新しいジェットエンジンの設計に何十億ドルもかかるのはなぜですか？

関係者全員の給与を無視しても、エンジニア、営業担当者、経営陣、Q / Aチーム、製造チーム、より多くの営業担当者、そして数人の予備のエンジニア…

私はしません」理解できません。ジェットエンジンを設計するだけの場合、チタンや複合材料のようなものであっても、原材料が主要な要因になる可能性はありません。

原材料だけで必ずしも費用がかかるわけではありませんが、材料、および機械加工と処理はかなり費用がかかる可能性があります。エンジンが何らかの新しい材料を使用する場合、これはさらに複雑になる可能性があります。これはまだ効果的な生産方法がありません。これは、 SR-71 Blackbird の全体の生産の場合でした。実際に何かを作る前に、チタンの使い方を理解する必要があります。新しいエンジン用に特注の部品を製造した後でも、会社はその製造方法を理解する必要があります。十分な量の部品y市場向けのエンジンを製造します。

プロトタイプはいくつ必要になる可能性がありますか？すべての試行錯誤ではないことを願っています。

そうではありませんが、FAAではさまざまなエンジンを破壊するデモンストレーション。公式テストを実行する前に、メーカーがそれを試してみるのは間違いありません。最初のテストに合格したら、飛行プロトタイプを作成して、費用がかかる実際の機体でテストし、費用がかかるジェット燃料を実行する必要があります。

もう1つはコンピューターソフトウェアです。これにより、設計がより簡単で安価になると思いました。確かに、希望の推力を入力してボタンを押すだけでは不十分ですが、以前よりもはるかに簡単かつ迅速に設計するのに役立つ、まともな流体力学ソフトウェアが確かにあります。

FEMなどのいくつかの処理が高速になり、複雑なルーティングが確実に簡単になりますが、優れたレンチのように、CADソフトウェアは物事をより速く、より簡単にするツール。それはあなたのために仕事をしません。

コメント

• テストの日のために様々なパワーレベルで現代のエンジンを動かすための燃料費の数字この答えを補強するのに役立つかもしれません。-また、不動産などのコストや、株主への支払いや年金基金の維持などの潜在的な’レガシーコスト’についてさらに検討することも役立ちます。ハイライト。ジェットエンジンプロジェクトは、’通常、1人のエンジニア’のガレージから行われるわけではありません…彼らが言うように、コストは合計されます、そして最終的にはそれらのコストを合計するために人々に支払う必要があります…
• 製品の構築に必要なツールを構築するためのコストを過小評価しないでください。航空以外の例：集積回路チップの製造に必要な工具は100万ドル以上かかる可能性があり、’はすでにすべての製造装置を所有していることを前提としています。テストで大きな変更が必要な欠陥が見つかった場合はいつでも、それらのコストをもう一度支払うことができます。
• ‘原材料’そして私はあなたにチタン鍛冶を上げます。
• これがクールリンクでは、エンジンのテスト方法が示されています… ‘エンジンのテスト用に構築された平面でテストされています…
• 最新のCADは物事をより速く、より簡単にするので、エンジニアはより複雑なものを設計できることは注目に値します。多くの場合、’物事の設計に費やす時間が少なくなることはなく、’以前は実現できなかったものを設計します。

ジェットエンジンは、これまでに作成された中で最も複雑なマシンの一部です。それらは、可能な限り軽く、効率的で、安全で、信頼できるものでなければなりません。 「最近、ほとんどの新しい旅客機がエンジンメーカーからの遅延の影響を受けているのには理由があります。これは、スケジュールと予算内でエンジニアリングするのが難しいバランスです。

ジェットエンジンの開発と購入は確かに安価です。 遠隔操作の航空機では比較的「手頃な」価格で入手できます。しかし、コストは規模とともに確実に増加し、航空機の所有者はエンジンが数千回稼働することを期待しています。最小限のメンテナンスで何時間も、燃料をできるだけ燃焼せず、誰も傷つけません。新世代のエンジンはそれぞれ、前世代よりも効率的であり、これらの改善は無料ではありません。

ジェットエンジンを設計するだけの場合、チタンや複合材料のようなものであっても、原材料が主要な要因になる可能性はありません。

それは原材料だけでなく、関連する処理でもあります。最新のエンジンは、材料を限界以上に押し上げます。 高度な製造技術を開発する必要があります。

使用したい新しい材料やプロセスがあるとしましょう。簡単にできます。 1つを開発するだけで少なくとも数十万ドルかかり、新しいエンジンにはこれらの多くが含まれる可能性があります。安価な原材料であっても、試験品の作成、試験の設定、実行、および文書化に必要な労力は結果は非常に急速に成長します。先に進む前に、新しい材料またはプロセスがどのように機能するかを確実に理解する必要があります。問題が発生した場合は、顧客（航空機メーカーとその顧客）にとっての大きな問題

いくつプロトタイプが必要になる可能性がありますか？つまり、すべての試行錯誤ではないことを願っています。

「試行錯誤」は「科学」とも呼ばれます。これは、新しいテクノロジーを開発するために必要なものです。明らかに、テストが進行し、リスクが高まるにつれて、「エラー」部分を減らし続けたいと思います。しかし、トライアル部分は、物事が実際にどのように機能するか（または機能しないか）を理解するために非常に重要です。これは、実物大のプロトタイプだけではありません（飛行機の認証でも、いくつかの設計の反復を経ますが、サブシステムとコンポーネントも同様です。また、結果を確実に再現できるという統計的な信頼性を得るには、十分なテストを行う必要があります。

もう1つは、設計が簡単で安価になると思ったコンピューターソフトウェアです。

これは確かに真実であり、これらのテクノロジー実行する必要のある物理テストの量が減りました。しかし、どちらにしてもコストがかかります。

ジェットエンジンなどの製品では、ツールが優れているからといって、一般的に「どれだけ安くできるか」という意味ではありません。このプロセス」ですが、「同じお金でどれだけ多くのパフォーマンスを得ることができますか。」

では、なぜこれほど高価なのですか？非常にコストのかかる認証プロセスはありますか？

はい。人々は、作動し続け、爆発しないエンジンを搭載した飛行機で飛行することを好みます。これは、厳格な規制と認証を意味します。FAAの場合、 14 CFR Part 33 は、障害イベントをできるだけ発生させないようにするためのジェットエンジンの認証要件をカバーしています。規制で要求されるテストのほんの一部を次に示します。

• 振動
• 過トルク
• 校正
• 耐久性
• 過熱
• 全動作範囲
• システムおよびコンポーネントのテスト
• ローターロック
• 完全な分解
• ブレードの封じ込め/ローターの不均衡
• 雨、雹、鳥の摂取

これらのテストの一部は、設計上または偶然に破壊的なものになります。それらのいくつかは多くの時間と労力を要するでしょう。これらすべての要件を理解し、規制当局に「それらを満たしている」ことを文書化するための事務処理だけで、100人のかなりの部分を簡単に占めることができます。

ジェットエンジンの設計の一般的なプロセスを最初に説明できる人がいるかもしれません。それが役立つと確信しているからです。彼らは私が想像しているように、段階ごとに進み、各ブレードの形状と直径を正しくしようとします。

基本的なものがあるようです考え。しかし、エンジニアリングは細部に至るまで悪魔に関するものです。

まず、最新のエンジンには20以上のステージがあり、2つまたは3つの別々のスプールに接続されている可能性があります。エンジニアは、エンジン設計に最適なステージ数とスプール数を決定する必要があります。これは、多くの異なる構成を分析することを意味し、各段階がシステムの残りの部分に影響を与えるため、複雑さが指数関数的に増加する傾向があります。

はい、分析する静的条件が与えられている場合、プロセスは比較的簡単です。もちろん、 「クルーズでの燃料消費を最適化することが重要です。しかし、エンジンは依然として非常に広い範囲の条件で動作する必要があります。次に、加速と減速の動的条件があります。エンジンは始動し、横風と追い風の両方で安定している必要があります。極端に寒くなった後は、地上または空中で開始できる必要があります。 温度とともに膨張および収縮すると、奇妙なことが起こる可能性があります。

ジェットエンジンによる圧力と温度の変化では、魔法のように温度が上昇する「燃焼器」と呼ばれるステージについて、おそらく多くの手が手を振っています。 ジェットエンジンの極端な条件で燃料を燃焼させるプロセスは非常に複雑です。前面を流れる空気を圧縮してから、十分に減速する必要があります。炎を消さないでください。火炎は、運転中ずっと燃焼器セクションに含まれている必要があり、その背後にあるタービン段を過熱してはなりません。

温度と圧力が高いほど効率が向上しますが、材料は限界に達します。数千RPMで回転しながら極端な温度に耐えることができる材料を作成するには、新しい超合金と製造技術を完成させる必要があります。ブレードの表面を覆う冷却空気を強制的に排出するために、ブレードに小さな穴と通路を配置して、タービン内の非常に高温の空気に直接接触しないようにする必要があります。

次に、機械式もあります。発電機によって抽出されるエネルギー、および航空機の抽気システムのために抽出される空気圧エネルギー。エンジンは、これらのシステムのさまざまな要求に対応できる必要があります。

さまざまなスプールが回転し、数千RPMで、摩擦熱が多すぎたり、早期に摩耗したりしないという問題もあります。エンジニアはエンジンの全動作範囲を通じて、各部品の温度、空気力学、回転応力を理解し、それがエンジンの他の部分にどのように影響するかを理解する。

そしてそれは何かを得るのに十分ではありません。それはうまくいきます。誰かが常に「これをより効率的にするにはどうすればよいか」という質問をします。現代のエンジンは、可能な限りの効率を引き出すために、さまざまなトリックを引き出しています。空気が抜け、ベーンを調整して、すべての動作条件でエンジンを安定させることができます。新しい概念と技術が開発されています。現代のターボファンには、効率を上げるためにできるだけ速く回転する必要がある後部の低圧タービンの問題があり、効率を上げるためにはるかに遅く回転する必要がある前部のファンに接続されています。プラット&ホイットニーの例では、彼らの解決策は、2つが異なる速度で回転できるようにするギアボックスでした。 これは非常に困難な課題であり、最終的に最終製品に到達するまでに数十年かかりました。

この複雑さはすべて、エンジン全体のセンサーの配列を監視し、安定した効率的な操作を維持するために多くのパラメーターを継続的に調整するソフトウェア。このソフトウェアは、広範囲の温度で一定の振動の下で動作するコンピューターで実行する必要があります。

また、これらの数千の部品すべてがどのように製造され、組み立てられ、エンジンの寿命を通じて維持されるかについても留意する必要があります。整備士が必要なツールを使用して適切なコンポーネントにアクセスできるようにすること、およびさまざまな部品を組み立てたり分解したりするためにどのようなプロセスに従う必要があるかを計画している人が必要です。

次に、付随的な影響もあります。騒音や汚染のように。これらがどのように生成され、可能な限り少ないコストで許容レベルまで削減できるかを理解することを任務とするエンジニアがいます。

これは、ジェットエンジンの設計に関係する多くの分野の概要です。確かにもっと多くあり、ここでの各詳細には、それに取り組む専門のチームが簡単に必要になる可能性があります。

コメント

• 当然、私は必要だと計算しましたこれらの50ポンドの推力RCエンジンのうち約1,000個（各5,000ドル）がA320を飛行させます。 🙂
• @PerlDuckその計算に、エンジンのより高い燃料消費量、エンジンと追加の燃料の追加の重量、およびその追加の重量によるより高い燃料消費量、およびその燃料の追加重量とその追加重量による燃料消費量の増加…？
• これは、現代の’ジェットの複雑さの概要です。 ‘エンジンですが、’すべてが100億米ドルに達することを示すものは何も見当たりませんでした。仕様、設計と再設計、テスト、設備などに必要な人数を見積もることは、この答えに役立ちます（私にとって）。
• @Alexanderもちろん私はしていません。それは単なる冗談でした。どれだけの小さなものが必要になるのか興味がありました。大きな目が2つしかない他の動物と比べて、何千もの小さな目を持つハエのことを考えさせられました。
• @CramerTV、関係者の数は？たくさん。たとえば、’新しいスーパーアロイを使用している場合は、材料の特性を定量化する必要があります。強度、硬度、靭性などを測定する機械試験技術者です。 、組成を確認する化学者、バルク金属を試験片に変換する機械工、および物事を調整する実験室の監督者。 ‘は、ジェットエンジンの設計の一部の1つの側面に4人で参加します。

最後に確認したところ、ほとんどの科学者やエンジニアは億万長者の給料を支払っていません。 「トップスは10万から25万程度だと思います。10年間10年間働いていたとしても、2億5000万ドル、つまり25億ドルになります。

航空宇宙の平均給与は10万ドル未満で、ITではありませんが、問題ではありません。

100人のエンジニアと基本的な実験用ジェットエンジンを開発できます。科学者。問題は、そのようなチームで大量生産されたターボファンエンジンを設計および構築することはできないということです。
1,000でできます。しかし、航空会社や当局は信頼性を求めており、1,000個しかない信頼性の高い高バイパスターボファンを構築することはできません。すべてを徹底的に検証して再確認する必要があるため、数千人に上ります。

競争力のある旅客機の構築エンジンはさらに難しくなります。今日では10,000人の従業員がいるので現実的ですが、それでも偉業です。仕事はエンジン部品の設計だけではなく、R D、機械設計、技術開発、QMおよびQC開発。優れたエンジンを生産し、効率的に生産することに貢献するすべてのもの。

今日の小規模なジェットエンジンビルダーの1つであるサターンには、約23,000人の従業員がいます。
プラット&西部のビッグ3の中で最小のホイットニーの従業員数は約40,000人です。
主に航空宇宙エンジンを製造しているロールスロイス（自動車ブランドはずっと前に売却されました）の従業員数は約50,000人です。
また、GE Aviationでは約50,000、General Electric全体ではさらに200,000です。

これらすべてがエンジニアや科学者であるわけではありませんが、このようなハイテク産業のスタッフの半数以上が研究、設計、設計コストに寄与するエンジニアリング、管理、およびその他の仕事。

最新のジェットエンジンの実際の設計チームは1,000人未満です。しかし、それは「高レベルの作業、フロー図、FEA計算、設計モデルを実行している人々だけです。
彼らはデータを提供するために数千人に依存します。彼らのモデルから、さらに数千人が個々の部品ごとに詳細な図面とCNCプログラムを作成します。次に、個々のパーツごとに、個別のQCプログラムを開発する必要があります。

設計図からCNCプログラムに単純にコピー＆ペーストすることはできません。また、QCの測定機プログラムにコピー＆ペーストすることもできません。測定基準が異なるため、許容誤差が異なり、「詳細レベルが異なります。その間違いを1回だけ行います。小さく、特に重要ではない部分と、その結果目立つ場合があります。

回答はすべて、潜在的なコストを詳しく説明しているという点で非常に優れていますが、競争の激しい環境では、企業は問題を解決する価値があるのと同じくらい多くのお金を問題に投げかけます。経済的に言えば、「限界コストは限界利益に等しい」 。

新しいエンジンを設計するときは、低コストで大幅なパフォーマンスの向上をもたらすすべての変更から始めます。時間の経過とともに、これらの「些細な」変更が調査され、十分な場合は問題への継続的な攻撃からの「ゲイン」、予想されるゲインが小さい、より複雑な変更が攻撃されます。

ここで、imprからのゲインがどれだけ高いかを考えてください。エンジンの動きは次のとおりです。何千時間もかけて、どれだけの燃料が節約されていますか？希少性が高まり、CO2課税が予想される世界で、その燃料の予想される将来の市場価値はどのくらいですか？

では、この新しいエンジンを単一の飛行機ではなく、数百、おそらく数千の飛行機の大規模な艦隊に実装することを検討してください。あなたが行うエンジンの改善は、そのような大きな市場価値を持っています。最後に、次世代エンジンへの多くの改善は、後で「巨人の肩に立つ」と呼ばれる新しい開発に引き継がれる可能性があることを考慮してください。

例約30mioUSDのエンジンを取り上げます。各エンジンの価値を1％だけ増加させるパフォーマンスの向上は、そのエンジンが1000回販売された場合、300 mioUSDの価値があります。そのパフォーマンスの向上を次の10世代のエンジンで再利用できるとすれば、30億米ドルの価値があります。この簡単な例は、R & Dの限界値が非常に急速に高くなる可能性があること、したがって企業がこれらの問題に多額の資金を投入する用意があることを示しています。

他の優れた回答に加えて、調査の性質に焦点を当てたいと思います。

コンピュータモデルを介して解決できるだけではないアイデアの開発と調査に関連する作業は、巨大なです。

他の回答が指摘しているように、ジェットエンジンは、既存のアイデアを推し進めるだけでなく、理論や新しいアイデアの最先端で開発されています。

具体的な典型的な例＃1

ファンブレードを信じているとします特定の結晶欠陥なしに、または理論的には可能であるはずの特定の結晶構造で成長するように鋳造された場合、より強くすることができます。これを「デルタフォームチタン-カーボン結晶マトリックス」または「デルタ-TCCM」と呼びます。 「要するに、これにより、強度や安全性を損なうことなく、1.7％薄くて軽いブレード、またはストレスを増やすことなく1.5％速く動作できるブレードが可能になります。正しければ、これは次世代の一部として大きな問題になる可能性があります。現在のエンジン。

問題は、モデルがあなたを連れて行く限りです。今、あなたは実際に材料科学の問題としてそれを確実に達成する必要があります。

• ラボでdelta-TCCMを確実に開発するプロセスを設計する必要がありますが、これは大きな課題となる可能性があります。複数の手法を検討し、それらがどのように拡張されるか、欠陥やリスクに対する感受性を検討する必要がある場合があります。信頼性の高い低欠陥率のデルタTCCM生産の条件は非常に正確であり、必要な時間維持するのが難しい場合があります。これは、些細なことではなく、巨大な問題になる可能性があります。何年もかかりたくない場合は、delta-TCCMの調査で、600人を投入して、コンセプトから検証済みの特性を備えた使用可能な材料に変える必要があるかもしれません。

• プロパティは理論によってある程度予測可能である可能性があります。問題を解決するために、直感的に微量または小さなプロセス変更を追加する必要がある場合があります。これらはそれぞれ、それ自体がミニプロジェクトです。

• 一度形成された材料は成形が難しい場合があるため、ラボに戻って、確実に作成するための機器を考案するだけでなく、成形するために確実に作成する必要があります / em>。完璧な形状。

• 実験室から業界規模にスケールアップする必要があります。つまり、特性を確認するのに十分なものを作成し、最終的にブレードを構築する必要があります。 「また、些細なことではありません。業界には、研究用に少量で簡単に作成できるものがたくさんありますが、同じ条件で大規模に作成するのは非常に困難です。検出可能な結晶/原子構造の欠陥のない2mm ² のサンプルから、湾曲した1まで確実に移行します。結晶/原子構造の欠陥が検出されない5mのファンブレードは、多くの場合と同じくらい難しいです。

• 1万個のサンプルを1000通りの方法でテストおよび評価する必要があります。 -単独で、エンジン内の1000のシナリオで。これは非常に激しいプロセスです。その原子構造とは何か、どのように故障するか（故障のモードと安全限界は何か）、その原子構造は、短期および長期の両方で、ストレッサーの10万の組み合わせ/種類/パターンにどのように応答するか-十分な理解を得るジェットの安全性のためにそれらに依存できる実際の特性。何かが必要でない場合は、おそらく基本に戻ります。結局のところ、 1つのエンジンだけが故障し、欠陥が材料の根本的な問題に起因する場合、評判と製品範囲全体が危険にさらされます。 、およびこれまでに販売されたものと訴訟に対して払い戻しが行われます。最悪の場合、その意味で、5,000億ドルのビジネス全体がリスクにさらされる可能性があります。

• あなたdelta-TCCMのためだけに、2つまたは3つのプロトタイプ生産プラント（工場）全体を異なる場所に構築して、実際にdelta-TCCMの品質管理を長期にわたって確実に再現できることを確認することもできます。さまざまな施設/供給元。

• ファンブレードは通常、さまざまな材料の組み合わせで作られています。たとえば、現在製造されている最大のターボファンエンジンであるGE-9Xは、炭素繊維複合材を使用しています。バードストライク保護のためのスチールの前縁とガラス繊維の後縁を備えています。デルタTCCMを作成して成形するだけでは不十分であり、信頼できる技術も必要です。ジェットブレードの寿命の一部であるすべての応力、加熱/冷却サイクル、および振動の下でその統一された構造を保持するのに十分しっかりと、それを複合ブレードの一部にすることができます。コンポーネントが一緒に移動、縮小、拡張しない場合、ブレードは最終的に弱くなる可能性があります。

• 機能する場合は、ツールチェーン全体を構築する必要があります delta-TCCMの場合。工作機械、製造ツール、ブレードキャスト（おそらく「破壊的に鋳造され、すべての部品に新しい金型が必要）」、特殊なレーザーまたはその他の溶接、delta-TCCMコーティングおよび接着剤の開発が可能すべて独自の独立したプロジェクトであるエンジン環境で耐えること。作品。

そして、それはdelta-TCCMを商品化するためのプロジェクトにすぎません。簡単に2,000万〜5,000万ドルを上回ります（私の側では推測に頼りますが、アイデア）。50または200のそのようなプロジェクトが進行中であり、他のプロジェクトがR & Dフローに登場する可能性があります。これらはすべて、新世代のエンジン-そして、最終的に完成したときにエンジンの販売によってすべてのコストを回収する必要があります。

具体例2：

スペースシャトルは、再突入時に激しい熱に耐えなければなりませんでした。どの材料よりもはるかに多くの熱に耐えることができます。到達したアイデアは単純でした：アブレーション。コーティングは溶けるのではなく燃え尽き、下の層が徐々に露出しますが、全体として劣化することはありませんでした。

材料の作成は大きな努力でした。そのようなものの理論はあまりなく、そのような材料を作成するという目標だけでした。膨大な研究。そして毎回、「良い。同じことを行う方法を見つけますが、重量を20％削減します。」

コメント

• それに加えて、すべてのアイデアのコスト’克服できなかったステップのいずれかで挫折するまで、素晴らしいように聞こえました。その間ずっと、お金&棚上げされたプロジェクトの努力と新しいプロジェクトをやり直す時間。

他の答えに加えて：

ジェットエンジンは複雑であるだけでなく、物理的に可能なことの限界で動作します。たとえば、最新のジェットエンジンは、使用される金属の融点よりも高い内部温度で動作します。

新しいジェットエンジンを設計するとき、それが市場で成功するためには、現在利用可能なエンジンよりも優れている必要があります。推力が大きく、騒音レベルが低く、燃料が少ない必要があります。消費、より高い信頼性、より低いランニングコストまたはそれらの組み合わせ。

これは、すべてのデザインが「物理的に可能なものの端」を移動することを意味します。つまり、最先端技術を進歩させます。これは、新しいエンジンデザインだけでなく、新しい材料を開発する必要があります。新しい工法など。次に、これらの新しい開発が安全に使用できることを証明する必要があります。ここでコストがかかります。科学的研究（新しいアイデアが期待どおりに機能しないというリスクを常に伴います）、消費者が利用できるレベルまでの新しいテクノロジーの開発、および認証。

ほとんどの回答は非常にうまくポイントに対応していると思います。チームは巨大で、費用もかかります。関係するキット。さらに3つのポイントを追加します。

• 価格設定が必要なリスクがあります。製薬会社とは異なりますが、すべてのエンジンが同じように売れるわけではないので、さまざまなエンジンや設計のコストを管理する必要があります。

• これらは高度に専門化されたマシンであるため、新しいエンジンと一緒に、新しいツール、新しい測定技術、新しいソフトウェアを開発します。 （これらのプログラムには多くのスピンオフとその結果としての利点があります。例：タッチトリガープローブ）

• 材料と製造コストのポイントを説明するために、これらのエンジンは純金で作られていると安くなります。

プロファイルを設計する人を知っています大手メーカーのファンです。彼はその設計に貢献した学者であり、彼が取り組んでいる唯一の問題です。しかし、それにはフローを計算するための新しいソフトウェアの開発が含まれていました。

問題は基本的にジェットエンジンではなく、一般的に複雑なものを構築することです。

理由は構築と同じです。複雑なソフトウェア。段階的な違いしかありません。

質問は”高品質の複雑なシステムを作成するのに驚くほど多くの費用がかかるのはなぜですか？”

主な問題はcです複雑さ。既存のジェットエンジンの設計は複雑であり、代替案の設計はそれよりも複雑なプロセスであることを私たちは知っています。実際に直列に構築する場合も同じです。

複雑なアーティファクトを作成したいので、”新しいジェットエンジン。

これを行うには、

設計が必要です。

その基礎として、設計仕様が必要です。 。

確認するには、少なくとも1つのインスタンスを作成する必要があります。

実際には、インスタンスあたりのコストを制限して、複数のエグザンプラを実際に作成できるようにする必要があります。

つまり、他の複数のアーティファクトも作成する必要があります。

コストを制限せずに1つ以上のプロトタイプを作成する必要があります。

完全なセットを作成する必要があります。アーティファクトの複数のインスタンスを生成するためのツール。

アーティファクトをテストするためのツールも構築する必要があります。

1つ以上のプロトタイプと、に基づいて生成された複数のインスタンスをテストする必要があります。設計仕様書。

外部組織に認証規則に基づいて設計仕様書をテストさせる必要があります。

eを作成する必要があります。認定ルールに基づく外部組織のテストインスタンス。

サービスの複数のバリエーションに関する信頼できる手順を含むドキュメントを作成する必要があります。

これはすべて、物事の複雑さに依存しないことに注意してください。作りたい。物理的なアーティファクトを作成するかどうかにも依存しません。シミュレーションの作成にも同じように適用され、顧客の飛行機のシミュレーションに統合してインスタンスを生成します。

多くの手順は多少異なります。それ自体が複雑です。ステップが相互作用するとき、複雑さは合計するのではなく倍増する傾向があります。たとえば、設計仕様に小さなエラーがあると、ほとんどのステップで小さな変更が発生し、各ステップに大きなオーバーヘッドが発生します。 1つのネジのサイズと溶接の強度を変更するには、オーバーヘッドが支配的であるため、ネジのサイズを変更するだけの場合と実質的に同じ労力が必要です。

複雑なものを構築する場合、直感に反する側面がいくつかあります。複雑さの。重要なのは、品質要件が高まるにつれて、テストの複雑さと労力が急速に増大することです。これは、大きなエラーよりも小さなエラーの方がはるかに多いためです。これは、より多くの単一エラーを処理する必要があり、より多くのプロトタイプが必要になることを意味します。小さなエラーを処理するためのオーバーヘッドは、大きなエラーの場合とほぼ同じです。

品質要件の増加の影響を説明するために、部品の形状とサイズを指定する計画に基づいて飛行機を構築することを検討してください。 。それを、数センチメートルの公差を持つ全長の追加要件と比較してください。ここで、部品のエッジまでのネジの距離や部品の熱膨張など、コンポーネントの接続のバリエーションを考慮する必要があります。次に、要件を調整して、温度曲線に従って数ミリメートルの許容誤差で長さを指定します。さて、何回で十分かを調べた後、いくつかのテストを複数回実行する必要があります。また、さまざまなサプライヤのさまざまな材料や部品の熱膨張の違いが関係します。あなたはポイントを取得します。熱膨張を気にする必要がないように思われる場合に備えて、ロッキードSR-71ブラックバードは、地上で冷えているときに実際に燃料を漏らしましたが、許容される精度の限界に基づいて、マッハ3.2および約300°Cの船体温度で飛行したときは漏らしませんでした。 。コンコルドは約100°Cで飛行中に17cm長くなりました。油圧ラインを配置するとき、彼らはとても楽しかったです。

基本的に、個々の部品を追加することは、直感が予想するよりもはるかに複雑です。ジェットエンジンに部品を追加するには、部品の安定性だけでなく、熱サイクルによる安定性と形状の変化、およびサービス前の許容可能なサイクル数の決定が含まれます。

これ以外のすべてに注意してください。例を示すことは、物理的なものを構築したいかどうかにかかわらず、ジェットエンジンとは何の関係もありません。

ジェットエンジンの特定の設計要素は他の回答にあり、それらの複雑さの見積もりはここで全体的な努力を導き出すために使用されます。

既存の回答は、ジェットエンジンがなぜであるかを回答するのに役立ちます。開発に費用がかかる：それらは非常に複雑だからです。答えてみましょう、なぜジェットエンジンはそれほど複雑なのですか？それを理解するには、ジェットエンジンの経済性を調べる必要があり、それは燃料効率に帰着します。

新しい車を買いに行くと、1台の車のガソリンが1％良くなるとしましょう。他のマイレージ。たぶん30mpgと30.3mpg。あなたはそれらが非常に近いのでほとんど問題ではないと言うでしょう。同じかもしれません、そしてあなたはどちらがより良いサウンドシステムまたは最もスタイリッシュな座席を持っているかを見始めます。しかし、航空会社が新しい飛行機を買いに行くとき、1％の差の燃料効率は巨大です。

航空会社は大きく、ジェット燃料は高価です。適度なサイズの航空会社（たとえばジェットブルーサイズ）は、ジェット燃料だけで年間10〜20億ドルを費やします。そして、あなたが新しい飛行機を買うとき、それは一般的に30年続くでしょう。そのため、フリートの存続期間中、航空会社は450億ドル程度の燃料を費やしています。 1つのジェットエンジンの燃料効率が1％悪い場合、航空会社の費用は30年間で約4億5,000万ドルになります。これは、燃料効率の 1％の違いに相当します。

エンジンの購入価格、サービスのコスト、スペアパーツなど、それを補う可能性のある他の要素があります。したがって、燃料が1％悪いジェットエンジンそれが他の分野でそれを補うならば、効率はまだ全体的に競争力があるかもしれません。しかし、数パーセントを超えると、その差は非常に大きく、それらを手放すことさえできませんでした。

つまり、最終的には、主要なジェットエンジンOEM間のこの激しい「軍拡競争」の競争になります。会社はエンジンを少し複雑にして、燃料効率をほんの少しだけ改善できるようにし、その後、他のすべてのエンジンが追いつくために競争します。これは毎年、エンジンモデルごとに、そしてあなたがそれを知る前に続きます非常に単純なマシンとして開始されたため、非常に複雑であるため、作成に費用がかかります。

コメント

• A modest sized airline (say Jet Blue size) will spend $1 - 2 billion per year on jet fuel alone. … 10億？引用が必要です。少し数学がこれに反論します。予算の飛行機、おそらく1日4便、1便あたり150 ppl、1チケットあたり60ドル。その総収入は年間1314万です。まさかそれはありません10億に近づく可能性があります。1〜2 百万という意味ですか？
• @ DrZ214いいえ私は10億を意味しました。例： businessinsider。 com / … キークォート” …四半期の燃料税と関連税は5億1500万ドルに上昇しました”。したがって、四半期あたり5億ドルは、年間20億ドルになります。また、ジェットブルーは間違いなく1日4便以上で、’ 1000に近いです。別の航空会社と混同しているのではないでしょうか？
• おっと、 ” airliner “を読んで、1つの飛行機のように飛行機として見ました。ええ、旅客機全体が1日に何千ものフライトを持つ可能性があります。 ‘他の人が読み間違えた場合に備えて、ここにコメントを残しておきます。
• @ DrZ214航空会社は’ t一度に1つのエンジンを購入するだけです。彼らが購入を決定するとき、彼らは通常、一度に数百のエンジンではないにしても、数十にコミットしています。そのため、1回の購入決定に伴う燃料費は高額です。

これは一部にすぎません回答しましたが、モデレーターが回答をコメントに入れないように言った後、コメントに投稿したくありませんでした。

“負担率。” 100人のエンジニアが協力する必要があるだけではないことを覚えておくと役立ちます。管理人や管理アシスタント、そしてエンジニアの生産性を維持する他のすべての素晴らしい人々とともに、照明と暖房および/または空調を維持しなければならない建物に100人のエンジニアが必要です。これらの他のすべてのビジネスコストを考慮に入れると、（エンジニアが受け取るものとは対照的に）会社が支払わなければならない時給はまったく異なります。