Por que existe uma correlação tão strong entre o alcance de um avião e sua capacidade de passageiros?

Uma grande parte da diferença de alcance entre aeronaves pequenas e grandes é simplesmente matemática. Quando você aumenta um objeto 3D, a área aumenta com o quadrado do comprimento enquanto o volume aumenta com o cubo. O A320 tem uma envergadura de 35,8 m, transporta 150 (2 classes) e transporta 24,210 L de combustível (padrão). O A380 tem uma envergadura de 79,75m, aproximadamente duas vezes as dimensões do A320. No entanto, a capacidade de passageiros aumenta em um fator de 4 a 644 (classe 2), e a capacidade de combustível aumenta em um fator de 10 a 320.000L. Há simplesmente mais espaço para combustível em uma aeronave maior. Aeronaves menores podem ter opções para transportar conversações adicionais de combustível para aumentar o alcance. Observe que essa tendência também se aplica a jatos executivos , apesar de seu mercado ter uma correlação menor entre o intervalo e a demanda de passageiros.

Além das restrições geométricas, as companhias aéreas têm outros motivos para não operar aviões de grande porte em rotas curtas ou vice-versa, mais frequentemente. O uso de aviões pequenos permite um serviço mais frequente e mais flexibilidade, mesmo que exista demanda suficiente para usar um número menor de aeronaves maiores.

Basicamente, as companhias aéreas precisam manter seus aviões sempre voando, estacionando-os no aeroporto apenas custa dinheiro. Estacionar um avião grande e esperar um dia completo até que ele chegue cheio com passageiros seja caro, voando um avião pequeno por um longo tempo enquanto passageiros já esperando para o próximo vôo está com dinheiro perdido.

Considere que, em rotas curtas, você geralmente conecta aeroportos menores com menos passageiros por viagem, portanto, um avião menor é mais eficiente. Por outro lado, a maioria dos motores a jato se torna mais eficiente quando eles são maiores, além disso, os longos períodos de embarque não são um problema nos vôos de longa distância.

Além disso, um, dois ou três voos durante o dia em rotas longas são aceitáveis para passageiros em rotas longas (selecionando uma partida sobre partida / chegada), enquanto que em rotas curtas você pode precisar de um voo a cada hora (selecionando partida exata / chegada).

Notáveis exceções são as atuais B737-700ER e A319LR, ambas podem voar em torno de 10.000 km. Não conheço os números de vendas, mas acho que apenas os clientes com necessidades especiais os compram.

Existem cinco pontos que precisam ser abordados no gráfico de intervalo versus capacidade, não apenas dois.

1. Curto e fino. Essas rotas são pilotadas por pequenas aeronaves, como jatinhos de poça e jatos regionais, bem como aeronaves menores e representam os raios do modelo clássico de hub e spoke (Savannah-Atlanta ou Bordeaux-Paris, por exemplo). As freqüências de serviço são baixas a modestas e a concorrência é geralmente bastante limitada, com uma ou algumas operadoras na rota.
2. Curto e gordo. Essas rotas existem principalmente em áreas onde existem grandes cidades próximas, mas a conectividade terra / mar tem um tempo difícil competir devido a questões geográficas ou políticas. Exemplos disso incluem Tokyo-Osaka e Taiwan-Hong Kong. Muitas vezes, as freqüências de serviço são altas, a concorrência é acirrada, e aeronaves de fuselagem estreita (narrowbody) e densamente configuradas (duas assentos na melhor das hipóteses) podem ser encontradas.
3. longo e gordo. Estas são suas rotas clássicas de longa distância entre hubs e hubs, como Londres-Nova York ou Los Angeles-Sydney. A maioria desses vôos é feita em aeronaves tradicionais widebody de 3 ou 4 classes, e vê um serviço relativamente pouco frequente em comparação com rotas mais curtas.
4. longo e fino. Essas rotas são introduzidas para aliviar o congestionamento de grandes centros, geralmente nos mercados internacionais. Um exemplo seria Newark-Glasgow, ignorando a mudança de avião obrigatória em Heathrow ou Amsterdã. Outros exemplos desse padrão incluem os voos longos domésticos dos EUA.
5. no meio. A maior parte da linha principal de transporte de curto a intermediário é assim - essas conexões podem ser ocupadas de um ponto a outro, ou vôos inter-hub que não são suficientemente fartos ou longos o suficiente para sustentar o uso de aeronaves maiores. As redes LCC (Southwest, JetBlue, Ryanair, Easyjet) concentram-se em torno desses tipos de rotas porque funcionam bem para uma frota homogênea (em comparação com as redes hub e spoke, que exigem aviões menores para os spokes e aviões maiores para hub-to-hub) .

Existem duas razões de design para isso:

1. Rotas aéreas

No sistema hub-and-spoke que a maioria das companhias aéreas de grande porte utiliza, os maiores volumes de passageiros estão concentrados em alguns hubs de aeroportos e, em seguida, deslocam-se a distâncias maiores entre os hubs. Nesse sistema, há pouca necessidade de aeronaves de longa distância / pequeno passageiro.

2. Capacidade de Combustível

Um avião maior pode transportar mais combustível e, assim, ir mais longe. Sim, você pode obter um 737 configurado para negócios que pode ir tão longe quanto um 747 adiantado mas, quando carregado assim, não pode carregar muitos povos. Um BBJ 737 com combustível completo só pode transportar cerca de 2.500 lbs - cerca de 15 passageiros sem bagagem, sem comida, sem nada.

Em geral, como uma aeronave fica maior, com mais passageiros, quanto maior a asa tem que ser para carregar toda aquela carga extra. Como a asa fica mais longa, a raiz tem que aumentar em espessura um pouco devido ao aumento do momento de flexão (também devido ao aumento de carga indo para a asa). À medida que a envergadura aumenta, o acorde de asa geralmente aumenta também na raiz (em aeronaves comerciais). Finalmente, uma vez que a raiz da asa ficou mais espessa e longa, a asa central sob a fuselagem também ficou mais alta e longa.

Considerando que a grande maioria do combustível é armazenada nas asas e asa central em aeronaves comerciais (em muitos que é o único local de armazenamento), e quase toda a asa entre as longarinas é dedicada ao armazenamento de combustível, uma maior capacidade aeronave só tem muito mais volume de armazenamento de combustível disponível.

É claro que você poderia colocar uma asa enorme em uma pequena aeronave para ter muita autonomia, mas acho que as outras respostas explicaram bem por que isso não foi feito.