Historia Konstrukcja Zestawienie

ATR 42, ATR 72 1991r.


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