Эксплуатационные расходы поршневых против реактивных лайнеров

про тупо расход не скажу, а вот сопутствующее -
digger> Частота рейсов 2 вместо 1 в сутки?
да. Самоль - штука дорогая, и чем больше он в сутки переносит паксов, тем больше зерабатывает и позволяет мЕньшую часть своих капвложений на билет кинуть.
Ну и кормежка - одна или три.
И посадки - одна или 2-3-4. За каждую-то надо платить, да и двигла на максимале пашут при взлете-наборе, тож невыгодно.. Ну и маршруты можно спрямить - укоротить в результате.

Bredonosec> И посадки - одна или 2-3-4.

Это трансатлантический перелет, там посадок нет в обоих вариантах.

digger> Вопрос, действительно ли расходы на перевозку 1 пассажира были ниже.Эксплуатация ТРД (одноконтурных) против поршней? Стоимость керосина против авиабензина? Частота рейсов 2 вместо 1 в сутки?

Это 50-ые годы. Тогда Б-707 стоил 6 млн. (взято из Хейли "Аэропорт). Керосин, в те времена, стоил чуть дороже газированной воды, без сиропа. Именно поэтому наиболее выгодный режим эксплуатации самолёта - на максимальной скорости. Бензин, особенно высокооктановый, стоил, если память не изменяет, раза в 4 дороже керосина (Октановое число 115/130)
Тонна самолёта, что реактивного, что поршневого, стоит примерно одинаково.
Двигатели, к середине 50-х, ТРД, уже вышли на ресурс до капремонта не менее 400 часов (американские и английские)

Спасибо, я так и думал : керосин.
>Именно поэтому наиболее выгодный режим эксплуатации самолёта - на максимальной скорости.
Не потому, а потому что КПД ТРД максимален на режиме около максимала, а качество самолета постоянно, так как чем выше скорость, тем выше оптимальная высота полета, сопротивление воздуха сверху ниже.

ТРД тогда были маленькие и снимались с пилонов без особых проблем.А сколько был ресурс PW R-4300 и сколько стоил ремонт его по сравнению с ТРД?

digger> Это трансатлантический перелет, там посадок нет в обоих вариантах.
вообще-то исландия удобно, но да пусть её ))

а про керосин - да, не подумал )
Про тот же расход для той же приборной, но истинная выше за счет высоты - тож верно.

digger> Не потому, а потому что КПД ТРД максимален на режиме около максимала,
В том то и дело, что КПД ТРД, на долговременном максимуме, ниже. Я гдето читал, что до кризиса 73г. стоимость керосина в стоимости полёта не превосходила 2%. Поэтому было выгодно как можно быстрее оборачивать борт. А в 75г, когда стоимость нефти и керосина подскочили в 20 раз, стоимость керосина, у самолётов с ТРД подошла к 40% стоимости рейса, стали использовать скорости, при которых максимальная экономичность. Рейсовые скорости тех же самых самиолётов упали с 900 до 800 км/ч.

digger>> Не потому, а потому что КПД ТРД максимален на режиме около максимала,
Бяка> В том то и дело, что КПД ТРД, на долговременном максимуме, ниже. Я гдето читал, что до кризиса 73г. стоимость керосина в стоимости полёта не превосходила 2%. Поэтому было выгодно как можно быстрее оборачивать борт.

Ну да, конечно. Но дело в том что Cx на дозвуке растет пропорционально квадрату скорости, а с поршневыми проблема что у них значительно больше получается массогабарит при таких больших мощностях как требуются на больших трансокеанских самолетах. Там речь идет о мощностях порядка 12000лс (двенадцать тысяч).

У ТВД с мощностью получше, но там требуется очень дорогой редуктор (обороты высокоэффективного винта почти в тысячу раз меньше оборотов турбины). Как пример, двигатель используемый на ан-140 очень близкий родственник движков вертолетов (вертолетный турбинный вообще очень сильно отличается от ТРД).

Вот в какой-то момент ТРД и вытеснили поршневых и ТВД из большой авиации.

Бяка> А в 75г, когда стоимость нефти и керосина подскочили в 20 раз, стоимость керосина, у самолётов с ТРД подошла к 40% стоимости рейса, стали использовать скорости, при которых максимальная экономичность. Рейсовые скорости тех же самых самиолётов упали с 900 до 800 км/ч.

Ага, а еще стали возрождаться турбовинтовые, тк они лучше всех сейчас получаются - и топливная эффективность у них хороша и лоб маленький.

Но вообще есть еще интересный вариант: сейчас наконец-то научились делать надежные авиационные дизеля, правда непонятно дорастут ли они до большой авиации, но для уровня 20-30 мест уже вроде есть, и с экономичностью у них лучше всех.

Бяка> В том то и дело, что КПД ТРД, на долговременном максимуме, ниже.
эээ??
откуда такое? Максимальная эффективность (SFC minimal as lbs/lbs of thrust) как раз на максимале. Но тут есть еще такие моменты, что 1) профили с высоким Мкрит чаще менее несущие (должны быть тоньше, тяжелее, меньше игрека генерят). Потому перешли к более высоконесущим за счет некоторого снижения Мкрит.
+ собсно воздушный напор - прирост в скорости в 2 раза дает прирост напора, соответственно, потребной тяги, в 4 раза. То есть, снижение круза с 950 (Ту-134) до 750 (737-?) ака в 1.26 раза - даст тупо при прочих равных 62% экономии горючки.

Сверхкритические профили, позволяющие как отодвигать Мкрит при достаточно большой строительной высоте профиля (ака экономии массы крыла), так и снижать потери от возникающих за Мкрит скоростью скачков, бо свзв зона растягивается сразу на всю хорду, поток не ускоряется, соответственно, концевой скачок малоэнергетический, поток там не тормозится, безвозвратные потери малы, и вместе с тем иметь хорошую Су за счет профилирования нижней части крыла (вырез у задней кромки по закону бернулли тормозит поток, создается зона высокого давления, а игрек зависит не от Ср сверху, а от соотношения Срв/Срн - сверху и снизу), - это более позднее изобретение.

> Я гдето читал, что до кризиса 73г. стоимость керосина в стоимости полёта не превосходила 2%. Поэтому было выгодно как можно быстрее оборачивать борт.
как можно быстрее и ща выгодно. Особенно, если это позволяет делать не 1, а 2, или не 2, а 3 рейса в сутки =)
> А в 75г, когда стоимость нефти и керосина подскочили в 20 раз, стоимость керосина, у самолётов с ТРД подошла к 40% стоимости рейса, стали использовать скорости, при которых максимальная экономичность. Рейсовые скорости тех же самых самиолётов упали с 900 до 800 км/ч.
возможно ) Но экономичность именно от снижения потребной тяги в гораздо бОльшей пропорции, нежели скорость, а не в эффективности горения.

//я хотел найти цитату из пособия по турбодвиглам, отфотать страницу и выложить, но как-то не нахожу.. ((

zyxman> Ага, а еще стали возрождаться турбовинтовые, тк они лучше всех сейчас получаются - и топливная эффективность у них хороша и лоб маленький.
ТВД не эффективны на скоростях выше 600 км/ч, по сравнению с ТРДД.

zyxman> Но вообще есть еще интересный вариант: сейчас наконец-то научились делать надежные авиационные дизеля, правда непонятно дорастут ли они до большой авиации, но для уровня 20-30 мест уже вроде есть, и с экономичностью у них лучше всех.
Дизели научились делать давно. 150 гр/лс час - достигнуто чуть ли не до войны. Но у дизеля относительно большая масса. Примерно в 10 раз больше, чем у турбины. И это не считая радиаторов. Весьма значительная, по сравнению с турбиной, вибрация, гораздо более низкий ресурс. Экономичность турбины несколько ниже. У лучших, примерно 195 гр. на л/с час. Но турбина не требует радиаторов, которые имеют немалое сопротивление. И дизель работает на солярке, а не керосине. Солярка, даже "зимняя", застывает при низких температурах сильнее. Это более тяжёлые баки.

Бяка>> В том то и дело, что КПД ТРД, на долговременном максимуме, ниже.
Bredonosec> эээ??
Я не правильно выразился. Не КПД двигателя. А топливная эффективность самолёта.

zyxman> У ТВД с мощностью получше, но там требуется очень дорогой редуктор (обороты высокоэффективного винта почти в тысячу раз меньше оборотов турбины).

А не в 10?

Bredonosec> прирост в скорости в 2 раза дает прирост напора, соответственно, потребной тяги, в 4 раза. То есть, снижение круза с 950 (Ту-134) до 750 (737-?) ака в 1.26 раза - даст тупо при прочих равных 62% экономии горючки.

Не даст, т.к. при этом как минимум увеличится время полёта. Есть же формула для дальности: L=KV/Ce*ln(G0/G), т.е. экономия будет только если при уменьшении скорости одновременно увеличить качество (при равных удельных расходах).

Bredonosec> Максимальная эффективность как раз на максимале.

Нет Всегда указывают расход на максимале и на крейсерском режиме и второй всегда меньше.

Bredonosec> Сверхкритические профили, позволяющие как отодвигать Мкрит при достаточно большой строительной высоте профиля (ака экономии массы крыла)

Если точнее, то там эту бОльшую толщину тратят не на снижение массы, а на увеличение удлинения (грубо говоря, при той же массе) — это более выгодно.

Bredonosec>> Сверхкритические профили, позволяющие как отодвигать Мкрит
Там еще антиударные тела, роль которых выполняют обтекатели рельсов механизации и которые позволяют соблюсти правило площадей.


>То есть, снижение круза с 950 (Ту-134) до 750 (737-?) ака в 1.26 раза - даст тупо при прочих равных 62% экономии горючки.

У быстрого самолета менее несущее крыло, которое создает меньше сопротивления.Если качество одинаковое, то сопротивление крыла тоже одинаковое.Но тушка та же самая, она и создает лишнее сопротивление.

Бяка> Дизели научились делать давно.

Авиационные дизели - первые большие авиационные дизели пытались делать еще во время ВМВ для дальних бомбардировщиков, но не получилось, насколько мне известно, до ума их довели только после войны, когда поршневые были неинтересны, и авиационные дизеля забыли..
И только уже последнее десятилетие про авиадизеля вспомнили именно из соображений что они лучше бензиновых поршневых, тк у дизелей нет системы зажигания и выше КПД, соответственно меньше нужен размер радиаторов и выше топливная эффективность.
И дизель вообще говоря всеяден - большой дизель может работать почти на любом топливе, от мазута (и даже от эмульсии угольной пыли в воде) до эфира, а солярка применяется в большинстве дизелей только потому что она самая дешевая из удобных жидких топлив (например дизеля супертанкеров работают прямо на сырой нефти), естественно авиадизеля работают на авиационном керосине.
Вибрация в принципе конечно есть, но у многоцилиндровых поршневых движков она не так уж велика.
Насчет ресурса не знаю - вообще у "земных" и "морских" больших дизелей обычно ресурс чуть не как у паровых машин, но и литровая мощность (и соответственно весовая отдача) очень низкая, поэтому сложно сказать, применяются ли в авиадизелях "земные" технологии увеличения ресурса.

zyxman> Насчет ресурса не знаю - вообще у "земных" и "морских" больших дизелей обычно ресурс чуть не как у паровых машин, но и литровая мощность (и соответственно весовая отдача) очень низкая, поэтому сложно сказать, применяются ли в авиадизелях "земные" технологии увеличения ресурса.


Там технологии простые - чем меньше обороты и больше цилиндр, тем больше ресурс и КПД, но больше вес.КПД ТРДД считать сложно, поскольку там мощность не на валу.Где-то я читал, что КПД приближается к 40%.

А кстати! Вдруг винтовые самолеты, пусть и летающие медленнее - ниша для бюджетных компаний. Наверняка найдется туча пассажиров, желающих заплатить в два раза меньше, за полет в два раза дольше?

zyxman> И дизель вообще говоря всеяден - большой дизель может работать почти на любом топливе

Большой, который может работать на всём — это с размерностью (диаметр цилиндра*ход поршня) примерно 0,5*2 м. Вряд ли такой влезет на самолёт

zyxman>> Насчет ресурса не знаю - вообще у "земных" и "морских" больших дизелей обычно ресурс чуть не как у паровых машин, но и литровая мощность (и соответственно весовая отдача) очень низкая, поэтому сложно сказать, применяются ли в авиадизелях "земные" технологии увеличения ресурса.
digger> Там технологии простые - чем меньше обороты и больше цилиндр, тем больше ресурс и КПД но больше вес.

Не только. В больших дизелях также применяются например гильзы цилиндров, а также крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм, поэтому и КПД растет и ресурс, но и вес тоже



Вобщем-то говоря высокие обороты авиадизелю не полезны (низкооборотный винт лучше и по шумности и по отдаче), а вот вес конечно большая проблема..

digger> КПД ТРДД считать сложно, поскольку там мощность не на валу.Где-то я читал, что КПД приближается к 40%.

Я читал что у судовых дизелей достигнуто 55%.

a2v> Большой, который может работать на всём — это с размерностью (диаметр цилиндра*ход поршня) примерно 0,5*2 м

Ну нам не обязательно на всем, точнее реально для самолетов оптимален авиационный керосин, и на него дизеля делаются.

D.Vinitski> А кстати! Вдруг винтовые самолеты, пусть и летающие медленнее - ниша для бюджетных компаний. Наверняка найдется туча пассажиров, желающих заплатить в два раза меньше, за полет в два раза дольше?

Я предлагал как-то в связи с гипотеческим ростом цен на нефть,обсуждали, но что-то не выходит.Cнизить скорость до 600 км/ч - разница в 1.5 раза, чтобы избавиться от околозвуковых проблем и поднять качество до 25-30.Учитывая время до и после полета добраться до места 2+ 1 час, реальная разница еще меньше.Меньше пассажиров перевозится за единицу времени, больше кормить, больше платить пилотам, возить редукторы для ТВД, шум от винта сильный и вибрация плохо влияет на конструкцию.Разница в потенциальной крейсерской скорости для ТВД и ТРДД не такая большая,если мы хотим только винт : Ту-95 - 750 км/ч.

Развивая тему дрим-скотовоза.Скорость 600 км/ч. 2-4 огромных ТРДД с очень большой степенью двухконтурности : вибраций и шума как от винта не будет. Высокоплан,иначе двигатели не влезут или возрастет масса шасси.Потери в прочности компенсируются применением композитов и ферменной конструкцией центроплана, к ферме снизу крепится шасси, сверху крыло.Самолет полностью двухпалубный , багаж грузится в центроплан, где фермы не позволяют посадить людей.Схема тандем с несущим хвостом, как Илья Моромец. Качество 30. Итого от качества и роста двухконтурности можно выиграть до 50%.

digger> Я предлагал как-то в связи с гипотеческим ростом цен на нефть,обсуждали, но что-то не выходит.Cнизить скорость до 600 км/ч - разница в 1.5 раза, чтобы избавиться от околозвуковых проблем и поднять качество до 25-30.

Даже по топливу особой экономии не получится: это самое KV/Ce снизится только за счёт меньшего удельного расхода ТВД или ТРДД оч. большой степени двухконтурности. И это при условии, что удастся получить такое качество — для этого понадобится крыло удлинения больше 20.

zyxman> авиационный керосин, и на него дизеля делаются

Я думал, у всех относительно небольших основное топливо солярка

a2v> Я думал, у всех относительно небольших основное топливо солярка

Я тоже раньше так думал
А потом сначала прочитал что народ дизеля 1980-х годов на подсолнечном масле использует, а еще потом прочитал конкретно что мешает использовать что-то кроме солярки - оказалось что там вобщем мелочи, вроде резины которая от других видов топлива портится.

еще читал такое:

В 30-х гг. коллективом А.Д. Чаромского было разработано и построено несколько опытных авиационных дизелей. На их базе в 1942 г. создается авиационный дизель АЧ-30Б. Основные эксплуатационные отличия авиадизеля от обычного авиадвигателя состоят в следующем:

авиационный дизель работает на тяжелых сортах жидкого топлива (керосин, газойль, дизельное топливо), тогда как авиадвигатели работают на высокосортных, высокооктановых бензинах;

авиадизель обладает высокой экономичностью, так как его удельный расход топлива составляет 150-170 г/л.с.ч., а у бензиновых двигателей 250-320 г/л.с.ч.;

благодаря применению тяжелых, трудно испаряемых сортов топлива при полете с авиационным дизелем пожарная опасность меньше;

Авиационный дизель АЧ-30Б представляет собой высотный двенадцатицилиндровый, V-образный, четырехтактный двигатель жидкостного охлаждения, работающий на тяжелом топливе. Цилиндры двигателя имеют большие размеры (диаметр 180 мм, ход поршня 200 мм), степень сжатия 18. При такой высокой степени сжатия воспламенение впрыскиваемого топлива в цилиндры происходит благодаря тому, что воздух, поступающий в цилиндры при всасывании, в конце такта сжатия нагревается до температуры много выше температуры самовоспламенения топлива. Это является принципиальной особенностью рабочего процесса авиационного дизеля.

 

А недавно вот встретил:

Дизель не боится низких температур, чреватых обледенением карбюратора (в том числе и за отсутствием карбюратора как такового) — наоборот, ему холодный воздух даже идёт на пользу. Топливо для дизеля дешевле и доступнее.

Правда, при эксплуатации на авиакеросине есть свои сложности. Дело в том, что самый сложный и точный агрегат дизеля — топливный насос высокого давления — смазывается маслянистыми фракциями дизельного топлива. А керосин от этих фракций очищен. Поэтому в реактивное топливо необходимо добавлять специальную смазывающую присадку.

У дизелей в лёгкой авиации неплохие перспективы. Если кто-либо из крупных мировых моторостроителей проявит к ним интерес, и сможет предложить массовый недорогой сертифицированный дизель, то ситуация несомненно изменится в их пользу. До тех пор, пока не появится массовый недорогой сертифицированный ГТД.

 

Двухтактный дизель — будущее лёгкой авиации

a2v> Не даст, т.к. при этом как минимум увеличится время полёта. Есть же формула для дальности: L=KV/Ce*ln(G0/G), т.е. экономия будет только если при уменьшении скорости одновременно увеличить качество (при равных удельных расходах).
время полета вырастет. Но линейно. А напор уменьшится квадратично.
Насчет формулы - незнакомо. Можно расшифровать?

a2v> Нет Всегда указывают расход на максимале и на крейсерском режиме и второй всегда меньше.
хм.. подпись никиты ))
SFC as lbs/[/b]lbs of force[/b] ))
расход на еденицу тяги , а не просто в вакууме.
Или на крузе тяга идентична максималу? ))

a2v> Если точнее, то там эту бОльшую толщину тратят не на снижение массы, а на увеличение удлинения
а, что совой об пень, что пнем об сову ))
всё равно выгоднее толстое )

Bredonosec> время полета вырастет. Но линейно. А напор уменьшится квадратично.
Bredonosec> Насчет формулы - незнакомо. Можно расшифровать?

L - дальность (в км), K - качество, V - скорость (в км/ч), Ce - уд. расход (в кг/кгс*ч), G0 и G - начальный и конечный вес (в чём угодно , отличаются на вес израсходованного топлива).
В ваших рассуждениях не учитывается, кроме времени, ещё вот что: это невозможно Тяга в горизонтальном полёте с пост. скоростью в любом случае должна быть равна G/K, и просто так уменьшить скорость в 2 раза, снизив сопротивление в 4 нельзя: подъёмная сила тоже уменьшится в 4 раза, придётся увеличить Cy (угол атаки), изменится качество, индуктивное сопротивление и т.д. Чтобы всё это разом учесть, как раз и нужно пользоваться той формулой.

a2v>> Нет Всегда указывают расход на максимале и на крейсерском режиме и второй всегда меньше.
Bredonosec> SFC as lbs/[/b]lbs of force[/b] ))
Bredonosec> расход на еденицу тяги , а не просто в вакууме.
Bredonosec> Или на крузе тяга идентична максималу? ))

Я не писал слово "удельный", так как мы вроде о нём и говорили, хотел сэкономить буквы. Не вышло Крейсерский режим — имеется в виду крейсерский режим работы двигателя, он же режим минимального удельного расхода; к примеру для Д-30 (см. картинку) это где-то между 0,7 и 0,88 номинала.