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  • 1 # 航小北的日常科普

    兩方面的原因:1,單個發動機的推力太低,不足以推動比較大的飛機;2,單個發動機的安全性不高,所以需要較多的發動機來保證飛行的安全。

    早期的民用航空發動機推力都不高,比如說如上圖所示的最經典的航空發動機CFM-56,其推力只有9-10噸左右,為了推動像波音747這樣的寬體客機【乘坐人數300-400人】,所以就必須要裝上4臺發動機,用兩臺發動機只能夠推動小一點的窄體客機【乘坐人數200人左右】。如下圖所示,就是寬體客機和窄體客機的差別。

    但是,早期大推力的發動機也不是沒有,比如說像俄羅斯的D-18T發動機【給安-225提供動力的發動機】,推力也可以達到23噸左右,所以單純從推力上說,用兩臺早期發動機驅動寬體客機也不是不可能。

    那麼為什麼早期的寬體客機還是用四臺發動機呢?答案就是出於安全性。

    我們知道,任何發動機都是有可能出問題的。如果是四臺發動機,壞了一臺之後,其他發動機只要提高30%的推力就可以接著飛,然後再找機場降落。但是如果只有兩臺發動機的時候,發動機就必須要提高100%的推力才能夠保持飛機繼續飛行。

    要知道,很多寬體客機都是要執行跨洋飛行任務的,茫茫大海之上,一臺發動機提高100%的推力根本就撐不下來。所以當時要求所有的跨洋客機必須要是四臺發動機。

    GE90的出現讓兩臺發動機的寬體客機成為可能。

    跨時代的飛機發動機GE90的推力可以達到30噸以上,推力最高的型號GE90-115B推力可以達到驚人的50噸【如下圖所示】。但是除了推力大之外,更難能可貴的是GE90極高的可靠性可以讓這臺發動機在最大推力狀態還能夠飛行超過兩個小時,這也就意味著一架雙發的飛機在一臺發動機失去動力之後還能夠正常飛行超過兩個小時,即便是在茫茫大海之上也足夠找到機場迫降了。

    所以對於現代的發動機而言,從推力和安全性兩個方面解決了原來發動機的問題,使得很多寬體飛機可以把發動機減到兩個。無論是從維護性還是節油上說,都是大大提高了這些客機的盈利能力。

    那麼為什麼我們現在還會看到四臺發動機的客機呢?

    我們之所以現在還會看到一些四發的飛機,一方面是老型號的飛機還沒有完全退役,比如說波音747這麼一款經典的四臺發動機的機型實在是太成熟了,所以至今還在執行之中;另一方面是因為有些飛機實在是太大了,比如說空中客車的A380,居然一架飛機的起飛重量超過了500噸【如下圖所示】,恐怕兩臺GE90也推不動。另外,一些較為成熟的中小型發動機價格低廉【比如說CFM系列的發動機】,所以用四臺發動機運營成本也貴不到哪裡去。

  • 2 # 驕然

    一架飛機用兩個發動機還是四個發動機?主要根據實際情況,飛機的大小不同,需要的推力也不一樣,同樣大小的發動機用四個就比用兩個推力大,這是不言而喻的道理,但同時用4個發動機肯定要比用兩個發動機費油,因此說飛機都儘量用雙發而不去用四發,比如一般的客機像空客320,330,波音737等等,都是用雙發以達到節約能源的目的,但是雙發的推力較小,所以對於一些大型客機還是採取四發配置,比如說空客a380,波音747

    另外客機用雙發還是四發,還要考慮一個安全問題,四。個發動機要比兩個發動機安全係數大,像一些國家元首乘坐的專機,一般都採用波音747,即便是用不了那麼大的飛機,主要是考慮一個安全性問題。

    作為民航客機,它必然要考慮一個運輸成本問題,因此說節能是一個硬指標,像現在新出的客機一般都採用雙發,哪怕是增大單個發動機的功率,也不願意採用四發,原因就在這裡。至於說飛行安全問題,主要是從技術角度入手,而不是讓效益讓位。

  • 3 # 裝備空間

    很簡單,當時的飛機動力系統不夠“給力”,這不僅是指發動機功率,也包括髮動機的安全性,所以為了滿足遠端跨越大洋飛行要求和客機大型化以降低單座成本的需要,就有了四發客機。比如說四發動機的典型代表“波音-747”,其載客量大、航程遠。在更長一段時間內,美國到澳洲航線只能用“波音747-400”直飛,倫敦到新加坡的航線也是如此。由波音747這款四發大型客機所代表的客機領域高階市場,在利潤和價值方面都是最高的。747系列給波音公司帶來的豐厚利潤,也是波音在737機型遭到空客A320巨大沖擊時,有條件採取低價策略抵抗“中短程、單走廊”客機市場窘境的根本保障。這也為後來,空客公司傾盡全力研製A380客機的主要原因之一。我們前文所述的內容,基本上都是基於民用航空發動機技術還不夠“強悍”的基礎上的。其實四發動機客機的前景,在航發技術迅速進步的當今時代,早已“暗淡無光”,這也為空客A380客機在商業上遭遇“滑鐵盧”,被迫早早的宣佈關閉生產線埋下了伏筆。

    雙發客機與四發客機的命運

    其實波音和空客的競爭,也在航發領域表現為美國和歐洲的“隱形對抗”。空客在窄體機市場對波音的攻勢,美國是不可能視而不見的,再親密的盟友在“真金白銀”面前,也是不堪一擊。要知道,美國的波音737系列曾是世界上最成功的機型,截止到2018年底已經累積交付超過10000架,待交付訂單約4500架,最終產量可能超過15000架,是不是覺得很多?

    如果沒有空客公司,波音737系列的最終訂單至少還要翻上一番。空客A320的生產時間比波音737要晚20多年,然而由於空客公司的針對性改進策略,A320以時間跨度折算的成功程度甚至超過了波音737。少生產了20年的空客A320系列客機,截止2018年底已經累積交付超過8000架,第二代的A320NEO已經有了超過6500架的訂單,根據後期可預計的訂單量,整個A320系列的最終訂貨量大機率會超過波音737。關鍵問題就來了,當空客公司在中短程、單走廊、雙發客機領域依靠A320打的波音節節敗退之際,當然又將目光瞄準了更為高階的、以波音747為代表的“遠端、雙走廊、寬體、四發動機”頂級市場,磨刀霍霍的大力投入空客A380的研製。

    美國作為軍民兩個航空領域裡的霸主,自然“臥榻之側、豈容他人酣睡”,仰賴發動機領域的優勢,美國先是“低調”的拓展了ETOPS邊界,而空客公司正沉浸在即將利用A380客機在高階市場打敗波音,複製A320成功的美夢中,並沒有意識到遊戲規則很快就將改變。

    ETOPS邊界擴充套件導致的“四發客機之死”

    ETOPS的意思是指“雙發延程飛行標準”,也就是一種保障雙發動機客機用於跨洋航線時的安全要求標準,這種標準主要得益於美國航空發動機的技術進步,波音777就是第一種符合ETOPS標準的雙發中遠端客機,四發動機客機時代將在美國不斷拓寬ETOPS邊界的條件下,很快失去生路。

    比如說一開始,ETOPS 120是指在雙發飛機在單發失效時,依靠一個發動機可以繼續安全飛行至少120分鐘,這就使雙發客機的航路選擇有了很大空間;緊接著,美國的發動機技術又滿足了ETOPS 180標準,單發依賴一個發動機可安全飛行至少180分鐘,這種安全標準已經使雙發飛機可以飛世界上95%左右的航線了,絕大多數航路的備有機場都很難約束雙發客機了;目前美國的雙發動機客機水準已經做到ETOPS 370,已經沒有航線時雙發機不能飛的啦。

    在ETOPS 120時代,飛躍北大西洋的美歐航線已經用不著四發客機了;緊接著,亞洲-北美的亞太航線,也用不著四發客機了;再然後美國到澳洲航線也淘汰了四發機;在ETOPS 330標準時,雙發機就可以執飛南太平洋航線。

    結果就是雙發的波音-777反手鎮壓了空客A340,而空客A380甫一出世就被波音-787吊打,四發客機的高油耗量、高後勤成本,已經變得不可接受。

    所以這個題目的問題,最根本的原因就是發動機技術,只有掌握了發動機的話語權,一切都不是問題。

  • 4 # 熊貓愛飛行

    大型噴氣式客機剛剛問世的時候,航空發動機製造技術還很不成熟,那時的飛機發動機無論是推力、油耗還是可靠性都遠遠不如今天的大涵道比渦扇發動機。因此為了能把龐大的飛機“推”上天,工程師們不得不給飛機裝四臺發動機,一方面也是為了增加飛機的安全冗餘度,這其中的代表有波音707、道格拉斯DC-8、德哈維蘭“彗星”客機等。

    (上圖為波音707客機)

    (上圖為DC-8客機)

    隨著發動機技術的日趨成熟,大涵道比渦扇發動機開始問世,推力以及可靠性都大幅提升。因此飛機開始變得不需要四臺發動機了,但是國際民航組織為了安全,制定了一個名為ETOPS的規則,對雙發飛機跨洋飛行做了限制,規定雙發飛機飛行航路中的任意一點,在不能超過最近的備降機場僅靠單發飛行一定的時間。因此為了規避這個ETOPS規則,某些飛機制造商仍舊給只需要雙發的機型上安裝了四臺發動機,這其中具代表性的機型就是空客A340。

    (上圖為空客A340)

    A340和A330是空客公司同期研發的兩款姊妹機型,兩者擁有高達85%的通用性。只不過為了規避ETOP執行規則,空客公司給A340多設計了兩臺發動機。後來,隨著發動機技術的日趨成熟以及燃油價格的高企,多出來了兩臺發動機對A340反而成了一種累贅,市場反應也恰恰證明了這一點。同為姊妹機型,A330成了航空市場的香餑餑總共賣出了超過1500架,而A340到了後來變得無人問津,最終在2011年宣佈停產。

    不過也有某些製造商為了規避ETOPS,給飛機設計了三臺發動機,也就是在尾翼上多裝一臺發動機,這其中最具代表性的是DC-10和MD-11了。不過據說安裝在尾翼的這臺發動機會影響飛行穩定性,因此三發飛機的安全性不如四發飛機。

    (DC-10客機)

    至於大名鼎鼎的波音747和空客A380,它們採用了四臺發動機,那是因為它們的體型太大了,大到了如果採用雙發方案,得需要兩臺遠比GE9X還大的渦扇發動機才行。因此就選用了四臺發動機的方案。但你要知道,比如空客A380,用了四臺發動機,每臺發動機的最大推力可以達到37噸,四臺發動機的總推力可以達到150噸!

    (上圖為波音747-8)

    (上圖為空客A380)

    不過如今的航空市場,像波音747和空客A380這樣的大傢伙,已經不吃香了。因為四發飛機就是一臺燒油機器,如果乘客裝不滿,妥妥的是要虧本的。因此航空公司更青睞體型稍小一點的但飛得遠的雙發飛機,比如波音787還有空客A350。這也難怪波音747和空客A380都最終要面臨停產的命運。將來的航空市場必定是雙發飛機當道的時代!

  • 5 # 航空筆記

    現在民航中四發飛機包括空客A340,A380,和波音747。

    其中A340已經停產。

    A380將於2021年空客完成訂單交付後停止生產此客機。

    而在2017年6月波音宣佈停產客運用的747-8,但將繼續生產貨運的747-8F及特殊型號(空軍一號)。747-400在使用中,也將陸續退役。

    至於這些飛機為什麼採用四個發動機呢?

    由於雙發延程飛行(ETOPS)的限制,上世紀的發動機還不能達到這個要求而進行遠端飛機的跨洋飛行,必須儘可能的靠近機場飛行,以防萬一哪個發動機出現故障能夠進行著陸。而四發飛機就不受ETOPS的限制,具有更大的安全性。

    而747和380 採用四發設計還和飛機自身有關係,它們太大了,必須採用4個發動機才能夠使最大起飛重量巨大的飛機飛上天。(A380最大起飛重量大約570噸,747-8最大起飛重量大約400噸)。

    而隨著科學技術的進步,飛機發動機的安全性和可靠性得到很大程度上的提高,發動機直徑越來越大,燃油經濟性越來越好,並且燃油價格不斷上升,雙發動機飛機在運營成本和燃油經濟性發面都有明顯的優勢。

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