Технические преимущества и проблемы
Уиттл, фон Охайн и другие столкнулись с сопротивлением своим идеям, поскольку традиционные мыслители считали, что реактивный двигатель будет производить слишком мало энергии и потреблять слишком много топлива, чтобы быть экономически целесообразным. Не было общепризнано, что на больших высотах реактивный двигатель будет вырабатывать больше мощности при приемлемой эффективности использования топлива. Понятно, что даже самые преданные своему делу специалисты по двигателям не предполагали, какими быстрыми темпами будут улучшаться характеристики реактивных двигателей.
Так случилось, что реактивный двигатель появился на рынке силовых установок в тот момент, когда обычные поршневые двигатели и пропеллеры достигли своего физического предела. Пропеллеры уже сталкивались со сверхзвуковыми скоростями, которые разрушали их эффективность, а двигатели стали настолько сложными, что дополнительная мощность в диапазоне 3000-4000 лошадиных сил зависела от большого количества цилиндров и сложного наддува, что создавало проблемы в эксплуатации и обслуживании.
Реактивные двигатели с их непрерывным вращательным движением были механически проще и плавнее, чем поршневые с их грубым ударом. Реактивные двигатели быстро развивались и к 1950 году достигли уровня мощности, невозможного для поршневых двигателей. Реактивные двигатели для самолетов достигли практического предела с 3500-сильным 28-цилиндровым двигателем Pratt & Whitney R-4360, в то время как некоторые современные реактивные двигатели, такие как General Electric GE90-115, могут развивать тягу до 115 000 фунтов. Двигатели R-4360 использовались на последнем поколении бомбардировщиков с поршневыми двигателями — в частности, на Boeing B-50, который прослужил всего несколько лет в качестве бомбардировщика, а затем был переведен на роль танкера (с реактивным двигателем). Напротив, Boeing 777, использующий двигатель GE90-115, впервые поднялся в воздух в 2003 году и, скорее всего, останется в эксплуатации на два или более десятилетия. Тягу и мощность трудно сопоставить, но один фунт тяги эквивалентен одной лошадиной силе на скорости 375 миль (600 км) в час.
Не сразу стало ясно, что реактивный двигатель требует значительных усовершенствований в конструкции планера и вспомогательных средств. Во-первых, планеры должны были быть гораздо больше, чтобы перевозить дополнительных пассажиров, необходимых для того, чтобы сделать реактивные самолеты экономически выгодными. Кроме того, они должны быть гораздо прочнее, чтобы вместить фюзеляж, находящийся под давлением, и многочисленные переходы между низкими высотами для взлета и посадки и высокими высотами для крейсерского полета. Еще одним конструктивным изменением было развернуть крылья назад, чтобы уменьшить увеличение сопротивления, связанное с приближением к сверхзвуковому полету. Эта возможность была впервые предложена немецким инженером Адольфом Буземаном в 1935 году, а несколькими годами позже — Робертом Т. Джонсом из Национального консультативного комитета по аэронавтике США (NACA). Кроме того, самолеты и наземные приборы стали намного сложнее. Наземное оборудование для обслуживания самолетов также было значительно усовершенствовано, как и инфраструктура аэропортов для дозаправки, погрузки и разгрузки. Навигация и наблюдение за маршрутом также были значительно усовершенствованы, чтобы справиться с первоначальным ростом реактивного трафика, но впоследствии их пришлось пересмотреть, когда количество рейсов выросло до такой степени, что стало невозможно контролировать воздушное движение.
Практически с самого начала было признано, что более высокая стоимость строительства реактивного авиалайнера будет амортизирована за счет интенсивной эксплуатации. Однако изначально не было известно, насколько долговечнее будут реактивные лайнеры по сравнению со своими предшественниками с поршневыми двигателями. Самым впечатляющим стало улучшение работы двигателей: интервалы между капитальными ремонтами реактивных двигателей теперь исчисляются десятками тысяч часов, а самой большой проблемой технического обслуживания является коррозия и молекулярный распад, а не износ.
Несмотря на феноменальный прогресс в реактивной авиации, отрасль сталкивается с большими рисками, чем когда-либо прежде. Рост характеристик сопровождается ростом стоимости и уменьшением количества самолетов, необходимых гражданским и военным заказчикам. Коммерческие авиалайнеры экономичнее, чем когда-либо, и служат дольше. Разработка новых самолетов обходится в миллиарды долларов, что требует постоянного роста пассажиропотока для поддержания стабильного или растущего уровня производства.
