트라이제트

최초의 3종 세트 중 하나는 보잉 727이었다.

트라이제트는 세 개의 제트 엔진으로 구동되는 제트 항공기다. 일반적으로 여객기 트라이제트는 터보팬 기술 고도화에 더해 혁신적인 엔진 위치 때문에 2세대 제트 여객기로 평가받고 있다. 트라이제트는 쿼드제트보다 효율이 높지만 트윈제트만큼 효율적이지 않다. 트라이제트는 크고 신뢰할 수 있는 터보팬 엔진을 사용할 수 있게 되면서 트라이제트를 대체했다.

디자인

Palcon 900EX 전용 제트기

트라이제트의 한 가지 고려사항은 중앙 엔진을 배치하는 것이다. 이것은 보통 중심선을 따라 엔진을 배치함으로써 이루어지지만 여전히 어려움을 겪는다. 가장 일반적인 구성은 중앙 엔진이 후면 동체에 위치하여 S자형 덕트에 의해 공기를 공급받는 것이다. 이것은 호커 시드들리 트라이던트, 보잉 727, 투폴레프 Tu-154, 록히드 L-1011 트라이스타, 그리고 최근에는 다쏘 팔콘 7X에서 사용된다. S-덕트는 저항력을 가지며, 세 번째 엔진은 중심선에 더 가깝게 장착되기 때문에 엔진 고장이 발생할 경우 항공기는 일반적으로 다루기 쉽다. 그러나 S-덕트 설계는 매우 복잡하고 비용이 많이 든다. 더욱이, 중앙 엔진 베이는 중대한 재결합 시 구조적인 변경을 필요로 할 것이다. 예를 들어, 727의 중앙만은 저 바이패스 터보팬에 맞기에 충분할 정도로 넓었을 뿐 더 조용하고 더 강력한 신형 하이 바이패스 터보팬은 아니었다. 보잉은 재설계가 너무 비싸다고 판단하고 추가 개발을 추진하는 대신 생산을 종료했다. 록히드 트리스타르의 꼬리 부분은 기존 2스풀 엔진에 맞기에는 너무 짧았고, 새로운 3스풀 롤스로이스 RB211 엔진만을 수용하도록 설계되었으며, RB211의 개발 지연은 결국 판매에 영향을 준 트라이스타의 서비스 진입을 뒤로 밀리게 되었다.^[1]

맥도넬 더글러스 DC-10 및 관련 MD-11은 엔진 설치, 개조 및 접근이 용이한 대안적인 "직진" 레이아웃을 사용한다. 그것은 또한 재엔지니어링이 훨씬 쉽다는 추가적인 이점이 있다. 그러나 이는 S-덕트에 비해 공기역학을 희생시킨다. 또한 엔진은 날개 장착 엔진보다 훨씬 높은 곳에 위치하기 때문에 엔진 고장은 더 큰 피칭 모멘트를 만들어 제어하기가 더 어려워진다.

나머지 두 엔진의 위치는 다르다. 호커 시들리 트라이던트나 보잉 727과 같은 대부분의 소형 항공기는 중간 크기의 투폴레프 Tu-154는 T-테일 구성으로 두 개의 측면 마운트 엔진 파이론을 가지고 있다. 더 큰 차체인 록히드 트라이스타와 DC-10/MD-11은 각 날개 아래에 엔진을 장착한다. 록히드사의 자금 부족으로 실현된 적은 없지만 트라이스타는 트윈젯 디자인을 위해 동체와 날개를 재사용하기 위한 예비 연구가 이루어졌다. 또한 1990년대 후반 맥도넬 더글라스를 인수했던 보잉사는 트윈젯으로 만들기 위해 MD-11에서 꼬리 엔진을 제거하는 것을 고려했으나 MD-11 생산을 전면 취소했다.^[1]

장점과 단점

트라이제트 설계의 한 가지 주요 이점은 날개가 동체에 더 뒤쪽에 위치할 수 있다는 것인데, 이는 모든 날개에 장착된 엔진을 장착한 트윈제트와 쿼드제트에 비해 주 객실 출구 및 출입문을 보다 중앙에 배치하여 탑승 및 개탄 시간을 단축할 수 있도록 함으로써, 회전 시간을 단축할 수 있다는 것이다. 후방에 탑재된 엔진과 날개는 항공기 무게중심을 후방으로 이동시켜 연비를 향상시키기도 하지만, 이착륙 시 비행기가 약간 안정성이 떨어지고 다루기가 더 어려워진다.(맥도넬 더글러스 DC-9 트윈젯과 그 파생상품들은 엔진이 후미 엠페니지 인근 필라온에 탑재되어 있다, hav.e 더 뒤쪽에 위치한 날개와 더 뒤쪽 무게중심과 같은 트라이제트 설계의 유사한 장점/효과)

특히 쿼드제트와 트라이제트가 유사한 동력의 엔진을 공유하는 경우, 엔진은 비행기의 가장 비싼 부분이고 엔진은 더 많은 연료를 소비하기 때문에 트라이제트 구성은 4개 엔진에 비해 효율적이고 저렴하며, 대형 쿼드제트에 비해 중형 항공기에 더 적합하다. 그러나 구매 가격이 오르는 것은 주로 꼬리를 통해 세 번째 엔진을 장착하는 것이 어렵고 복잡하기 때문에 이러한 장점을 다소 부정할 것이다.

트라이제트는 추력이 더해져 엔진에 고장이 발생할 경우 트윈제트에 비해 이륙 성능이 약간 개선된다. 항공기의 이륙 성능은 대개 엔진 고장의 가능성을 고려하는 여분의 여유를 포함하도록 계산되기 때문에, 트라이제트는 고온 및 높은 공항이나 활주로 근처의 지형적 통관이 문제가 되는 공항으로부터 이륙할 수 있다.

맥도넬 더글러스 MD-11은 가장 최근에 생산된 트라이젯 디자인이다.

트윈제트와 달리, 엔진 하나가 고장나면 가장 가까운 적절한 공항에 즉시 착륙할 필요가 없다(이러한 이점은 쿼드제트와도 공유된다).^[2] 이는 항공기가 운영자의 정비 기지 중 하나 근처에 있지 않은 경우에 유리하다. 그 이유는 조종사들이 비행을 계속하여 수리를 수행하기에 더 적합한 공항에 착륙할 수 있기 때문이다. 또한, 엔진 1개가 작동하지 않는 지상의 트라이제트의 경우 2개 엔진 페리 비행을 수행할 수 있는 승인을 부여할 수 있다. ETOPS가 도입되기 전에는 오직 트라이제트와 쿼드제트만이 공항을 우회하지 않고 지역을 넘어 긴 국제선 비행을 할 수 있었다. 그러나 최근 몇 년 사이 ETOPS 인증을 받은 트윈엔진 항공기도 이 같은 장점이 크게 사라졌다.

오늘날 3개 엔진 설계가 직면하고 있는 가장 큰 장애물은 운영 비용, 주로 연비인데, 3개 엔진 설계는 비교 가능한 2개 엔진 설계보다 거의 확실히^[vague] 더 많은 연료를 소비하기 때문이다.^{[citation needed]} 이것은 또한 오늘날 특히 승객 서비스를 위한 새로운 트라이제트 항공기의 마케팅의 어려움을 크게 증가시킨다. However this was worth the trade-off between 1970 and the 1990s when trijets and twinjets shared engines of similar output, such as when the DC-10, MD-11, Boeing's 767, and Airbus's A300, A310, and A330 were all powered by the General Electric CF6, and the additional power from the third engine gave the DC-10/MD-11 advantages in longer range and/or A300/A330 트윈젯 위에 더 무거운 적재량. 1990년대 이후 하이 바이패스 터보팬 기술이 더욱 발전하면서 대형 트윈제트는 보잉 777의 제너럴 일렉트릭 GE90과 같은 목적 설계 엔진을 탑재해 트윈제트가 대부분의 트라이제트와 같은 작업, 심지어 많은 쿼드제트와 같은 작업을 더 효율적으로 수행할 수 있게 되었다.

역사

마틴 XB-51은 최초의 트리젯 디자인 중 하나였다.

최초의 트라이제트 설계는 투폴레프 Tu-73 폭격기 원형으로 1947년에 처음 비행했다.^[3] 최초의 상업용 트라이제트는 호커 시들리 트라이던트(1962년)와 보잉 727(1963년)이었다. 둘 다 항공사 요건을 충족시키기 위한 타협이었다; 트라이던트의 경우, 727은 세 개의 다른 항공사에 허용되어야 하는 반면, BEA의 변화하는 요구를 충족시키기 위한 것이었다. 제조사 간 협업이 고려됐지만 성사되지 않았다.^[4]

초기 미국 트윈젯 설계는 FAA의 60분 규정으로 제한되었고, 이 규정에서는 엔진 고장의 경우 적합한 공항에서 60분 이내의 비행 경로로 제한되었다. 1964년, 트라이제트 설계는 안전 여유가 더 크기 때문에 이 규칙이 해제되었다.

제2세대 제트 여객기의 경우 효율성과 소음 감소를 위한 하이 바이패스 터보팬의 혁신과 승객/카고 용량 증대를 위한 와이드 바디(트윈아일)의 혁신으로, 쿼드제트 간 크기, 범위 및 비용 측면에서, 트라이제트 설계가 중형 광역 제트 여객기의 최적 구성으로 여겨졌다. (4엔진 항공기)와 트윈제트, 그리고 이로 인해 트라이제트 설계가 난무했다. 4엔진 보잉 747기는 장거리와 대형으로 인해 대양 항로 비행으로 인기를 끌었지만 비용이 많이 들고 모든 노선이 좌석 수용량을 채울 수 있는 것은 아니었으며, 에어버스 A300 트윈제트의 원래 모델은 단거리에서 중거리까지 제한되었다. 이 기간 동안, 맥도넬 더글러스 DC-10, 에어버스 A300 및 보잉 767이 General Electric CF6에 의해 구동되었을 때, 세 번째 엔진의 추가 출력은 A300 및 767 트윈젯에 비해 DC-10의 더 긴 범위 및/또는 더 무거운 탑재량을 제공했다. 따라서 DC-10과 L-1011 트라이스타와 같은 트라이제트 디자인은 미국 항공사들이 국내 및 대서양 횡단 노선에 대해 추구한 중-장거리 및 중형 규모의 절충안을 대표했다. 이러한 트라이제트 와이드 모델들의 결과로서, 1980년대 트리제트의 전성기에 보잉 727의 인기는 그러한 모든 미국 제트 여객기의 대부분을 차지했다.

1985년부터 2003년까지 운항 중인 항공기 수는 1488대에서 602대로 줄었다. 반면 트윈제트의 수는 같은 기간 4배 이상 증가했다.^[5] 록히드와 맥도넬 더글러스 모두 광섬유 시장에서 경쟁적으로 재정적으로 약화되어 1984년 록히드사가 L-1011의 생산을 마감한 반면 다수의 치명적인 DC-10 추락 사고도 판매량을 둔화시켰다.^[1] 1984년 보잉은 중앙 엔진 베이가 더 조용한 고 바이패스 터보팬을 수용하기 위해 매우 비싼 재설계가 필요하기 때문에 727의 생산을 중단했고, 곧 A320과 보잉 737과 757로 에어버스에 의해 대체되었다. 하이 바이패스 터보팬 기술의 추가 발전과 그에 따른 항공사 안전 규칙의 완화는 그들의 범위와 페이로드도 777의 GE90과 같은 용도에 맞게 설계된 엔진으로 구동되는 대형 트윈젯으로 더 효율적으로 커버될 수 있기 때문에 트라이제트와 심지어 쿼드제트를 승객 서비스에 거의 쓸모 없게 만들었다.

1980년대 동안 맥도넬 더글라스는 서부 제조사 중 유일하게 DC-10에 대한 업데이트로 트리젯 디자인을 계속 개발했는데, MD-11은 처음에는 트윈젯, 생산 중인 보잉 767, 곧 출시될 에어버스 A330 등 가장 근접한 중형 광섬유 경쟁사들에 비해 레인지와 페이로드 이점을 가지고 있었다. 맥도넬 더글라스는 MD-XX라고 불리는 새로운 트라이제트를 계획했는데, MD-11의 버전이 연장되었다. MD-XX 롱 레인지 항공기는 최대 8,320해리(15,410km)의 거리를 이동할 수 있었고 날개 폭은 65m(213ft)에 달했다. 이 프로젝트는 맥도넬 더글라스가 보잉사에 인수되기 1년 전인 1996년 취소됐다. 보잉은 MD-11이 767, 777과 경쟁했을 것이기 때문에 남은 고객 주문을 채운 후 MD-11 생산을 종료했다. MD-11의 꼬리 장착 엔진(트윈젯으로 만들었을 것)을 제거하기 위한 연구는 비용이 매우 많이 들었을 것이기 때문에 결코 결실을 맺지 못했고, MD-11은 다른 보잉 여객기와의 설계나 유형 등급 면에서 공통점이 거의 없었다.^[6] 맥도넬 더글라스가 기존 트라이제트 구성을 고수하는 것과 달리 에어버스(트라이제트 항공기를 생산한 적이 없음)와 보잉은 각각 A330과 777이 될 새로운 광대역 트윈제트 설계를 개발했다. MD-11의 장거리 우위는 곧 A330의 4엔진 파생상품인 A340과 777에 의해 위협받기 때문에 잠시였다. 1980년대에 유일하게 눈에 띄는 트리젯 개발은 소련에서 이루어졌는데, 여기서 투폴레프 Tu-154는 새로운 날개 설계뿐만 아니라 Soloviev D-30 엔진과 재결합되어 1984년부터 Tu-154M으로 직렬 생산에 들어갔다.

다쏘 팔콘 7X, 팔콘 8x, 팔콘 900 비즈니스 제트기를 제외하면 현재 3엔진 항공기를 생산하는 제조사는 없다.

현재 상태

야코블레프 야크-40 최종 접근

현대의 엔진은 매우 낮은 고장률을 가지고 있고 초기 타입보다 훨씬 더 높은 샤프트 파워와 추력을 발생시킬 수 있다. 이는 트윈젯을 장거리 초해양 운전에 이전보다 더 적합하게 만들어 ETOPS 제한을 완화하는 결과를 낳는다. 현대의 광섬유 트윈엔진 제트기는 대개 ETOPS 180 또는 (Boeing 777과 787의 경우) ETOPS 330 정격을 갖는다. 이와 같이 보잉 747, 에어버스 A380(혼합 등급 구성의 400석 이상), 안토노프 An-124, An-225와 같은 매우 크거나 무거운 항공기나 주로 오스트레일리아(ETOPS 330 ST를 아직 채택하지 않은 항공편)를 제외하고는 엔진이 2개 이상 필요한 것으로 간주되지 않는다.Andard)는 일부 비행을 위한 가장 직접적인 경로가 남극 상공인 곳이다.^[7]

2000년 이후 거의 모든 상업용 항공기에 대해 좁은 차체와 넓은 차체의 트리젯 생산이 중단되어 트윈젯으로 대체되었다. 2016년 기준 S-덕트를 모두 사용하는 팰컨 7X, 8X, 900대의 비즈니스 제트기가 유일하게 생산되고 있다. 727, Tu-154, DC-10, MD-11과 같은 일부 구형 모델들은 한정된 헌장, 정부, 군 복무뿐만 아니라 화물 항공기로서 제2의 경력을 발견했다. 가장 널리 사용되는 3종 세트로는 DC-10과 MD-11이 있으며, 주로 UPS 항공과 FedEx Express가 화물 서비스에서 운영하고 있다.

항공사에 비해 연료 효율이 덜 중요한 민간 및 기업 사업자의 경우, ETOPS에 대한 면책 특성과 짧은 활주로에서 이륙할 수 있는 능력 때문에 여전히 삼총사가 관심을 가질 수 있다. 이에 따라 727대, 새로 지은 다쏘 팔콘 등 상당수의 트라이제트가 민간 사업자와 기업 항공부서에서 사용되고 있다.