Varför har 747 fyra motorer istället för 2?

Enkelt, fler motorer = mer kraft och kraft behövs för flera saker, varav den första är att ta fart. Vid maximal startvikt måste ett flermotorigt flygplan kunna förlora en motor (efter att ha uppnått start / ingen hastighet) och säkert fortsätta start, vilket innebär att om du bara knappt kunde flyga på 3 motorer, du ” vi måste ha fyra för att uppfylla certifieringskraven (säkerhet). För de fantastiska vikter som 747 kan bära behöver den några ganska kraftfulla motorer, och alla fyra, för att starta fullastat och uppfylla detta krav. (Intressant , om flygplanet är tomt och säkert kan fortsätta start 2, är det vanligtvis tillåtet att starta med en motor som redan är i drift – att till exempel färja till en underhållsbas. Men detta kräver inga passagerare / godstransporter, och därmed en väldigt lätt flygplan.)

På kryssningshöjd innebär mer dragkraft en högre kryssningshöjd möjlig, vilket ger bättre bränsleeffektivitet. Så medan ett fyrmotorigt flygplan verkligen kan flyga på tre motorer, och i många fall (beroende på vikt och utetemperatur) på 2 kan den inte flyga a s högt som det kunde med alla 4. Den högre kryssningshöjden ger inte bara mer effektiv flygning, den håller dig också över mycket väder ute och i extrema fall kanske ett tak med två motorer inte rensar hela terrängen på din rutt. (Återigen beror det på vikt & temperatur.)

Moderna motorer har fantastisk tillförlitlighet, och det anses nu som rutin att skicka tvillingmotorn 777 och 767 och A330 på långa vattenvägar, men för 50 år sedan var tillförlitligheten inte lika stor, så det ansågs nödvändigt att ha redundansen så att om en motor gick sönder mitt i havet, fanns det fortfarande en bekväm marginal, och du var inte en motor borta från att simma.

Kommentarer

• Jag antar att motorerna 747-100 lanserades med var också mindre kraftfull per enhet än de som byggs och installeras på 747-8, 777, 767, A300 osv idag.
• @FreeMan Du har rätt, den ursprungliga motorn var JT9D-3A som släppte ut 45,800 kg tryck. När jag slutade flyga 747-tal 1999 hade vi JT9D-7-serien som släpptes i närheten av 56 000 kg. Även Rolls Royce- och GE-motorer kom på linje med högre trycknivå s. De första 747-100 jag flög hade en maximal startvikt på 735 000 kg, den senaste 747-200 jag flög var upp till 825 000 kg. 747-400s är upp till minst 875.000 pund nu. Var medveten om att allt detta kommer från minnet av en 76-åring som utsätts för höga ögonblick.
• Två motorflygplan flyger nu rutinmässigt rutor som när 747 kom ut var olagligt att flyga med bara två motorer. Det ’ är en nykterande tanke för mig när jag går ombord på en att vi ’ börjar med halva motorerna borta. Det är åtminstone ’ fortfarande olagligt för ett tvåmotorigt flygplan att starta med en motor inaktiv. Jag skämtar förstås.
• @Terry Wikipedia säger 833.000 pund MTOW för -200 men håller med alla andra nummer du skrev. Låter som att minnet ’ tickar bra!
• @Terry, även om ett par siffror är avstängda, älskar jag att höra dina historier och anekdoter! Fascinerande grejer !!

Förutom vad Ralph nämnde, fram till mitten av 1980-talet, krävdes regler att luftfartyg som kör långa rutter över vatten eller andra sådana rutter med brist på platser att vidarebefordra i nödfall måste ha minst 3 motorer. Specifikt gällde detta alla rutter som var mer än 60 minuter från ett avledningsfält i områden som omfattas av FAA-regler och 90 minuter på andra platser.Flygplanen som användes på dessa rutter under den tiden bestod av fyrmotoriga flygplan som De Havilland Comet , Boeing 707 , Douglas DC-8 och Boeing 747 samt 3 -motorflygplan som McDonnell Douglas DC-10 och Lockheed L-1011 TriStar . Dessa regler berodde på att motorer historiskt sett inte varit nästan lika tillförlitliga som de är idag. Detta gällde särskilt kolvmotorerna som användes före jetåldern, men också tidiga jetmotorer.

Så, för att specifikt svara på din fråga, för att betjäna de långväga rutterna över Atlanten och de andra länderna för vilken Boeing 747 var avsett, krävdes att ha minst tre motorer. Boeing bestämde tydligen att det föredrog att gå med 4 och håll dem alla vingmonterade. Detta krävde inte lika mycket kraftuttag per motor, vilket gjorde motorerna lättare att designa, särskilt då.

Men på 1980-talet hade jetmotorer blivit tillräckligt pålitliga och kraftfulla för att en ny klass av förordningar som kallas ETOPS (tidigare ”Utökat intervall med tvåmotoriga operativa prestandastandarder”, nu ”Utökade OPerationer”) utvecklades för att tillåta tvåmotoriga flygplan att flyga utomlands, förutsatt att de uppfyllde vissa standarder. Det första flygplan som certifierats för sådana operationer var Boeing 767 , som fick flyga transatlantiska operationer för TWA. den första ETOPS-certifieringen gjorde det möjligt för 767 att flyga upp till 90 minuter från ett avledningsfält och detta ökades senare till 120 minuter efter att TWA hade visat framgång med 90-minuterscertifieringen. De ursprungliga ETOPS-reglerna begränsade dock fortfarande flygplan till maximalt 120 minuters ETOPS vid tillträde och 180 minuter ETOPS tillåts först efter minst ett års framgångsrik drift med 120 minuters ETOPS. Som sådant planade flygplan under denna period för långdistansoperationer, särskilt trans-Stillahavsområdet, såsom MD-11 och Airbus A340 , fortsatte fortfarande med 3-motor eller 4-motor design. Tyvärr för Airbus och McDonnell-Douglas släpptes dessa flygplan precis när FAA började tillåta 180 minuters ETOPS vid frisläppande.

Det nyutvecklade Boeing 777 var det första flygplanet som kvalificerade sig för 180 minuters ETOPS vid tillträde. Till stor del som ett resultat av effektiviteten genom att bara ha två motorer, 777 trodde A340 i försäljning, vilket ledde A340-programmet till en tidig död. Kort därefter förvärvade Boeing McDonnell Douglas och avbröt produktionen av MD-11. Med 777 nu tillåtna att flyga, inte bara transatlantiska utan också trans-Stillahavsrutter, försvann behovet av tri-motor- eller fyrmotorstrålar för att flyga dessa rutter. 777 följdes sedan av A330, 787 och A350 för att kunna betjäna dessa rutter. Var och en av dessa program har varit mycket framgångsrik, men deras framgång har till stor del resulterat i att det förr var tri-motor- och fyrmotormodellerna förestående. A340 har helt stoppat produktionen. 747 och A380 har haft få nya beställningar under de senaste åren, vilket har lett till att båda programmen kan avbrytas. Enligt Wikipedia har A380 i slutet av maj inga nya nettobeställningar hittills 2015 och 747 har bara haft 3 (och ingen 2014.)

Som nämnts tidigare krävde flygplanens egenskaper och motorcykelns tryckcertifiering, som tidigare nämnts, flygplanets utformning att inkludera fyra motorer för att uppfylla de olika bestämmelserna i ETOPS och olika motorförlustscenarier som kan påträffas under alla faser av flygningen.

Om vi tittar på statistiken kan vi se att det under de senaste 30! år tvingades cirka 15 passagerarflygplan (vilket betyder flygbolag) att landa av olika skäl. Av dessa flygplan berodde inget på ett dubbelt motorfel som orsakades av ett tekniskt fel. De flesta berodde på bränsleutmattning, en del på grund av pilotfel (avstängning av fel motor efter ett fel) och 2 (nyligen) på grund av fågelinslag. Detta leder till en slutsats att ett flygplan med fyra motorer inte skulle vara immunt mot de faror som ledde till de tvingade landningarna enligt ovan, kanske med undantag för fågelinslag – men det är mycket svårt att göra en statistisk bedömning av risken på grund av olika delar av de mötte flockarna, fåglarnas storlekar och mönster.

Motorerna idag är super tillförlitliga (från och med 2019 finns det några problem med motorerna på 787-talet men de adresseras när vi talar) och man kan dra slutsatsen att det att ha fler motorer ger faktiskt större chans för fel, så nuförtiden är det säkert att säga att den huvudsakliga hänsynen till flygplanets design och antalet motorer är den slutliga vikten av flygplanet och mängden dragkraft som behövs för att möta alla specificerade stigningar och naturligtvis nå en relevant flyghastighet för att starta på de flesta landningsbanor i världen som är begränsade av längd eller hinder.

Förresten – samtidigt som man förlorar en motor i ett tvåmotorigt flygplan kan det vara utmanande, men att förlora en yttre motor på en 747 under start resulterar i en enorm yaw-asymmetri, vilket gör det ännu mer utmanande på grund av avståndet från flygplanets centrum.

Så teoretiskt sett finns det ingen anledning för B747 att ha fyra motorer De skulle behöva vara större än GE9X för att kunna bära den, alltså vilket leder till en ombyggnad av flygplanet som praktiskt taget inte har någon motivering. Om flygbolagen fann att det kan vara mer lönsamt att köra alla plan på fyra motorer (inklusive riskbedömning, investering och slitagekostnad) – skulle vi ha sett fler och fler av dem som flyger.

Kommentarer

• Bra svar, men dyk djupare in i fördelarna med fyra motorers spännbelastning och draglinje. ” tvillingarna ” arbetar fortfarande med att lösa dessa problem idag. B-52, som flyger på högre höjder, klarar sig fortfarande bra med 8.

747 började livet i mitten av 1960-talet, som ett alternativ till Boeing 2707 SST. För att säkra sina satsningar designades 747 också för att konverteras till ett fraktfartyg. Därav utbuktningen framtill och den översta monterade cockpiten – för att underlätta en frontöppnande lastdörr. När 2707 avbröts på grund av kostnadsöverskridanden och stigande bränslepriser, hade Boeing lyckligtvis 747 på gång.

Vid den tiden var gasturbinmotorerna begränsade i effekt. 747 var den första storskaliga kommersiella tillämpningen av högbypass-turbofläktar, en ganska ny teknik. För att tillgodose kraftbehovet för ett flygplan med 747 ”vikt och bärförmåga krävdes fyra motorer. De krävdes också under långa havsflygningar för att försäkra att flygplanet kunde landa vid motorförlust. … gasturbiner på 60-talet var inte lika pålitliga som de är idag.

När designen är klar, ändras den senare för att byta till två av de nya mycket stora gasturbinerna som kom ut i 90-talet hade varit oöverkomligt dyrt. Enklare att designa en ny stor trafikflygplan med två motorer i åtanke: 777.

Du måste komma ihåg eran i som flygplanet designades. Motorerna var inte lika kraftfulla så de behövde fyra för att få luftburna och fyra för att flyga långväga rutter över vatten. Det finns nu motorer som skulle kunna göra jobbet parvis men 747 skulle behöva omformas drastiskt eftersom bland annat vingen är för låg för att rymma monstermotorerna på flygplan som 767 och 777. Vad Boeing borde ompröva var en avbruten 3-motor design som en stor 727. De tittade på den en gång på 60-talet men motorerna var inte där ännu. Nu skulle det vara en bra tid att ompröva.

Kommentarer

• 777-motorerna kunde testas på 747 men var lite av en 767 använder dock samma motortyper som 747-400.
• Varför skulle Boeing vilja ha ett 3-motor flygplan när ett 2-motor flygplan räcker? Boeing hade en 3-motor flygplan tillbaka på 90-talet – MD-11, som de förvärvade från McDonnell-Douglas, men de stoppade produktionen av det, eftersom de inte ’ verkligen inte gjorde något hing som inte kunde ’ inte redan göras med 747, 767 eller 777.