Wie ist das Flugzeug D8 Double Bubble der NASA so effizient?

Der Hauptvorteil ist seine niedrigere Flugmachzahl von 0,74. Dies ermöglicht es, einen minimalen Sweep zu verwenden, was wiederum die Flügelfläche, die strukturellen Massen und die Schubanforderungen reduziert. Wählen Sie nun die richtige Definition für Effizienz (eine, die die Geschwindigkeit vernachlässigt), fügen Sie den in 20 Jahren erwarteten Kraftstoffverbrauch des Motors hinzu, und das Konzept sieht wie ein Gewinner aus. Wenn die Treibstoffpreise auf 200 oder 300 Dollar pro Barrel steigen, wird dieser Flugzeugtyp die Flugkosten erheblich senken. Der Double-Bubble-Rumpf trägt jedoch nur wenig zu den Gesamteinsparungen bei. Das meiste wird von den (hypothetischen!) Triebwerken und den Flügeln mit hohem Streckungsverhältnis und wenig Schwung kommen.

Beachten Sie, dass die geringere Fluggeschwindigkeit durch die Behauptung viel kürzerer Einstiegszeiten kompensiert wird, sodass die Doppelblase in Blockzeiten vorne liegt. Der einzige Grund ist, dass die Passagiere schneller einsteigen, weil sie zwischen zwei Gängen wählen können, um zu ihren Sitzplätzen zu gelangen. Sehr fragwürdig!

Nachfolgend finden Sie Seite 105 dieses Berichts , die die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs der einzelnen Schritte von einem Boeing 737-Referenzdesign zum D8.1-Konzept zeigt. Der größte Beitrag kommt vom Absenken der Reisemach (und dem Erhöhen des Reiseauftriebskoeffizienten, wodurch die Flügelfläche reduziert werden kann) und der Triebwerksoptimierung.

Wie es jetzt aussieht, werden die Grenzkosten des Frackings die Ölpreise in den nächsten Jahren unter 70 Dollar halten, und die Fluggesellschaften werden weiterhin Flugzeuge bestellen, die denen ähneln, die sie heute betreiben.

Beim Durchsehen der Vorschläge in dem in Ihrem Kommentar verlinkten PDF lassen mich die meisten zusammenzucken. Seit den siebziger Jahren sehen wir die gleichen Konzepte für Überschallreisen, und hier sind sie wieder, nur in anderen Farben präsentiert. Einige Subsonic-Designs sind solide, aber wieder sehen wir hoffnungslose Konzepte wie den Kastenflügel, der durch einen Strom von NASA-Zuschüssen am Leben erhalten wird, nur weil er so anders aussieht. Genauso skeptisch bin ich gegenüber den Blended-Wing -Konzepten, die bei jeder neuen Generation von Flugzeugkonstrukteuren auftauchen.

Betrachtet man die MIT-Präsentation , genauer gesagt die Seiten 13 - 15, rechnet man unter anderem damit, dass der Rumpf ein Auftriebskörper ist .

Bei den meisten Flugzeugen umfasst der Rumpf die Passagierkabine, Frachtkabine, Treibstofftanks etc. und ist dabei so konstruiert, dass er möglichst wenig Luftwiderstand verursacht. Bei einem Auftriebskörper sorgt der Rumpf tatsächlich für Auftrieb, anstatt nur einen minimalen Luftwiderstand hinzuzufügen.

Auch das Konzept setzt auf

• saubere Aerodynamik
• fortschrittliche, leichte Materialien
• effizientere Motoren
• weniger Flügelfläche
  • Da der Rumpf etwas Auftrieb bietet, das geringere Gewicht und weniger Kraftstoff für die geplante Mission benötigt werden, wird weniger Flügelfläche benötigt

All dies zusammen sorgt für eine um schätzungsweise 70 % höhere Effizienz.

( http://www.nasa.gov/topics/aeronautics/features/future_airplanes.html )

• Die Triebwerke benötigen weniger Leistung, es wird weniger Landebahn zum Abheben benötigt (ca. 5000 ft)

• kürzere und direktere Strecken fliegen, um Kosteneffizienz zu erzielen.

• Vertrauen auf versprochene Fortschritte im Flugverkehrsmanagement, wie z. B. die Verwendung automatisierter Entscheidungsfindungstools für das Zusammenführen und Abstandhalten unterwegs sowie während Abflugsteigungen und Ankunftsabstiegen.

Insgesamt verbessert es im Wesentlichen die meisten Aspekte des Flugzeugs (ich habe nur ein paar Dinge aufgelistet, es gibt viel mehr auf der NASA-Website).

Ihre Darstellung auf Seite 87 behandelt speziell Gründe für die Rumpfkonstruktion.

Zusätzlicher Auftrieb und mehr Kabinenraum in einem kleineren Rumpf scheinen die Hauptgründe zu sein, die sie nennen. Aber es gibt auch viele andere Details in der Präsentation.

Aber beachten Sie: Die Rumpfform ist nur ein Teil der insgesamt behaupteten Effizienzverbesserungen. Es gibt viele andere Merkmale wie eine niedrigere Reisegeschwindigkeit, eine reduzierte Pfeilung der Flügel, die zu einer Gewichtseinsparung führt, usw.