Lockheed L-1011 Tristar. 2014r.

Kraków 2014-03-10

Historia

220b Rozdział 1970-11-17.

Lockheed L-1011 Tristar.

Lockheed L-1011 Tristar to duży samolot pasażerski, transportowy i tankowiec powietrzny. Samolot Lockheed L-1011 był trzecim, po Boeing B-747 i McDonnell Douglas DC-10 samolotem szeroko-kadłubowy, który odniósł średni sukces, choć należał do jednych z najnowocześniejszych konstrukcji na świecie.

W 1966 roku, Amerykańskie towarzystwo lotnicze American Airlines opracowało wymagania dla przyszłego samolotu komercyjnego krótkiego, średniego i dużego zasięgu, który miał obsługiwać linie pasażerskie o dużym natężeniu ruchu. Z uwagi na to, iż samolot miał obsługiwać połączenia na dystansach od około 500 km, to musiał być przyjmowany przez lotniska o słabszej infrastrukturze i z nieco krótszymi RWY. To zwiększało wymagania, co do wyposażenia przyszłego samolotu. Ostre były także wymagania, co do pokonywanego dystansu; od 500 km do 11 000 km. Samolot miał zabierać na pokład 380 pasażerów w układzie jednoklasowym (klasa ekonomiczna) i około 270 pasażerów w układach klas mieszanych. Takie wymagania były trudne do pogodzenia w jednym samolocie. Inni wielcy przewoźnicy lotniczy również postawili wysokie wymagania. Między innymi linia lotnicza Pan Am (Pan American Airlines), która toczyła rozmowy z koncernem Boeing (1965 rok). Linia była zainteresowana samolotem zdolnym do zabrania na pokład 400 - 500 pasażerów i mającym zasięg do 10 500 km. Wyznacznikiem była trasa New York – Rzym, 6 897 km (4 286 mil, 3 724 NM), którą samolot miał pokonywać z kompletem pasażerów.

Zadania podjęły się trzy firmy; McDonnel Douglas (DC-10), Lockheed (L-1011) i Boeing (B-747). Pierwsze dwie firmy opracowywały samoloty napędzane trzema silnikami turboodrzutowymi. Firma Boeing pracowała nad kolosem B-747. Z samolotem B-747 jest rzecz znamienna, bo była to konstrukcja opracowywana, jako samolot transportowy dla USAF.

Samolot DC-10 powstał, jako pierwsze wspólne działo po połączeniu się koncernów McDonnell Aircraft Corporation i Douglas Aircraft Company. Nowa firma przyjęła nazwę McDonnell Douglas. Firma McDonnel Douglas podpisała umowę z American Airlines, która przyjęła zaproponowane rozwiązania konstrukcji samolotu.

Firma Lockheed.

Firma Lockheed została założona w 1916 roku, pod nazwą Lockheed Aircraft Company. Po przekształceniach w 1926 roku, firma zmieniła nazwę na Lockheed Aircraft Corporation. Do 1970 roku, firma produkowała samoloty wojskowe i cywilne, śmigłowce wojskowe, pociski rakietowe, urządzenia elektroniczne i inne elementy wyposażenia lotniczego. Do najbardziej znanych konstrukcji należą; Lockheed L-22/P-38 Lightning (Piorun), pierwszy turboodrzutowy samolot jankeski Lockheed L-80/P-80 Shooting Star (Spadająca Gwiazda, 1944 rok), Lockheed F-104 Starfighter (1954 rok), samolot rozpoznawczy U-2 (1958 rok), Lockheed SR-71 (1964 rok), samoloty transportowe i komunikacyjne Lockheed L-49 Constellation (1943 rok), Lockheed C-130 Herkules (1954 rok), Lockheed L-188 Electra (1958 rok), Lockheed C-141 Starlifter, Lockheed C-5 A Galaxy (1968 rok) i Lockheed L-1011 Tristar (bohatera tego artykułu, 1970 rok).

Program ciężkiego samolotu transportowego dla USAF.

W tym miejscu warto wspomnieć o programie ciężkiego samolotu transportowego dla USAF.

W 1961 roku, kilka amerykańskich wytwórni lotniczych przystąpiło do opracowywania ciężkiego samolotu transportowego o napędzie turboodrzutowym, który miałby zastąpić ówcześnie wykorzystywane samoloty Douglas C-133 Cargomaster i Lockheed C-141 Starlifter. Potrzebą były względy polityczno-militarne, aby zapewnić transport dużej ilości ładunków do Indochin. W 1963 roku, firma Lockheed przedstawiła nową koncepcję transportowca CX-X o masie własnej 250 000 kg, maksymalnej ładowności 82 000 kg i prędkości 919 km/h. Wymiary przestrzeni ładunkowej wynosiły: 5,20 m szerokości × 4,10 m wysokości × 30,00 m długości, z dostępem zarówno przez przednie jak i tylne drzwi ładunkowe. Samolot miał być napędzany 6 silnikami turboodrzutowymi.

W 1964 roku, na podstawie przedstawionych wymagań, opracowano w USAF nową specyfikację dla samolotu CX-HLS (Heavy Logistics System - Ciężki System Logistyczny), który miały napędzać tylko 4 silniki. Pod koniec 1964 roku, wysłano specyfikację transportowca do wytwórni lotniczych Boeing, Douglas, General Dynamics, Lockheed i Martin Marietta.

Do głównego etapu konkursu na CX-HLS doszły dwie firmy; Lockheed i Boeing. Z końcem 1965 roku, komitet USAF wybrał projekt firmy Lockheed z silnikami firmy General Electric i tak powstał samolot C-5 A Galaxy.

Z tych informacji wynika, że firma Lockheed była w tym czasie potężnym koncernem, który w jednym momencie pracował nad dwoma wielkimi samolotami; C-5 A Galaxy oraz L-1011 Tristar.

Nowe silniki turbowentylatorowe.

W pierwszej połowie 60-lat lotnictwo w USA dysponowało silnikami turboodrzutowymi o mocy do 100 kN. Taki silnik nie mógł stanowić napędu nowego wojskowego transportowca, który miał mieć tylko 4 silniki. W związku z programem SST (pasażerskiego samolotu naddźwiękowego), podjęto już prace nad silnikami o wielkim ciągu; GE-4 o ciągu 290 kN. Jednak taki silniki rządzi się innymi prawami, z uwagi na osiągane prędkości. Dla projektowanego samolotu transportowego potrzebne były silniki poddźwiękowe o ciągu 180 kN. Dlatego opracowanie silników zaproponowano wytwórniom Curtiss-Wright Corporation, General Electric i Pratt & Whitney. Ta pierwsza wycofała się ze wszystkich programów i wkrótce zamknęła działalność.

Firma General Electric opracowała silnik turbowentylatorowy TF39 (odmiana wojskowa dla C-5 Galaxy) o ciągu 180 kN, który w lotnictwie cywilnym oznaczono CF6.

Firma Pratt & Whitney opracowała (1966r.) silnik turbowentylatorowy JT9D o ciągu 180 kN. Pierwotny napęd samolotów B 747.

Również firma Rolls-Royce przystąpiła do prac nad wielkim silnikiem turbowentylatorowy, który oznaczono RB.211.

Wszystkie te silniki stały się początkami wielkich rodzin silników turbowentylatorowych, które pozwoliły na zbudowanie wielu udanych samolotów komercyjnych.

Samolot Lockheed L-1011 Tristar.

L-1011 czytamy jak L-ten-eleven.

Kilku przewoźników nie przewidywało na swoich trasach samoloty zabierające na pokład 500 pasażerów. Wskazywali liczbę 350 pasażerów. Dlatego płatowiec przewidziano do zabierania maksymalnie 400 pasażerów, w układzie jednoklasowym. Zasięg samolotu z kompletem pasażerów zaprojektowano na 4 000 NM (7 408 km). Już wówczas było wiadomo, że napędem dla nowej maszyny będą nowo opracowywane silniki Rolls-Royce RB.211 o ciągu około 170 kN. Dla tak dużego pasażerskiego samolotu wystarczyłby zespół dwóch silników. Jednak, aby maszyna mogła operować z krótszych RWY, należało zwiększyć ciąg. Dlatego zdecydowano się na układ trzysilnikowy. Miało to także tę zaletę, że maszyny mogła operować nad wielkimi przestrzeniami oceanów, chociaż w tym momencie samolot projektowano typowo na rynek USA. Dwa silniki umieszczono na wysięgnikach bezpośrednio pod skrzydłami. Natomiast trzeci umieszczono w ogonie kadłuba. Chwyt powietrza umieszczono nad kadłubem, przed usterzeniem pionowym, a kanał powietrza poprowadzono łukami w kształcie litery „S”. W lotnictwie wojskowym, taki układ kanałów już wykorzystywano. Jednak w lotnictwie cywilnym było to pierwsze takie rozwiązanie.

Nowatorski był system sterowania maszyną. Po raz pierwszy w maszynie komercyjnej seryjnie zastosowano automatyczny system lądowania.

W lipcu 1968 roku, przystąpiono do budowy pierwszego prototypu.

Prezentacja L1011. Przemówienie wygłasza Ronald Reagan, ówcześnie Gubernator Kalifornii. 1970 rok. Zdjęcie Lockheed
Prezentacja L1011. Przemówienie wygłasza Ronald Reagan, ówcześnie Gubernator Kalifornii. 1970 rok. Zdjęcie Lockheed

Samoloty L-1011 i DC-10 mocno ze sobą konkurowały. Żaden z samolotów nie uzyskał zdecydowanej przewagi. To decydowali przewoźnicy. Przypuszczalnie już na samym początku linie American Airlines, wybrały DC-10. Jednak wykazywały spore zainteresowanie L-1011, aby zmusić firmę Douglas do obniżenia ceny, która to uczyniła. Jednak samolot L-1011 został zamówiony przez TWA oraz Eastern Air Lines. W pierwszym roku Douglas pokonał Lockheed z powodu opóźnień budowy silników RB.211. Problemy samolotu przyszły z niespodziewanej strony. Nieoczekiwanie, ze względu na problemy rozwojowe i finansowe firmy Rolls-Royce, sprzedaż maszyn została znacznie opóźniona (wstrzymana). Lockheed był powiązany umowami z Rolls-Royce i nie miał w ofercie innych silników. Na wymianę zespołu napędowego było za późno. Przeprowadzono audyt firmy Rolls-Royce. Powstał nawet pomysł przeniesienia produkcji silników do Kanady do Orenda Engines. Rząd UK zgodził się zatwierdzić dużą dotację państwową, aby ponownie uruchomić działalność Rolls-Royce na warunkach proponowanych przez administrację USA, która także zagwarantowała pożyczki bankowe dla firmy Lockheed, potrzebne do ukończenia programu L-1011. W ten sposób Rolls-Royce stał się rządową spółką.

W dniu 17 listopada 1970 roku, prototyp Lockheed Tristar L-1011 Nr L-093 wykonał pierwszy lot. Załoga H. B. Dees (pilot), Ralph C. Cokely (copilot) i G.E. Fisher (development engineer). Samolot był napędzany silnikami RB.211-22 o ciągu 3 x 190 kN.

Prototyp L-1011 w locie. 1970 rok. Zdjęcie Lockheed
Prototyp L-1011 w locie. 1970 rok. Zdjęcie Lockheed

Samolot L-1011 otrzymał certyfikat w dniu 14 kwietnia 1972 roku. Pierwszy samolot dostarczono liniom Eastern Air Lines w dniu 26 kwietnia 1972 roku. Samolot miał masę max 195 000 kg. Produkcję maszyny L-1011 umieszczono w Burbank i Palmdale w Kalifornii. W 1972 roku, samolot odbył lot propagandowo-promocyjny wokół Ziemi. Firma Lockheed reklamowała samolot, jako najbezpieczniejszy na świecie. I był to fakt, bo tylko jeden wypadek wydążył się z powodu problemów z maszyną.

Firma Lockheed odkryła dojść wcześnie, że samolot miał większy ciężar konstrukcji, niż to było konieczne. Dlatego mogli sobie pozwolić na zwiększenie MTOW z 409 000 funtów (186 000 kg) do 430 000 funtów (200 000 kg), a potem do 225 000 kg. Z tego powodu pojawiły się grupy; Group 1, Group 2, Group 3.

Firma Lockheed później niż Douglas zaoferowała wersje dalekodystansowe, bo firma General Electric, szybciej opracowała mocniejsze silniki CF6. W 1973 roku, Lockheed zaprezentował samolot L-1011 o przedłużonym zasięgu, z mocniejszymi silnikami RB.211 o ciągu 3 x 214,50 kN.

W 1979 roku, wprowadzono do użytku wersję L-1011-500 z kadłubem skróconym o 4,11 m, ale masą zwiększoną do 225 184 kg. Przy czym zwiększono rozpiętość skrzydeł. Skrzydła wydłużono o 54 in (137,16 cm). Umożliwiło to zabranie na pokład dodatkowej ilości paliwa (24 516 kg) i przewiezienie 300 pasażerów na odległość blisko 10 000 km. British Airways zamówiły odmianę w układzie dwu-klasowym; 202 osoby w klasie ekonomicznej i 30 osób w I klasie. Tego typu samoloty latały do Abu Zabi, na Bliski i Daleki Wschód. Pierwszy prototyp L-1011-500 wystartował w październiku 1978 roku, a drugi w styczniu 1979 roku. W kwietniu 1979 roku, samolot uzyskał certyfikat FAA, a w maju 1979 roku, dostał certyfikat brytyjski. L-1011-500 nazwano Mini-Trijet.

Lockheed L-1011-500 British Airways. 1979 rok. Zdjęcie Lockheed
Lockheed L-1011-500 British Airways. 1979 rok. Zdjęcie Lockheed

W ofercie pojawiły się; silniki RB.211-B o ciągu 3 x 222,40 kN, silniki RB.211-B4 o ciągu 3 x 226,80 kN, silniki RB.211-G o ciągu 3 x 244,00 kN. Silniki te pozwoliły na zwiększenie masy startowej i powstanie odmian L-1011-200 i L-1011-300.

W okresie 1968 - 1984, zbudowano 250 samolotów, chociaż do kwietnia 1980 roku, już sprzedano 236 maszyn. Sprzedaż maszyn L-1011 była na niezadowalającym poziomie. W ostateczności firma Lockheed wycofała się z tego segmentu rynku lotniczego.

Samolot L-1011 nie był ani porażką, ani sukcesem. Pamiętajmy, że nie wszystko zależało od firmy Lockheed. Chociażby w pełni kontrolowany przez rządu UK i USA producent silników, firma Rolls-Royce. Europa w tym czasie dysponowała już samolotem A-300. Propozycje firmy Lockheed oferujące samoloty L-1011 dla PLL LOT, za czasów Edwarda Gierka były wyrzucane do kosza.

Samolot L-1011 na paliwo wodorowe. 1980 rok.

Sukces wodory (H2), jako paliwa rakietowego spowodował zwrócenie uwagi konstruktorów lotniczych na wodór, jako paliwo dla samolotów. Jedną z przyczyn był kryzys paliwowy, wywołany w 1973 roku. W wielu krajach wysokorozwiniętych zaczęto rozważać to zagadnienie. Z uwagi na duże ryzyko ewentualnego wybuchu wodoru zwrócono uwagę na samoloty cargo. Firma Lockheed doszła nawet do etapu prób w locie. Jeden ze swoich samolotów przerobiła na egzemplarz doświadczalny, który oznaczono L-1011-LH2. Samolotem były zainteresowane takie kraje jak USA, Kanada i Arabia Saudyjska.

Doświadczalny samolot LH2 L-1011. 1980 rok. Zdjęcie Lockheed
Doświadczalny samolot LH2 L-1011. 1980 rok. Zdjęcie Lockheed

Opis zdjęcia: 1. Drzwi ładunkowe. 2. Zbiorniki wodoru o pojemności 22 700 kg.

Docelowy samolot miał mieć kadłub wydłużony o 10,60 m, aby pomieścić taką ilość wodoru-paliwa, do przelotu przez Ocean Atlantycki (szacunkowo zapas 22 000 kg wodoru). Zasięg z pełnym ładunkiem cargo (45 000 - 48 200 kg) miał wynieść 6 600 km. Planowano na czterech lotniskach zbudować instalacje do wytwarzania wodoru, o wydajności 20 000 kg/na dzień. Próby miano prowadzić do 1985 roku. Regularną komunikację planowano uruchomić w 1987 roku.\

L-1011 tankowiec powietrzny.

Z początkiem 80-lat UK poszukiwała nowego samolotu wojskowego, przeznaczonego do tankowania powietrznego i transportu militarnego. Współprace podjęły firmy Lockheed i Marshal (UK). W 1983 roku, wspólnie opracowano samolot L-1011 Model 385 Tristar K Mk.1. Brytyjczycy ostatecznie wybrali samolot DC-10 w wersji tankowca. Jednak w 1984 roku, odkupiono od British Airways 6 samolotów L-1011 oraz od Pan Am 3 samoloty L-1011. Wszystkie te maszyny, do końca 1985 roku, przebudowano na tankowce dla armii UK. Samoloty brytyjskie oznaczono K Mk.1, a te z Pan Am oznaczono K Mk.2.

Lockheed-Marshal L-1011 Tristar K Mk.1/2. 1984 rok. Zdjęcie RAF
Lockheed-Marshal L-1011 Tristar K Mk.1/2. 1984 rok. Zdjęcie RAF

Konstrukcja

Skrzydło samolotu.

Skrzydło wolnonośne, skośne, o skosie 35 stopni na ¼ cięciwy. Ma dodatni wznos, większy przy kadłubie, mniejszy na końcu. Całość składa się z centropłata i dwóch części zewnętrznych. Skrzydło jest skonstruowane zgodnie z zasadą bezpiecznego zniszczenia. Jest trój-dźwigarowe z żebrami i pokryte blacha ze stopu aluminium. W każdym skrzydle umieszczono dwa zbiorniki paliwa; 30 226 litrów i 14 407 litrów. W centropłacie jest piąty zbiornik, o pojemności 30 510 litrów. Całkowita pojemność instalacji to 119 765 litrów.

Skrzydło ma bardzo rozwiniętą mechanizację. Lotki dwudźwigarowe, w części spływowej konstrukcji przekładkowej z wypełniaczem ulowym. Poruszają się w połączeniu ze spojlerami. Klapy zaskrzydłowe o podobnej konstrukcji jak lotki, dwuszczelinowe, jednodźwigarowe. Na krawędzi natarcia aluminiowe sloty z wypełniaczem ulowym. Krawędź natarcia jest odladzany gorącym powietrzem z upustów sprężarek silników. Na górnej powierzchni skrzydeł są 6-częsciowe spojlery. Wszystkie powierzchnie poruszane poprzez instalację hydrauliczną. Dwa silniki zamontowano na podwieszanych wysięgnikach.

Kadłub samolotu.

Kadłub samolotu jest o przekroju kołowym na całej długości. Wręgi kadłuba rozstawione są co 0,51 cm. Kabina pasażerska max zabiera 400 osób w układzie jednoklasowym (klasa ekonomiczna/turystyczna). Częsty był układ; 13 miejsc w I klasie i 256 miejsc w ekonomicznej klasie. Standardowo w przedzie umieszczono 2 toalety, a w tyle 5 toalet. Wejście na pokład zapewniają drzwi, po trzy na każdej burcie. dolny pokład jest przeznaczony dla bagażu w pojemnikach i towarów. Przedni przedział bagażowy mieści 12 kontenerów, a tylny 7 kontenerów.

W odmianie L-1011-500 kabina mieści max 330 foteli (układ zagęszczony, gdzie w jednym rzędzie jest 10 foteli), a standardowo 300 foteli. W układzie mieszanym; 24 fotele w I klasie i 222 foteli w ekonomicznej klasie. Kokpit załogi mieści dwóch pilotów i nawigatora. Są dodatkowe dwa fotele dla personelu inspekcyjnego.

Lockheed L-1011 standardowy układ foteli. Praca Karol Placha Hetman
Lockheed L-1011 standardowy układ foteli. Praca Karol Placha Hetman

Usterzenie samolotu.

Samolot ma klasyczny układ usterzenia z podziałem na stery i stateczniki. Usterzenie pionowe o konstrukcji kesonowo-dźwigarowej. Ster kierunku jedno-dźwigarowy. W części spływowej kryty laminatem. Usterzenie pionowe typu pływającego (zmienny kąt zaklinowania). Konstrukcja identyczna jak usterzenia pionowego. Powierzchnie sterowe poruszane hydrauliczne.

Podwozie samolotu.

Podwozie trójpodporowe z kołem przednim. Podwozie główne ma wózki cztero-kołowe, chowane hydraulicznie do centropłata. Podwozie przednie, sterowane, z dwoma kolami, chowane hydraulicznie do przodu. Układ hamulcowy hydrauliczny z systemem ABS. Opony bezdętkowe. Amortyzatory olejowo-pneumatyczne.

Podwozie L-1011. 1979 rok. Zdjęcie Lockheed
Podwozie L-1011. 1979 rok. Zdjęcie Lockheed

Zespół napędowy samolotu.

Samolot był oferowany z silnikami tylko jednego producenta Rolls-Royce. Wszystkie silniki typu BR.211, w różnych odmianach. Silnik BR.211-524 B4 o ciągu 3 x 222,40 kN.

Silnik BR.211- B4 o silnik turbowentylatorowy, trójwałowy, o stopniu dwuprzepływowości wynoszącym 5:1. Jednostopniowy wentylator o wydatku 657 kg/s napędzany jest 3-stopniową turbina niskiego ciśnienia. Wentylator ma 33 łopatki wykonane z tytanu. 7-stopniowa sprężarka pośrednia napędzana jest przez 1-stopniową turbinę pośrednią. 6-stopniowa sprężarka wysokiego ciśnienia jest napędzana przez 1-stopniowa turbinę wysokiego ciśnienia. Spręż silnika wynosi 25:1. Komora spalania pierścieniowa. Masa silnika 4 452 kg. Wymiary; długość 3,033 m, średnica 2,182 m. Ciąg 222,40 kN. Jednostkowe zużycie paliwa wynosi 0,620 kg/h.

Wymiary silnika; długość 3,033 m, średnica 2,182 m. Ciąg 222,40 kN. Jednostkowe zużycie paliwa wynosi 0,620 kg/h. Wloty powietrza odladzane gorącym powietrzem z upustu sprężarek silników. Każdy silnik ma własną instalacje olejową o objętości 34 litrów oleju. Zespół napędowy jest uzupełniony turbiną APU Pratt & Whitney o mocy 530 kW (720 KM). Instalacja paliwowa mieści około 120 000 litrów.

Turbowentylatorowy silnik Rolls-Royce RB.211. 1979 rok. Zdjęcie Rolls-Royce
Turbowentylatorowy silnik Rolls-Royce RB.211. 1979 rok. Zdjęcie Rolls-Royce

Instalacje samolotu.

Kabina ciśnieniowa, klimatyzowana. Na wysokości 12 800 m w kabinie jest ciśnienie odpowiadające poziomowi 2 440 m. Instalacja hydrauliczna jest zwielokrotniona 4-krotnie. Zasila wszystkie podstawowe układy samolotu. Instalacja elektryczna posiada; trzy alternatory 120/208 V, 400 Hz, po jednym na każdym silniku i czwarty na APU.

Dane T-T samolot L-1011:

Dane T-T L-1011 L-1011-500
Wymiary Miano
R 47,35 50,09 M.
D 54,17 50,05 M.
H 16,87 16,87 M.
Pow. nośna 321,1 329,0 M2
Masa Własna 110 000 111 000 Kg
Całkowita 224 982 Kg
Max 221 374 231 332 Kg
Ładunku 44 389 Kg
Paliwo 110 208 Kg
Prędkość Max 950 973 Km/h
Max 0,90-0,95 Ma 0,90-0,95 Ma Km/h
Wznoszenia
Przelotowa 899 900 Km/h
Lądowania 200 211 Km/h
Zasięg Max 4 250 NM 7 871 km 6 090 NM 11 279 km Km
Z ładunkiem 3 600 NM 6 667 km 5 345 NM 9 899 km Km
Pułap 12 800 13 100 M.
Rozbieg Dobieg 2 975 / 1 957 M.
Silnik Typ RB.211-22 RB.211-524B
Ciąg 3 x 187 kN 3 x 222 kN
Załoga 3 3
Liczba sztuk Łącznie 250 maszyn

Zestawienie

W USA zbudowano 250 samolotów L-1011 w różnych wersjach i odmianach. W drugiej połowie 70-lat, samolot był oferowany PLL LOT, jako samolot transatlantycki w miejsce samolotów Iliuszyn Ił-62.

Opracował Karol Placha Hetman