O custo de um motor a jato é determinado principalmente pelas condições de operação: altas temperaturas (às vezes acima do ponto de fusão dos metais usados) e altas velocidades de rotação. Isso significa que você precisa de materiais de alto desempenho, mesmo para um mecanismo de baixa confiabilidade: se você comprometer muito o desempenho do material, ele falhará na primeira partida.

Falhas são arriscadas. Ter que desligar um motor no meio do vôo é uma coisa, mas tivemos alguns fracassos recentes em que pedaços de metal foram lançados em alta velocidade na asa e na fuselagem.

A indústria foi para o outro lado: ao tornar os motores mais confiáveis, agora é possível construir um avião de longo alcance que use apenas dois motores em vez de quatro, reduzindo o custo de compra, manutenção e combustível. Não faz sentido estabelecer uma linha de produção especial de qualidade B para um único tipo de aeronave que está sendo eliminada de qualquer maneira.

As falhas são caras. Uma falha em voo significa retirar a aeronave de serviço para reparar a falha, o que significa ter uma aeronave extra em standby para substituí-la.

Sua suposição de que as taxas de falha de mecanismos idênticos no serviço idêntico são independentes provavelmente não é verdadeira. Se fosse verdade, seria preciso muita prova, e o custo disso acabaria aumentando os custos dos motores. A falha não é aleatória, mas depende da idade / desgaste - a clássica curva da banheira demonstra isso. Em seguida, a carga nos outros mecanismos aumenta se um ou dois falharem, aumentando a probabilidade de falhas adicionais.

Além disso, pense na má impressão para a companhia aérea que continua tendo falhas no motor. Mesmo que os passageiros daquele vôo não percebessem, os que esperavam que ele fosse consertado antes de poderem decolar. Os efeitos colaterais nas operações aéreas e aeroportuárias de até mesmo uma pequena falha podem se tornar muito caros muito rápido também.

"O que eu estou sentindo falta aqui?" é uma boa pergunta a fazer. Custo de fabricação não é o único custo envolvido, como outras respostas mencionam. Outros custos incluem:

• Como o mecanismo falha? Ele simplesmente cai no desempenho ou para de funcionar, ou lança peças ou explode, danificando a aeronave? Isso pode resultar em requisitos para motores adicionais, blindagem cinética, etc., com impactos na carga útil, no consumo de combustível, etc.
• Risco regulatório. A FAA (ou outras autoridades reguladoras nacionais e / ou locais) podem, para proteger passageiros, tripulação aérea e as pessoas e propriedades das aeronaves que voam:
  • Negar certificação de tipo
  • Negar permissão para operar essas aeronaves
  • Restringir o uso permitido:
    • Rotas, por exemplo somente em terra, não permitido nas grandes cidades (pense no 11/9)
    • Somente carga vs. passageiros
• Riscos empresariais (reputação, ações judiciais, problemas de marketing após uma falha)
• Custos com publicidade (para persuadir os passageiros a usar uma companhia aérea após uma série de falhas no motor)
• Dificuldades em recrutar bons mecânicos e tripulantes
• Maior manutenção
• Risco dos passageiros. IIRC quando um motor a jato se liberta de um pilar de montagem, ele tenderá a acelerar em um caminho curvo e pode "abater" a aeronave da qual veio
• Responsabilidade devido a partes dos motores que caem em pessoas

Você está perdendo tempo de inatividade e imprevisibilidade

Um revestimento de ar normalmente gasta cerca de 16 horas a cada 24 horas por dia no ar ... por toda a sua vida útil . Cada minuto que um avião de passageiros gasta no chão, está incorrendo em custo, não em receita.

Uma falha no motor significa que você precisa colocar o avião fora de serviço, consiga um substituto para abrir o slot e colocar o avião com defeito na loja para colocar um novo motor. Isso não significa apenas que seu avião normal fica fora de serviço, mas também que você precisa ter aviões substitutos para substituí-los.

Isso - a propósito - é por que energia de fontes renováveis não estão se tornando mais barato apesar do hardware ficar barato . A natureza não confiável do vento e da energia solar significa que você 1) precisa ter gás ou outra energia fóssil disponível para pular quando o vento morre, ou você tem pouca disponibilidade solar 2) quando tudo está funcionando bem, você tem muita energia e precisa - em casos extremos - pague para se livrar dele.

No final, faz muito sentido mais econômico ter algo que seja um pouco mais caro, mas confiável e previsível em oposição a algo mais barato, mas não confiável e aleatório e isso interrompe a operação normal. Manter as coisas funcionando normalmente é quase sempre preferível a ser submetido a interrupções aleatórias.

Você pode ver em este exemplo como uma troca de mecanismo leva várias horas por vários mecânicos, com especialistas Ferramentas.

Vamos pegar seus dados (eu não verifiquei) que um motor a jato falha em torno de 100.000 horas. Isso é mais do que o tempo de vida habitual da maioria dos aviões. Agora você quer estacionar seu avião por, digamos, 8 horas, não uma vez em 100.000, mas uma vez a cada 1.000 horas. Em uma vida útil regular de 100.000 horas, as alterações no mecanismo agora são responsáveis por 800 horas de inatividade. O custo para a companhia aérea para cada dia em que a aeronave está estacionada é enorme.

E então você tem que contabilizar todas as aeronaves embaralhadas toda vez que um novo motor falha. E você tem que contabilizar toda a logística para ter 100x mais motores disponíveis para substituição e 100 vezes mais equipe. No final, é difícil pensar que haverá alguma economia.

Uma maneira de ver as métricas atuais de confiabilidade é o ETOPS. Os aviões de motor gêmeo são licenciados para voar rotas remotas atendendo aos padrões ETOPS. Isso dita quantos minutos de distância de um aeroporto de desvio eles podem voar, e é baseado no percentual de probabilidade que eles terão um motor em vôo desligado em 1.000 horas de vôo. Eles precisam alcançar:

5% por 1000 horas de mecanismo para o EDTO 120 minutos.

2% por 1000 horas de mecanismo para o EDTO 180 minutos.

1% por 1000 horas de mecanismo para EDTO além de 180 minutos.

Agora, a maioria dos aviões não atende a esses padrões, e eles não são necessários para quatro aviões com motores (que acredito ter padrões diferentes), mas, por causa dessa análise, vamos supor que 747 motores estejam em 5%. p>

Uma faixa aproximada de preços para motores a jato para aviões comerciais é de \ 12M a \ $ 35M, um 747 é obviamente equipado com motores da extremidade mais alta da escala, então vamos assumir $ 120M para um conjunto de quatro. Assumindo um período de vida de 20 anos, são US $ 6 milhões ao ano em depreciação.

Agora, nossa nova empresa de motores (SuperCheapTurbines !, inc) mostra nossos motores super baratos que oferecem o mesmo desempenho que os motores de $ 30 milhões por apenas $ 1,5 milhão cada. O único problema é que, em média, uma falha a cada 1.000 horas em vez de 20.000 horas, mas a companhia aérea economizará US $ 5,7 milhões por ano em depreciação. Observação: estou usando uma taxa de falhas 20x mais barata e 20x maior para uma comparação mais realista.

Então, quantos vendemos, e decidimos abrir o capital imediatamente ou vender para a Boeing por bilhões? A resposta é nenhuma, não e não. Todas as companhias aéreas recusam nossos motores porque, paradoxalmente, dizem que são muito caras!

Pense em como o 747 está sendo usado. Suponhamos que ele tenha uma média de 12 horas de tempo de voo por dia e, normalmente, para um único voo de longa distância com uma média de 300 passageiros a cada 500 dólares de receita. Portanto, está gerando US $ 150.000 por voo / dia em receita, ou mais de US $ 50 milhões por ano. Quando ele voava com os motores caros, sua taxa de falha significava que a parada do motor em vôo era aproximadamente uma vez a cada 400 dias.

Mas com os nossos motores falham cerca de 10% do tempo a cada 100 horas, e dado que existem quatro deles, o 747 teria 35% de chance de um motor de desligamento a cada 100 horas. Aqui está o problema, embora muitas vezes as companhias aéreas tenham a discrição de continuar um vôo com um motor em um avião de quatro motores, dada a enorme confiabilidade dos motores atuais, ainda é uma situação perigosa. Se outro motor sair, ele se tornará uma emergência completa, mas, para 5% dos motores, uma segunda falha no motor seria esperada apenas uma vez a cada 1.000 - 2.000 monomotores.

Mas, considerando a falta de confiabilidade de nossos motores, não há praticamente nenhuma chance de os reguladores e as companhias aéreas permitirem que os vôos continuem operando com apenas três motores; eles sinalizariam isso como uma emergência que exigiria o cancelamento imediato do voo. Se um de nossos motores falhar, há aproximadamente uma chance em 60 de que um segundo motor falhe no mesmo voo. Então, todo motor para um 747 equipado com SuperCheapTurbines! é provavelmente um voo abortado.

E teremos muitos vôos abortados. SuperCheapTurbines! Os 747s equipados terão uma média de uma vez a cada 300 horas, ou uma vez a cada 25 dias, custando mais de $ 2 milhões em receita perdida por ano, e outros milhões em motores de reposição. E isso é só o começo, todo aborto cria uma enorme quantidade de custos adicionais:

1. Reparando o mecanismo.

2. Carregando 747s de backup mais caros.

3. Menores tarifas por causa da terrível confiabilidade das companhias aéreas.

4. E, ocasionalmente, uma situação de desligamento ocorre em um motor triplo ou outra emergência, perdendo um avião com tripulação e passageiros e custando à companhia centenas de milhões de dólares em assentamentos e na substituição do avião. E ainda mais em reputação.

Essencialmente, é por isso que as viagens aéreas avançaram tanto desde os dias da hélice. Naquela época, para percorrer longas distâncias, os projetistas adicionavam mais motores, mas quanto mais motores eles acrescentavam, mais provavelmente a situação de um motor se tornava, ou pior, um incêndio no motor. Motores a jato potentes e confiáveis permitiram que as companhias aéreas mudassem quase inteiramente para jatos duplos que matematicamente têm muito menos situações de motor do que três e quatro aviões a jato, o que significa que podem voar longas distâncias com segurança mesmo sobre a água.

Nota: Eu pulei algumas coisas aqui, incluindo os custos normais de manutenção, que eu suponho serem similares, e os juros mais altos para financiar motores mais caros, porque eu não acho que eles mudam muito na matemática.

Há várias coisas erradas com isso:

1. Um mecanismo não confiável exigirá mais manutenção, o que é realmente caro e quase certamente acabará com qualquer economia durante a vida útil do programa.

2. Um motor barato e não confiável provavelmente não é tão eficiente quanto o consumo de combustível, portanto, custando mais combustível.

3. Como Terry (um ex-piloto 747) mencionado nos comentários, sua suposição de que um 747 pode manter a altitude de cruzeiro em dois motores não está correta (ou realmente está perto de corrigir). Com dois motores, ele teria para voar muito mais baixo, o que significa mais arrasto, o que significa mais queima de combustível e menor alcance. Se um motor for perdido, a aeronave ainda precisará desviar, o que também significa muito custo extra para a companhia aérea e muitos passageiros loucos presos em algum lugar no Canadá até que uma aeronave possa ser enviada.

4. Publicidade. "Nossos motores explodem 100 vezes mais do que os concorrentes" provavelmente não é um slogan publicitário eficaz.

Então, tudo dito, isso seria uma falsa economia e provavelmente acabaria custando mais a longo prazo .