보잉 RC-1

Boeing RC-1
RC-1 "브루트 리프터"
Boeing RC-1.jpg
캐나다 북부 상공의 RC-1 화물기에 대한 아티스트의 인상.날개의 꼬투리는 거의 747SP 크기입니다.
역할. 화물기
제조원 보잉
디자이너 마빈 테일러
상황 설계만

"Resource Carrier 1"의 줄임말인 보잉 RC-1은 얼음이 없는 항구가 없는 알래스카와 캐나다의 북부 지역에서 석유와 광물을 운반하기 위한 거대한 화물 항공기의 설계였다.선박, 기차 또는 파이프라인에 적재하기 위해 화물을 운반하는 단거리 임무에만 최적화되었다.역할에 따라 이 디자인은 "Brute Lifter" 또는 "Flying Pipeline"이라는 별명을 얻었습니다.

기본 디자인은 거의 500피트(150m)에 이르는 직사각형의 날개였고, 12개의 Pratt & Whitney JT9D 엔진에 의해 구동되었으며, 메인 랜딩 기어에는 56개의 바퀴가 있었다.총 2,300,000파운드(1,000,000kg)의 화물이 날개 아래 두 개의 포드와 동체로 운반되었습니다.RC-1은 안토노프 An-225 Mriya의 약 두 배 크기와 질량이었을 것이지만,[a] 약 다섯 배의 적재물을 운반했을 것이다.

RC-1은 1970년대 초에 설계되었다.1973년 이후 제트 연료 가격의 급격한 상승은 이 프로젝트를 비경제적으로 만들었다.

역사

초기 개념

RC-1의 개념은 그 역사를 보잉 엔지니어 마빈 테일러가 비공식적으로 질문한 것으로 거슬러 올라간다.석유 탐사 사업에서 일했던 한 친구는 테일러에게 새로 발견된 알래스카 노스 슬로프 유전의 원유를 남쪽 정유공장으로 공수하는 가능성에 대해 물었다.테일러의 자초지종 계산은 이러한 시스템이 석유 [1]시세의 몇 배에 달하는 비용이 든다는 것을 보여주었다.

1970년 4월 알래스카 횡단 파이프라인 시스템에 대한 일련의 금지 명령으로 인해 이들 유전의 석유가 좌초될 가능성이 생겼다.제시되고 있는 다양한 잠재적 해결책들 중에서, 보잉은 공수 개념에 대해 훨씬 더 심각한 평가를 시작했다.초기에 두 가지 중요한 요소가 [1]충분히 고려되지 않았다는 것을 알아차렸다.

하나는 알래스카에서 캘리포니아로 가는 항공기가 이용 가능한 가장 발달된 항로들 중 일부 위를 비행할 것이라는 것이었다.유조선이나 파이프라인과 같은 다른 운송수단에 가능한 한 빨리 하역함으로써 연소되는 연료의 양을 크게 줄일 수 있을 것이다.더 중요한 것은, 이것은 항공기가 캘리포니아까지 비행했을 때보다 더 빨리 다시 짐을 싣기 위해 로 되돌아갈 수 있게 해주었다. 즉, 한 대의 항공기가 주어진 시간에 더 많은 화물을 운반할 수 있다는 것을 의미한다.이는 초기 연구에서 발견되었지만, 완전한 영향은 [1]인정되지 않았다.

이것은 자연스럽게 항공기의 출격률과 관련된 두 번째 문제로 이어졌다.초기 계산에서 그들은 알래스카 유전에서 캘리포니아까지 수 시간 동안 긴 비행을 하는 보잉 747과 같은 상업용 항공기와 비슷한 출격률을 가정했다.그러나 상용 항공기의 출격률은 실제 항공기의 능력이 아니라 몇 시에 비행을 원하는지에 대한 고객 선호도에 기초한다.훨씬 짧은 노선과 24시간 운항을 가정할 때, 하루에 18~20편의 출격률이 가능해 보였다.이는 특정 서비스 [1]수준을 제공하는 데 필요한 항공기의 수를 크게 줄였다.

이 두 가지 개념으로, 747과 같은 항공기의 기존 화물 전환으로 인해 현재 원유 가격 바로 아래의 공수 가격이 발생할 것으로 보였다.이것은 특별히 실용적이지는 않았지만, 초기 개념에 비해 크게 개선된 점을 고려하면, 추가 연구가 뒤따랐다.이들 중 첫 번째는 기존 747F 화물선의 적응을 검토했으며, 짧은 항속거리 때문에 제트 연료를 날개에서 제거했다(대신 동체와 꼬리 부분의 탱크에 놓여있다).날개에 가해지는 하중이 줄어들면서 화물은 스팬을 따라 또는 날개 탱크에 실려 운반될 수 있었다.이러한 변화로 1970년 여름 보잉사는 배럴당 1.50~2.00달러에 석유를 공급할 수 있는 계획을 내놓았다(202020년에는 7.87~10.49달러에 해당한다.석유회사들은 [1]관심이 없었다.당시 배럴당 가격은 약 3달러[2](2020년 15.74달러 상당)였다.

대초원

1970년 캐나다 수상 피에르 트뤼도는 캐나다 서부와 북부의 경제 개발을 연구하기 위한 대초원 프로젝트를 시작했다.이 프로젝트에서는 [3]기존 테크놀로지의 능력 범위 내에 있는 "큰 그림" 개발만을 검토해야 했습니다.

이 프로젝트의 일환으로 캐나다 북극 군도의 알려진 광물 및 잠재적 석유 및 가스 매장량을 개발 대상으로 고려했다.제품을 수송하는 것은 큰 문제임이 판명되었습니다.해상 항로는 1년에 몇 달 동안만 얼음이 얼지 않았고, 가장 가까운 해안 지점까지 철로를 건설하는 것은 여전히 [b]툰드라 위에 수백 마일의 철도를 부설해야 합니다.송유관은 육지와 물을 모두 건너야 할 것이며,[4] 마찬가지로 건설하기가 매우 어려운 것으로 간주되었다.

프로젝트 팀은 보잉이 747F를 이용한 작업을 알게 되었고, 석유 대신 광석을 운반하는 데 동일한 기본 시스템을 사용할 가능성에 대해 그들에게 연락했다.이를 통해 궁극의 RC-1 [5]개념을 개발할 수 있었습니다.단순히 항공기 내 탱크에 주입할 수 없는 광석을 운반하기 위해, 연구팀은 공항 측면에 "오프라인"으로 적재되는 낙하 포드를 사용하는 것을 고려하기 시작했다.그리고 나서 깍지들은 레일헤드로 비행하기 위해 항공기로 옮겨질 것이다.그곳에서, 그것들은 항공기가 비행하는 동안, 이전 항공기에서 이제 시도된 포드 세트를 가지고 내려져 기차에 버려질 것이다.이 개념을 검토하면서 오프라인 로딩이 석유를 포함한 모든 화물의 반환 시간을 크게 개선한다는 것이 분명해졌습니다.게다가, 커스텀 팟은 그들이 같은 [5]항공기로 어떤 종류의 화물도 수송할 수 있게 해주었다.

이 때문에, 이러한 팟을 어디에 배치하는 것이 좋은가 하는 의문이 들었습니다.분명한 해결책은 그것들을 항공기의 거대한 동체에 싣는 것이다.하지만, 이것은 코나 꼬리를 열어야 하고, 복잡함을 더합니다.화물 컨테이너를 날개 아래에 대신 배치하면 훨씬 더 빨리 적재할 수 있다는 것이 초기에 인지되었습니다. 화물 컨테이너는 동시에 항공기의 양쪽으로 이동될 수 있습니다.이것이 또 다른 주요 이점이라고 생각되자마자, 착륙 기어에 가까운 곳에 포드를 배치함으로써 운반할 수 있는 총 화물량이 극적으로 증가했습니다.이를 통해 무거운 리프터에서 흔히 볼 수 있는 복잡한 동체 장착 시스템 대신 전통적인 디자인처럼 기어를 날개에 배치할 수 있었습니다.따라서 각 화물 포드의 양쪽에 두 세트의 기어를 배치하여 총 8세트의 주 착륙 기어를 배치하여 [5]하중을 더욱 분산시키는 방식으로 추가 수정이 이루어졌습니다.

쓸린 날개에 이렇게 많은 착륙 장치를 사용하면 항공기가 지상에서 회전을 시도할 때 상당한 문제를 일으킬 수 있습니다.이를 위해 조종 가능한 랜딩 기어 레그를 사용할 수 있었지만, 복잡성이 증가했을 뿐입니다.더 쉬운 해결책은 착륙 기어가 일렬로 정렬되도록 단순히 직선 날개를 사용하는 것이었습니다.그러나 이는 설계를 약 마하 0.7 이하의 느린 속도로 제한한다(파장 항력 참조).이것은 크루즈 시간이 너무 짧아서 추가된 속도가 왕복 시간에 거의 영향을 미치지 않는 단거리 역할에 완벽하게 받아들여졌다.프로펠러 수송기보다 훨씬 빠른 속도로 제한함으로써, 엔지니어들은 저속 고부양 성능만을 위해 설계된 날개를 자유롭게 선택할 수 있었다.그 결과는 현대 [5]제트기보다 1930년대 여객기의 날개처럼 보였다.

특히 대초원 프로젝트에서 마지막 고려사항은 제트 연료 대신 메탄을 연료로 사용하는 것이었다.공기역학적 제어 고려사항으로 인해 RC-1의 동체는 매우 커야 했지만 거의 아무것도 운반하지 못했다.이것은 연료 탱크를 위한 엄청난 공간을 남겼고, 메탄, 수소 또는 다른 경량 연료의 사용은 자연스러운 고려사항이었다.캐나다 그룹은 액화천연가스를 운반하기 위해 RC-1을 사용하는 것에 관심이 있었기 때문에, 이것을 항공기의 연료로 사용하는 것은 명백한 선택이었다(천연가스는 대부분 메탄이다.메탄은 제트 연료보다 훨씬 더 깨끗하게 연소되며 엔진 수명을 크게 연장하는 동시에 유지보수의 필요성을 줄일 수 있습니다.그것은 또한 연료를 북부 지역으로 날라갈 필요가 없어지게 될 것이고,[5] 그들은 단순히 연료를 그 자리에서 생산할 수 있게 될 것이다.

알래스카 파이프라인과 맥켄지 밸리 파이프라인과 마찬가지로 48인치(1.2m) 송유관의 용량과 경제성을 맞추기 위해 이 시스템은 각각 약 8,000배럴의 석유를 운반하고 [6]24시간 비행하는 항공기 50대(약 15대)를 필요로 했다.이 항공기는 각각 7천 2백만 달러(2020년 3억 4천 5백만 달러 상당)의 비용이 들 것으로 추정되었으며,[7] 1톤 마일 당 1에서 1센트의 가격으로 비행할 수 있었다.

프로젝트는 RC-1의 제안에 기뻐했고, 이에 대한 잘 알려진 몇 가지 이야기가 뒤따랐다.RC-1은 온타리오 코크란의 파이프라인이나 앨버타의 기존 파이프헤드 중 하나 또는 그 사이의 어느 지점에나 도달할 수 있기 때문에 시장 유연성에 특히 관심이 있었습니다.시장의 수요가 바뀌면 단순히 가스를 다른 곳으로 운송할 수 있기 때문에 파이프라인 [3]네트워크의 여러 지점 간에 발생하는 가격 순환을 피할 수 있습니다.

이 프로젝트는 또한 북극해와 허드슨 만을 일년 [7]내내 운항할 수 있는 유조선과 화물선, 그리고 이러한 선박을 지원하기 위한 새로운 북방 심해 항구인 "노스포트"를 연구했다.이것은 당시 허드슨 만의 유일한 주요 항구였던 매니토바주 처칠에 상당한 우려를 가져왔다.처칠은 허드슨 베이 철도로 남쪽으로 연결되었지만, 그 항구는 깊이가 깊은 쇄빙선을 다루기에는 너무 얕았다.체스터필드 인렛이나 심지어 리펄스 베이에서 고려된 노스포트는 새로운 [4]철도를 통해 처칠과 연결되었을 것이지만, 처칠을 대체할 유용한 상업 항구이기도 했다.RC-1은 처칠에 공항을 건설하는 데 새로운 항구와 철도를 연결하는 것보다 훨씬 비용이 적게 들었다.

이 프로젝트는 또한 거대한 지하 온수 대수층에서 공급되는 대초원의 거대한 양식장과 북극의 [3]일년 내내 "채소 공장"을 포함한 관련 없는 프로젝트도 고려했습니다.

설계의 종료

이러한 변화에 따라 보잉은 프루도 만 유전 개발자들에게 새로운 RC-1 설계를 다시 한번 제시할 준비가 되었습니다.이때까지 SS 맨해튼은 1969년과 1970년에 북서항로를 강제로 통과시키려는 몇 번의 시도를 성공시켰지만, 쇄빙선 유조선은 지속적인 운항을 고려하기에는 너무 위험하다고 여겨졌다.1972년 보잉은 대체 기종으로 RC-1을 제공할 수 있었으며, 적절한 항만, 철도 헤드 또는 [8]파이프라인으로 환적할 수 있었다.최근 연구에서 비용은 [9]배럴당 86센트에서 1.02달러 사이였다.

이때까지 보잉은 RC-1 연구 시리즈에 약 50만 달러를 투자했다.Great Plains Project는 캐나다와 미국의 관심을 받아 완전한 디자인 [3]연구에 필요한 1,500만 달러를 기꺼이 투자할 수 있는 기업 그룹을 모을 수 있을 것이라고 확신했습니다.

1973년 석유 파동의 형태로 역사는 이러한 계획을 종식시켰다.1973년부터 1974년까지의[10] 기간 동안 제트 연료 가격이 약 두 배로 상승하면서 RC-1은 더 이상 파이프라인과 경쟁하지 않게 되었다.설계에 대한 추가 작업은 수행되지 않은 것으로 보입니다.알래스카의 들판은 궁극적으로 알래스카 횡단 파이프라인 [11]시스템에 의해 제공될 것이다.

설계.

RC-1은 주로 500에서 1,000마일(800에서 1,610km) 사이의 단거리 비행을 위해 제작되었으며, 끝부분이 빠르게 회항한다.이것은 고속 순항 속도의 필요성을 줄였다.

저속 개념을 통해 설계는 제트 항공기에서 일반적으로 볼 수 있는 몇 가지 특징, 특히 스윕백 윙을 배제할 수 있었다.기존의 직사각형 날개를 사용하여 고속 항력을 크게 높였지만(파장 항력 참조), 저속 양력도 크게 증가하였다.또한 직사각형의 평면 형태에 따라 트윈 윙 스파를 단일 부품으로 만들 수 있으며 엔진, 착륙 장치, 화물을 모두 스파에 직접 장착할 수 있습니다.날개와 동체가 [12]만나는 지점에 상당한 토크 하중을 가합니다.

대부분의 다른 측면에서는 설계가 당시의 다른 화물 항공기와 비교적 유사했다.동체는 크고 (길이에 비해, 그것은 좁은 차체 디자인으로 보였지만) 대략적으로 넓은 차체 여객기 크기였고, 끝에 T-tail이 있었다.12개의 엔진은 날개를 따라 고르게 분포되어 있으며, 각 측면에는 4개의 엔진이 바깥쪽에 있고, 화물칸과 [12]동체 사이에 2개의 엔진이 있다.

활주로 하중을 낮추기 위해, 그 항공기는 56개의 바퀴가 달린 거대한 착륙 장치 배치를 사용했다.대부분의 바퀴는 각각 6개의 바퀴가 달린 8개의 다리로 되어 있었고, 하중을 분산하기 위해 날개 하부를 따라 한쪽에 4개가 펼쳐져 있었다.노즈 기어는 8개의 바퀴가 달린 하나의 다리를 사용했는데, 그 자체가 747의 메인 기어 크기이다.완전히 전개된 기어는 400피트(120m) 폭의 활주로를 필요로 했지만, 항공기가 하역될 경우 외부 기어를 들어 올려 기존 상용 활주로에 착륙할 수 있었다.이것은 나룻배와 서비스 [12]비행에 유용했다.

화물은 각각 직경 26피트(7.9m)의 실린더로 구성되고 세미트레일러와 거의 같은 길이로 구성된 날개 달린 포드로 운반되었다.이 크기는 747F와 같은 2x2 배열로 표준 8x8피트(2.4x2.4m) 화물 컨테이너를 운반할 수 있도록 하기 위해 선택되었습니다.각 항공기는 두 개의 돛대 앞과 뒤에 각각 하나씩, 4개의 그러한 포드를 운반할 것이다.실린더는 날개의 앞부분과 뒷부분 중 어느 쪽에 놓이느냐에 따라 지상에 준비되는 동안 공기역학적 페어링에 결합되었다.날개 자체에는 꼬투리에 고정되는 "플러그" 부분이 있었다.날개에 결합했을 때, 그 결과는 707과 거의 같은 길이인 약 150피트(46m) 길이의 유선형의 단일 꼬투리가 되었다.팟은 약 2,000배럴의 석유를 운반할 수 있고, 50만파운드(230,000kg)의 다른 [12]화물을 운반할 수 있다.

포드를 적재하는 작업은 항공기 양쪽에 두 개의 선로가 있는 평행 철도 선로에서 수행되었습니다.포드의 앞부분과 뒷부분은 로더의 선로 끝에 위치해 있으며, 포드는 날개 라인 아래에 있습니다.항공기는 레일 사이로 미끄러져 들어가고 적재기는 포드를 들어 올려 돛대에 고정시켰다.그리고 나서 그들은 [12]짝짓기를 위해 항공기를 향해 운전할 것이다.

"비행 파이프라인" 개념을 작동시키는 데 필요한 출격률을 달성하기 위해 보잉은 항공기 주변에 공항을 설계했다.이것은 동시에 운영되는 세 개의 평행 활주로를 특징으로 했다.항공기는 두 개의 외부 활주로에 착륙한 후 활주로 양 끝에 있는 대형 운영 에이프런을 따라 착륙했다.여기서 그들은 화물칸을 떨어뜨리고 돌아오는 비행기를 위해 빈칸을 주웠다.필요한 출격 [13]속도를 유지하기 위해 두 개의 그러한 전송 스테이션이 양 끝에 배치되었다.

하역 후 항공기 중량이 너무 줄어들어 풍하향 이륙이 성공적으로 이루어졌고, 중간 활주로의 풍하향 끝까지 이동하는 데 필요한 시간과 연료가 절약되었다.매우 강한 바람이 부는 경우, 중앙 활주로는 이륙을 위해 항공기를 두 개의 외부 활주로 끝으로 되돌리기 위한 유도로로 사용된다.이것은 출격률을 낮출 것이다.마찬가지로, 경로의 적재 끝에서 항공기는 바람을 타고 착륙하고, 적재하고,[13] 바람을 타고 이륙한다.

공허중량은 985,000파운드(447,000kg)로 건조된 가장 크고 무거운 항공기인 안토노프 An-225의 285,000kg(628,000파운드)[14]의 거의 두 배에 달했다.

사양

Taylor로부터의 데이터, 1973년

일반적인 특징

  • 승무원: 3명
  • 길이: 338피트(103m)
  • 날개폭: 478피트(146m)
  • 높이: 86피트(26m)
  • 날개 면적: 32,560 평방 피트 (3,0252 m)
  • 빈 중량: 985,000파운드 (446,788 kg)
  • 최대 이륙 중량: 3,550,000파운드 (1,610,253 kg)
  • 카고 베이, 4개의 26피트 직경 실린더, 길이 40피트 이상, 각각 4개의 표준 화물 컨테이너를 수용할 수 있도록 설계됨
  • 파워플랜트: 12 × Pratt & Whitney JT9D 터보팬, 45,000파운드힘 (200kN)의 추력

성능

  • 크루즈 속도: 740km/h, 400kn
  • 범위: 1,000 mi(1,600 km, 870 nmi) 범위(화물 최대 적재 시)

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ Mriya의 최대 이륙 중량은 약 1,400,000파운드(640,000kg)이며, RC-1은 3,550,000파운드(1610,000kg) MTOW이며, 2,300,000파운드(1,000,000kg)의 화물을 적재했습니다.
  2. ^ 소련의 불완전한 예에 대해서는 살레하르트-이가르카 철도를 참조해 주십시오.이 예에서는, 무게중심으로 인해 곧바로 무용지물이 되어 버렸습니다.

레퍼런스

인용문

  1. ^ a b c d e 테일러 1973, 18페이지
  2. ^ "미국 원유 최초 구매 가격"EIA, 2013년 11월 1일.
  3. ^ a b c d 1972년 계획, 페이지 7페이지
  4. ^ a b 앤더슨 1972, 19페이지
  5. ^ a b c d e 테일러 1973, 19페이지
  6. ^ 안녕, 폴.56개의 바퀴와 파리는 무엇입니까? 세계에서 가장 큰 항공기." Popular Science, 1972년 10월, 페이지 97, 132.
  7. ^ a b "초점보 비행기는 석유와 가스를 수송하기 위해 눈독을 들이고 있습니다."1972년 9월 18일 유진 경비대
  8. ^ 나스케, 클로스, 허먼 슬롯닉이요알래스카 49주 역사오클라호마 대학 출판사, 1987, 페이지 256.
  9. ^ 테일러 1973, 페이지 21
  10. ^ "연료와 항공 운송"크랜필드 대학 항공운송학과, 6페이지
  11. ^ Berry, Mary Clay (1975). Alaska Pipeline: The Politics of Oil and Native Land Claims. Indiana University Press.
  12. ^ a b c d e 테일러 1973, 페이지 20
  13. ^ a b 테일러 1973, 페이지 20-21
  14. ^ 괴벨, 그렉"안토노프 자이언츠: An-22, An-124, An-225: Antonov An-225 Mriya" (코사크)Air Vectors, 2001년 9월 13일취득일 : 2012년8월 21일

참고 문헌