¿Por qué el 747 tiene 4 motores en lugar de 2?

Simplemente, más motores = más potencia y se necesita energía para varias cosas, la primera de las cuales es despegar. Con el peso máximo de despegue, una aeronave multimotor debe poder perder un motor (después de alcanzar la velocidad de ir / no ir) y continuar el despegue de manera segura, lo que significa que si apenas pudieras volar con 3 motores, » Tendremos que tener 4 para cumplir con los requisitos de certificación (seguridad). Para los pesos asombrosos que puede transportar el 747, necesita algunos motores bastante potentes, y los 4, para despegar completamente cargado y cumplir con este requisito. (Curiosamente , si la aeronave está vacía y podría continuar con seguridad el despegue en 2, generalmente se le permite despegar con un motor ya inoperativo, por ejemplo, para transportarlo a una base de mantenimiento. Pero esto no requiere pasajeros / carga y, por lo tanto, un avión muy ligero).

A una altitud de crucero, más empuje significa que es posible una altitud de crucero más alta, lo que mejora la eficiencia del combustible. Por lo tanto, si bien un avión de 4 motores ciertamente puede volar con 3 motores, y en muchos casos (según el peso y la temperatura del aire exterior) en 2, no puede volar un es tan alto como podría con los 4. La mayor altitud de crucero no solo hace que el vuelo sea más eficiente, sino que también lo mantiene por encima de muchas condiciones climáticas y, en casos extremos, un techo de 2 motores podría no despejar todo el terreno en tu ruta. (De nuevo, esto depende del peso & temperatura.)

Los motores modernos tienen una confiabilidad asombrosa, y ahora se considera de rutina enviar el bimotor 777 y 767 y A330 en rutas largas sobre el agua, pero hace 50 años, la confiabilidad no era tan grande, por lo que se consideró esencial tener la redundancia para que si un motor fallaba en el medio del océano, aún quedaba un margen cómodo, y ahora no estaba «a un motor» de ir a nadar.

Comentarios

• Supongo que los motores con los que se lanzó el 747-100 eran también menos potentes por unidad que los que se están construyendo e instalando en el 747-8, 777, 767, A300, etc. en la actualidad.
• @FreeMan Tiene razón, el motor original era el JT9D-3A 45,800 libras de empuje. Cuando dejé de volar 747 en 1999, teníamos la serie JT9D-7 que producía alrededor de 56,000 libras. También los motores Rolls Royce y GE estaban en línea con un nivel de empuje más alto s. El primer 747-100 que volé tenía un peso máximo de despegue de 735.000 libras, el último 747-200 que volé pesaba hasta 825.000 libras. Los 747-400 pesan al menos 875,000 libras ahora. Tenga en cuenta que todo esto proviene del recuerdo de un sujeto de 76 años de edad.
• Los aviones de dos motores ahora vuelan rutinariamente rutas que cuando salió el 747 era ilegal volar con solo dos motores. Cuando abordo uno, es ‘ un pensamiento aleccionador para mí que ‘ estamos arrancando con la mitad de los motores apagados. Al menos ‘ sigue siendo ilegal que un avión de dos motores despegue con un motor inoperativo. Bromeo, por supuesto.
• @Terry Wikipedia dice 833,000 libras MTOW para un -200 pero está de acuerdo con todos los demás números que escribiste. ¡Suena como si la memoria ‘ sigue funcionando muy bien!
• @Terry, incluso si un par de números están apagados, ¡me encanta escuchar tus historias y anécdotas! ¡¡Cosas fascinantes !!

Además de lo que mencionó Ralph, hasta mediados de la década de 1980, las regulaciones requerían que las aeronaves que operen rutas largas sobre el agua u otras rutas similares sin lugares para desviar en caso de emergencia deben tener al menos 3 motores. Específicamente, esto se aplicó a cualquier ruta que estuviera a más de 60 minutos de un campo de diversión en áreas sujetas a las regulaciones de la FAA y 90 minutos en otros lugares.Los aviones utilizados en estas rutas durante esa época consistían en aviones de 4 motores como el De Havilland Comet , Boeing 707 , Douglas DC-8 y Boeing 747 , así como 3 -Aviones de motor como el McDonnell Douglas DC-10 y el Lockheed L-1011 TriStar . Estas regulaciones se debieron a que los motores históricamente no habían sido tan confiables como lo son hoy. Esto fue especialmente cierto en los motores de pistón utilizados antes de la era de los reactores, pero también en los primeros motores a reacción.

Entonces, para responder específicamente a su pregunta, en orden Para dar servicio a las rutas transatlánticas y transpacíficas de larga distancia para las que estaba destinado el Boeing 747, se requería que tuviera al menos 3 motores. Boeing aparentemente decidió que prefería vaya con 4 y manténgalos todos montados en las alas. Esto tampoco requería tanta potencia de empuje por motor, lo que hacía que los motores fueran más fáciles de diseñar, especialmente en ese momento.

Sin embargo, en la década de 1980, los motores a reacción se habían vuelto lo suficientemente confiables y potentes como para una nueva clase. de las regulaciones llamadas ETOPS (anteriormente «Estándares de rendimiento operativo de dos motores de rango extendido», ahora «OPeraciones extendidas») se desarrolló para permitir el vuelo de aviones bimotores rutas al extranjero, siempre que cumplieran con ciertos estándares. La primera aeronave certificada para tales operaciones fue el Boeing 767 , que estaba autorizado a realizar operaciones transatlánticas para TWA. La certificación ETOPS inicial permitió que el 767 volara hasta 90 minutos lejos de un campo de distracción y luego se incrementó a 120 minutos después de que TWA había demostrado éxito con la certificación de 90 minutos. Sin embargo, las regulaciones ETOPS originales todavía limitaban las aeronaves a un máximo de ETOPS de 120 minutos a la entrada en servicio y 180 minutos El ETOPS solo se permitió después de al menos un año de operación exitosa con ETOPS de 120 minutos. Como tal, aviones diseñados durante este período para operaciones de larga distancia, especialmente a través del Pacífico, como el MD-11 y Airbus A340 , seguía optando por diseños de 3 o 4 motores. Desafortunadamente para Airbus y McDonnell-Douglas, esos aviones se lanzaron justo cuando la FAA comenzó a permitir ETOPS de 180 minutos en el momento del lanzamiento.

El Boeing recientemente desarrollado 777 fue el primer avión en calificar para ETOPS de 180 minutos al entrar en servicio. En gran parte como resultado de la eficiencia que obtuvo al tener solo 2 motores, el 777 derrotó al A340 en ventas, lo que llevó al programa A340 a una muerte prematura. Poco después, Boeing adquirió McDonnell Douglas y cesó la producción del MD-11. Con el 777 ahora autorizado para volar, no solo en rutas transatlánticas, sino también transpacíficas, la necesidad de aviones de tres o cuatro motores para volar esas rutas desapareció. El 777 fue seguido por el A330, 787 y A350 para poder servir esas rutas. Cada uno de estos programas ha tenido mucho éxito, sin embargo, su éxito ha resultado en gran medida en la muerte inminente de los modelos de tres y cuatro motores del pasado. El A340 ha dejado de producirse por completo. El 747 y el A380 han tenido escasos nuevos pedidos en los últimos años, lo que lleva a la posibilidad de que ambos programas sean cancelados. Según Wikipedia, a finales de mayo, el A380 no ha tenido nuevos pedidos netos en lo que va de 2015 y el 747 solo ha tenido 3 (y ninguno en 2014).

Como se dijo anteriormente, en el pasado, las características de la aeronave y la certificación de empuje de los motores exigían que el diseño de la aeronave incluyera 4 motores para cumplir con las diferentes regulaciones de ETOPS y varios escenarios de pérdida de motor que se pueden encontrar durante cualquier fase del vuelo.

¡Mirando las estadísticas podemos ver que durante los últimos 30! Durante años, alrededor de 15 aviones de pasajeros (es decir, aerolíneas) se vieron obligados a realizar un aterrizaje deslizante debido a varias razones. De estos aviones, ninguno se debió a una falla de motor dual causada por un mal funcionamiento técnico. La mayoría se debieron al agotamiento del combustible, algunos a un error del piloto (apagar el motor incorrecto después de un mal funcionamiento) y 2 (recientemente) a choques con pájaros. Esto lleva a la conclusión de que una aeronave de 4 motores no sería inmune a los peligros que llevaron a los aterrizajes forzosos de los mencionados anteriormente, tal vez a excepción de los choques con aves, pero es muy difícil hacer una evaluación estadística del riesgo debido a varios componentes de las bandadas encontradas, tamaños y patrones de las aves.

Los motores de hoy son súper confiables (a partir de 2019 hay algunos problemas con los motores de los 787 «s, pero se abordan mientras hablamos) y se puede deducir que tener más motores en realidad trae más posibilidades de falla, por lo que hoy en día es seguro decir que la consideración principal para el diseño de la aeronave y el número de motores es el peso final de la aeronave y la cantidad de empuje necesaria para cumplir con todos los gradientes de ascenso especificados y, por supuesto, alcanzar una velocidad aerodinámica relevante. para despegar en la mayoría de las pistas del mundo que están limitadas por la longitud o los obstáculos.

Por cierto, perder 1 motor en un avión de dos motores puede ser un desafío, pero perder un motor externo en un 747 durante el despegue da como resultado una gran asimetría de desvío, lo que lo hace aún más desafiante debido a la distancia desde el centro del avión.

Entonces, teóricamente hablando, no hay razón para que el B747 tenga 4 motores . Tendrían que ser más grandes que el GE9X para poder transportarlo, por lo que conduciendo a un rediseño de la aeronave que prácticamente no tiene justificación. Si las aerolíneas encontraran que puede ser más rentable operar todos los aviones con 4 motores (incluida la evaluación de riesgos, la inversión y el costo de desgaste), habríamos visto más y más de esos volando.

Comentarios

• Buena respuesta, pero profundice en las ventajas de la carga de tramo y la línea de empuje de 4 motores. Los » gemelos » todavía están trabajando para resolver estos problemas hoy. El B-52, que vuela a mayor altitud, todavía funciona bien con 8.

El 747 comenzó su vida a mediados de la década de 1960, como alternativa al Boeing 2707 SST. Para cubrir sus apuestas, el 747 también fue diseñado para convertirse en un carguero. De ahí el abultamiento en la parte delantera y la cabina montada en la parte superior, para facilitar una puerta de carga de apertura frontal. Cuando el 2707 fue cancelado debido a sobrecostos y al aumento de los precios del combustible, Boeing afortunadamente tenía el 747 en marcha.

En ese momento, los motores de turbina de gas tenían una potencia limitada. El 747 fue la primera aplicación comercial a gran escala de turboventiladores de alto bypass, una tecnología bastante nueva. Para satisfacer las necesidades de energía de una aeronave con el peso y la capacidad de carga del 747 «, se requerían cuatro motores. También se requerían para vuelos largos sobre el océano, para asegurar que la aeronave pudiera tocar tierra en caso de pérdida de un motor. … las turbinas de gas en los años 60 no eran tan confiables como lo son hoy.

Una vez que se establece el diseño, alterándolo más tarde para cambiar a dos de las nuevas turbinas de gas muy grandes que salieron en el Los 90 habrían sido prohibitivamente caros. Es más sencillo diseñar un nuevo avión de pasajeros grande con dos motores en mente: el 777.

Tienes que recordar la época en que la aeronave fue diseñada. Los motores no eran tan potentes, por lo que necesitaban cuatro para volar y cuatro para volar rutas de largo recorrido sobre el agua. Ahora hay motores que podrían hacer el trabajo en pares, pero el 747 tendría que ser rediseñado drásticamente porque, entre otros problemas, el El ala es demasiado baja para acomodar los motores monstruosos en aviones como el 767 y el 777. Lo que Boeing debería reconsiderar era un diseño de 3 motores abortado como un gran 727. Lo miraron una vez en los años 60, pero los motores no eran todavía. Ahora sería un buen momento para reconsiderarlo.

Comentarios

• Los motores 777 podrían probarse en el 747 pero fueron un poco El 767, sin embargo, utiliza los mismos tipos de motor que el 747-400.
• ¿Por qué querría Boeing un avión de 3 motores cuando sería suficiente con un avión de 2 motores? Boeing tenía uno de 3 motores. avión en los 90, el MD-11, que adquirieron de McDonnell-Douglas, pero dejaron de producirlo, ya que no ‘ realmente no hicieron nada Aquello que no podría ‘ no ya se pudo hacer con un 747, 767 o 777.