¿Por qué la evolución de los aviones es tan lenta?

Answer 1

Creo que los aviones todavía están evolucionando, bastante bien, de hecho, pero estoy de acuerdo en que no hay nada cerca de la emoción o el drama asociado con las modestas mejoras de hoy que solían ser el caso en años anteriores.

En la aviación comercial, el diseño de aeronaves y las comodidades a bordo se topan cada vez más con la definición de rendimientos decrecientes. En este contexto, me refiero a la noción de aumentos progresivamente más pequeños en las mejoras (como el rendimiento de la aeronave) como resultado de la mayor aplicación de insumos variables (como inversiones en materiales estructurales, tecnología de motores, etc.).

Cada vez es más costoso hacer que los aviones vuelen un poco más rápido de lo que lo hacen hoy. El comportamiento del aire en la región transónica (acercándose a Mach 1) hace que sea difícil y no particularmente deseable construir aviones que pasen mucho tiempo en ese dominio. Volando mucho más de nueve décimas la velocidad del sonido es difícil de lograr, y en muchos casos parece más fácil diseñar algo que supere la velocidad del sonido que construir algo que permanezca en ese rango.

El diseño de la aeronave se orienta cada vez más hacia la máxima eficiencia: menos consumo general de combustible, mejor consumo de combustible por milla de pasajero, etc. También se ve obligado a tener en cuenta la necesidad de menores emisiones, mejor calidad del aire de la cabina y otras variables que no tienen nada que ver con el rendimiento operativo de un avión determinado. Raramente ofrecen rutas a avances tecnológicos espectaculares, pero son consideraciones importantes y desafiantes de todos modos.

La evolución de lo que hay dentro del avión continúa a lo largo de líneas similares. Las aerolíneas tienen una larga y larga historia de comercialización de espacio adicional dentro de grandes y nuevos aviones como espacio para excelentes servicios en vuelo, como el vestidor Boeing “Clipper”:

… O el piano bar del Boeing 747 de American Airlines:

… O las suites y duchas a bordo del A380:

Vamos a ponernos serios, sin embargo. Las aerolíneas ganan dinero con los grandes apostadores, pero obtienen mucho más de meter a tanta gente en la cabina como puedan. Es por eso que las aerolíneas premium de una clase como Eos Airlines y otras con modelos comerciales similares aumentan y disminuyen en el mercado. (Por lo general, simplemente “disminuyen”).

De hecho, las aerolíneas están interesadas en tratar de hacer que los pasajeros se sientan cómodos cuando no es demasiado costoso hacerlo, lo que ha impulsado el crecimiento de los sistemas de entretenimiento en el asiento, WiFi a bordo y otras mejoras modestas en la productividad o los recursos de relajación. Sin embargo, están un poco en contra de la ley de rendimientos decrecientes (nuevamente) en que en algún momento se vuelve prohibitivamente costoso hacer cosas que las personas dicen que quieren que hagan, pero que no estarían dispuestas a pagar.

Por ejemplo, proporcionar cobertura continua de comunicaciones satelitales durante un vuelo para todos los pasajeros requeriría una enorme cantidad de ancho de banda y tecnología de intercambio a bordo de cada avión (sin mencionar las capacidades de conmutación de última generación y un montón más de satélites en órbita). No dudo ni por un minuto que los ejecutivos están buscando ideas para la nueva y ordenada cosa que poner en su avión, pero lo más probable es que la gran mayoría de ellos se encallen en el costo total que implicarían.

Entonces, volviendo a su pregunta original, la evolución es lenta porque cada vez es más costoso lograrla. La mayoría de los aviones funcionan tan bien como pueden con un grado razonable de eficiencia, y sería enormemente costoso intentar volver al negocio de la aviación supersónica. Incluso si alguien descubriera una forma barata de propulsar y volar tan rápido, el impacto ambiental de tales operaciones probablemente les cerraría la puerta antes de que pudieran obtener tracción en el mercado. Todas las otras características agradables de los aviones modernos son estrictamente opcionales.

Answer 2

Su premisa básica es incorrecta. Los aviones comerciales han cambiado mucho, de hecho enormemente, desde que el transporte aéreo transoceánico se convirtió en una mercancía segura en masa en la década posterior a la Segunda Guerra Mundial. Ignorando trivialidades como WiFi (no se puede tomar en serio eso), los aviones de pasajeros regulares han más que duplicado (o incluso triplicado) su velocidad y alcance, se presurizan para permitir un viaje seguro por encima del mal tiempo que mató a tantos aviones en los años 40 Y 50s. Tienen cargas útiles mucho más grandes y precios mucho más baratos por milla por asiento. Son mucho más seguros, más económicos y respetuosos con el medio ambiente que los aviones que se parecen tanto a ellos como fueron hace un par de décadas. Realmente no hay mucha comparación, aparte de la apariencia externa. Los transportistas aéreos no pueden permitirse el lujo de usar máquinas todavía completamente funcionales que tienen años de vida restante, para poder subirse al último pájaro genio que tiene WiFi, solo para mantenerse al día con la moda y el capricho. Tiene que haber un beneficio de manejo para tirar miles de millones en una vida útil. Es por eso que la introducción de los nuevos aviones en constante mejora lleva años.

Los viajes supersónicos masivos comerciales no sucederán hasta que la población de pasajeros sea millonaria o mejor. Es gigantescamente más costoso para retornos triviales. No puede volar sobre masas de tierra pobladas a velocidades supersónicas, por lo que está limitado a viajes supersónicos sobre el agua a 10 veces el costo de las plataformas subsónicas. No es un motor de arranque para el transporte masivo y ni siquiera es económicamente viable para los transportistas de los súper ricos. También es ambientalmente desastroso en comparación con el vuelo subsónico.

Answer 3

Los principales avances en el diseño de aeronaves, hoy en día, se basan en la eficiencia y la seguridad.

El objetivo de la mayoría de los aviones es empacar un tubo de metal con algunas cosas llenas de pasajeros, enviarlo volando por el aire y aterrizar de manera segura con el mismo contenido con el que despegó. Todo con una cantidad máxima de confiabilidad y seguridad, al menor costo posible. Y este avión debería durar más de 30 años de servicio en el que se lleva volando durante 14 horas por día, todos los días.

No hay mucho mercado para algo como el Concorde, y muchas regulaciones impiden que los aviones vuelen a velocidades supersónicas sobre tierra. Esto limitaría las rutas supersónicas sobre el agua. Un avión supersónico es mucho menos eficiente en combustible que uno subsónico, por lo que las tarifas serían significativamente más altas, tal vez el doble del precio de un avión subsónico. Debido a los precios más altos y la incapacidad de volar sobre tierra a velocidades supersónicas, habría una muy pequeña demanda de un avión como este. La pequeña cantidad de demanda de este avión conducirá a un precio mucho más alto para el avión, aumentando aún más los precios de los boletos.

Si usted fuera una persona de negocios, podría estar dispuesto a pagar el doble para volar NYC -> LHR en 3 horas, pero si fuera una familia de vacaciones? Las pocas horas ahorradas podrían costar $ miles.

La razón por la que no ve grandes saltos en cosas como WiFi muy rápidamente es porque la demanda no es tan alta, y debido a la naturaleza de la tecnología, no hay realmente una gran ventaja competitiva de ser el primer operador en tenerlo. Una vez que una aerolínea lo obtiene, la tecnología también está disponible para todos los demás.

Los dispositivos electrónicos tienen un ritmo de avance mucho más rápido. Desarrollar un dispositivo electrónico cuesta mucho menos dinero que desarrollar un avión comercial de pasajeros, y la vida de las personas generalmente no está en juego si el botón de retroceso de su teléfono no funciona del todo bien. Requiere una enorme cantidad de recursos de ingeniería, tiempo de desarrollo y, francamente, probablemente el desarrollo de un montón de dispositivos electrónicos dedicados también. Cada parte del avión necesita ser probada y probada nuevamente.

El producto terminado se parece más a una casa que a una computadora portátil. No es como un teléfono celular, destinado a ser reemplazado en un par de años. Tomó mucho tiempo y recursos desarrollar y construir, y tiene una vida útil esperada en décadas, no en meses. Se necesita mucha mano de obra para construir, y la logística de aumentar y disminuir la producción no es trivial.

En resumen, los avances en los aviones no son los que se ven directamente. Suceden más lentamente porque construir un avión es un gran proyecto, y diseñar uno es un gran proyecto. Su ciclo de desarrollo es lento porque la seguridad de millones de personas depende directamente de la seguridad de los aviones. Incluso los asientos de las aerolíneas se someten a una gran cantidad de pruebas, sin importar los sistemas de vuelo críticos.

Answer 4

La evolución es lenta porque los estándares de seguridad son muy altos, por lo que la ingeniería es inherentemente conservadora.

Haga una comparación con el desarrollo de software. Una gran cantidad de software se hace muy rápidamente, siempre tratando de ser novedoso y competitivo. Después del diseño y la prueba, se lanza al público una versión beta. Al usar la versión beta e informar sobre lo que sale mal, cuando falla, el público efectivamente realiza el tipo de prueba que de lo contrario tomaría mucho tiempo, pero lo hacen de forma gratuita, con fallas ocasionales de su computadora, etc.

Las aeronaves no pueden hacer eso. Se debe demostrar que todos los sistemas son confiables, porque ir mal en el aire es inaceptable. Incluso se debe demostrar que algo aparentemente simple, como wifi, no interfiere con todo lo demás a bordo. Si tiene algún tipo de interferencia con su televisor cuando usa otro equipo en casa, puede ser un poco molesto, o puede optar por no usar el otro equipo cuando el programa que desea ver está activado. Si un dispositivo electrónico induce una señal electrónica que afecta el equipo de navegación o los sistemas de control de una aeronave, los resultados podrían ser catastróficos. Se requieren pruebas y un diseño largos y costosos para demostrar la aeronavegabilidad. Si no puede probar la aeronavegabilidad, la aeronave no estará certificada por los reguladores para el vuelo.

Incluso adoptar nuevos materiales es difícil. Debido a que las aleaciones de aluminio se han utilizado y probado ampliamente durante años, las características y el rendimiento a largo plazo de Theo se comprenden realmente bien. La obtención de datos suficientes sobre compuestos modernos para ofrecer un ahorro de peso y un rendimiento importantes con la confianza necesaria para garantizar la seguridad durante la vida útil de una célula ha llevado mucho tiempo. Los autos de Fórmula Uno son lo opuesto: pueden diseñar estructuras muy aventureras (y otros sistemas), pero solo los usan para una carrera o dos antes de intentar otra cosa. Esto permite un desarrollo muy rápido.

Se requiere un gran esfuerzo para hacer los aviones más eficientes. Un avión más eficiente es más barato de operar, lo que puede marcar una gran diferencia para una aerolínea, por lo que mejores ventas para los fabricantes de aviones completos y subsistemas. No necesariamente se puede ver mucho de esto, pero los cambios en la eficiencia del combustible, la eficiencia aerodinámica, los costos de mantenimiento, etc. son significativos. Este enfoque ha sido una forma más segura de obtener ganancias que intentar hacer otro Concorde: ha habido muchas sugerencias a lo largo de los años, y aún podría suceder, pero probablemente algo pequeño para el número relativamente pequeño de personas preparadas para gastar mucho dinero para llegar a algún lugar lo más rápido posible. Certificarlo aún será un desafío.

Answer 5

Se está haciendo mucha investigación en ambas áreas. El hecho de que no escuches sobre eso no significa que no se esté haciendo :-).

Concorde Mark 2: Airbus presenta planes para un nuevo jet supersónico

No se desanime, las nuevas ideas nacen todos los días.

WiFi es difícil y la tecnología se mejora a diario. Recientemente, un satélite subió para agregar más ancho de banda.

Sin embargo, piénselo, haciendo 600 mph y aún poder conectarse a Internet, eso es bastante notable :-). La tecnología también es muy costosa y los consumidores la quieren de forma gratuita, lo que realmente no sucederá.

Lea este artículo, ya que toca algunos de los problemas: las preocupaciones del lanzamiento del satélite NBN.

Recuerda que a veces no escuchas sobre los lanzamientos exitosos, solo los que explotan …

Answer 6

La evolución no es posible cuando hay leyes de limitaciones físicas y químicas involucradas. Agregando insulto a las lesiones, la ingeniería cuesta mucho dinero. Cientos de millones.

La aerodinámica tiene límites para una cantidad dada de financiación es la respuesta corta.

El WiFi tampoco es el verdadero problema, ya que la conectividad de roaming satelital es muy cara y limitada debido a la cantidad de satélites que deben contratarse. La tecnología real no es la limitación.

Su conclusión de que esto desalienta a los ingenieros por estas razones es falsa. Construir un avión que pueda volar Mach 2.o + costará miles y miles de millones de dólares. Los inversores no necesitan ser convencidos por los ingenieros, sino por los clientes que están dispuestos a pagar por los aviones que van tan rápido. Claramente, la respuesta es de clientes es no.

Answer 7

Los aviones comerciales son productos comerciales. Las ganancias potenciales deben sopesarse frente al costo. El costo nunca es simplemente cuánto cuesta comprar una caja de araña Wi-Fi de Amazon y tirarla a la cabina. Tiene que ver con hacer que lo que das por sentado en el suelo funcione en el aire mientras te mueves a alta velocidad. Se trata de asegurarse de que esas cosas no se incendien espontáneamente y quemen el avión, se trata de que no vuelen cuando están sujetas a la aceleración, se trata de que requieran energía, se trata de que requieran enfriamiento, se trata de asegurarse de que las cajas y el cableado no no se calienta o causa interferencia electromagnética, se trata de encontrar un lugar para albergar todas esas cosas en el espacio abarrotado de la aeronave, se trata de que agreguen peso, se trata de que tengan que ser razonablemente confiables, se trata de persuadirse a sí mismo y luego a la FAA de que todo Las consideraciones están bien fundadas. En última instancia, se trata de asegurarse de que las cosas sean increíblemente seguras, lo suficientemente seguras como para satisfacer las exigentes expectativas del público viajero.

El nivel de tecnología, la burocracia en el negocio de fabricación de aeronaves, el enorme costo de probar y certificar aeronaves, un margen de beneficio muy pequeño y una curva de flujo de efectivo en aumento, cambios caprichosos en la economía y ver a otros fabricantes morir a su alrededor también tienden a dotar de una actitud conservadora. Las cosas, naturalmente, son lentas cuando hay un alto riesgo y costo involucrado.

Answer 8

Con respecto a su preocupación por la velocidad del avión, hay una historia interesante de la vida real, y Osama bin Laden es parte de ella:

¿Por qué los fabricantes de aviones Boeing y Airbus no han mejorado la velocidad del avión en todos estos años?

El Boeing Sonic Cruiser casi entró en producción. Pero Osama quiso lo contrario.

21 de mayo de 2016.

Answer 9

Construir un avión supersónico no es un problema. La tecnología está ahí desde finales de la década de 1960. El problema es que los clientes, esos somos nosotros, no estamos dispuestos a pagar los beneficios. Un boleto de avión supersónico costará entre 4 y 5 veces más que los boletos de vuelos comerciales subsónicos de hoy en día, y no muchos pasajeros están dispuestos a pagarlo. Si no está convencido, eche un vistazo a los asientos de las aerolíneas que cada año son cada vez más pequeños. Seguimos quejándonos al respecto. Pero cuando se trata de comprar un boleto, buscamos el más barato, no el más cómodo. Al menos el 95% de los volantes lo hacen. Los asientos de clase ejecutiva o económica premium están en su mayoría vacíos.

Answer 10

Se necesitaron 4000 ingenieros para el diseño y cientos más de mantenimiento y reparación. El hecho de que los magnates estén más centrados en mantener en lugar del sector de I + D aquí en mi lugar parece responder a la pregunta sobre la revolución de los aviones. Lento y sombrío. Sin embargo, no se pierde toda esperanza, ya que ahora la idea de la nanotecnología se está poniendo en manos y estamos desarrollando cada vez más ideas para las estructuras de fuselaje y las turbinas. Si tan solo tenemos un laboratorio para pruebas de aviones.

Answer 11

en realidad no lo es, probablemente solo le parezca lento, ya que la mayoría de los avances que han realizado en los últimos años han sido más pequeños / menos notables, como el aumento de la economía de combustible, el rango y la confiabilidad de los motores / células en lugar de grandes saltos como ir desde accesorios hasta aviones o desde 1 mazo hasta 2 o algo así.