Miksi 747: ssä on 4 moottoria kahden sijasta?

Yksinkertaisesti, enemmän moottoreita = enemmän tehoa ja voimaa tarvitaan useisiin asioihin, joista ensimmäinen on lentoonlähtö. Suurimmalla lentoonlähtöpainolla monimoottorisen lentokoneen on kyettävä menettämään yksi moottori (saavutettuaan go / no-go-nopeuden) ja jatkamaan lentoonlähtöä turvallisesti, mikä tarkoittaa, että jos voisit vain tuskin lentää kolmella moottorilla, sinun on ” Minulla on oltava 4 täyttämään sertifikaatti (turvallisuus) vaatimukset. Hämmästyttäviin painoihin, joita 747 pystyy kantamaan, se vaatii melko voimakkaita moottoreita, ja kaikki 4, jotta he voivat nousta kokonaan kuormitettuna ja täyttää tämän vaatimuksen. , jos lentokone on tyhjä ja se voisi turvallisesti jatkaa lentoonlähtöä kahdella, on tyypillisesti sallittu nousta yhden moottorin ollessa epäkunnossa – esimerkiksi lautalla huoltotukikohtaan, mutta tämä ei vaadi matkustajia / rahtia ja siten erittäin kevyt lentokone.)

Risteilykorkeudessa suurempi työntövoima tarkoittaa suurempaa risteilykorkeutta, mikä parantaa polttoainetaloutta. Joten vaikka nelimoottorinen lentokone voi varmasti lentää kolmella moottorilla, ja monissa tapauksissa (painosta ja ulkoilman lämpötilasta riippuen) 2, se ei voi lentää a s niin korkealla kuin se voisi kaikkien 4. Suurempi risteilykorkeus ei ainoastaan tehosta lentoa, vaan pitää sinut myös paljon sääolosuhteiden yläpuolella, ja äärimmäisissä tapauksissa 2-moottorinen katto ei välttämättä puhdista maastoa reitilläsi. (Tämä riippuu jälleen painosta & lämpötilasta.)

Nykyaikaisilla moottoreilla on uskomaton luotettavuus, ja kaksoismoottoreiden 777 ja 767 lähettämistä pidetään nyt rutiinina. ja A330 pitkillä vedenalaisilla reiteillä, mutta 50 vuotta sitten luotettavuus ei ollut yhtä suuri, joten redundanssia pidettiin välttämättömänä, jotta jos yksi moottori epäonnistuu keskellä merta, siellä on edelleen mukava marginaali, ja et ollut ”yhden moottorin päässä” uimasta.

Kommentit

• Oletan, että moottorit, joiden kanssa 747-100 käynnistettiin, olivat myös vähemmän tehokas yksikköä kohti kuin ne, jotka rakennetaan ja asennetaan malleihin 747-8, 777, 767, A300 jne. tänään.
• @FreeMan Olet oikeassa, alkuperäinen moottori oli JT9D-3A, joka 45800 paunaa työntövoimaa. Kun lopetin 747-koneiden lentämisen vuonna 1999, meillä oli JT9D-7-sarja, joka tuotettiin 56 000 paunan läheisyydessä. Myös Rolls Royce- ja GE-moottorit tulivat korkeamman työntövoiman kanssa s. Ensimmäisten lentämieni 747-100 lentoonlähtöpainon enimmäispaino oli 735000 paunaa, viimeisten 747-200 lennin jopa 825000 paunaa. 747-400: n paino on nyt vähintään 875000 paunaa. Huomaa, että tämä kaikki on 76-vuotiaan henkilön muistista vanhempiin hetkiin.
• Kaksi moottorikonetta lentävät nyt säännöllisesti reittejä, joita 747: n tullessa oli laitonta lentää vain kahdella moottorilla. ’ on minulle vakava ajatus noustessani ajatukseen, että ’ käynnistämme puolet moottoreista. Ainakin ’ on edelleen laitonta, että kaksimoottorinen lentokone nousee pois yhden moottorin ollessa epäkunnossa. Jest, tietysti.
• @Terry Wikipedia sanoo, että 833 000 paunaa MTOW on -200, mutta on samaa mieltä kaikkien muiden kirjoittamiesi numeroiden kanssa. Kuulostaa siltä, että muisti ’ tikittelee hienosti!
• @Terry, vaikka pari numeroa ei olisikaan, rakastan kuulla tarinasi ja anekdootteja! Kiehtovia juttuja !!

Sen lisäksi, mitä Ralph mainitsi, 1980-luvun puoliväliin saakka vaadittiin säännöksiä että ilma-aluksilla, jotka liikennöivät pitkiä vedenalaisia reittejä tai muita vastaavia reittejä, joilla ei ole hätätilanteessa siirtymispaikkoja, on oltava vähintään 3 moottoria. Tämä koski erityisesti reittiä, joka oli yli 60 minuutin päässä vaihtokentältä FAA-määräysten alaisilla alueilla ja 90 minuuttia muissa paikoissa.Kyseisillä reiteillä tuon aikakauden koneet koostuivat 4-moottorisista lentokoneista, kuten De Havilland Comet , Boeing 707 , Douglas DC-8 ja Boeing 747 sekä 3 -moottorikoneet, kuten McDonnell Douglas DC-10 ja Lockheed L-1011 TriStar . Nämä määräykset johtuivat siitä, että moottorit eivät olleet historiallisesti olleet läheskään yhtä luotettavia kuin nykyään. Tämä pätee erityisesti ennen jet-ikää käytettyihin mäntämoottoreihin, mutta myös varhaisiin suihkumoottoreihin.

Joten vastaamaan kysymykseesi, järjestyksessä palvelemaan pitkiä matkoja Atlantin ja Tyynenmeren reiteillä, joille Boeing 747 oli tarkoitettu, sillä vaadittiin vähintään 3 moottoria. Boeing ilmeisesti päätti mieluummin mene 4: n kanssa ja pidä ne kaikki siipiin kiinnitettynä. Tämä ei myöskään vaatinut niin paljon työntövoimaa moottoria kohden, mikä helpottaa moottoreiden suunnittelua, etenkin tuolloin.

1980-luvulle mennessä suihkumoottoreista oli kuitenkin tullut riittävän luotettavia ja tehokkaita, jotta uusi luokka ETOPS (aiemmin ”Extended-Range Twin-Engine Operational Performance Standards”, nyt ”ExTended OPerationS”) -säännökset kehitettiin kaksimoottoristen lentokoneiden lentämiseksi Ensimmäiset lentokelpoiset lentokoneet tällaiseen toimintaan olivat Boeing 767 , jolla oli lupa lentää Atlantin ylittäviä lentoja TWA: lle. Alkuperäinen ETOPS-sertifikaatti antoi 767: n lentää jopa 90 minuutin päässä ohjauskentältä, ja tämä nousi myöhemmin 120 minuuttiin sen jälkeen, kun TWA oli osoittanut onnistuneensa 90 minuutin sertifikaatilla. Alkuperäiset ETOPS-määräykset kuitenkin rajoittivat lentokoneita enintään 120 minuutin ETOPS käyttöönoton yhteydessä ja 180 minuuttia ETOPS sallittiin vasta vähintään vuoden onnistuneen toiminnan jälkeen 120 minuutin ETOPS: lla. Sinänsä ilma-alukset, jotka on suunniteltu tänä aikana pitkän matkan operaatioihin, etenkin Tyynenmeren alueen yli, kuten MD-11 ja Airbus A340 , oli edelleen kolmi- tai nelimoottorinen. Valitettavasti Airbusille ja McDonnell-Douglasille kyseiset lentokoneet vapautettiin heti, kun FAA alkoi sallia 180 minuutin ETOPS-päästöt.

Äskettäin kehitetty Boeing 777 oli ensimmäinen ilma-alus, joka pääsi 180 minuutin ETOPS-järjestelmään käyttöönoton yhteydessä. Suurimmaksi osaksi vain kahden moottorin saaman hyötysuhteen ansiosta 777 kasvatti A340: n myyntiä, mikä johti A340-ohjelmaan varhaiseen kuolemaan. Pian sen jälkeen Boeing osti McDonnell Douglasin ja lopetti MD-11: n tuotannon. Kun 777: n sallitaan nyt lentää paitsi Atlantin ylittävien, myös Tyynenmeren alueen reittien, tarve kolmen moottorin tai nelimoottorisilla suihkukoneilla näiden reittien lentämiseksi katosi. Sitten 777: ää seurasivat A330, 787 ja A350 voidakseen palvella näitä reittejä. Jokainen näistä ohjelmista on ollut erittäin onnistunut, mutta niiden menestys on suurelta osin johtanut menneisyyden kolmimoottoristen ja nelimoottoristen mallien välittömään kuolemaan. A340 on lopettanut tuotannon kokonaan. 747: llä ja A380: lla on ollut niukkoja uusia tilauksia viime vuosina, mikä on johtanut mahdollisuuteen kumota molemmat ohjelmat. Wikipedian mukaan A380: lla ei ole toukokuun lopusta lähtien ollut uusia nettotilauksia toistaiseksi vuonna 2015 ja 747: llä on ollut vain 3 (eikä yhtään vuonna 2014.)

Kuten edellä todettiin, jo päivinä ilma-aluksen ominaisuudet ja moottoreiden työntövoiman sertifiointi vaativat lentokoneen suunnittelua sisällyttämään 4 moottoria, jotta se noudattaisi ETOPS ja erilaiset moottorin menetysskenaariot, joita voi esiintyä missä tahansa lentovaiheessa.

Tilastoja tarkasteltaessa havaitaan, että viimeisen 30 vuoden aikana! Vuosina noin 15 matkustajakonetta (eli lentoyhtiötä) joutui laskeutumaan eri syistä. Näistä lentokoneista yksikään ei johtunut kaksoismoottorin vikaantumisesta, joka johtui teknisestä toimintahäiriöstä. Suurin osa niistä johtui polttoaineen loppumisesta, osa johtui lentäjävirheestä (väärän moottorin sammuttaminen virhetoiminnan jälkeen) ja 2 (äskettäin) lintujen iskuista. Tämä johtaa johtopäätökseen, että nelimoottorinen lentokone ei olisi immuuni vaaroille, jotka johtivat edellä mainittujen pakotettuun laskeutumiseen, ehkä lukuun ottamatta lintujen iskuja, mutta on erittäin vaikea tehdä tilastollista arviota havaittujen parvien eri osat, lintujen koot ja kuviot.

Nykyiset moottorit ovat erittäin luotettavia (vuodesta 2019 lähtien 787 ”: n moottoreissa on joitain ongelmia, mutta niihin puututaan puhuessamme), ja voidaan päätellä, että enemmän moottoreita tuo enemmän mahdollisuuksia vika, joten nykyään on turvallista sanoa, että ilma-alusten suunnittelun ja moottorien lukumäärän päähuomio on lentokoneen lopullinen paino ja vaadittu työntövoima, jotta kaikki määritellyt nousun kaltevuudet voidaan saavuttaa ja tietysti saavuttaa asianmukainen nopeus nousuun useimmilla maailman kiitoteillä, jotka ovat rajoitettuja pituuden tai esteiden vuoksi.

Muuten – 1 moottorin menettäminen kaksimoottorisessa lentokoneessa voi olla haastavaa, mutta ulomman moottorin menettäminen 747 lentoonlähdön aikana johtaa valtavaan kallistuksen epäsymmetriaan, mikä tekee siitä entistä haastavamman, koska etäisyys lentokoneen keskiosasta on.

Joten teoriassa ei ole syytä B747: llä olla 4 moottoria Niiden on siis oltava suurempi kuin GE9X voidakseen kuljettaa sitä johtaa lentokoneen uudelleensuunnitteluun, jolla ei ole käytännössä mitään perustetta Jos lentoyhtiöt havaitsivat, että kaikkien lentokoneiden ajaminen neljällä moottorilla (mukaan lukien riskinarviointi, investointi ja kulumiskustannukset) voi olla kannattavampaa – olisimme nähneet yhä enemmän lentäviä.

Kommentit

• Hyvä vastaus, mutta sukeltaa syvemmälle 4 moottorin jännevälikuormitukseen ja työntövoiman etuihin. ” kaksoset ” työskentelevät edelleen näiden ongelmien ratkaisemiseksi tänään. Suuremmalla korkeudella lentävä B-52 pärjää silti 8: lla.

747 aloitti elämänsä 1960-luvun puolivälissä vaihtoehtona Boeing 2707 SST: lle. Vedonsa suojaamiseksi 747 on suunniteltu muunnettavaksi myös rahtialukseksi. Tällöin pullistuma edessä ja ylhäällä asennetussa ohjaamossa – helpottaa tavaratilan oven avaamista. Kun 2707 peruutettiin kustannusten ylittymisen ja polttoainehintojen nousun vuoksi, Boeingilla oli onneksi 747 hyvässä vauhdissa.

Tuolloin kaasuturbiinimoottoreiden teho oli rajallinen. 747 oli ensimmäinen laajamittaisesti ohitettavien turboilmapuhaltimien laajamittainen kaupallinen sovellus, melko uusi tekniikka. Neljän moottorin tarvittiin täyttämään 747 tuuman painon ja kantokyvyn omaavan lentokoneen tehontarpeet. Niitä vaadittiin myös pitkiä valtamerilentoja varten, jotta varmistettaisiin, että lentokone voisi laskeutua moottorin katoamisen yhteydessä … 60-luvun kaasuturbiinit eivät olleet yhtä luotettavia kuin nykyään.

Kun suunnittelu on asetettu, muutetaan sitä myöhemmin muuttamaan kahdeksi uudesta erittäin suuresta kaasuturbiinista, jotka tulivat markkinoille. 90-luku olisi ollut kohtuuttoman kallista. Suunnittele yksinkertaisemmin uusi suuri matkustajakone kahdella moottorilla: 777.

Sinun täytyy muistaa aikakausi jonka lentokone on suunniteltu. Moottorit eivät olleet yhtä voimakkaita, joten he tarvitsivat neljä päästäkseen ilmassa ja neljä lentääkseen kaukoliikenteen reittejä veden yli. Nyt on moottoreita, jotka voisivat tehdä työn pareittain, mutta 747 tarvitsisi suunnitella huomattavasti, koska muiden ongelmien lisäksi siipi on liian matala, jotta hirviömoottorit mahtuisivat sellaisiin lentokoneisiin kuin 767 ja 777. Boeingin tulisi harkita uudelleen keskeytettyä 3-moottorista rakennetta kuin isoa 727. He tarkastelivat sitä kerran 60 tuuman aikana, mutta moottorit eivät kadonneet Nyt olisi hyvä aika harkita uudelleen.

Kommentit

• 777 moottoria voitiin testata 747: llä, mutta ne olivat vähän 767 käyttää kuitenkin samoja moottorityyppejä kuin 747-400.
• Miksi Boeing haluaisi 3-moottorisen lentokoneen, kun 2-moottorinen lentokone riittää? Boeingilla oli 3-moottori lentokone takaisin 90-luvulla – MD-11, jonka he hankkivat McDonnell-Douglasilta, mutta lopettivat sen tuotannon, koska he eivät tehneet mitään ’ sarana, jota ei voitu tehdä ’ t jo 747-, 767- tai 777-mallilla.