How gör vingeböjningsavlastningen av en a340 jämfört med en a330 tillåta den att bära 30t mer bränsle i en mittdel av nästan identiska vingar?
Från den här frågan den här referensen i ymb1s svar säger att a340 och a330 har nästan identiska vingar.
Because of bending relief from the weight of its outboard engines, the bending moment of a four-engined aircraft is substantially lower than it is for a twin at the same maximum take-off weight. For the same fuselage weight, therefore, a twin needs a stronger, heavier wing than a quad.
It follows that, for the same wing, the payload carried in the fuselage must be less for a twin than a four, which is exactly what has happened with the A330/A340: the latter carries about 20% more payload. This translates to about 30t of extra fuel, giving the A340 its long-range capability and requiring the addition of a centre-fuselage undercarriage leg. Design strength required was "only 1% higher than the A330", says Jeff Jupp, BAe chief engineer, Airbus.
(Original: A330 , A340 )
Referensen säger att böjning av lindring genom att ha fyra motorer istället för två är anledningen till att 30t mer bränsle kan bäras i en vingecentraltank.
Hur kan man flytta 4t (per motor) utombord 10m skapa tillräckligt med böjningsavlastning för att lägga 30t i mitten av vingen?
1 svar
Kort svar: de ljög, det är 12, inte 30 ton extra bärkapacitet på A340 på grund av att vara en quad.
Hur ger en vingmonterad motor extra nyttolast?
Motorns vikt (kraft) gånger avståndet till vingarrotet är ett vridmoment (kraft * avstånd) som böjer vingen nedåt. Ju längre ut motorn, desto större är detta vridmoment.
Detta nedåtgående vridmoment minskar det uppåtgående vridmomentet (från hissen) som vingen upplever. Du kan tänka på det som lyftkraft från det spetsiga aerodynamiska centret $ y_ {MAC} $ till vingsrotet - mer på det i en bit. Så, om planet är vingsbegränsat (strukturellt), kommer eventuell extra böjningsavlastning att tillåta mer vikt att lyftas.
Det var också varför 707 hade bättre nyttolast jämfört med Vickers VC10 (dess 4 motorer är svansmonterade) . Vingarna måste byggas starkare (tyngre) som åt i nyttolasten ( vc10.net ).
That is one of the reasons that especially the Standard VC10 is more expensive to operate than a 707, its structure is slightly heavier for the same number of passengers (25,7% of MTOW as opposed to 24,6% for the 707).
Är det verkligen 30 ton?
Nej. Det visar sig att Airbus låg. Men gör något.
Ljungdelen först. Enligt John Leahy - en Airbus-exec på 33 år - från en intervju från Jan 2018 på leehamnews.com ( bra du frågade 2018):
The 330 was intentionally being held down in takeoff weight and performance because they didn’t want it to overlap the 340.
Så, hur mycket var motorer och hur mycket hölls tillbaka?
A330 (och A340) som många jet-liners får MTOW när de flyger mer. Små steg först efter designvalideringen, då stora steg efter ändringar. För att få en rättvis jämförelse måste vi gå tillbaka i tiden.
Den citerade referensen är från 1991, men A330-inmatningssystemet (EIS) MTOW var inte 30 ton under A340. Den siffran var baserad på 1986 MTOWs på 204 och 232 ton för A330 respektive A340 ( flightglobal.com ).
(Grafik: Airbus ) A330 -300 MTOW ökning under åren. Observera att neo börjar vid var ceo kvar - vid 242 med vidareutveckling för att nå 251 ton som meddelades i mars 2018 ( leehamnews.com ).
Som du ser var A330: s EIS MTOW 212 ton (ett 20 ton gap, inte 30). Utan stora ändringar uppnådde den 217 (ett 15-tonskikt, inte 30).
Är de 15 ton på grund av utombordsmotorerna?
Ja. Först tillbaka till $ y_ {MAC} $. Se: Var är det aerodynamiska centrumets sidoposition?
Beräkna det för A330 baserat på dess tillgängliga planvy och ignorera Yehudi gav mig en 8,9 m figur (från vingsrot). Med tanke på att den komplexa formen skulle tro det, rör den sig längre inåt, vilket ger motorerna en ännu större kant - så vi är okej där.
Motorns stationer ligger vid 6,4 och 16,5 m från vingarrotet. Och motorerna väger 6,16 (Trent 700 på A330) och 3,99 (CFM56-5C på A340) ton.
MeddessafigurergerA330-motorernaettnedåtgåendevridmoment(böjningsavlastning)på39,4gkNm(persida).DemerspriddaA340-motorerna(menocksåvarje~2tonlättare)ger91,4gkNm(persida).
Medtankepå8,9m$y_{MAC}$ochdenhögre217tonMTOWärminaresultat:
11,67tonav15tonskiktetberorfaktisktpåattvaraentvillingochinteenquad.Deresterande3,33tonärtroligenpågrundavminlätta$y_{MAC}$-flyttadenmerinåtgermotorernastörrekredit.
Omduundraröverdenursprungliga204-tonssiffran,hölldetillbaka16,3ton(72,6gkNmpersida).Sådetursprungligauttalandetbordehavaritca12tonextrabärkapacitet,inte28(eller30)-mendevilleinteskadaA340-försäljningen.
DetvarväldigtroligtochdetärtrevligtattsehurA330EISslutvinsten(13tonfrån204)liggernäraminuppskattning.
Ursprungligaritningarpåtresidor:
- länk
- länk
Läs andra frågor om taggar aircraft-design aircraft-structures Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna