Я новичок, который немного читал о реактивных двигателях и их экономике. В частности, мне было любопытно, что делает реактивные двигатели такими дорогими по сравнению с поршневыми двигателями.
Повторяющейся темой, которая поднималась снова и снова, были затраты на контроль качества и связанные с этим факторы, такие как ответственность за качество продукции. Реактивные двигатели спроектированы так, чтобы быть сверхнадежными в условиях высоких нагрузок, и понятно, что это резко увеличивает стоимость производства и проектирования.
Однако что не имеет смысла, так это то, почему эти стандарты повсеместно высоки, даже в случае реактивных самолетов на многомоторных кораблях с резервированием. Казалось бы, вам определенно нужна надежность на одномоторном корабле, многомоторном, который не может летать, когда у него нет двигателя, или даже на двухмоторном корабле.
Но за такой четырехмоторный самолет, как Боинг-747, зачем столько платить за сверхнадежность? Боинг 747 может оставаться на крейсерской высоте только с двумя двигателями. Современные реактивные двигатели имеют частоту отказов около 0,01 на 1000 часов. Боинг 747 может использовать двигатели с частотой отказов 1 на 1000 часов и при этом обеспечивать тот же профиль безопасности, что и самолет с одним резервным двигателем. (Предполагая, что частота отказов двигателей независима)
Я полагаю, что упрощение процесса производства реактивных самолетов, обеспечивающее в 100 раз меньшую надежность, резко снизит затраты. Кажется, что мы могли бы производить очень дешевые четырехмоторные самолеты, допуская двигатели с высокой частотой отказов. Что мне здесь не хватает?
Стоимость реактивного двигателя в основном диктуется условиями эксплуатации: высокими температурами (иногда выше температуры плавления используемых металлов) и большими скоростями вращения. Это означает, что вам нужны высокоэффективные материалы даже для двигателя с низкой надежностью: если вы слишком ухудшите характеристики материала, он выйдет из строя при первом запуске.
Неудачи опасны. Выключение двигателя в полете — это одно, но у нас было несколько недавних аварий, когда куски металла на большой скорости попадали в крыло и фюзеляж.
Промышленность пошла другим путем: сделав двигатели более надежными, теперь можно построить дальнемагистральный авиалайнер, в котором используются только два двигателя вместо четырех, что снижает затраты на покупку, техническое обслуживание и топливо. Нет особого смысла создавать специальную производственную линию качества B для одного типа самолетов, которые все равно выводятся из эксплуатации.
Неудачи дорого обходятся. Отказ в полете означает вывод самолета из эксплуатации для устранения неисправности, что означает наличие дополнительного самолета в режиме ожидания для его замены.
Ваше предположение о том, что частоты отказов одинаковых двигателей в одинаковой эксплуатации независимы, вероятно, неверно. Если бы это было правдой, потребовалось бы много доказательств, и стоимость этого в конечном итоге увеличилась бы к стоимости двигателей. Выход из строя не случаен, а зависит от возраста/износа — классическая кривая ванны демонстрирует это. Затем увеличивается нагрузка на другие двигатели, если один или два выходят из строя, что увеличивает вероятность дополнительных отказов.
Вдобавок к этому подумайте о плохой прессе об авиакомпании, у которой продолжаются отказы двигателей. Даже если пассажиры этого рейса ничего не заметили, это заметят те, кто ждал, пока его починят, прежде чем они смогут взлететь. Последствия даже незначительной неисправности для авиакомпаний и аэропортов могут очень быстро дорого обойтись.
«Что мне здесь не хватает?» хороший вопрос. Стоимость производства - не единственная связанная с этим стоимость, как упоминается в других ответах. Другие расходы включают в себя:
Помимо всех очень веских причин в других ответах, одна из них, которая не была упомянута, заключается в том, что если вы увеличиваете частоту отказов в 100 раз, вы увеличиваете скорость замены двигателей в 100 раз.
На этом примере вы можете увидеть , как замена двигателя занимает несколько часов несколькими механиками со специальными инструментами.
Возьмем ваши цифры (я их не проверял), что реактивный двигатель выходит из строя примерно через 100 000 часов. Это больше, чем обычный срок службы большинства авиалайнеров. Теперь вы хотите парковать свой самолет, скажем, на 8 часов, не раз в 100 000, а раз в 1 000 часов. При обычном сроке службы в 100 000 часов теперь на замену двигателя приходится 800 часов простоя. Затраты авиакомпании на каждый день стоянки самолета огромны.
И тогда вам придется учитывать все перетасовки самолетов каждый раз, когда выходит из строя новый двигатель. И вы должны учитывать всю логистику, чтобы иметь в 100 раз больше двигателей для замены и в 100 раз больше экипажа. В конце концов, трудно думать, что будет какая-то экономия.
Авиалайнер обычно проводит в воздухе около 16 часов из каждых 24 часов в сутки... за всю свою жизнь . Каждая минута, которую авиалайнер проводит на земле, несет расходы, а не доход.
Отказ двигателя означает, что вам нужно вывести авиалайнер из эксплуатации, найти замену, чтобы занять его слот, и отправить неисправный самолет в мастерскую, чтобы установить новый двигатель. Это означает не только то, что ваш обычный самолет выходит из строя, вам также необходимо иметь запасные самолеты, чтобы занять их место.
Вот, кстати, почему энергия из возобновляемых источников не дешевеет, несмотря на то, что оборудование дешевеет . Ненадежная природа ветра и солнца означает, что вам 1) нужно иметь доступ к газу или другой ископаемой энергии, когда ветер стихнет, или у вас мало солнечной энергии 2) когда все работает нормально, у вас слишком много энергии и вам нужно — в крайнем случае — заплатите, чтобы избавиться от него.
В конце концов, гораздо выгоднее с экономической точки зрения иметь что-то немного более дорогое, но надежное и предсказуемое , в отличие от чего-то более дешевого, но ненадежного и случайного , нарушающего нормальную работу. Поддержание бесперебойной работы почти всегда предпочтительнее, чем случайные перерывы.
Один из способов взглянуть на текущие показатели надежности — это ETOPS. Авиалайнеры с двумя двигателями имеют лицензию на полеты по удаленным маршрутам в соответствии со стандартами ETOPS. Это определяет, сколько минут от отклоняющегося аэропорта они могут лететь, и это основано на процентной вероятности того, что у них будет останов двигателя в полете через 1000 часов полета. Им необходимо добиться:
5% за 1000 моточасов для EDTO 120 минут.
2% за 1000 моточасов для EDTO 180 минут.
1% за 1000 моточасов для EDTO свыше 180 минут.
Теперь большинство авиалайнеров не соответствуют этим стандартам, и они не требуются для четырехмоторных самолетов (которые, как я полагаю, имеют другие стандарты), но для этого анализа давайте предположим, что двигатели 747 имеют 5%.
Ориентировочный диапазон цен на реактивные двигатели для коммерческих авиалайнеров составляет от 12 до 35 миллионов долларов , 747, очевидно, оснащен двигателями из верхней части шкалы, поэтому давайте предположим 120 миллионов долларов за комплект из четырех. При сроке службы 20 лет это составляет 6 миллионов долларов амортизации в год.
Теперь наша новая компания по производству двигателей (SuperCheapTurbines!, Inc.) представляет наши супер-пупер недорогие двигатели, которые обеспечивают такую же производительность, как двигатели стоимостью 30 миллионов долларов всего за 1,5 миллиона долларов каждый. Единственный компромисс заключается в том, что они в среднем выходят из строя каждые 1000 часов вместо 20 000 часов, но авиакомпания сэкономит 5,7 миллиона долларов в год на амортизации. Примечание. Я использую в 20 раз более дешевый и в 20 раз более высокий процент отказов для более реалистичного сравнения.
Итак, сколько мы продаем, и мы решаем немедленно выйти на биржу или продать Боингу за миллиарды? Ответ - нет, нет и нет. Каждая авиакомпания отказывается от наших двигателей, потому что парадоксальным образом они говорят, что они слишком дороги!
Подумайте о том, как используется этот 747. Предположим, что это в среднем 12 часов полета в день, и, как правило, для одного дальнего рейса со средним числом пассажиров 300 с доходом 500 долларов США каждый . Таким образом, он приносит 150 000 долларов дохода за рейс в день или более 50 миллионов долларов в год. Когда он летал с дорогими двигателями, частота их отказов означала, что двигатель отключался в полете примерно раз в 400 дней.
Но с нашими двигателями выход из строя примерно в 10% случаев каждые 100 часов, а учитывая, что их четыре, у 747 будет 35% вероятность остановки двигателя каждые 100 часов. Вот в чем проблема, хотя часто авиакомпании могут по своему усмотрению продолжать полет с одним из двигателей на четырехмоторном авиалайнере, учитывая огромную надежность существующих двигателей, это все еще опасная ситуация. Если выйдет из строя еще один двигатель, это станет полномасштабной аварийной ситуацией, но для 5% двигателей второй отказ двигателя можно ожидать только один раз на каждые 1000–2000 отказов одного двигателя.
Но, учитывая, насколько ненадежны наши двигатели, практически нет шансов, что регулирующие органы и авиакомпании разрешат продолжать полет только с тремя работающими двигателями, они пометят это как чрезвычайную ситуацию, требующую немедленного прекращения полета. Если один из наших двигателей выйдет из строя, вероятность того, что второй двигатель выйдет из строя в том же полете, составляет примерно 1 из 60. Таким образом, каждый двигатель для 747 оснащен SuperCheapTurbines! скорее всего прерванный рейс.
И у нас будет много отмененных рейсов. Супердешевые турбины! Оборудованные 747-е будут в среднем отказываться от двигателя каждые 300 часов или раз в 25 дней, что будет стоить более 2 миллионов долларов упущенной выгоды в год и еще миллионы долларов за счет замены двигателей. И это только начало, каждое прерывание создает огромное количество дополнительных затрат:
Ремонт двигателя.
Ношу более дорогие резервные 747-е.
Низкие тарифы из-за ужасной надежности авиакомпаний.
А иногда ситуация с отказом двигателя перерастает в тройной отказ двигателя или другую аварийную ситуацию, в результате чего самолет с экипажем и пассажирами теряется, а авиакомпания обходится в сотни миллионов долларов в связи с расчетами и заменой самолета. А дальше в репутации.
По сути, именно поэтому авиаперевозки так сильно продвинулись вперед по сравнению с пропеллерными днями. В то время для безопасного полета на большие расстояния конструкторы добавляли больше двигателей, но чем больше двигателей они добавляли, тем более вероятной становилась ситуация отказа двигателя или, что еще хуже, возгорания двигателя. Мощные и надежные реактивные двигатели позволили авиакомпаниям почти полностью перейти на двухреактивные самолеты, которые математически имеют гораздо меньше случаев отказа двигателя, чем авиалайнеры с тремя и четырьмя реактивными двигателями, что означает, что они могут безопасно летать на большие расстояния даже над водой.
Примечание. Я пропустил здесь некоторые вещи, в том числе обычные затраты на техническое обслуживание, которые, как я полагаю, аналогичны, и более высокие процентные ставки для финансирования более дорогих двигателей, потому что я не думаю, что они сильно меняются в математике.
В этом есть несколько неправильных вещей:
Ненадежный двигатель потребует большего обслуживания, что очень дорого и почти наверняка сведет на нет любую экономию в течение срока действия программы.
Дешевый, ненадежный двигатель, вероятно, также не такой экономичный, поэтому стоит больше топлива.
Как отметил Терри (бывший пилот Боинг-747) в комментариях, ваше предположение о том, что Боинг-747 может поддерживать крейсерскую высоту на двух двигателях, неверно (или действительно близко к правильному). С двумя двигателями ему пришлось бы лететь намного ниже, что означает большее сопротивление, что означает больший расход топлива и меньший запас хода. Если двигатель выйдет из строя, самолету все равно придется отклоняться, что также означает большие дополнительные расходы для авиакомпании и множество обезумевших пассажиров, застрявших где-то в Канаде, пока не будет отправлен новый самолет.
Реклама. «Наши двигатели взрываются в 100 раз чаще, чем у наших конкурентов», вероятно, неэффективный рекламный слоган.
Таким образом, в целом это будет ложной экономией и, вероятно, в конечном итоге будет стоить дороже.
Пингвин
Тодд Уилкокс
Флинн
джин
Терри
1000 тенге
Вилле Ниеми
бта
Си Джей Деннис
m.мобильные адреса при размещении ссылок. Сайты будут перенаправлять мобильные, но не настольные компьютеры на соответствующие версии.ПрограммированиеLlama
пользователь207421
смки
взломщик