Fire -motorers jetfly - Four-engined jet aircraft
En fire-motors jet , noen ganger kalt en quadjet , er et jetfly drevet av fire motorer . Tilstedeværelsen av fire motorer gir økt kraft, slik at slike fly kan brukes som passasjerfly , frakteskip og militære fly . Mange av de første spesialbygde jetflyene hadde fire motorer, blant dem står De Havilland Comet , verdens første kommersielle jetfly. I tiårene etter introduksjonen har bruken gradvis avtatt på grunn av en rekke faktorer, inkludert godkjenning av tomotorede jetfly for å fly lenger fra avledningsflyplasser og økt vekt på drivstoffeffektivitet .
Design
Podede motorer
Motorene til et firemotorig fly er oftest funnet i belger som henger fra pyloner under vingene. Dette kan observeres i Airbus A340 , Airbus A380 og Boeing 747 . Mange militære luftløfter har også denne designen, inkludert Antonov An-124 , Boeing C-17 Globemaster og Lockheed C-5 Galaxy . På dette stedet kan motorene fungere som en avlastende last og redusere vingens strukturelle vekt med 15%. De er også på et mer tilgjengelig sted for vedlikehold eller utskifting. Imidlertid inkluderer ulempene en høyere risiko for at motorene får i seg fremmede gjenstander ettersom de har lavere bakkeklaring og et større gjevende øyeblikk under motorfeil . Det supersoniske passasjerflyet Concorde hadde motorene montert i rektangulære belger som var i samsvar med undersiden av vingen, uten pyloner. Utelatelse av pyloner reduserer motstand og eliminerer risikoen for at de blir overbelastet.
De fire poddede motorene kan også festes til den bakre flykroppen , noe som krever en T-hale . Dette reduserer kabinstøy og frigjør mer plass på vingene for høytløftende enheter og drivstofflagring. Luftstrømmen over vingene er også uforstyrret på grunn av fravær av pyloner. De bakmonterte motorene forskyver imidlertid tyngdepunktet akterover, og er plassert lenger fra drivstofftilførselen. Den ILJUSJIN IL-62 og Vickers VC10 begge har sine fire motorer montert i denne konfigurasjonen.
Nedgravde motorer
Jetfly kan også utformes med motorer begravet i flykonstruksjonen. De Havilland Comet innlemmet fire turbojeter begravet inne i vingrøttene , det vanligste stedet for nedgravde motorer. Dette designet reduserer både motstand og risiko for inntak av fremmedlegemer, men øker vanskeligheten med vedlikehold og kompliserer vingestrukturen. Den Northrop Grumman B-2 Spirit stealth strategisk bomber har alle fire turbofans begravet innenfor sin vinge (som en flygende vinge , er den venstre strukturelle hovedkomponenten). Dette reduserer varmesignaturen til motorene ved å skjule viftene og minimere eksos signaturen.
Fordeler og ulemper
Fordeler
En stor fordel med å ha fire motorer er redundansen som tilbys, noe som fører til økt sikkerhet. En enkelt motorfeil er mye mindre signifikant ettersom de tre gjenværende motorene vanligvis kan gi tilstrekkelig kraft til å nå en avledningsflyplass eller fortsette reisen, avhengig av faktorer som alvorlighetsgraden av funksjonsfeil, høyde, drivstoffbelastning og værforhold. Med den økte påliteligheten til jetmotorer kan motorfeilfrekvensen være så lav som 0,01 stopp i flyet per 1000 motortimer, noe som reduserer betydningen av denne fordelen.
Under en enkeltmotorsvikt er mengden effekt som går tapt med fire motorer proporsjonalt lavere enn tre eller to motorer. Dette er fordi tre av de fire motorene fremdeles vil fungere, noe som utgjør en reduksjon i skyvekraften på 25%, mot 33% for trijets og 50% for twinjets . Dette kan observeres i følgende eksempel som involverer Boeing 747-400 quadjet, McDonnell Douglas MD-11 trijet og Boeing 767-300ER twinjet. Med alle motorer i drift med maksimal startvekt , har alle tre flyene kraft -til -vekt -forhold på omtrent 1 til 3,4. Etter feil på en motor, faller effekt / vekt-forholdet til 1 til 4,7 ( 747-400 ), 1 til 5,5 ( MD-11 ) og 1 til 6,6 ( 767-300ER ). The Boeing 747-400 opplever minst degradering i ytelse, noe som gjør det tryggere under et motorhavari.
Å montere et fly med fire motorer øker også effekten, noe som gir flere passasjerer, tyngre nyttelast og økt ytelse. Dette var spesielt viktig for tidlige jetfly, ettersom jetmotorer på den tiden produserte mindre skyvekraft. The Pratt & Whitney JT3D fra 1958 hadde et fremstøt produksjon på 76 kilonewton (17000 lbf ), mens moderne motorer som General Electric GE90 kan produsere over 440 kilonewton (100 000 lbf) skyvekraft, noe som gjør denne fordelen mindre viktig i dag som større passasjerfly ikke lenger trenger nødvendigvis fire motorer.
De største flymotorene med fire motorer kjennetegnes med de høyeste passasjerkapasitetene - Airbus A380 kan bære opptil 853 passasjerer i en enkelt klasseoppsett. Dette gjør at de kan tilfredsstille etterspørselen på ekstremt travle ruter, og når de blir fylt med passasjerer for å fordele kostnadene, kan de være svært lønnsomme.
Ulemper
Fire mindre motorer bruker mer drivstoff enn to større, noe som øker driftskostnadene. Spesielt bruker Boeing 747 quadjet 2,5 liter mer drivstoff per kilo nyttelast sammenlignet med Boeing 787 twinjet. Med flybrensel en stor del av de totale kostnadene, gjør dette quadjets mindre attraktive for flyselskaper, og mange retter oppmerksomheten mot mer effektive flytyper.
Fire motorer medfører også høyere vedlikeholdskostnader, siden hver enkelt må gjennomgå regelmessige inspeksjoner og service. Omtrent halvparten av flyvedlikeholdskostnadene kommer fra rutinemessig vedlikehold av motorer, så tilleggsutgiften ved å vedlikeholde fire motorer er betydelig.
Evnen til et veldig stort fly til å frakte et like stort antall passasjerer kan være en ulempe når setene ikke er fylt. Dette er en trend som vokser frem, spesielt fordi flybransjen har gått over fra en modell med eiker-nav til en punkt-til-punkt- modell. I modellen med eiker-nav flyttes passasjerer fra mindre ytterpunkter og konsentreres på store knutepunkter. Dette introduserer et behov for fly med høy kapasitet. Motsatt, punkt-til-punkt-modellen transporterer passasjerer direkte fra opprinnelse til destinasjon, spreder dem ut over forskjellige ruter og krever færre seter på serviceflyet. Spesielt med det siste utseendet til lavprisselskaper som driver mange punkt-til-punkt-flyreiser, er det vanskeligere å fylle setene til de største flyene. Av denne grunn domineres de brede kroppsflåtene til disse flyselskapene av lavere kapasitet, langdistanse twinjets som A330 og 787 .
Historie
Tidlig historie
Før jetalderen ble flyene drevet av stempelmotorer . Motorsvikt var relativt vanlig, så det var viktig å tilby redundans med fire motorer for langdistansefly. Dette behovet strekker seg inn i begynnelsen av jetalderen, og kombinert med den begrensede skyvekraften som er tilgjengelig fra tidlige jetmotorer , var det mest praktisk å designe store jetfly med fire motorer. Det første kommersielle jetflyet var De Havilland Comet med fire motorer , som først fløy i 1949. På grunn av en rekke dødelige ulykker i metall mellom 1953 og 1954 ble Comet imidlertid jordet. Dette ødela ryktet sterkt, og det var de senere flyene som virkelig hadde nytte av de påfølgende forbedringene. I 1958 introduserte Boeing 707 og et år senere rullet Douglas ut DC-8 , begge typene også med fire motorer. Begge var veldig vellykkede, og spesielt 707 er kreditert for å fremme Jet Age. De store flyene blomstret i løpet av denne perioden, og opererte ofte både på innenlandske og internasjonale ruter.
Senere tiår og gradvis tilbakegang
På 1960 -tallet ble det tydelig at det å ha fire motorer reduserte drivstoffeffektiviteten. Dette var ikke et problem for langdistanseruter som fraktet 300 eller flere passasjerer i 8 til 12 timer, noe som åpnet for et høyt forhold mellom kostnad og passasjer-mil. På den annen side var de store firemotortypene mindre egnet for hyppige kortreistjenester, som krevde flere start og landinger daglig, og kostet mer drivstoff mens de vanligvis også fraktet færre passasjerer per flytur. Dette førte til utvikling av store trijets og twinjets . På grunn av begrensninger i motorteknologi var twinjets i denne epoken små og hadde relativt kort rekkevidde. Den FAA 60-minutters regelen også forhindret dem fra å fly lenger enn 60 minutter unna avledning flyplasser på grunn av deres lavere motor redundans. Trijets representerte et kompromiss mellom drivstoffeffektivitet og redundans. I 1969 lanserte Boeing 747 . Kallenavnet "Jumbo Jet", det var det første bredformede flyet som var i stand til å frakte betydelig flere passasjerer enn noen andre fly. Kapasiteten og ytelsen var uovertruffen, selv etter lanseringen av trijet-konkurranse med bred kropp i form av McDonnell Douglas DC-10 og Lockheed L-1011 TriStar .
Innenfor sin egen kategori i kommersiell luftfart, den supersoniske passasjerfly Concorde begynte tjenesten i 1976. Dens fire Rolls Royce / Snecma Olympus 593 turbojets tillatt det å cruise på det dobbelte av lydens hastighet. På begynnelsen ble det sett på som fremtiden for lufttransport. På grunn av høye driftskostnader og støyproblemer oppnådde imidlertid Concorde aldri det forventede suksessnivået.
På 1980 -tallet gjorde den økte påliteligheten og tilgjengelige kraften til jetmotorer det mulig for twinjets å fly trygt på en motor. Dette førte til introduksjonen av ETOPS- karakterer for twinjets, slik at de kunne omgå 60-minutters regelen og fly på transoceaniske ruter som tidligere var betjent av firemotorer. Fordelen med redundans fra fire motorer var ikke lenger nødvendig, og de kunne ikke lenger konkurrere med lavere drivstofforbruk og vedlikeholdskostnader for twinjets med motorer med høyere effekt. Alle unntatt de største firemotortypene, for eksempel Boeing 747, ble uøkonomiske, og dette førte til pensjonering av de eldre 707- og DC-8- flåtene.
En ny bølge med fire-motorers design med enda høyere kapasitet kom da Boeing lanserte 747-400 i 1989 og Airbus lanserte A340 i 1993. Begge hadde høy kapasitet (over 300 passasjerer) og lang rekkevidde, en kombinasjon som fremdeles var uovertruffen av tvillinger kl. tiden, og så var kommersielt vellykket.
Da BAe 146 ble introdusert i 1983, var det uvanlig fordi det var et firemotors regionalt fly med kort rekkevidde . Designet muliggjorde til slutt roligere drift og korte start- og landingsmuligheter .
Den siste store fordelen med fire motorer, deres potensial for svært store kapasiteter, ble mye mindre signifikant da Boeing 777 med to motorer ble introdusert i 1995. Den opprinnelige 777-200 kunne plass til opptil 300 passasjerer, en betydelig økning på eksisterende twinjets som som 767 , som vanligvis bare kunne plassere 200-300 passasjerer. Den påfølgende utviklingen av 777-300ER presset passasjerkapasiteten til i underkant av 400, nærmet seg 747 og erstattet A340 , samtidig som den var mer effektiv og medførte lavere vedlikeholdskostnader for motoren. Den Airbus A330 tvilling gjennomgikk en lignende utvikling, som kulminerte med 330-seters A330-300 .
På begynnelsen av 2000 -tallet var den eneste gjenværende fordelen med de største typene deres evne til å frakte flere passasjerer enn de største tvillingflyene. I årene etter angrepene 11. september økte økningen i drivstoffpriser og nedgangen i luftfartsindustrien behovet for å minimere driftskostnader og utgifter. Produksjonen av 747-400 passasjervarianten opphørte i 2005, og leveransene av A340 falt til 11 per år, ettersom de møtte konkurranse fra mer effektive og sammenlignbart dyktige twinjets.
Nåværende status
.jpg)
Bruken av fire motorer ble forsterket i 2005 da Airbus introduserte A380 , for tiden verdens største passasjerfly. Den ble designet for ruter med ekstremt høy etterspørsel, vanligvis plass til 575 passasjerer i to dekk i full lengde. Imidlertid har Airbus fra 2018 bare oppfylt en fjerdedel av det opprinnelige anslåtte tallet på 1200 salg over to tiår. Dette kan tilskrives en moderne trend mot punkt-til-punkt-reise ved bruk av mindre, men svært effektive twinjets som Airbus A350 og Boeing 787 , i motsetning til en eiker-hub- modell som favoriserer massive fly som A380. Den største operatøren av A380, Emirates , tjener på flåten sin fordi hovednavnet ligger på Dubai internasjonale lufthavn , hvor mange langdistanseruter har sine mellomlandinger. Dette gjør det lettere for Emirates å fylle setene på A380 -ene. Som den største operatøren av A380 har Emirates flere ganger bestilt ytterligere A380 fra Airbus for å øke sin eksisterende flåte. Fra desember 2018 ble den siste ordren bekreftet i januar 2018.
.jpg)
Etter hvert som motorkraften fortsatte å vokse og kapasitetskravene minket, spiste twinjet -fly som Boeing 787 Dreamliner og Airbus A350 XWB seg inn på markedene som tradisjonelt krevde fire motorer.
Som svar på A380 introduserte Boeing 747-8 i 2011 som en etterfølger til 747-400. 747-8I-passasjervarianten har bare mottatt 50 bestillinger fra 2018, mens 747-8F-fraktvarianten har vært mer vellykket med over 100 ordrer. Fra og med 2018 er 747-8F uten sidestykke i rekkevidde og nyttelast, noe som gjør den til et alternativ for lastebærere.
Typer som er i produksjon nå
Flyselskaper
- Boeing 747-8
- Ilyushin Il-96 (begrenset)