Какой двигатель более эффективен между турбовинтовым и реактивным?

Краткий ответ на оба ваших вопроса: Да . Длинный ответ: это не так просто.

Показанный вами ATR 72 развивает максимальную скорость 276 узлов и дальность полета 1300 миль. Он может перевозить около 70 пассажиров.

В этом документе приводится подробное сравнение скоростей выгорания. Итак, мы видим, что ATR 72 сжигает около 810 литров в час (около 214 галлонов/час). Боинг 737-400 вмещает около 150 человек, имеет максимальную дальность полета около 2400 миль и крейсерскую скорость около 473 узлов (почти вдвое больше дальности полета и более чем в 1,5 раза больше скорости). Но скорость его горения составляет около 3000 литров в час (793 галлона).

Так это строгий компромисс? Скорость для эффективности? Ну, не совсем.

TAS - это истинная скорость полета . То есть the speed of the aircraft relative to the airmass in which it is flying. Однако уменьшение плотности (например, на больших высотах, воздух менее плотный) приведет к увеличению TAS . Таким образом, легче летать с той же истинной воздушной скоростью на больших высотах. Поскольку реактивные самолеты обычно используются в более длительных полетах (когда большая часть времени в воздухе проводится на большой крейсерской высоте), им нужно меньше работать, чтобы летать с той же скоростью, что и на высоте 10 000 футов ниже. Есть и другие причины, по которым реактивные самолеты более эффективны на больших высотах: они должны сочетать меньшее количество топлива с более разреженным воздухом, а сопротивление на больших высотах меньше.

Так почему же тогда винтовые самолеты не летают на больших высотах? Ну, отчасти это связано с тем, что турбовинтовые двигатели менее эффективны на более высоких скоростях и больших высотах, а реактивные ( ТРДД ) более эффективны в обоих случаях (очевидно, до определенного момента, но авиалайнеры не летают достаточно быстро или достаточно высоко, чтобы снова снизить их эффективность) .

Поскольку реактивные двигатели также могут создавать большую тягу, они лучше подходят для больших самолетов, которые используются для полетов на большие расстояния (например, если вы хотите винтовой самолет размером с Airbus A380, вам потребуется намного больше, чем 4 двигателя). . Таким образом, реактивные двигатели используются в ситуациях, когда они более экономичны, а винты — там, где они более экономичны.

В итоге:

Турбовинтовые характеристики

• Эффективен на низкой скорости, малой высоте
• Низкая тяга

Это приводит к тому, что самолеты меньшего размера летают по более коротким и медленным маршрутам, как вы заметили, поскольку им не нужно набирать высоту или летать быстро, чтобы добраться туда за разумное время. Кроме того, для этих коротких перелетов обычно требуется меньше пассажиров , или полет вторым рейсом лучше, чем необходимость в самолете гораздо большего размера.

Характеристики ТРДД

• Эффективен на высокой скорости, большой высоте
• Высокая тяга

Это приводит к тому, что более крупные самолеты летают по более длинным и быстрым маршрутам, как вы заметили, поскольку им нужно лететь выше и быстрее, чтобы добраться туда за разумное время. Кроме того, поскольку эти маршруты более «популярны», а летать так далеко стоит так дорого, имеет смысл посадить больше пассажиров в один самолет, чем в два.

В общем, авиакомпания не стала бы жертвовать топливом ради более быстрых рейсов , если бы это было единственным преимуществом , если только они не знали, что за более быстрый рейс может быть надбавка к цене (например, Concorde).

На коротких дистанциях турбовинтовые двигатели более экономичны, чем реактивные. На более длинных рейсах выигрывают реактивные (турбовентиляторные) двигатели.

Турбовентиляторные двигатели лучше всего работают на больших высотах. На средних и малых высотах турбовинтовые двигатели являются более эффективными двигателями. Поскольку все полеты начинаются и заканчиваются на малых высотах, крейсерский сегмент на большой высоте должен быть достаточно длинным, чтобы турбовентиляторный двигатель компенсировал его недостаток во время старта и посадки.

Точка безубыточности находится где-то между 300 и 500 НМ.

Самолеты действительно быстрее, но на коротких рейсах разница во времени незначительна. Большой процент времени проводится в аэропорту и на малой высоте, где скорость часто ограничена. Чем длиннее полет по расстоянию, фактор времени становится важным преимуществом для самолета. Мало того, что пассажирам нравится более короткий рейс, это также означает меньшие затраты для оператора, который платит пилотам и бортпроводникам почасово.