Почему авиация отказалась от «зубчиков» на реактивных двигателях: простой вопрос, неочевидный ответ

В агентстве обнаружили, что пила снижает шум двигателя, перемешивая горячий воздух из центральной части двигателя с более холодным воздухом из вентилятора, и решили использовать эту идею для уменьшения шумового загрязнения вокруг аэропортов. В 2001 году пилот Билл Рике поднял в воздух сине-белый Learjet 25 с модифицированным двигателем, оснащенным такой системой, и пролетел над полем с расставленными микрофонами: испытание подтвердило верность догадки.

После этого инженеры засучили рукава и проработали форму пилы, которая бы работала эффективнее всего, а затем NASA предложило готовую технологию моторостроительным компаниям. В авиации она получила название «шевроны».

Современный турбореактивный двигатель имеет два контура: внутренний горячий, включающий газовую турбину, и внешний холодный. На выходе из обоих контуров потоки горячего и холодного воздуха смешиваются и возникает турбулентность — источник сильного шума.

Шевроны сглаживают процесс перемешивания и уменьшают образование акустических волн. По данным агентства, разница с похожим двигателем без шевронов составляла 2,6–3,8 дБ — условно говоря, это разница между работой двух газонокосилок и одной.

Устройством оснащались несколько двигателей, разработанных в 21 веке: американский GE GEnx, британский Rolls-Royce Trent 1000, российские ПД-14 и Д-18Т серий 3 и 4.

В мировой авиации их использованием прославился авиаконцерн Boeing и его самолеты типов 787, 777-8 и позже 737 MAX. Его конкуренты Airbus, Embraer, Bombardier и COMAC прохладно отнеслись к новшеству, из-за чего даже родился миф, что NASA разработало технологию исключительно для родного авиаконцерна.

Новейший Boeing 777-9 станет самым большим двухдвигательный авиалайнер в истории, несущим двигатели GE9X с колоссальными 3,4-метровыми вентиляторами. Задняя кромка гондолы будет не зазубренной, а прямой.

Дело в том, что шевроны создают вредный эффект снижения тяги двигателя. Их создатели считали эффект пренебрежимо малым, в пределах 0,25%. Позже агентство заново измерило их влияние и оценило его уже в 3,4–5,5%, а это неприемлемо много.

К тому же, нашелся более эффективный способ борьбы с шумом. Оказалось, что наращивание диаметра двигателя и повышение степени двухконтурности делает двигатель тише и при этом экономичнее. Тот же GE9X имеет степень двухконтурности 10:1. Шевроны вписали короткую страницу в истории авиастроения.