Por que os jatos narrowbody demoraram tanto para mudar para motores de alto desvio?

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Os turbofans de alto desvio foram introduzidos no mercado de aviões por volta de 1970, quando os primeiros aviões de grande alcance foram lançados (o 747 foi o primeiro, seguido em rápida sucessão pelo DC-10, L-1011 e A300); no entanto, os narrowbodies continuaram a depender de turbofans de derivação baixa (principalmente o Pratt & Whitney JT8D ) por consideravelmente mais tempo. Pelo que eu saiba, o primeiro narrowbody movido por motores de alto desvio foi o DC-8-70 (um re-engined do DC-8-60), que entrou em operação em 1982; o primeiro narrowbody construído com turbofans de bypass alto, o 757, não entrou em serviço até 1983. Quanto aos outros narrowbodies da época:

  • 707, 720, 1-11, F28: Nenhuma versão de alto desvio já se tornou disponível (embora versões de alto bypass do 707 e do 1-11 fossem propostas, elas nunca entraram em produção).

  • 727: Os únicos 727 que já voaram com motores de alto desvio foram quatro 727-100s reenginados e renomeados 727-100QFs em 1992.

  • 737: A primeira versão de alto desvio, a 737-300, foi introduzida apenas em 1984.

  • DC-9: Teimosamente agarra o JT8D em meados dos anos 90, mudando apenas para motores de alto desvio com o DC-9-90.

O que impediu que os narrow-bodies se beneficiassem imediatamente, ou quase imediatamente, da maior potência e menor consumo de combustível e ruído dos turbofans de derivação alta?

    
por Sean 19.12.2018 / 05:20

3 respostas

Não havia um motor adequado de turbofan de alta taxa de desvio disponível.

Quais foram os corpos estreitos que voaram nos anos 60 e 70? Aqui está uma lista:

  • Sud Aviation Caravelle
  • Boeing 707
  • Douglas DC-8
  • Tridente de Hawker-Siddeley
  • BAC One-Eleven
  • Boeing 727
  • Tupolev 134
  • Tupolev 154
  • Douglas DC-9
  • Vickers VC-10
  • Ilyushin Il-62
  • Boeing 737

O empuxo necessário para essas aeronaves, cerca de 10 toneladas por motor, não foi coberto pela primeira geração de motores de alto desvio. Lembre-se, o desenvolvimento deles foi iniciado com o programa Sistema de Logística Pesada (CX-HLS), que acabou resultando na General Electric TF-39 e o C-5 Galaxy . O empuxo máximo do TF-39 (43.300 lbf ou 193 kN) é o dobro do Pratt & Whitney JT8D (21.000 lbf ou 93.4 kN) que impulsionou o Boeing 707, 727 e 737, o DC-8 e -9 e o Mercure. Outro resultado do programa CX foi o Pratt & Whitney JT9D que estava na mesma classe de empuxo que o TF-39 e seu CF6 de derivação civil.

Outros mecanismos iniciais com maior razão de desvio, como o General Electric CF700 , eram muito pequenos com estática estática de 4.200 lbf ou 18,68 kN impulso e não ofereceu o suficiente de um salto na taxa de desvio para se tornar interessante para os aviões.

Não foi antes de o CFM56 se tornar disponível na década de 1980 que um mecanismo adequado de alta taxa de desvio nos 10 Classe -ton existia. Uma razão para o longo tempo de desenvolvimento do CFM56 foi o atraso em uma licença de exportação para a tecnologia do núcleo do motor que foi derivada do projeto militar F101. E quando o CFM56 entrou no mercado, foi usado pela primeira vez para reformar o velho Boeing KC-135 (os motores dos KC-135s franceses foram o primeiro grande pedido), o 707 e o DC-8, que se beneficiaram muito mais do novo motor do que as aeronaves de menor e média distância.

A competição para o CFM56 ( IAE V2500 e Série Pratt & Whitney 6000 ) entraram no mercado muito mais tarde. Simplesmente não havia um motor adequado disponível antes!

    
19.12.2018 / 23:34

Os mecanismos iniciais de alto desvio eram caros e não confiáveis.

O esforço no desenvolvimento de novas tecnologias e projetos, além do custo de construir um maior custo adicional para os fãs. Então, toda a nova tecnologia é inerentemente menos confiável do que os projetos já existentes.

O JT9D era notoriamente pouco confiável, causando grandes problemas no desenvolvimento do 747. Problemas de desenvolvimento e custos crescentes da Rolls-Royce falida pela RB211, tiveram enormes taxas de falha, quase causando um acidente (Eastern Airlines Flight 855) e, por fim. matando o L1011. Falhas no CF6 causaram a National Airlines 27, sugando um passageiro pela janela, e o fatal acidente da United Sioux City.

Mesmo o que acreditamos ser o motor mais confiável atualmente, o CFM56, quando novo teve uma falha no ventilador levando a um acidente fatal (Kegsworth), combinado com problemas de ingestão de água que quase levaram a um acidente (TACA 110). / p>

Quando você tem essa tecnologia comprometida, você a restringe no lugar que faz sentido. Motores de alto desvio trouxeram alta eficiência, reduzindo a queima de combustível. Eles também tinham mais impulso, permitindo aviões mais pesados, transportando mais combustível. Ambas as vantagens se combinam para permitir vôos diretos de longa distância que os passageiros gostam. Estes são carregados com widebodies, então naturalmente estes motores foram usados em widebodies.

Os narrowbodies de curta distância carregam menos combustível por voo e podem reabastecer com frequência, por isso não houve vantagem aqui. Apenas quando os compromissos com os motores de alto desvio foram resolvidos, a tecnologia caiu.

Você vê algo parecido hoje com fuselagens de fibra de carbono. Eles são caros para construir, caros para consertar, e há incerteza sobre os custos a longo prazo. Mas a redução de peso abre vôos de longa distância, daí o A350 e o 787.

    
19.12.2018 / 08:08

Uma razão seria que motores de bypass altos tendem a ser maiores, especialmente com um diâmetro maior.

Isso requer muitas vezes uma reformulação bastante significativa da aeronave para ajustá-los quando a aeronave não foi projetada com eles em mente desde o início.

O 737, por exemplo, exigia um material rodante mais longo para permitir que os motores de maior diâmetro se encaixassem sob a asa. Aeronaves com motores montados na cauda exigem quase certamente o reforço da fuselagem traseira, especialmente os pilares de montagem e suas estruturas de suporte, o que aumenta o peso, altera o centro de gravidade, etc. etc.

Provavelmente não valeu a pena o custo até que regulamentações de ruído tornaram as aeronaves com turbojato mais difíceis de vender e operar.

    
19.12.2018 / 05:52