Сколько стоит спроектировать крыло реактивного лайнера?

Стоимость проектирования совершенно нового крыла для реактивного лайнера по сравнению с модификацией существующего — с изменением производственной линии или без него — как она оценивается?

Связанные вопросы, которые приходят на ум: Существуют ли различные методы? Влияют ли на стоимость крейсерская скорость (стоимость аэродинамической трубы) и взлетно-посадочная полоса (размер)?

Контекст для предотвращения проблемы XY:

MD-11 использует крыло DC-10, чтобы снизить стоимость единицы продукции; некачественная начальная производительность

Выступая перед Flight в 1987 году, Гэри Смайт, главный инженер-заказчик MD-11/DC-10, рассказал о причине минимальных изменений в крыле MD-11 по сравнению с DC-10.

Выбор крыла совершенно новой конструкции «добавит 10 миллионов долларов за копию к цене MD-11». Такой образ действий разрушит весь подход Дугласа к «низкой совокупной стоимости владения».

Учитывая, что они прогнозировали 300 продаж, это означает, что дизайн (и производственные изменения) стоил бы 3 миллиарда долларов ( 6,5 миллиарда долларов в 2017 году). На раннем этапе MD-11 имел низкие характеристики для тихоокеанского рынка, и это было одной из причин, объясняющих его низкие продажи.

МД-90 использует крыло МД-80; некачественная производительность; ревинг объявлен слишком поздно

То же самое произошло и с МД-90 с его крылом МД-80. Из-за этого, а также несмотря на более чистое крыло той же площади, те же двигатели (V2500) и примерно те же сиденья, что и у А320, он не мог достичь трансконтинентальной дальности (как для США, так и для Европы) и имел более длинные разбеги.

В Фарнборо в 1996 году было объявлено о дорогостоящем переоборудовании крыла, но оно ожидало «санкционирования». О предполагаемой стоимости речи не идет.

«Это будет совершенно новое крыло, а не переработанная версия существующего», — говорит президент подразделения Douglas Aircraft компании MDC Майк Сирс. Нынешняя конструкция крыла является модификацией крыла МД-80. Дальность действия MD-90 ограничена внутриконтинентальными операциями в США ( Flight, 1996).

Всего через несколько месяцев Boeing объединился с MDC.

введите описание изображения здесь
(Собственная работа через boeing.com и airbus.com) Сравнение крыла и формы в плане MD-90 и A320. Обратите внимание, что MD-90 на одно сиденье уже.

Похоже, что у MD-90 площадь смачиваемой поверхности намного больше, чем у A320 (судя по вашему красивому графику), что указывает на гораздо большее сопротивление.

Ответы (2)

Это то, что я смог найти, но, возможно, есть и другие методы.

Исследование Массачусетского технологического института 2002 года [1] выявило корреляцию между весом и стоимостью на основе общедоступных данных. Единовременные затраты (на разработку) крыла подразделяются на:

  • инженерия
  • машиностроение (ME)
  • конструкция инструмента
  • изготовление инструмента
  • поддерживать

Разработка крыла (с чистого листа) стоит 7093 доллара за фунт . Общая стоимость крыла составляет 17 731 доллар (за фунт). Если это не проект с чистого листа, скажем, в примере с DC-10 / MD-11, то это 20% разработки, 5% проектирования/изготовления инструмента и 50% ME и поддержки.

Применение к МД-11 и МД-90

Самый тяжелый (OEW) MD-11 весит 291 120 фунтов. С учетом 23% крыла, основанного на исследованиях, и с учетом инфляции (с 2000 года), общая стоимость разработки составила бы 783 миллиона долларов (в 1987 году). крыло будто МДК пошло с новой конструкцией.

MDC потратил меньше, чем на всю «инженерию, инструменты и летные испытания», крутые 700 миллионов долларов. Плюс «2,5 миллиарда долларов запасов для начального производства». ( Latimes.com , 1990)

Основываясь на этом методе, стоимость модернизации крыла MD-90 (полная стоимость, а не только инженерная) составляет 328 миллионов долларов (в долларах 1996 года).

Инжиниринг МНЕ Дизайн инструмента Мастерская инструментов Поддерживать Итоги
40,0% 10,0% 10,5% 34,8% 4,7% 100,0%
Крыло $ 7093 1773 долл. США $ 1862 6 171 $ $ 833 17 731 $
Оперение 20 862 долл. США 5 216 долларов США 5476 долларов США 18 150 долларов США 2451 $ 52 156 долларов США
Фюзеляж 12 837 долларов США 3209 долларов США 3370 долларов США 11 169 долларов США 1508 долларов США 32 093 долл. США
Шасси $ 999 250 долларов $ 262 $ 869 117 долларов 2499 долларов США
Установленные двигатели 3477 долларов США $ 869 $ 913 3025 долларов США $ 408 8 691 долл. США
Системы 13 723 долл. США $ 3431 $ 3602 11 939 долларов США 1612 долларов США 34 307 долларов США
Полезная нагрузка 4305 долларов США 1076 долларов США 1130 долларов США 3746 долларов США $ 506 10 763 долл. США

Глядя на то, как в приведенной выше таблице показано, насколько дорогими являются оперение и системы, а также с учетом основных изменений, внесенных в эти области на MD-11, можно понять, почему они пошли таким путем.

(Относительно комментария о весе композитов по сравнению с металлами: композитный авиалайнер, как правило, не легче .)

1: Маркиш, Джейкоб. Методы оценки для разработки программ коммерческих самолетов . Дисс. Массачусетский технологический институт, 2002 г.

Дизайн нового крыла требует много шагов:

  1. Конструктивное решение крыла. Эта задача выполняется в человеко-часах, что обычно зависит от веса крыла. Хотя на первом этапе вес крыла неизвестен, но можно сделать первоначальное предположение из прошлого опыта или других самолетов. в части VIII книги по проектированию Рокама, основанной на программах проектирования самолетов, предусмотрена функция расчета человеко-часов по сравнению с весом. Эта оценка также связана с крейсерской скоростью и массой самолета.

  2. Структурные испытания: Крыло должно быть испытано на самые критические полетные и наземные нагрузки. Наиболее критические случаи полетной нагрузки включают маневр почти 2,5 г при максимальном весе без топлива (MZFW).

  3. Испытание в аэродинамической трубе: Крыло должно быть испытано на работу на малых скоростях (высокая подъемная сила) и на высокой скорости (крейсерская). если крейсерская скорость находится в околозвуковом режиме, требуются специальные аэродинамические трубы с более высокой стоимостью часа испытаний.

В книге Роскама приводится первоначальная оценка стоимости испытаний самолета.

Сколько стоит спроектировать крыло реактивного лайнера?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v