Por que o 747 tem 4 motores em vez de 2?

Simplesmente, mais motores = mais potência e força é necessária para várias coisas, a primeira delas é decolar. Com peso máximo de decolagem, uma aeronave multimotor deve ser capaz de perder um motor (depois de atingir a velocidade vai / não vai) e continuar com segurança a decolagem, o que significa que se você mal conseguir voar com 3 motores, você ” vai ter que ter 4 para atender aos requisitos de certificação (segurança). Para os pesos incríveis que o 747 pode carregar, ele precisa de alguns motores muito poderosos, e todos os 4 deles, para decolar totalmente carregados e atender a esse requisito. (Curiosamente , se a aeronave estiver vazia e puder continuar com segurança a decolagem em 2, normalmente é permitido decolar com um motor já inoperante – para balsa para uma base de manutenção, por exemplo. Mas isso não requer passageiros / carga e, portanto, um avião muito leve.)

Em altitude de cruzeiro, mais empuxo significa que uma altitude de cruzeiro mais alta é possível, o que contribui para uma melhor eficiência de combustível. Portanto, embora uma aeronave de 4 motores possa certamente voar com 3 motores, e em muitos casos (dependendo do peso e da temperatura do ar externo) em 2, ele não pode voar um está o mais alto que poderia com todos os 4. A altitude de cruzeiro mais alta não apenas torna o vôo mais eficiente, mas também o mantém acima de muitas condições meteorológicas e, em casos extremos, um teto de 2 motores pode não limpar todo o terreno em sua rota. (Novamente, isso depende do peso & temperatura.)

Os motores modernos têm uma confiabilidade incrível, e agora é considerado rotina despachar os dois motores 777 e 767 e A330 em longas rotas sobre a água, mas há 50 anos, a confiabilidade não era tão grande, então foi considerado essencial ter redundância para que se um motor falhasse no meio do oceano, ainda houvesse uma margem confortável, e você não estava “a um motor” de nadar.

Comentários

• Presumo que os motores com os quais o 747-100 foi lançado fossem também menos potente por unidade do que os que estão sendo construídos e instalados no 747-8, 777, 767, A300, etc hoje.
• @FreeMan Você está correto, o motor original era o JT9D-3A lançando 45.800 libras de empuxo. Quando parei de voar 747s em 1999, tínhamos a série JT9D-7 que produzia cerca de 56.000 libras. Além disso, os motores Rolls Royce e GE estavam entrando em operação com maior nível de empuxo s. O primeiro 747-100 que voei tinha um peso máximo de decolagem de 735.000 libras, o último 747-200 que voei pesava até 825.000 libras. 747-400s estão até pelo menos 875.000 libras agora. Esteja ciente de que tudo isso vem da memória de um sujeito de 76 anos de idade até momentos seniores.
• Aeronaves de dois motores são rotineiramente voando em rotas que, quando o 747 foi lançado, era ilegal voar com apenas dois motores. É ‘ um pensamento preocupante para mim quando embarco em um de que estamos ‘ dando partida com metade dos motores desligados. Pelo menos ‘ ainda é ilegal para um avião de dois motores decolar com um motor inoperante. Eu estou brincando, é claro.
• @Terry Wikipedia diz 833.000 libras MTOW para um -200, mas concorda com todos os outros números que você escreveu. Parece que a memória ‘ está funcionando muito bem!
• @Terry, mesmo que alguns números estejam errados, adoro ouvir suas histórias e anedotas! Coisas fascinantes !!

Além do que Ralph mencionou, até meados dos anos 1980, regulamentações exigiam que as aeronaves operando longas rotas sobre a água ou outras rotas sem locais para desviar em caso de emergência devem ter pelo menos 3 motores. Especificamente, isso se aplicava a qualquer rota que estava a mais de 60 minutos de um campo diversivo em áreas sujeitas aos regulamentos da FAA e 90 minutos em outros locais.Os aviões usados nessas rotas durante aquela época consistiam em aeronaves de 4 motores como o De Havilland Comet , Boeing 707 , Douglas DC-8 e Boeing 747 , bem como 3 -motor de aeronaves como o McDonnell Douglas DC-10 e Lockheed L-1011 TriStar . Esses regulamentos se deviam ao fato de que os motores, historicamente, não eram tão confiáveis quanto são hoje. Isso era especialmente verdadeiro para os motores a pistão usados antes da era do jato, mas também para os primeiros motores a jato.

Portanto, para responder especificamente à sua pergunta, em ordem para servir as rotas transatlânticas e transpacíficas de longa distância para as quais o Boeing 747 foi projetado, era necessário ter pelo menos 3 motores. A Boeing aparentemente decidiu que preferia vá com 4 e mantenha-os todos montados nas asas. Isso também não exigia tanta potência de empuxo por motor, tornando-os mais fáceis de projetar, especialmente naquela época.

No entanto, na década de 1980, os motores a jato se tornaram suficientemente confiáveis e potentes para que uma nova classe das regulamentações chamadas ETOPS (anteriormente “Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards”, agora “Extended OPerationS”) foi desenvolvido para permitir que aeronaves bimotores voem rotas no exterior, desde que atendessem a determinados padrões. A primeira aeronave certificada para tais operações foi o Boeing 767 , que foi autorizado a voar em operações transatlânticas para a TWA. A certificação ETOPS inicial permitiu que o 767 voasse até 90 minutos longe de um campo diversivo e isso foi posteriormente aumentado para 120 minutos após a TWA ter demonstrado sucesso com a certificação de 90 minutos. No entanto, os regulamentos ETOPS originais ainda limitavam as aeronaves a um máximo de ETOPS de 120 minutos na entrada em serviço e 180 minutos O ETOPS só foi permitido após pelo menos um ano de operação bem-sucedida com ETOPS de 120 minutos. Como tal, aeronaves projetadas durante este período para operações de longo curso, especialmente transpacífico, como o MD-11 e Airbus A340 , ainda vinha com designs de 3 ou 4 motores. Infelizmente para a Airbus e a McDonnell-Douglas, essas aeronaves foram lançadas bem na época em que a FAA começou a permitir ETOPS de 180 minutos no lançamento.

O recém-desenvolvido Boeing 777 foi a primeira aeronave a se qualificar para ETOPS de 180 minutos na entrada em serviço. Em grande parte como resultado da eficiência que ganhou por ter apenas 2 motores, o 777 derrotou o A340 em vendas, levando o programa A340 a uma morte prematura. Pouco depois, a Boeing adquiriu a McDonnell Douglas e encerrou a produção do MD-11. Com o 777 agora autorizado a voar, não apenas em rotas transatlânticas, mas também em rotas transpacíficas, a necessidade de jatos com três ou quatro motores para voar nessas rotas desapareceu. O 777 foi seguido pelo A330, 787 e A350 por ser capaz de servir essas rotas. Cada um desses programas foi muito bem-sucedido, no entanto, seu sucesso resultou em grande parte na morte iminente dos modelos de três e quatro motores do passado. O A340 interrompeu totalmente a produção. O 747 e o A380 tiveram poucos pedidos novos nos últimos anos, levando à possibilidade de ambos os programas serem cancelados. De acordo com a Wikipedia, até o final de maio, o A380 não teve nenhum novo pedido líquido até agora em 2015 e o 747 teve apenas 3 (e nenhum em 2014).

Como afirmado antes, no passado- as características da aeronave e a certificação de empuxo dos motores exigiam que o projeto da aeronave incluísse 4 motores, a fim de estar em conformidade com os diferentes regulamentos de ETOPS e vários cenários de perda de motor que podem ser encontrados durante qualquer fase do voo.

Olhando as estatísticas, podemos ver que durante os últimos 30! anos, cerca de 15 aeronaves de passageiros (ou seja, companhias aéreas) foram forçadas a fazer um pouso de planador devido a vários motivos. Destas aeronaves, nenhuma foi devido a uma falha do motor Dual causada por um defeito técnico. A maioria foi devido ao esgotamento do combustível, alguns devido a erro do piloto (desligar o motor incorreto após um mau funcionamento) e 2 (recentemente) devido a colisões de pássaros. Isso leva a uma conclusão de que uma aeronave de 4 motores não seria imune aos perigos que levaram aos pousos forçados do mencionado acima, talvez com exceção das colisões de pássaros – mas é muito difícil fazer uma avaliação estatística do risco devido a vários componentes dos bandos encontrados, tamanhos e padrões das aves.

Os motores de hoje são superconfiáveis (em 2019, havia alguns problemas com os motores dos 787 “s, mas eles foram resolvidos enquanto falamos) e pode-se deduzir que ter mais motores na verdade traz mais chances de falha, portanto, hoje em dia é seguro dizer que a principal consideração para o projeto da aeronave e o número de motores é o peso final da aeronave e a quantidade de empuxo necessária para atender a todos os gradientes de subida especificados e, claro, atingir uma velocidade relativa relevante para decolar na maioria das pistas do mundo, que são limitadas por comprimento ou obstáculos.

A propósito, perder 1 motor em uma aeronave bimotora pode ser desafiador, mas perder um motor externo em um 747 durante a decolagem resulta em uma grande assimetria de guinada, tornando-o ainda mais desafiador devido à distância do centro da aeronave.

Então, teoricamente falando, não há razão para o B747 ter 4 motores . Eles teriam que ser maiores que o GE9X para transportá-lo, portanto levando a um redesenho da aeronave que praticamente não tem justificativa. Se as companhias aéreas descobrissem que pode ser mais lucrativo operar todos os aviões em 4 motores (incluindo avaliação de risco, investimento e custo de desgaste), teríamos visto cada vez mais deles voando.

Comentários

• Boa resposta, mas aprofunde-se nas vantagens de carregamento de extensão e linha de empuxo de 4 motores. Os ” gêmeos ” ainda estão trabalhando para resolver esses problemas hoje. O B-52, voando em altitudes mais elevadas, ainda se sai bem com 8.

O 747 começou a vida em meados dos anos 1960, como uma alternativa ao Boeing 2707 SST. Para proteger suas apostas, o 747 foi projetado para ser convertido em um cargueiro também. Daí a protuberância na frente e na parte superior do cockpit – para facilitar a abertura da porta de carga frontal. Quando o 2707 foi cancelado devido a estouros de custo e aumento dos preços do combustível, a Boeing felizmente tinha o 747 bem encaminhado.

Naquela época, os motores de turbina a gás eram limitados em potência. O 747 foi a primeira aplicação comercial em grande escala de turbofans de alto bypass, uma tecnologia relativamente nova. Para atender às necessidades de energia de uma aeronave com o peso e capacidade de carga do 747 “, foram necessários quatro motores. Eles também eram necessários para voos de longa distância no oceano, para garantir que a aeronave pudesse aterrissar em caso de perda de um motor … as turbinas a gás na década de 60 não eram tão confiáveis quanto são hoje.

Uma vez que o projeto foi definido, alterando-o posteriormente para mudar para duas das novas turbinas a gás muito grandes que saíram no Os anos 90 teriam sido proibitivamente caros. É mais simples projetar um novo avião de grande porte com dois motores em mente: o 777.

Você deve se lembrar da era em qual a aeronave foi projetada. Os motores não eram tão potentes, então precisavam de quatro para decolar e quatro para voar em rotas de longa distância sobre a água. Existem motores agora que poderiam fazer o trabalho em pares, mas o 747 precisaria ser drasticamente reprojetado porque, entre outros problemas, asa é muito baixa para acomodar os motores monstruosos em aviões como o 767 e o 777. O que a Boeing deveria reconsiderar era um projeto de três motores abortado como um grande 727. Eles olharam para ele uma vez nos anos 60, mas os motores não foram ainda. Agora seria um bom momento para reconsiderar.

Comentários

• Os motores do 777 podiam ser testados no 747, mas foram um pouco complicados esticar. O 767, no entanto, usa os mesmos tipos de motor que o 747-400.
• Por que a Boeing iria querer uma aeronave com três motores quando uma aeronave com dois motores seria suficiente? A Boeing tinha uma aeronave com três motores avião nos anos 90 – o MD-11, que eles adquiriram da McDonnell-Douglas, mas pararam de fabricá-lo, uma vez que ‘ realmente não fizeram nada o que não poderia ‘ já ser feito com um 747, 767 ou 777.