Wann sind mehrere Hops effizienter als Single Leg?

Wenn die Gesamtstrecke lang genug ist, ist das Fliegen in mehreren Reisen treibstoffeffizienter. In dieser Antwort habe ich die Breguet-Gleichung verwendet, um den Kraftstoff zu berechnen, der erforderlich ist, um einen voll beladenen A320-200 über 2000 km und 5700 km zu fliegen. Die erste Fahrt benötigt 5 Tonnen Kraftstoff, die zweite 18,1 Tonnen. Das bedeutet, dass die längere Reise 27 % mehr Treibstoff pro Kilometer benötigt, weil mehr Treibstoff transportiert wird und das Flugzeug über den größten Teil der Reise schwerer ist.

Der Flug durch niedrigere, dichtere Luft ist jedoch weniger effizient in Bezug auf die geflogene Entfernung pro verbrannter Kraftstoffeinheit, daher müssen Sie ein Optimum zwischen dem Fliegen hauptsächlich in Bodennähe und dem Fliegen mit einem schwereren Flugzeug finden. Andererseits steigt das leichtere Flugzeug viel schneller, sodass die in niedriger Höhe verbrachte Zeit pro Steigsegment im Falle der gestuften Etappen geringer ist.

Wenn die Gesamtstrecke am Ende groß genug ist, um mehrere Sprünge zu ermöglichen, während nur ein Bruchteil der gesamten Flugzeit in geringerer Höhe verbracht wird, ist der Gesamttreibstoffverbrauch leicht geringer.

Im weitesten Sinne, wenn die Flugdistanz nahezu gleich der maximalen Reichweite des Flugzeugs ist, ist die Route mit kürzeren Abschnitten unter dem Gesichtspunkt der Treibstoffeinsparung vorzuziehen. Der Grund ist einfach: je mehr Treibstoff Sie transportieren, desto mehr Flugzeug haben Sie mehr Gewicht, was mehr Treibstoff erfordert.

Wenn alle anderen Dinge gleich sind, ist der beförderte Treibstoff Nutzlast – man kann es als das Flugzeug sehen, das zusätzliche Nutzlast trägt, oder als Treibstoff, der in die reguläre Nutzlast frisst. In jedem Fall wirkt sich der mitgeführte zusätzliche Treibstoff negativ auf die Treibstoffeffizienz des Flugzeugs aus.

• Gemäß diesem Dokument verbrennt die Nutzlast Kraftstoff mit einer Rate von 2,5-5 % ihres Gewichts an Kraftstoff pro Flugstunde. Für die längsten Nonstop-Strecken, die in Betrieb sind, beträgt die Fahrzeit mehr als 15 Stunden. Bei einem Wert von 3 % Kraftstoffverbrauch bedeutet dies, dass ein erheblicher Teil des Kraftstoffverbrauchs tatsächlich vom Kraftstoff selbst getragen wird. Dies ist ein erhebliches Problem, insbesondere wenn die Ölpreise hoch sind.

• Das erhöhte Startgewicht führt zu mehr Schubbedarf, TO-Länge und Zeit zum Steigen (oder wieder zu mehr Schub), was sich nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt und gleichzeitig den Triebwerkverschleiß erhöht.

• Es stimmt zwar, dass Langstreckenflüge mehr Zeit in Höhen mit weniger Luftwiderstand verbringen, aber es ist fraglich, ob dies zu nennenswerten Vorteilen in der realen Welt führt. Beispielsweise hat die neueste 777 ULR-Version ein höheres Seitenverhältnis, um den Luftwiderstand zu verringern, was das Einklappen der Flügel erfordert.

• Natürlich ist der Kraftstoffverbrauch nur ein Teil der Geschichte. Der andere wichtige Faktor ist die Zeit – die meisten Ultralangstreckenflüge richten sich an Geschäftsflieger, für die ein Zuschlag von mehr als 25 % aufgrund kürzerer Strecken möglicherweise nicht akzeptabel ist. Ausschlaggebend kann am Ende die prozentuale Auslastung der Sitzplätze pro Flug sein. Als SA den Flug Singapur-Newark stornierte, bemerkte ein Analyst :

„Das Flugzeug verbraucht viel Treibstoff, befördert aber nur sehr wenige Passagiere“, sagt Siyi Lim, Analyst bei OCBC Investment Research in Singapur. „Es hat keinen Sinn gemacht, weiterzumachen.“

• Die Ultra-Langstreckenflüge erfordern auch zusätzliche Einrichtungen – zusätzliche Besatzung für die Rotation, zusätzliche mitgeführte Lebensmittel usw. Im Allgemeinen haben die geraden Langstreckenflüge höhere Tarife im Vergleich zu denen mit Zwischenstopps.

Für GA-Flugzeuge, die in niedrigeren Fluglagen bleiben und den zusätzlichen Treibstoff für einen Direktflug transportieren, bedeutet dies sicherlich mehr Treibstoffverbrauch. Aber es scheint mir, dass bei großen Verkehrsflugzeugen der Prozess des Landens und des Starts mehr Treibstoff verbrauchen würde als nur das Vorbeifliegen. Also ließ ich einige Zahlen durch einen Flugsim-Treibstoffrechner laufen, um zu sehen, was ich bekam.

Ich habe den Rechner von Simbrief.com verwendet . Ich habe keine Ahnung von der realen Genauigkeit, aber es wurden viele Variablen berücksichtigt.

Ich habe ein 777-200ER-Modell für einen Flug von LAX nach JFK mit 250 Passagieren verwendet. BOS war alternativ. Ich habe es über das MCI VORTAC geroutet (was eine Großkreisroute ohnehin nur wenige NM entfernt ist).

Es berechnete den Trip-Kraftstoff mit 54.878 lbs.

Ich lief es dann mit Zwischenstopp bei MCI. Ich habe dieselbe SID von LAX und denselben STAR in JFK verwendet.

Es berechnete den Kraftstoff für die LAX-MCI-Strecke mit 32.280 lbs und den MCI-JFK-Teil mit 28.676 für eine Gesamtfahrt von 60.956.

Das Stoppen bei MCI dauerte 6.078 Pfund. mehr Kraftstoff, das sind etwa 11%.

Je weiter die Haltestelle von der Route entfernt ist, desto größer wäre der Unterschied. Der Grund, warum Nonstop-Flüge im Allgemeinen mehr kosten als Anschlussflüge, hat offensichtlich mehr mit Wirtschaftlichkeit, Passagierlogistik und Bequemlichkeit zu tun als mit Treibstoffkosten.

Ein Faktor, den ich nicht erwähnt habe, ist, dass viele GA-Piloten gerne mit übermäßigem Reservetreibstoff (weit über den FAA-Anforderungen) als Sicherheitsmarge fliegen. Darüber hinaus halten einige Betreiber die Tanks voll, um Kondensation* in Flugzeugen zu vermeiden, die dazu neigen, lange Zeiträume zu stehen. Aus diesen Gründen ist es nicht ungewöhnlich, dass ein GA-Flug deutlich mehr Treibstoff mit sich führt, als auf einer bestimmten Strecke benötigt wird. Wenn Sie sowieso einen vollen Tank mitnehmen, ist es sicherlich effizienter, die Fahrt ohne Zwischenstopp zu machen.

Die Fluggesellschaften stehen der Verschwendung im Zusammenhang mit dem Transport von überschüssigem Treibstoff offensichtlich kritisch gegenüber und haben Richtlinien eingeführt, die sicherstellen sollen, dass auf keiner Strecke mehr als das erforderliche Minimum an Treibstoff mitgeführt wird. Je näher das der Wahrheit entspricht, desto relevanter wird diese Frage. Aber da ich meinen Anteil an Airline-Piloten kenne, stelle ich auch fest, dass sie, je verärgerter sie sind, desto weniger geneigt sind, ein paar Cent für den Chef zu kneifen. Das heißt, die Vorteile, die durch das Fliegen kürzerer Strecken erzielt werden, werden wahrscheinlich teilweise durch das Mitführen von überschüssigem Treibstoff sowieso zunichte gemacht.

_{* Ungeachtet dessen, ob die Kondensationstheorie ihre Berechtigung hat, wird die Aufbewahrung voller Tanks allgemein als gute Praxis gelehrt.}