En términos de motores, es casi posible ahora, con un par de condiciones.
1: No podría hacerlo con una célula existente. El B747 es un B707 ampliado y diseñado intrínsecamente alrededor de 4 motores. Del mismo modo, el A380 está diseñado alrededor de 4 motores. El primer obstáculo con el que te encontrarás es la necesidad de un tren de aterrizaje más largo debido al diámetro de la carcasa del ventilador, lo que rápidamente generaría la necesidad de un rediseño importante.
2: El casi se encuentra con un problema importante: se llama “un motor apagado”: los transportes aéreos deben poder volar _ y despegar _ con un motor averiado, lo que significa que un motor necesita desarrollar no solo el empuje suficiente para combinar dos existentes, pero lo suficiente como para que coincida con tres (o necesita diseñar su fuselaje para volar / despegar en un motor, que es más o menos lo mismo).
3: las proporciones de derivación no son el problema. Los turboventiladores modernos no son esencialmente muy diferentes a los turbopropulsores: hay un núcleo generador de gas, dimensionado para la tarea de producir energía, una turbina que convierte la potencia de la salida de gas en energía del eje y el ventilador que está conectado al eje. El problema son los propios fanáticos. A las velocidades que están girando, los límites de la ingeniería de materiales están siendo llevados al máximo y cuanto mayor sea el diámetro, peor será.
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Como resultado, la mayor parte de la I + D se dirige a los fanáticos y cómo conducirlos.
a: Los ventiladores actuales tienen un tono fijo y las puntas están en o superando la barrera del sonido, lo cual es extremadamente contraproducente para el empuje. Además, las fuerzas G experimentadas en la raíz de la cuchilla son proporcionales al cuadrado de la velocidad de rotación, por lo que reducir la velocidad e ir a un paso más grueso tiene beneficios dobles, PERO …
b: La velocidad de los ventiladores está configurada actualmente por la turbina (esencialmente un molino de viento) en la parte posterior del motor que extrae energía de su escape. Actualmente está acoplado directamente al ventilador en un eje sólido y debe girar rápidamente para lograr eficiencia. Disminuir la velocidad produce grandes pérdidas de eficiencia de extracción de energía. Esto significa que para mantener la turbina girando rápidamente y el ventilador a una velocidad más baja, necesita una caja de cambios, y esa caja de cambios necesita manejar más de 20,000 caballos de fuerza en un motor grande, al mismo tiempo que es liviana para que la masa agregada no se compense La eficiencia aumenta con la menor velocidad del ventilador. Esta es la dirección en la que han ido los motores P&W LEAP y efectivamente significa que sus grandes turbofans ahora son ventiladores de turboeje (también conocidos como “turbofans con engranajes (GTF)”). Todos los fabricantes ya se dirigen en esta dirección, ya que las ganancias son evidentes en todos los tamaños de motores; el problema que ralentiza la adopción de esto es la masa de la caja de cambios frente a la fuerza.
c: Una hélice de paso fijo (ventilador) solo es eficiente en un punto del sobre de vuelo. Se está realizando I + D para producir ventiladores de paso variable en turbofan grandes (los ventiladores de paso variable más pequeños han existido durante más de 20 años; el problema son las fuerzas G mencionadas anteriormente, que sacarán el mecanismo de lanzamiento desde las raíces de un ventilador grande). Uno de los beneficios secundarios de esto es que la inclinación variable significa que los ventiladores también pueden invertir la inclinación, lo que elimina el peso y la complejidad de los mecanismos de inversión de empuje.
d: La fuerza real ejercida sobre el eje no es una fuerza G, sino una fuerza g multiplicada por la masa de la cuchilla. Como tal, la I + D ha estado en curso durante décadas para hacer las cuchillas más ligeras.
Es probable que el motor de alto bypass del futuro de todos los fabricantes sea un turboventilador de paso variable con engranajes que use aspas más livianas de lo que vemos actualmente. Probablemente se verán radicalmente diferentes de los turboventiladores de la generación actual, ya que el mayor espacio entre las aspas y los acordes significa que probablemente podrá ver casi sin obstrucciones desde el frente hasta la parte posterior de la sección fría y las velocidades más bajas del ventilador significan que sonarán Muy diferente también.
Esto supone que los problemas relacionados con los ventiladores no conducidos no se resuelven.
(1 – ruido, contención de 2 cuchillas – ambas se abordan en los ventiladores con conductos mediante la góndola de entrada larga, amortiguada y reforzada frente al ventilador)
Volviendo a la pregunta original: si bien podría ser técnicamente posible en un futuro cercano, los ciclos de diseño de los aviones se encuentran en la región de 1 a 2 décadas (este fue el tiempo de gestación del A380 y debido a los riesgos de producir grandes aviones de largo recorrido para un pequeño mercado (*) los fabricantes simplemente no producirán nada que las aerolíneas no se hayan comprometido a comprar en cantidades suficientes para pagar los costos de I + D mientras todavía estén en papel (y si los costos de I + D están fuera, el fabricante está en problemas). en este momento no hay demanda de embarcaciones grandes de 4 motores y es probable que tampoco haya mucha demanda de más de 500 gemelos de asiento a menos que puedan demostrar un ahorro radical de combustible; hay demasiados problemas asociados con la carga / descarga que muchas personas a lo largo con la carga descargada en los mostradores de inmigración para cada aterrizaje, lo que significa que solo pueden usar grandes aeropuertos que estén equipados para manejar los números.
La marea puede cambiar un poco a medida que los precios del combustible vuelvan a ser “normales” desde sus niveles locamente bajos actuales, pero los aviones grandes siempre serán un producto de nicho y si los sistemas ferroviarios de alta velocidad continúan proliferando, todo el mercado de aviones enfrenta una competencia radical de todos modos (dejemos que solo si hyperloop se pone en pie comercialmente)
(*) Las naves pequeñas de corto alcance se venden como locos, con 6–8 fabricantes compitiendo en este extremo del mercado y todos haciendo dinero. Las embarcaciones grandes se venden en pequeñas cantidades en comparación y tienen mayores costos de investigación y desarrollo, por lo que representan un riesgo mucho mayor para los fabricantes. Dos empresas salieron del negocio apostando por hacer competidores B747 (L1011 y DC10) e irónicamente, el asesino B747 ha resultado ser otro Boeing: el B777
