Недостаточная тяга (т.е. слишком много двигателей)

Взяв самый легкий широкофюзеляжный самолет Airbus A310-200 , его MTOW (максимальная взлетная масса) составляет 144–164 тонны, что в два раза больше, чем у Boeing 737NG ( 65–85 тонн). Эквивалентом 737 по максимальной взлетной массе в винтовом мире является C-130 при массе 70 тонн, и ему нужно 4 винта.

Итак, мы смотрим на 8 винтов для широкофюзеляжного самолета размером с A310 или на 4 винта противоположного вращения, что в любом случае уже слишком много для авиакомпаний.

В комментарии утверждается, что турбовинтовой двигатель может быть сконструирован настолько большим, насколько это необходимо, но чего не хватает, так это того, что чем больше крутящий момент, тем больше требуется лопастей, что, по сути, превратит винт в вентилятор. Соответствующий пост: « Чем вентилятор отличается от пропеллера? » ', где Петер Кемпф сравнивает нагрузку на диск пропеллеров и вентиляторов.

• Пропеллеры C-130 Hercules: 259,25 кВт/м².
• ТРДД на малом BAe 146: 4254,35 кВт/м²

Воздушные винты, приводимые в движение поршневыми двигателями , являются наиболее эффективными , за ними следуют турбовинтовые двигатели, но они не имеют тяги реактивных двигателей. Попробуйте представить, сколько пропеллеров потребуется, чтобы поднять Boeing 747. В пригородных/региональных перевозках на 100 пассажиров турбовинтовые двигатели имеют большую эффективность, но они больше, и выигрывает меньшее количество двигателей.

На бумаге все возможно, вопрос в том, чтобы сделать гражданский продукт, имеет смысл в данном случае количество двигателей. (Авиакомпании заботятся о прибыли, а не военные.)

Больше деталей — выше стоимость обслуживания. Некоторые цифры для турбовинтовых двигателей приведены в этой таблице AOPA за октябрь 2016 г. (переменные затраты, включая техническое обслуживание):

• 4-х местный одноместный турбовинтовой — $ 535,84 в час ( Piper M600 )
• 9-местный одноместный турбовинтовой — $ 508,73 в час ( Cessna 208 Caravan )
• 8-местный турбовинтовой двигатель стоит 1194,69 долларов в час ( Beechcraft King Air 350i )

Таким образом, мощность мало влияет на переменную стоимость, в отличие от количества двигателей.

Экономия топлива (бомбардировщик против авиалайнера)

Назовем количество двигателей/гребных винтов/деталей буквой «А», а экономию топлива буквой «В». Для авиакомпаний «А» перевешивает, когда количество двигателей превышает 2, т. е. гражданские ТРД имеют региональный размер.

Сравнивая 4x крайних турбовинтовых двигателя с встречно вращающимися винтами (всего 8 винтов, как на Ан-22 , который был предложен в комментарии), скажем, 2x реактивными двигателями GE CF6 (как на самом легком широкофюзеляжном авиалайнере), когда речь идет только о «Б», это другой вопрос, требующий контекста:

Причина, по которой « Медведь» оснащен турбовинтовым двигателем (тот же двигатель, что и у вышеупомянутого Ан-22), заключается в том, что это дальний бомбардировщик с возможностью барражирования, а не широкофюзеляжный авиалайнер ближнего действия, как просили. Турбовинтовой также рассматривался для B-52.

Отвечая на другие комментарии:

A400M был предложен как самолет, который делает это возможным, но это не так. Его взлетная масса минус OEW минус топливо составляет 15 тонн или 115 человек + багаж и без груза. Также обратите внимание, что его внутренняя ширина составляет всего 4 м , что уже, чем у самого узкого широкофюзеляжного 767 с его шириной 4,72 м. Это подтверждается его максимальной вместимостью 116 человек, поскольку большая часть его длины предназначена для размещения пандуса.

Игнорируя все это, у него все еще есть 2 двигателя, без которых авиакомпании могут обойтись.

грузовой отсек: ширина 4,00 м x высота 3,85 м x длина 17,71 м

( wikimedia.org )

Комментарий о том, что С-130 уже широк, это не так. Его внутренняя ширина составляет всего 3,02 м . Для сравнения, Боинг 737 имеет длину 3,54 м. А широкофюзеляжные модели начинаются с 4,72 м, что позволяет использовать конфигурацию с двумя проходами (2 + 3 + 2), что на одно место больше, чем у однопроходного 737 с 6 рядами.

Сделайте его легче (композиты): в истории авиалайнеров всякий раз, когда делались шаги в сторону более легких материалов, крылья делались больше для большей эффективности, как и кабина, потому что авиакомпании хотят больше пассажиров при той же взлетной массе, иначе они не могут. т оставаться на плаву. Ярким примером является Боинг 787, в нем используются более легкие материалы, и он оказался тяжелее, чем самолет, который он заменил , потому что его эффективность частично обусловлена ​​большими крыльями.

Что касается шума, военные турбовинтовые самолеты (и реактивные) очень шумные, но когда дело доходит до пассажирских перевозок, турбовинтовые самолеты не уступают реактивным. В этом исследовании , например, сравнивался уровень шума в кабинах (одна из самых громких частей самолета) самолетов аналогичного размера (A319 и Dash 8), и турбовинтовой двигатель был самым тихим.

Шум и недостаточный спрос

Самолеты с винтовым двигателем имеют гораздо более громкие салоны, чем самолеты с турбовентиляторным двигателем. Шум винта является направленным, а пассажирская кабина, примыкающая к лопастям, является наиболее шумной. Измерение шума в кабине не является репрезентативным .

A400m имеет диаметр фюзеляжа, эквивалентный A330, и полную массу, аналогичную 767, вопреки заявлениям о ширине узкофюзеляжного салона, измеренной для размещения грузовиков высотой девять футов. Максимальный взлетный вес AN22 составляет 550 кг, что тяжелее любого A330. Оба они в настоящее время летают на турбовинтовых широкофюзеляжных самолетах ; ни один из них не может перевозить пассажиров без средств защиты органов слуха .

A400m требует шумоизоляции даже для достижения безопасного промышленного уровня звука, не говоря уже о том, что пассажир готов вынести. AN22 невероятно громкий. Турбовинтовые самолеты ориентированы на короткие расстояния, так как пассажиры не выносят шума более часа-двух.

Любой самолет, разработанный для дальнемагистральных перевозок, должен быть тихим, и именно на это нацелены широкофюзеляжные самолеты. В тех немногих ситуациях, когда использование широкофюзеляжных самолетов для ближнемагистральных маршрутов экономически целесообразно (например, японский 747D), можно использовать бесшумные широкофюзеляжные самолеты с умеренными дополнительными затратами. И наоборот, широкофюзеляжный двигатель с винтовым двигателем нельзя было использовать на дальних рейсах с любой мыслимой современной технологией; пассажиры не могли этого вынести.

Рыночный спрос не оправдывает миллиардные затраты на разработку для создания широкофюзеляжных самолетов только на короткие расстояния, особенно с учетом доступности замены, которую в подавляющем большинстве предпочитают пассажиры.