Varför är tvåmotoriga flygplan mer bränsleeffektiva än tre eller fyra motorflygplan?

11

Det sägs att man gett ungefär samma aerodynamiska och motorteknologier att tvillingmotorflygplan är mer bränsleeffektiva än 3 eller 4 motorflygplan. Varför är detta? Tvillingmotorflygplanen tenderar att ha mer överskottseffekt så jag tänker på att de kan klättra snabbare och flyga högre, sänka hur mycket tid som spenderas klättring (använder mer bränsle än kryssning) och sänker bränsleförbrukningen under kryssningen. Jag antar att bränsleförbrukningen är mindre medan motorerna är tomgångar också. Finns det andra faktorer som går in i problemet med 2 vs 3 vs 4 motorbränsleförbrukning?

    
uppsättning Brinn Belyea 13.08.2015 05:32

3 svar

6

Inte ett fullständigt slutgiltigt svar, men en stor del av "effektiviteten" för ett flygplan är drag och vikt. Två (större) runda motorer kommer att ha mindre yta som orsakar drag än fyra mindre. Dessutom kommer varje motor att lägga till komplexitet till flygplanet (brandmonitorer, bränsleledningar, extra hydraulik) samt nödvändiggöra dubbelarbete av tvingande omkastningar, som alla lägger till extra vikt och ibland drar.

Så, alldeles lika, skulle en stor motor vara mest "effektiv". Detta skulle uppenbarligen vara svårt och opraktiskt för de flesta passagerartrådar, så när de passar, utan att skrapa jorden används två. Om mer dragkraft behövs bryts de ner i tre eller fyra.

(Obs! De främsta orsakerna till att 4 motorer användes var i första hand för redundans. Minst ett lands [US?] föreskrifter angav att flygplanet måste kunna upprätthålla flygning, inklusive klättring, med förlust av en motor . 2-1 = 50% tryckförlust var som 4-1 = endast 25% förlust, vilket kräver mindre reservkraft)

* Redigera anteckning # 2

"Tvåmotoriga flyglinor tenderar att ha mer överskottsmakt" de klättrar snabbare kan vara relevanta när det gäller effektivitet, men en del av anledningen till att en tvilling vanligtvis kommer att ha mer reservkraft är att det finns en redundans för "flyga" regler som beskrivs ovan .

    
svaret ges 13.08.2015 07:01
5

En del av anledningen är att stora motorer tenderar att vara termodynamiskt effektivare än små, och detta är inte specifikt för någon typ av motor.

Teoretisk motorcykel förstås när det gäller komprimering, uppvärmning, expanderande volymer av gas i en ideal miljö. Ju närmre motorn närmar sig den omgivningen desto närmast kan motorn få sin idealiska effektivitet.

Relativt svala metallytor som förbränningsrumsväggar, kolvar och cylinderkedjor förringar detta, så ju längre du kan hålla gasen från metallen (dvs. den större motorn) desto effektivare (för samma teoretiska cykel) ).

Off-topic, stora marina dieslar kan överstiga 50% termodynamisk effektivitet medan små dieslar kan nå 40% som sett här . Samma tabell visar att det här gäller även gasturbiner, som jämför en 36 MW gasturbin (Trent, 39,8%) till en 2,20 MW en (P & W PW127, 27%) men det här är bara exempeltall, inte en riktigt jämn jämförelse. (Det skulle vara trevligt att se liknande-för-men-större jämförelser)

Så större motorer tenderar att ha högre termodynamisk effektivitet, det händer bara att du behöver mindre av dem.

    
svaret ges 03.10.2015 16:27
3

Jag är inte säker på om tvillingmotorns flygplan är mer bränsleffektiva jämfört med de fyra motsatta motparterna. Finns det några hårda data?

I allmänhet är nyare flygplan mer bränsleffektiva jämfört med äldre. Se länk . Till exempel, Boeing 747-8, som först flög under 2011, är mer bränsleeffektiv jämfört med 787-8 som flög först 2009 medan den är mindre effektiv jämfört med 787-9 (som flög 2013). Det är lärorikt att notera att 747-8 använder samma motorer som 787-8.

Vi kan säga att twinjetsna är effektivare på grund av de motorer som används i dem. Nästan alla flygplan som är under utveckling är twinjets, med A380 som de senaste 4 motorflygplanen för att komma in i (kommersiell) service. Dessa flygplan innehåller ett antal nya framsteg inom området (som ökad användning av kompositer tillsammans med bättre motorer), vilket gör dem mer bränsleeffektiva.

Så det finns ingen anledning att säga att twinjets kommer vara mer effektiva än fyra motorflygplan, men är vanligtvis på grund av olika andra utvecklingar, som också är lika tillämpliga på de fyra typerna.

Obs! Se referenserna i länk för jämförelse av bränsleeffekter av flygplan.

    
svaret ges 13.08.2015 06:07