Kraków 26.04.2012r.
297b Rozdział 15.08.1991r.
ATR 42, 72 
Polska

Samolot pasażerski, komercyjny.
Konstrukcja ATR 42, 72

ATR 42 został zaprojektowany jako dwusilnikowy wolnonośny grzbietopłat ( nie górnopłat ). Dzięki temu rozwiązaniu centropłat znalazł się ponad sufitem kabiny i nie ogranicza jej przestrzeni. Samolot jest określany jako wąsko-kadłubowy z jednym przejściem pośrodku. 
Sam wybór górnego położenia skrzydeł wynikał z doświadczeń zdobytych przy opracowywaniu samolotów krótkiego startu i lądowania. Przy takim układzie siła nośna skrzydeł jest znacznie wyżej niż środek ciężkości maszyny ( tak jak skoczek na spadochronie ). Dzięki temu łatwiej jest zapanować nad funkcjami sterowania. 
To rozwiązanie ma jeszcze dodatkowe zalety. Dużo łatwiej jest rozmieścić silniki ze śmigłami, a podwozie nie potrzebuje długich goleni. Przekłada się to także na mniejszą masę podwozia. Wadą jest konieczność zabudowy gondoli dla podwozia głównego, a także zaburzenie opływu powietrza kadłuba. Plusem jest także niskie osadzenie kadłuba nad ziemią. Łatwiej jest obsługiwać taki samolot, ładować frach i wprowadzać na pokład pasażerów. Zwykle, takie konstrukcje dysponują własnym trapem ( schodlami ), co nie uzależnia je od sprzętu lotniskowego. 
Projektując ATR 42 inżynierowie brali pod uwagę przepisy jankeskie FAR-25 i europejskie JAR-25. 
W konstrukcji samoloty zastosowano na szeroką skalę kompozyty ( włókna węglowe, Kevlar, Nomexs ). Materiały te stanowią podstawę; skrzydeł, usterzenia, gondoli silnikowych i podwozia głównego. 

Skrzydła.
Wolnonośny prosty płat osadzono nad kadłubem, składa się technologicznie z trzech części; prostokątny centropłat oraz dwóch trapezowych części. Części trapezowa mają wznos 2 stopnie 30 minut. Profil płata opracowany przez komputer ( program komputerowy ) jest zbliżony do profili rodziny NACA 43000. Profil należy do rodziny oznaczonej Aerospatiale RA-XXX-43 o grubości profilu 13%-18%. Elementami siłowymi skrzydeł są dwa dźwigary główne wykonane ze stopów aluminium. Większość pozostałych elementów stanowią materiały kompozytowe. Początkowo pokrycie skrzydeł miedzy dźwigarami było wykonane z blach aluminiowych. Lecz zamieniono je na tworzywa sztuczne. Zastosowanie w szerokim zakresie kompozytów spowodowało zmniejszenie masy skrzydeł w stosunku do konstrukcji dotychczasowych o blisko 2 000 kg. 
Płat odznacza się wysokim współczynnikiem siły nośnej, przy stosunkowo małej powierzchni. Dzięki temu ma mniejsza masę i stawia mniejszy opór. Względna grubość płata przy kadłubie wynosi 18 %, a na końcu 13 %. Konstrukcja skrzydła jest dwudźwigarowa. Dźwigary wykonano ze stopów aluminium. Wnętrze między dźwigami stanowi integralny zbiornik paliwa. Pozostałe elementy skrzydła wykonano z kompozytów, w celu zmniejszania masy. Noski skrzydeł są konstrukcjami przekładkowymi, z dwóch powłok kevlaru, wypełnionego ulownicą Nomax. Pokrycie spływu wykonano w podobny sposób, ale tu połówki kevlaru są dodatkowo wzmocnione włóknem węglowym. Krawędzie natarcia są odladzane pneumatycznie. Jedynym elementem supernośnym skrzydła są czterosegmentowe klapy wyporowe, które zajmują 73 % krawędzi spływu. Klapy zawieszone są na osiach obrotowych znacznie obniżonych. Dodatkowo z ich przodu umieszczono stałe sloty. Po wychyleniu tych klap powstają dodatkowe szczeliny i zwiększa się powierzchnia płata, co znacznie zwiększa siłę nośną. Klapy wykonane są jako cienkościenne z żywicy epoksydowej zbrojonej włóknem węglowym. Przejście skrzydło-kadłub osłonięto owiewką o konstrukcji przekładkowej w technologii kevlar-Nomex. 
Powierzchnia skrzydeł wynosi 54,5 m kwadratowego. Jego wydłużenie wynosi 11. Obciążenie 290 km/m kwadratowy. 

ATR 42-300 SP-EEE Nr 024 w barwach Eurolot. 2002r. Dobrze widoczna mechanizacja skrzydeł i wysunięte podwozie. 4-łopatowe śmigła.

ATR 42-500 SP-EDD Nr 530 w barwach Eurolot. 2009r. 6-łopatowe śmigła.

Kadłub.
Kadłub konstrukcji klasycznej, półskorupowy ze stopów lekkich, z nielicznymi elementami wykonanymi z kompozytów. W tym czasie jeszcze nie próbowano budować tak dużych samolotów z kadłubami wykonanymi całkowicie z kompozytów, choć wiele małych samolotów już wykonywano taką technologią. Został zbudowany zgodnie z zasadami fail safe ( bezpiecznego zniszczenia ). Na całej długości kabiny pasażerskiej kadłub ma stały przekrój. Składa się on z dwóch o wspólnej cięciwie, którą wyznacza płaszczyzna podłogi. Średnica górnego łuku wynosi 2,865 m. Dolny łuk ma większy promień co w efekcie daje charakterystyczne dolne spłaszczenie kadłuba. 
Kabina mieści 46 foteli ustawionych w 11 rzędach. W każdym rzędzie 4 fotele z przyjściem pośrodku. W dwunastym rzędzie są jeszcze dwa fotele. Odstęp miedzy fotelami wynosi 76 cm ( 30 cali ). Możliwe jest zlikwidowanie jednego rzędu i wzrost odstępów foteli do 81 cm ( 32 cale ). Wówczas na pokładzie są 42 fotele. Możliwe jest także zmniejszenie przedniego bagażnika i wstawienie jeszcze jednego rzędu foteli. Samolot zabierze wówczas 50 pasażerów. Przejście między fotelami ma szerokość 46 cm i maksymalna wysokość 191 cm. Nad fotelami pod sufitem umieszczono zamykane bagażniki na bagaż podręczny. Wejście do kabiny pasażerskiej zapewniają tylne drzwi umieszczone w lewej burcie. mogą być wyposażone w integralne schodki. Wymiary kabiny; długość 13,85 m, szerokość 2,57 m. wysokość 1,91 m. Objętość 44,8 m sześciennych. 
Bagażniki są umieszczone na tym samym poziomie co kabina pasażerska. Znajdują się one w przedzie ( miedzy kabina załogi, a kabina pasażerską ) oraz tle. Przedni bagażnik jest ładowany przez drzwi umieszczone w lewej burcie. Tylny bagażnik znajduje się tylko z prawej strony, bo po lewej stronie jest toaleta ( WC ). Tylny bagażnik jest ładowany przez drzwi w prawej burcie. Tam także umieszczono kuchnię. 
Kabina pasażerska i pilotów jest ciśnieniowa i klimatyzowana. 
Kabina załogi została zaprojektowana jako dwumiejscowa – dwóch pilotów. Na desce rozdzielczej przyrządy rozmieszczono zgodnie z zasadami ergonomii. W pierwszym prototypie zastosowano przyrządy analogowe. W drugim prototypie pojawiły się już przyrządy elektroniczne ( EFIS ). Były to ekrany katodowe ( podobne do kineskopów telewizyjnych ). Na nich wyświetlane są dane dotyczące parametrów lotu i położenia samolotu w postaci analogowej i cyfrowej. Co ciekawe zamawiający miał możliwość wyboru miedzy układem klasycznym, a nowoczesnym. 

Kabiny pilotów samolotu ATR 42 1985r. Na górnym zdjęciu układ klasyczny. Na dolnym z ekranami katodowymi. Sztuczny horyzont (1) znalazł się na ekranie (4). Na tym ekranie podawana jest także prędkość i wysokość lotu oraz wariometr. Wskaźnik kursu i pozycji (2) oraz ekran radaru meteorologicznego (3) znalazły się na dolnym ekranie (5). Na ekranie tym umieszczono także inne dane; prędkość i kierunek wiatru, kurs proponowany przez komputer pokładowy i inne.

Kabina załogi ATR 42-300. 2002r.


Podstawowe wymiary kabiny; 13,87 m x 2,57 m x 1,91 m. Tylne drzwi pasażerskie mają wymiary 1,75 m x 0,75 m. Drzwi bagażowe przednie 1,53 m x 1,275 m. Wysokość podłogi kabiny od powierzchni lotniska wynosi 1,265 m. Pojemność bagażników; przedni 5,8 m sześciennych, tylny 2,7 m sześciennego, bagażniki kabinowe nad fotelami 1,5 m sześciennego. Przestrzeń między podłogą kabiny, a spodem kadłuba jest tak mała, iż jest wykorzystywany tylko do prowadzenia ciągów instalacyjnych. 

ATR 42-300 podstawowy rozkład foteli. 46 miejsc.

ATR 42-500 kabina. 2009r.

Usterzenie
Usterzenie wolnonośne, w układzie litery T, co ma na celu odsuniecie od strumienia zaśmigłowego. Usterzenie kierunku skośne, z podwójnie załamaną krawędzią natarcia. Rozpoczyna się długim napływem, wykonanym w postaci konstrukcji przekładkowej z Kevlaru i Nomexu. Usterzenie poziome proste bez wznosu i skosu. Stateczniki wykonano w postaci kesonów ze stopów lekkich. Stery kierunku wykonano podobnie jak lotki. Są odciążone masowo ( rogowo ) i wyposażone w klapki odciążajaco-wyważające. Mają konstrukcję identyczną jak klapy zaskrzydłowe – monolityczne, cienkościenne elementy węglowe. Stery sa wychylane mechanicznie, bez żadnego wspomagania. 

Podwozie.
Podwozie klasyczny trójpodporowe. Całkowicie chowane w locie. Wszystkie koła zdwojone. Zespoły główne zamontowane do wysięgników kadłubowych, oprofilowene owiewkami z przekładkami Kevlar-Nomax, wzmocnione włóknem węglowym. Zespół główny wyposażone w wielotarczowe hamulce z systemem antypoślizgowym ( ABS ). Klapy komów podwozia głównego są szczątkowe i zewnętrzne koło jest tak schowane, iż jego opona i kołpok równa się z poszyciem samolotu. Podobnie jak w samolocie Boeing 737. 
Rozstaw podwozia wynosi 4,10 m. Rozstaw osi podwozia 8,78 m. 

Zespół napędowy.
Napęd samolotu stanowią dwa silniki turbośmigłowe najnowszej wówczas generacji. Opracowane i budowane przez Kanadyjska firmę Pratt-Whitney Canada PW-120. Odznaczają się one małym zużyciem paliwa, dużą sprawnością, łatwą obsługą i małym hałasem. Łatwą obsługę zapewnia konstrukcja modułowa. Hałas był znacznie poniżej granic ustalonych w przepisach FAR część 36. Moc termodynamiczna silnika to 2 x 1 700 KM, moc startowa 2 x 1 342 kW ( 2 x 1 800 KM ). Moc graniczna jednego silnika wynosi 1 x 1 490 kW ( 1 x 2 000 KM ). Moc przelotowa stała 2 x 1 200 kW ( 2 x 1 620 KM ). Obciążenie mocy 6 kg/kW. Zużycie paliwa; na dystansie 185 km ( 32 minuty ) 280 kg paliwa, na dystansie 370 km ( 54 minuty ) 456 kg paliwa. Jednostkowe przelotowe zużycie paliwa wynosi 0,180 kg/kWh.
Śmigła ciągnące Hamilton Standard 14 SF. Są 4-łopatowe. Średnica 3,96 m. przestawiane, o stałych obrotach i odwracalne. Śmigła wyposażono w hamulce, co pozwala na użycie dowolnego silnika na ziemi jako silnika pomocniczego. Np. do klimatyzacji, ogrzewania lub oświetlenia. Konstrukcja łopat mieszana, składa się z jednego dźwigara odkutego z jednego kawałka duraluminium. Powlokę wykonano z kompozytu szklanego, a wypełnienie z pianki poliuretanowej. W powlokę wtopione grzałki elektryczne i niklową osłonę antyerozyjnę krawędzi natarcia. Technologia wykonani śmigieł została już sprawdzona na samolotach; Dash 7, Rockvell OV-10D oraz Grumman E-2/C-2. Przepracowały już ponad 5 milionów godzin w powietrzu. 
Zespoły napędowe zamontowano w gondolach przed krawędzią natarcia skrzydeł. W odległości 4,05 m od osi symetrii samolotu. Dzięki temu, odległość końcówki śmigła od kadłuba wynosi 0,82 m. Wpływa to korzystnie na zmniejszenie hałasu i drgań. Osłony gondoli wykonano z Kevlaru i Nomaxu. Ich odchylenie umożliwia łatwy dostęp do silników. 
Każdy silnik napędza jeden prądo-rozrusznik prądu stałego o mocy 12 kW i napięciu 28 V oraz jeden alternator prądu przemiennego 3-fazowego o napięciu 115/220 V.
Paliwo w ilości 5 700 litrów, umieszczono wyłącznie w integralnych zbiornikach w skrzydłach.
Trzeba także wiedzieć, że zespół napędowy jest tak mocny, iż na jednym silniku samolot jest w stanie wznosić się i to z prędkością 191 m/min.
Od wersji ATR 42/72 serii 500 zastosowano nowe nowoczesne śmigła 6-łopatowe. Są bardziej wydajne i emitują mniej hałasu.

Zespół napędowy ATR 42-500. 2011r.

Silnik Pratt-Whitney Canada PW-120 w muzeum w Kanadzie. 2006r.

Wyposażenie
Instalacja hydrauliczna. Poruszana silnikiem prądu przemiennego zapewnia; wciąganie i wypuszczanie podwozia, uruchamianie hamulców kół, wychylanie klap zaskrzydłowych. 
Instalacja klimatyzacji i wentylacji kabiny wykonana przez firme Garret. Nadciśnienie w kabinie wynosi maksymalnie 0,41 barów, co przy wysokości lotu 7 600 m daje warunki na poziomie 2 000 m npm. 

ATR 72
Zmiany w konstrukcji.
Nowa wersja samolotu oznaczona ATR 72 otrzymała nowy płat. Jest on przede wszystkim dłuższy. Rozpiętość zwiększyła się z 24,57 m do 27,05, czyli o 2,48 m. Powierzchnia zwiększyła się z 54,5 m kwadratowego do 61,0 m kwadratowych. Czyli o 6,50 m kwadratowego. Wydłużenie płata wzrosło do 11,99. 

Zespół napędowy.
Większy samolot wymagał mocniejszy silników. Zastosowano silniki Pratt and Whitney Canada PW 124 o mocy 2 x 1 790 kW ( 2 x 2 400 KM ).


Podział produkcji samolotów ATR 42. 1985r.

Dane T-T

 

ATR 42 (46 pasażerów ) 1985r.

ATR 42-200/-300 1990r.

ATR 72 1990r.

ATR 42-500

 

Wymiary

 

 

 

 

 

Miano

R

 

24,57

24,57

27,05

24,57

M.

D

 

22,70

22,67

26,94

22,67

M.

H

 

7,59

7,59

7,59

7,59

M.

Pow. nośna

 

54,5

54,5

61,0

54,5

M2

Masa

Własna

9 619

9 973

11 850

11 500

Kg

 

Całkowita

15 500

 

19 500

 

Kg

 

Max

15 750

15 750/ 16/150

19 990

18 600

Kg

 

Ładunku

4 810

4 527/4 827

7 000

5 500

Kg

 

Paliwo

4 500 ( 5 700 litrów )

4 500

5 000

4 500

Kg

Prędkość

Max

570

 

560

 

Km/h

 

Wznoszenia

650 m/min

640 m/min

630 m/min

 

 

 

Przelotowa

515 na 6 000 m

497/495

526

556

Km/h

 

Lądowania

185

 

190

 

Km/h

Zasięg

Max

4 700

4 614

4 600

 

Km

 

Z ładunkiem

1 760

1 195

1 668

1 490

Km

Pułap

optymalny

7 600

 

7 500

 

M.

 

Na 1 silniku

3 500

 

3 350

 

M.

Rozbieg

Dobieg

1 080 / 960

1 000-1 080 / 960-980

1 390 / 1 045

1 165 / ...

M.

Silnik

Typ

PW-120

PW-121

PW-124 B

PW-127 E

 

 

Ciąg

2 x 1 800 / 2 000 KM

2 x 1 900 / 2 100 KM

2 x 2 160 / 2 400 KM

2 x 2 160 / 2 400 KM

 

 

Dane T-T

 

ATR 72-210

ATR 72-500

ATR 42-600 2009r.

ATR 72-600 2009r.

 

Wymiary

 

 

 

 

 

Miano

R

 

27,05

27,05

24,57

27,05

M.

D

 

26,94

26,94

22,67

26,94

M.

H

 

7,59

7,59

7,59

7,59

M.

Pow. nośna

 

61,0

61,0

54,5

61,0

M2

Masa

Własna

13 000

13 500

11 500

13 500

Kg

 

Całkowita

 

 

 

 

Kg

 

Max

22 000

22 800

18 600

23 000

Kg

 

Ładunku

7 000

7 000

5 500

7 500

Kg

 

Paliwo

5 000

5 000

4 500

5 000

Kg

Prędkość

Max

 

 

 

 

Km/h

 

Wznoszenia

 

 

 

 

 

 

Przelotowa

517

510

556

510

Km/h

 

Lądowania

 

 

 

 

Km/h

Zasięg

Max

 

 

 

 

Km

 

Z ładunkiem

1 500

1 530

1 489

1 670

Km

Pułap

optymalny

 

 

 

 

M.

 

Na 1 silniku

 

 

 

 

M.

Rozbieg

Dobieg

1 211 / ...

1 224 / ...

1 165 / ...

1 333 / ...

M.

Silnik

Typ

PW-127

PW-127 F/M

PW-127 M

PW-127 M

 

 

Ciąg

2 x 2 475 / 2 750 KM

2 x 2 475 / 2 750 KM

2 x 2 160 / 2 400 KM

2 x 2 475 / 2 750 KM

 




ATR 42-300 rysunek. 1985r.


Rysunek ATR 42-300.

Rysunek ATR 42-500.

Opracował Karol Placha Hetman