyu göndermelerine izin verdi.

Bu, bu bölmelerin nereye yerleştirilmesi gerektiği sorusuna yol açtı. Açık bir çözüm, onları uçağın devasa gövdesine yüklemek olacaktır. Bununla birlikte, bu, biraz karmaşıklık ekleyerek burnun veya kuyruğun açılmasını gerektirir. Bunun yerine kargo kanatların altına yerleştirilirse çok daha hızlı yüklenebileceği erken fark edildi; kargo konteynerleri aynı anda uçağın her iki tarafına da sürülebilir. Bu kabul edilir edilmez başka bir büyük avantaj daha açık hale geldi; Kapsülleri iniş takımlarına daha yakın yerleştirerek, taşınabilecek toplam kargo miktarı önemli ölçüde artırıldı. Bu, normalde ağır kaldırıcılarda bulunan karmaşık gövdeye monte sistemler yerine, dişlinin geleneksel tasarımlarda olduğu gibi kanatlara yerleştirilmesine izin verdi. Bu, toplam sekiz takım ana iniş takımı için her kargo bölmesinin her iki tarafına iki takım dişli yerleştirerek ve yükleri daha da yayarak daha ileri bir değişikliğe yol açtı.

Süpürülmüş bir kanatta bu kadar çok iniş takımını kullanmak , uçak yere dönmeye çalıştığında önemli sorunlar yaratacaktır. Bunun için yönlendirilebilir iniş takımı ayakları kullanmak mümkündü, ancak yalnızca ek karmaşıklık pahasına. Daha kolay bir çözüm, iniş takımlarının aynı hizada olması için düz bir kanat kullanmaktı. Bununla birlikte, bu, tasarımı yaklaşık Mach 0.7'nin altındaki daha düşük hızlarla sınırlayacaktır (bkz. Dalga sürüklemesi ). Bu, seyir sürelerinin çok kısa olduğu ve ilave hızın gidiş-dönüş süreleri üzerinde çok az etkiye sahip olacağı kısa mesafeli rol için tamamen kabul edilebilirdi. Mühendisler, kendilerini pervaneli taşımalardan çok daha büyük olmayan hızlarla sınırlayarak, yalnızca düşük hızda yüksek kaldırma performansı için tasarlanmış bir kanat seçmekte özgürdü. Sonuç, modern bir jet uçağından çok 1930'ların bir uçağının kanadına benziyordu.

Özellikle Great Plains Projesi için son bir değerlendirme, jet yakıtı yerine yakıt olarak metan kullanılmasıydı. Aerodinamik kontrol hususları nedeniyle, RC-1'in gövdesi çok büyük olmalıydı, ancak neredeyse hiçbir şey taşımıyordu. Bu, yakıt deposu için muazzam bir alan bıraktı ve metan, hidrojen veya diğer hafif yakıtların kullanımı doğal bir düşünceydi. Kanadalı grup, sıvılaştırılmış doğal gazı taşımak için RC-1'i kullanmakla da ilgilendiğinden , bunu uçak için yakıt olarak kullanmak (doğal gaz çoğunlukla metandır) bariz bir seçimdi. Metan, jet yakıtından çok daha temiz yanar ve motorun ömrünü büyük ölçüde uzatırken bakım ihtiyacını da azaltır. Ayrıca, kuzey bölgelerine yakıt uçurma ihtiyacını da ortadan kaldıracak, yakıtlarını yerinde üretebileceklerdi.

Alaska Boru Hattı ve Mackenzie Valley Boru Hattı için de dikkate alınan 48 inçlik (1,2 m) bir petrol boru hattının kapasitesini ve ekonomisini eşleştirmek için , sistem her biri yaklaşık 8.000 taşıyan 50 uçak (yaklaşık 15 tanesi yedek) gerektirdi. varil petrol ve 24 saat uçuyor. Uçağın her birinin 72 milyon dolara mal olduğu (2019 doları cinsinden 340 milyon dolara eşdeğer) ve ton-mil başına 1 ila 1½ sent arasında uçtuğu tahmin ediliyordu.

Proje, RC-1 önerisinden memnun kaldı ve bununla ilgili iyi duyurulmuş birkaç hikaye izledi. Pazar esnekliğine sahip olmalarına izin verme biçimiyle özellikle ilgilendiler; RC-1 , Ontario , Cochrane'deki boru hatlarına , Alberta'daki mevcut boru kafalarından herhangi birine veya aradaki herhangi bir noktaya ulaşabilir. Pazar talepleri değişirse, gazı farklı bir yere nakledebilirler ve böylece boru hattı ağındaki çeşitli noktalar arasında görülen fiyatların değişmesini önleyebilirler.

Projede ayrıca Kuzey Kutbu Okyanusu ve Hudson's Körfezi'ni yıl boyunca sürebilen tanker ve yük gemileri ve bu gemileri desteklemek için "Northport" olarak adlandırılan yeni bir kuzey derin su limanı da incelendi . Bu , o zamanlar Hudson Körfezi'ndeki tek büyük liman olan Manitoba , Churchill kasabasında kayda değer bir endişeye yol açtı . Churchill, Hudson Körfezi Demiryolu ile güneye bağlanmıştı , ancak limanı, düşünülen derin gövdeli buz kırıcıları idare edemeyecek kadar sığdı. Chesterfield Inlet veya hatta Repulse Bay olarak düşünülen Northport, Churchill'e yeni bir demiryolu hattıyla bağlanacaktı, ancak aynı zamanda yararlı bir ticari liman olarak Churchill'in yerini alacaktı. RC-1 bu endişeleri hafifletebilirdi; Churchill'de bir havaalanı inşa etmek, onu bağlamak için yeni bir liman ve demiryolundan çok daha ucuzdu.

Proje aynı zamanda, devasa yeraltı ılık su akiferlerinden beslenen bozkırlardaki devasa balık çiftlikleri ve Kuzey Kutbu'ndaki yıl boyunca "sebze fabrikaları" da dahil olmak üzere ilgisiz projeleri de dikkate aldı.

Tasarımın sonu

Bu değişikliklerle birlikte Boeing, yeni RC-1 tasarımını Prudhoe Bay petrol sahalarının geliştiricilerine sunmaya bir kez daha hazırdı . Bu zamana kadar , 1969 ve 1970'de SS  Manhattan tarafından Kuzeybatı Geçidi'nden geçişi zorlamak için birkaç başarılı girişimde bulunuldu , ancak "buz kırıcı tanker" sürekli operasyonlar için dikkate alınamayacak kadar riskli kabul edildi. 1972'de Boeing, RC-1'i yedek olarak sunarak uygun herhangi bir limana, demiryoluna veya boru hattına aktarma yapılmasına izin verdi. Bu son çalışmalarda, maliyetler varil başına 86 sent ile 1.02 dolar arasındaydı.

Bu noktada Boeing, RC-1 çalışma serisine kendi parasından yaklaşık 500.000 $ yatırım yapmıştı. Hem Kanada hem de ABD'nin ilgisiyle Great Plains Projesi, tam bir tasarım çalışması için gereken 15 milyon doları finanse etmek isteyen bir grup şirketi bir araya getirebileceklerinden emindi.

1973 petrol krizi biçimindeki tarih, bu planları sona erdirdi. 1973'ten 1974'e kadar olan dönemde jet yakıtı fiyatlarının yaklaşık iki katına çıkması, RC-1'in artık bir boru hattıyla rekabet etmemesini sağladı. Tasarımla ilgili daha fazla çalışma yapılmamış gibi görünüyor. Alaska sahalarına sonuçta Trans-Alaska Boru Hattı Sistemi tarafından hizmet verilecektir .

Tasarım (değiştir | kaynağı değiştir)

RC-1, esasen, uçlarında hızlı dönüş ile, 500 ila 1.000 mil (800 ila 1.610 km) arasındaki kısa mesafeli uçuşlar için tasarlandı. Bu, yüksek seyir hızlarına olan ihtiyacı azalttı.

Düşük hız konsepti, tasarımın normalde jet uçaklarında bulunan çeşitli özelliklerden, özellikle de geri tepme kanadından vazgeçmesine izin verdi . Geleneksel bir dikdörtgen kanat kullanılarak, yüksek hızlı sürükleme büyük ölçüde artırıldı (bkz. Dalga direnci ), ancak düşük hızlı kaldırma da benzer şekilde büyük ölçüde artırıldı. Ayrıca, dikdörtgen planform ikiz kanatlı direklerin tek parça olmasına izin verdi ve tüm motorlar, iniş takımı ve kargo doğrudan direk üzerine bağlanabilirdi. Süpürülmüş bir kanatla bu, kanatların gövdeyle buluştuğu noktaya önemli tork yükleri yerleştirir.

Diğer birçok yönden tasarım, dönemin diğer kargo uçaklarına nispeten benziyordu. Gövde büyüktü ve kabaca geniş gövdeli bir yolcu uçağı boyutundaydı (uzunluğuna göre dar gövdeli bir tasarım gibi görünse de), sonunda bir T-kuyruğu vardı. Düzinelerce motor, her iki tarafta dış kısımlarda dört motor ve kargo bölmeleri ile gövde arasında ikişer tane olacak şekilde kanatlar boyunca eşit olarak dağıtıldı.

Uçak, pist yüklerini azaltmak için 56 tekerlekli devasa bir iniş takımı düzenlemesi kullandı. Tekerleklerin çoğu, yükleri dağıtmak için kanatların alt tarafına dört tarafa yayılmış, her biri altı tekerlekli sekiz ayak üzerine yerleştirildi. Burun dişlisi, kendisi bir 747'nin ana dişli boyutunda olan sekiz tekerlekli tek bir bacak kullanıyordu. Tamamen konuşlandırılan dişli, 400 fit (120 m) genişliğinde bir piste ihtiyaç duyuyordu, ancak uçak boşaltılırsa, dış dişli mevcut ticari pistlere inişe izin verecek şekilde yükseltilebilirdi. Bu, feribot ve servis uçuşları için yararlıydı.

Kargo, her biri 26 fit (7,9 m) çapında ve yarı römorkla yaklaşık aynı uzunlukta bir silindirden oluşan kanatlı bölmelerde taşınıyordu . Bu boyut, 747F ile aynı 2'ye 2 düzenlemede standart 8'e 8 fitlik (2,4 x 2,4 m) kargo konteynerlerini taşımalarına izin verecek şekilde seçildi. Her uçak, her biri iki tarafta, her biri iki direklerin önünde ve arkasında olmak üzere dört bölme taşıyacaktı. Silindirler, kanadın önünde mi yoksa arkasında mı olacaklarına bağlı olarak yerde hazırlanırken aerodinamik kaportalarla eşleştirildi. Kanadın kendisinde, bölmelere kilitlenen bir "fiş" bölümü vardı. Kanatta birleştirildiğinde, sonuç, yaklaşık olarak 707 ile aynı uzunlukta, yaklaşık 150 fit (46 m) uzunluğunda tek bir aerodinamik bölme oldu . Bölmeler yaklaşık 2.000 varil petrol veya 500.000 pound (230.000 kg) başka kargo taşıyabilir.

Bölmelerin yüklenmesi, uçağın her iki tarafında iki ray olmak üzere bir dizi paralel demiryolu hattı üzerinde gerçekleştirildi. Bölmelerin ön ve arka yarımları, bölmeler kanat çizgisinin altında olacak şekilde yükleyicilerdeki rayların sonuna yerleştirildi. Uçak, raylar arasındaki pozisyona taksi yapacak ve yükleyiciler daha sonra bölmeleri direklere kilitlenecek konuma yükselteceklerdir. Daha sonra çiftleşme için uçağa doğru gideceklerdi.

Boeing, "uçan boru hattı" konseptinin işe yaraması için gereken sıralama oranına ulaşmak için uçağın çevresinde bir havaalanı tasarladı. Bu, aynı anda çalışacak üç paralel piste sahipti. Uçak iki dış piste indi ve ardından pistlerin her iki ucundaki büyük operasyonel apronlar boyunca vergilendirdi. Burada kargo bölmelerini düşürdüler ve dönüş uçuşu için boş olanları aldılar. Gerekli sıralama oranını korumak için her iki uca da bu tür iki aktarım istasyonu yerleştirildi.

Uçağın ağırlığı, boşaltıldıktan sonra o kadar azaldı ki rüzgar yönündeki bir kalkış önemsiz bir şekilde gerçekleştirildi ve orta pistin rüzgarın ters ucuna taksi yapmak için gereken zamandan ve yakıttan tasarruf sağlandı. Çok şiddetli rüzgar durumlarında, merkez pisti, uçağı kalkış için iki dış pistin uçlarına geri döndürmek için bir taksi yolu olarak kullanılacaktır. Bu, sort oranlarını azaltacaktır. Benzer şekilde, rotanın yükleme sonunda, uçak rüzgara karşı iniş yapar, yükler ve rüzgara karşı kalkar.

Boş ağırlık, 285.000 kilogramda (628.000 lb), inşa edilecek en büyük ve en ağır uçak olan Antonov An-225'in neredeyse iki katı olan 985.000 pound (447.000 kg) idi.

Teknik Özellikler

Taylor'dan veriler , 1973

Genel özellikleri

  • Mürettebat: 3
  • Uzunluk: 338 ft (103 m)
  • Kanat açıklığı: 478 ft (146 m)
  • Yükseklik: 86 ft (26 m)
  • Kanat alanı: 32.560 ft kare (3.025 m 2 )
  • Boş ağırlık: 985.000 lb (446.788 kg)
  • Maks. Kalkış ağırlığı: 3.550.000 lb (1.610.253 kg)
  • Yük bölmesi , dört adet 26 ayak çapında silindirler, 40 + feet uzunluğunda, dört standart kargo konteynerleri her tutmak için tasarlanmıştır
  • Santral: 12 × Pratt & Whitney JT9D turbofans , her biri 45.000 lbf (200 kN) itme

Verim

  • Seyir hızı: 460 mph (740 km / s, 400 kn)
  • Menzil: 1.000 mil (1.600 km, 870 nmi) Menzil, tam yükte fiyatlandırılır

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

Alıntılar

Kaynakça