Varför är kolvmotorerna så opålitliga i flygplan?

Detta uttalande är inte helt sant. R2800-motorn ansågs vid den tiden vara ganska tillförlitlig i jämförelse med R3350 och R4360. Dessa motorer representerade det kraftfulla kolvkraftens evolutionära dödsändning, där tryckning till mer kraft började göra motorerna mindre tillförlitliga än vad deras lägre kraft föregångare hade varit.

En del av detta var enkel statistik, där sannolikheten för maskinfel vågar med antalet delar den innehåller. I grova termer betyder det att fördubbling av antalet kolvar tvingar möjligheten till att något går fel med en av dem i motorn. Observera också att de extra kolvarna inte ger redundans, i den meningen att en misslyckad kolv fyller oljesystemet med trasig metall, vilket får de andra kolvarna att misslyckas inte långt efter, eller starta motorn i brand.

Turbin kraftverk ger mer upptid och längre TBO än kolvmotorerna som de bytte ut, liksom mer kraft för mindre motorvikt. Dessa egenskaper kompenserar de högre ersättningsutgifterna och högre bränsleförbrukning i applikationer där uppetid och kraft krävdes för att möjliggöra en livskraftig affärsmodell.

Kostnadskänsliga applikationer med låg effekt använder fortfarande kolvar, med brytpunkten runt ~ 300HP. Det här beror åtminstone delvis på att turbinerna är nedskalade i effekten, och deras effektivitet vanligtvis lider och deras tillverkningskostnader faller inte tillräckligt snabbt för att konkurrera med kolvarna i 250HP arenan.

Du in-part svarar på din egen fråga

piston-engined airliners in the 1940

jämfört med

in-flight failures of modern turbofan engines

Enkelt sagt har vi lärt oss mycket de senaste 75 åren om tillverkning och konstruktion, liksom hur man testar, identifierar och förebygger trötthet. Denna kunskap har hjälpt kolvmotorer lika mycket som det har jets. Som andra har noterat finns det också mycket mer rörliga delar i en kolvmotor som alla måste fungera i synkronisering för allt som körs.

Eftersom kolvmotorer inte längre används på de stora flygplanen är den bästa analogen de som fortfarande flyger på GA-flygplan. FAA-analys från de tjugo åren mellan '84 och '04 visar att endast 26% av olyckorna var mekaniska och av dem endast 11% var motsatta motorfel. Med andra ord luftfartstempelmotorer är faktiskt ganska tillförlitliga när de används ordentligt. Andra trendrapporter noterar att felet ofta är relaterat till missbruk av motorstyrsystemet . På 40-talet fanns det ingen FADEC, det kanske inte ens varit rev-limiters, operativa parametrar baserades på årtionden av data nästan ett århundrade.

...so unreliable on large aircraft, yet extremely reliable on small aircraft?

Kolvmotorerna på små flygplan är inte på något sätt nya Lycoming i bågskytten jag flyger är söt ungefär samma som vad det var när det kom ut 1955. Det är pålitligt eftersom vår bearbetning, gjutning, tillverkning och relaterade funktioner är bättre än de var 1955. Många människor flyger runt med fullständiga motorskärmar som är mycket mer än den enda tempometern som ursprungligen hade. Det kan hända att en extra 50 års utveckling på stora kolvmotorer skulle ha gjort dem lika pålitliga som deras GA-motsvarigheter.

Turbiner är inte utan deras problem heller .

En annan sak att tänka på är att en hel del hängarehögtalare (eller vad som är kvar från den tiden) av stor kolvmotorflygning har tunga militära rötter. Motortjänsten i fältet var bra men inte bra, och när tung daglig användning, levande eld, och inte alltid "av bokens" verksamhet står för en pålitlig operation, bör aldrig förväntas. Detta har lett till många butiker med misslyckade motorer, glidande hem (eller i ett fält) etc. Detta bidrog till att bränna tvillingmarknaden under lång tid och hjälpte till att skapa uppfattningen att stora kolvmotorer var opålitliga.