Ich bin ein Neuling, der ein wenig über Strahltriebwerke und die Wirtschaftlichkeit dahinter gelesen hat. Insbesondere war ich neugierig, was Strahltriebwerke im Vergleich zu Kolbentriebwerken so teuer macht.
Ein wiederkehrendes Thema, das immer wieder auftauchte, waren die Kosten der Qualitätskontrolle und damit verbundene Faktoren wie die Produkthaftung. Strahltriebwerke sind so konstruiert, dass sie unter Bedingungen hoher Belastung äußerst zuverlässig sind, und das erhöht verständlicherweise die Herstellungs- und Konstruktionskosten drastisch.
Was jedoch keinen Sinn ergibt, ist, warum diese Standards so allgemein hoch sind, selbst im Fall von Jets auf mehrmotorigen Flugzeugen mit Redundanz. Es scheint, dass Sie auf jeden Fall Zuverlässigkeit auf einem einmotorigen Fahrzeug, einem mehrmotorigen Fahrzeug, das nicht fliegen kann, wenn es einen Motor verliert, oder sogar einem zweimotorigen Fahrzeug wünschen.
Aber warum für ein vierstrahliges Flugzeug wie eine 747 so viel für höchste Zuverlässigkeit bezahlen? Eine 747 kann mit nur 2 Triebwerken auf Reiseflughöhe bleiben. Moderne Strahltriebwerke haben eine Ausfallrate von etwa 0,01 pro 1000 Stunden. Eine 747 könnte Triebwerke mit einer Ausfallrate von 1 pro 1000 Stunden verwenden und dennoch das gleiche Sicherheitsprofil wie ein Flugzeug mit nur einem Redundanztriebwerk erreichen. (Unter der Annahme, dass die Motorausfallraten unabhängig sind)
Ich würde davon ausgehen, dass eine Lockerung des Jet-Herstellungsprozesses auf eine 100-mal geringere Zuverlässigkeit die Kosten drastisch senken würde. Es scheint, als könnten wir sehr billige viermotorige Flugzeuge herstellen, indem wir Triebwerke mit hoher Ausfallrate zulassen. Was fehlt mir hier?
Die Kosten eines Strahltriebwerks werden hauptsächlich von den Betriebsbedingungen bestimmt: hohe Temperaturen (manchmal über dem Schmelzpunkt der verwendeten Metalle) und hohe Drehzahlen. Das bedeutet, dass Sie Hochleistungsmaterialien selbst für einen Motor mit geringer Zuverlässigkeit benötigen: Wenn Sie die Materialleistung zu stark beeinträchtigen, wird es beim ersten Start versagen.
Ausfälle sind riskant. Das Abschalten eines Triebwerks mitten im Flug ist eine Sache, aber wir hatten in letzter Zeit einige Ausfälle, bei denen Metallbrocken mit hoher Geschwindigkeit in die Tragfläche und den Rumpf geschleudert wurden.
Die Industrie ist den anderen Weg gegangen: Indem die Triebwerke zuverlässiger gemacht wurden, ist es jetzt möglich, ein Langstreckenflugzeug zu bauen, das nur zwei statt vier Triebwerke verwendet, wodurch die Anschaffungs-, Wartungs- und Treibstoffkosten gesenkt werden. Es macht wenig Sinn, für einen ohnehin auslaufenden Flugzeugtyp eine spezielle B-Qualitäts-Fertigungslinie aufzubauen.
Ausfälle sind teuer. Ein Ausfall während des Fluges bedeutet, dass das Flugzeug außer Betrieb genommen wird, um den Ausfall zu beheben, was bedeutet, dass ein zusätzliches Flugzeug in Bereitschaft ist, um es zu ersetzen.
Ihre Annahme, dass die Ausfallraten identischer Motoren bei identischem Betrieb unabhängig sind, ist wahrscheinlich nicht zutreffend. Wenn es wahr wäre, würde es viele Beweise erfordern, und die Kosten dafür würden sich am Ende zu den Kosten der Motoren addieren. Das Versagen ist kein Zufall, sondern abhängig vom Alter/Verschleiß – die klassische Badewannenkurve zeigt das. Dann erhöht sich die Belastung der anderen Motoren, wenn ein oder zwei ausfallen, was die Wahrscheinlichkeit weiterer Ausfälle erhöht.
Denken Sie außerdem an die schlechte Presse für die Fluggesellschaft, die immer wieder Triebwerksausfälle hat. Selbst wenn die Passagiere auf diesem Flug es nicht bemerkten, würden diejenigen, die darauf warteten, dass es repariert wurde, bevor sie abheben konnten, es tun. Die Folgewirkungen selbst eines geringfügigen Fehlers auf den Betrieb von Fluggesellschaften und Flughäfen können ebenfalls sehr schnell sehr teuer werden.
"Was fehlt mir hier?" ist eine gute Frage. Die Herstellungskosten sind nicht die einzigen Kosten, die anfallen, wie andere Antworten erwähnen. Weitere Kosten sind:
Neben all den sehr guten Gründen in den anderen Antworten wurde einer nicht erwähnt: Wenn Sie die Ausfallrate um das 100-fache erhöhen, erhöhen Sie die Austauschrate von Motoren um das 100-fache.
Sie können in diesem Beispiel sehen, wie ein Motorwechsel von mehreren Mechanikern mit Spezialwerkzeugen mehrere Stunden dauert.
Nehmen wir Ihre Zahlen (ich habe sie nicht überprüft), dass ein Düsentriebwerk nach etwa 100.000 Stunden ausfällt. Das ist mehr als die übliche Lebensdauer der meisten Verkehrsflugzeuge. Jetzt möchten Sie Ihr Flugzeug für beispielsweise 8 Stunden parken, nicht einmal in 100.000, sondern einmal in 1.000 Stunden. Bei einer regulären Lebensdauer von 100.000 Stunden machen Motorwechsel jetzt 800 Stunden Ausfallzeit aus. Die Kosten für die Fluggesellschaft für jeden Tag, an dem das Flugzeug geparkt wird, sind enorm.
Und dann müssen Sie jedes Mal, wenn ein neuer Motor ausfällt, das ganze Flugzeugwechseln berücksichtigen. Und Sie müssen die gesamte Logistik berücksichtigen, um 100-mal mehr Motoren für den Austausch und 100-mal mehr Besatzung zur Verfügung zu haben. Am Ende ist es schwer zu glauben, dass es irgendwelche Einsparungen geben wird.
Ein Linienflugzeug verbringt normalerweise etwa 16 Stunden von 24 Stunden pro Tag in der Luft ... für seine gesamte Lebensdauer . Jede Minute, die ein Flugzeug am Boden verbringt, verursacht Kosten, keine Einnahmen.
Ein Triebwerksausfall bedeutet, dass Sie das Verkehrsflugzeug außer Betrieb nehmen, einen Ersatz für seinen Platz besorgen und das ausgefallene Flugzeug in die Werkstatt bringen müssen, um ein neues Triebwerk einzubauen. Das bedeutet nicht nur, dass Ihr reguläres Flugzeug ausfällt, sondern Sie müssen auch Ersatzflugzeuge bereithalten, um ihren Platz einzunehmen.
Das ist übrigens auch der Grund, warum Energie aus regenerativen Quellen trotz billiger Hardware nicht billiger wird . Die Unzuverlässigkeit von Wind und Sonne bedeutet, dass Sie 1) Gas oder andere fossile Energie zur Verfügung haben müssen, um einzuspringen, wenn der Wind nachlässt, oder Sie haben eine schlechte Verfügbarkeit von Solarenergie. 2) Wenn alles gut funktioniert, haben Sie zu viel Energie und müssen – im Extremfall – bezahlen, um es loszuwerden.
Am Ende ist es wirtschaftlich viel sinnvoller, etwas zu haben, das etwas teurer, aber zuverlässig und vorhersehbar ist, im Gegensatz zu etwas, das billiger, aber unzuverlässig und zufällig ist und den normalen Betrieb stört. Ein reibungsloser Ablauf ist fast immer einer zufälligen Unterbrechung vorzuziehen.
Eine Möglichkeit, aktuelle Zuverlässigkeitsmetriken zu betrachten, ist ETOPS. Zweimotorige Verkehrsflugzeuge sind lizenziert, um abgelegene Strecken zu fliegen, indem sie die ETOPS-Standards erfüllen. Dies bestimmt, wie viele Minuten von einem Umleitungsflughafen entfernt sie fliegen können, und basiert auf der prozentualen Wahrscheinlichkeit, dass sie in 1.000 Flugstunden einen Triebwerksausfall während des Fluges haben werden. Sie müssen erreichen:
5 % pro 1000 Betriebsstunden für EDTO 120 Minuten.
2 % pro 1000 Betriebsstunden für EDTO 180 Minuten.
1 % pro 1000 Betriebsstunden für EDTO über 180 Minuten hinaus.
Jetzt erfüllen die meisten Verkehrsflugzeuge diese Standards nicht und sie sind nicht für viermotorige Flugzeuge erforderlich (von denen ich glaube, dass sie unterschiedliche Standards haben), aber für diese Analyse nehmen wir an, dass 747-Triebwerke bei 5% liegen.
Eine grobe Preisspanne für Düsentriebwerke für Verkehrsflugzeuge liegt zwischen 12 und 35 Millionen US- Dollar . Eine 747 ist offensichtlich mit Triebwerken der oberen Preisklasse ausgestattet, also nehmen wir 120 Millionen US- Dollar für einen Vierersatz an. Bei einer angenommenen Lebensdauer von 20 Jahren sind das 6 Mio. USD pro Jahr an Abschreibungen.
Jetzt zeigt sich unsere neue Triebwerksfirma (SuperCheapTurbines!, Inc.) mit unseren Super-Duper-Low-Cost-Triebwerken, die die gleiche Leistung wie die 30-Millionen -Dollar- Triebwerke für jeweils nur 1,5 Millionen US- Dollar bieten . Der einzige Kompromiss besteht darin, dass sie im Durchschnitt alle 1.000 Stunden statt 20.000 Stunden einen Ausfall haben, aber die Fluggesellschaft spart 5,7 Millionen Dollar pro Jahr an Abschreibungen. Hinweis: Für einen realistischeren Vergleich verwende ich eine 20-mal günstigere und eine 20-mal höhere Ausfallrate.
Wie viele verkaufen wir also, und entscheiden wir uns, sofort an die Börse zu gehen oder für Milliarden an Boeing zu verkaufen? Die Antwort ist keine, nein und nein. Jede Fluggesellschaft lehnt unsere Triebwerke ab, weil sie paradoxerweise sagen, dass sie zu teuer sind!
Denken Sie darüber nach, wie diese 747 verwendet wird. Angenommen, es sind durchschnittlich 12 Stunden Flugzeit pro Tag und typischerweise für einen einzelnen Langstreckenflug mit durchschnittlich 300 Passagieren zu jeweils 500 US-Dollar Umsatz. Es generiert also 150.000 US-Dollar pro Flug und Tag an Einnahmen oder über 50 Millionen US- Dollar pro Jahr. Als es mit den teuren Triebwerken flog, bedeutete ihre Ausfallrate, dass es im Flug etwa alle 400 Tage zu einem Triebwerksausfall kam.
Aber mit unseren Motoren fallen alle 100 Stunden etwa 10 % der Zeit aus, und da es vier davon gibt, hätte die 747 eine Wahrscheinlichkeit von 35 %, dass der Motor alle 100 Stunden abgeschaltet wird. Hier ist das Problem, obwohl Fluggesellschaften angesichts der enormen Zuverlässigkeit aktueller Triebwerke oft nach eigenem Ermessen einen Flug mit einem ausgefallenen Triebwerk in einem viermotorigen Verkehrsflugzeug fortsetzen können, ist dies immer noch eine gefährliche Situation. Wenn ein weiteres Triebwerk ausfällt, wird dies zu einem vollwertigen Notfall, aber bei 5 % Triebwerken wäre ein zweiter Triebwerksausfall nur einmal alle 1.000 bis 2.000 einzelne Triebwerksausfälle zu erwarten.
Aber angesichts der Unzuverlässigkeit unserer Triebwerke besteht praktisch keine Chance, dass Aufsichtsbehörden und Fluggesellschaften Flüge mit nur 3 Triebwerken zulassen würden, sie würden dies als Notfall kennzeichnen, der einen sofortigen Abbruch des Fluges erfordert. Wenn eines unserer Triebwerke ausfällt, besteht eine Wahrscheinlichkeit von etwa 1 zu 60, dass ein zweites Triebwerk auf demselben Flug ausfällt. Also jeder Motor raus für eine 747 mit SuperCheapTurbines! ist wahrscheinlich ein abgebrochener Flug.
Und wir werden eine Menge abgebrochener Flüge haben. Supergünstige Turbinen! ausgestatteten 747 wird im Durchschnitt alle 300 Stunden oder alle 25 Tage ein Triebwerk ausfallen, was jährlich über 2 Millionen US-Dollar an entgangenen Einnahmen und weitere Millionen an Ersatztriebwerken kostet. Und das ist erst der Anfang, jeder Abbruch verursacht enorme Zusatzkosten:
Reparatur des Motors.
Das Tragen teurerer Backup-747s.
Niedrigere Tarife wegen der schrecklichen Zuverlässigkeit der Fluggesellschaften.
Und gelegentlich führt eine Triebwerkausfallsituation zu einem dreifachen Triebwerkausfall oder einem anderen Notfall, wobei ein Flugzeug mit Besatzung und Passagieren verloren geht und die Fluggesellschaft Hunderte von Millionen Dollar an Abfindungen und dem Ersatz des Flugzeugs kostet. Und weiter im Ruf.
Im Wesentlichen ist dies der Grund, warum der Luftverkehr seit den Propellertagen so weit fortgeschritten ist. Um lange Strecken sicher zu fliegen, fügten die Designer damals mehr Motoren hinzu, aber je mehr Motoren sie hinzufügten, desto wahrscheinlicher wurde ein Motorausfall oder schlimmer noch ein Motorbrand. Leistungsstarke, zuverlässige Düsentriebwerke haben es den Fluggesellschaften ermöglicht, fast vollständig auf Doppeljets umzusteigen, die mathematisch gesehen weitaus weniger Triebwerkausfallsituationen aufweisen als Flugzeuge mit drei und vier Düsentriebwerken, was bedeutet, dass sie selbst über Wasser lange Strecken sicher fliegen können.
Hinweis: Ich habe hier einige Dinge übersprungen, einschließlich normaler Wartungskosten, von denen ich annehme, dass sie ähnlich sind, und die höheren Zinskosten für die Finanzierung teurerer Motoren, da sie meiner Meinung nach nicht viel an der Mathematik ändern.
Daran ist einiges falsch:
Ein unzuverlässiger Motor erfordert mehr Wartung, was sehr teuer ist und mit ziemlicher Sicherheit alle Einsparungen während der Lebensdauer des Programms zunichte macht.
Ein billiger, unzuverlässiger Motor ist wahrscheinlich auch nicht so kraftstoffeffizient und kostet daher mehr Kraftstoff.
Wie Terry (ein ehemaliger 747-Pilot) in den Kommentaren erwähnte, ist Ihre Annahme, dass eine 747 die Reiseflughöhe mit 2 Triebwerken beibehalten kann, nicht richtig (oder wirklich annähernd richtig). Mit 2 Triebwerken müsste sie viel niedriger fliegen, was bedeutet mehr Luftwiderstand, was mehr Kraftstoffverbrauch und weniger Reichweite bedeutet. Wenn ein Triebwerk ausfällt, müsste das Flugzeug immer noch umgeleitet werden, was auch viele zusätzliche Kosten für die Fluggesellschaft bedeutet und viele verrückte Passagiere irgendwo in Kanada festsitzen, bis ein Ersatzflugzeug geschickt werden kann.
Werbung. „Unsere Motoren explodieren 100x häufiger als die unserer Wettbewerber“ ist wohl kein werbewirksamer Slogan.
Alles in allem wäre dies also eine falsche Sparsamkeit und würde wahrscheinlich auf lange Sicht sogar mehr kosten.
Pinguin
Tod Wilcox
Flynn
Jeansstoff
Frottee
tj1000
Ville Niemi
bta
CJ Dennis
m.aus den Handyadressen heraus, wenn Sie Links posten. Websites leiten Mobilgeräte, aber keine Desktops auf die entsprechenden Versionen um.ProgrammierungLama
Benutzer207421
smci
Rackandboneman