¿Es posible construir actualmente un motor a reacción con 1.050 kN de empuje? (236,049 lbf)

¿Tenemos actualmente los conocimientos de ingeniería para construir un motor a reacción de 1.050 kN?

Esta pregunta se originó a partir de la idea de cambiar un avión de 4 motores a 2 motores. Elegí el A380 porque parece tener el peso de despegue más alto.

Un motor A380 produce un máximo de 350 kN. Si un motor se apaga, el A380 todavía tiene 1050 kN disponibles y, según las regulaciones, eso debería ser suficiente incluso para el despegue. Entonces, si cambiamos a un avión de dos motores, según la regulación, necesitamos suficiente empuje para el despegue, incluso si un motor muere, lo que significa que cada motor necesitaría 1.050 kN como máximo.

Leí esto y esto . Están en el mismo contexto de reducir un avión de 4 motores a 2 motores, pero no responden a la pregunta de si se pueden lograr 1050 kN para un solo motor.

@footot cambió la pregunta para que sea más directa. Lea sus dos enlaces, pero no responden si se puede construir un motor lo suficientemente potente para transportar el A380 con una sola mano.
Puede que me equivoque, pero recuerdo que @terry dijo una vez que se requiere tener 2 motores operando al mismo tiempo en un avión de 4 motores (el 747 en su caso). Ni siquiera estaban obligados a cambiar de rumbo si un motor salió. Entonces, me pregunto si el a380 solo necesita 700 kN para escalar.
El actual poseedor del récord del motor a reacción más potente es el GE 90-115b que genera 127 000 lbf (594 nudos) de empuje. Desde cierta perspectiva, tiene más empuje que el Titanic y el cohete Mercury que llevaron a Alan Shepard al espacio juntos . Estás hablando de un solo motor del doble de ese tamaño...
@RonBeyer You are talking about a single engine twice that size...significa exactamente qué? El hecho de que no exista no significa que actualmente no sea posible. Significa, ante todo, que nadie ha pedido nunca uno. Podría ser porque no pueden construirlo, o podría ser porque aún no han llegado a diseñar un avión gigante de 2 motores.
@JayCarr No sé. si 700 kN fueran suficientes, tendría que ser simétrico. Si pierde 2 motores en la misma ala, dudo que haya suficiente autoridad de timón disponible para corregir la guiñada con el empuje máximo.
Do we currently have the engineering know-how to build a 1,050 kN jet engine?¿Te satisfaría un simple "sí"? o un igualmente simple "no"? o ¿qué tipo de datos quieres?
@DrZ214 Si le preocupa la autoridad del timón para hacer frente a 700 kN de empuje asimétrico, ¿por qué cree que 1 050 kN no sería un problema?
Creo que esto no es un duplicado. El OP pide el máximo empuje posible para un motor diseñado con la tecnología actual. El umbral de 1050 kN está aquí para ilustrar la posible aplicación, pero puede no ser relevante.
@ DrZ214 No estaba sugiriendo que no fuera técnicamente posible, solo estaba dando perspectiva.
@ DrZ214 Tal vez, tal vez no. Todos los aviones de dos motores están diseñados para tener suficiente autoridad de timón para que, si un motor se apaga, puedan continuar ascendiendo. No veo por qué el 747 habría sido una excepción (y tenía una cola enorme...)
@Federico Un simple sí o no me satisfaría si viniera de un ingeniero de motores a reacción real. Por supuesto, más datos nunca es malo. En particular, sería bueno saber si las geometrías y el flujo de combustible pueden escalar hasta el empuje correcto sin escalar un flujo de calor en algo que no pueda manejarlo. Estoy seguro de que hay más consideraciones porque no soy ingeniero de aviones.
@DeltaLima Gran punto. Estaba considerando algo como esto: 700 kN de empuje proveniente de 1 motor que está cerca del fuselaje. 350 kN y 350 kN provenientes de 2 motores en un ala. entonces uno de ellos está bastante lejos del fuselaje. Bastante seguro de que 350 kN lejanos crean más torque que 700 kN cercanos. Supongo que tenemos que compararlo con 1050 y 350 + 350 aunque.
@JayCarr Correcto, exactamente. Suficiente autoridad de timón para que, si un motor se apaga, puedan seguir subiendo. Los aviones de 4 motores son lo mismo, cualquier motor puede morir. Pero en tu primer comentario estabas hablando de la muerte de 2 motores, así que señalé el severo torque de guiñada que implicaría si estuvieran en la misma ala.
@ DrZ214 Correcto, y señalé que se requieren dos aviones de motor para poder subir con un motor apagado, lo que significa que tienen un empuje severamente asimétrico, tal como lo tendría un 747 si dos motores se apagaran en el mismo lado. Estoy bastante seguro de que el 747, al igual que cualquier otro avión comercial, está diseñado para lidiar con toda la energía en un solo lado.
Sí, si por 'motor a reacción' incluye motores de cohetes.

Respuestas (5)

El límite del tamaño de la turbomaquinaria es considerablemente mayor que el tamaño de los motores de aviación actuales.

Para estimar qué tan grandes pueden llegar a ser los núcleos, podemos mirar la planta de energía SCGT. Puede obtener turbinas de estructura pesada de hasta 576 MWe para el SGT5 (esto es la mitad de un reactor nuclear típico de 1000 MWe). El aeroderivado LM6000 entrega 40 MWe de un núcleo de turboventilador de 270 kN, y el aeroderivado más grande, Industrial Trent 60 , proporciona 60-70 MWe de un núcleo de turboventilador de 415 kN de empuje.

Esto sugeriría un empuje equivalente a 3,5-4 MN o 800 000-900 000 lbf para el SGT5. No puede simplemente volar una turbina de marco como esta, excepto en la bodega: es lenta para girar, su velocidad es baja y no está certificada según los estándares de aviación. Pero eso es sólo una cuestión de diseño. Simplemente muestra la cantidad de energía que se puede concentrar en un solo núcleo de turbina.

Entonces, ¿podríamos hacer un motor de 1 MN? Sí, estamos haciendo núcleos con varias veces la potencia. ¿Podríamos hacer un motor de aeronavegabilidad de 1 MN? Con esfuerzo, tal vez, por supuesto, costaría dinero desarrollarlo. ¿Sería tan bueno como los motores que tenemos? Esa es la pregunta del millón de dólares. O lo sería, y más de mil millones de dólares, si hubiera mercado para ello.

¿Actualmente es posible construir un motor con 1050kN? No, porque no tiene diseño, porque nadie lo ha pedido. El diseño de motores a reacción no es una cuestión de ampliar los diseños existentes, no puede simplemente arrastrar la esquina y agrandarla. Debe modelar las fuerzas involucradas para comprender cuáles podrían ser sus requisitos de materiales, palas, etc. Esperaría que un motor tan potente plantee algunos desafíos de ingeniería serios que deberán resolverse.

Los motores a reacción se han ido haciendo cada vez más grandes con el tiempo, por lo que no tengo ninguna duda de que, si fuera necesario, podría hacerse siempre que haya suficiente inversión.

Por supuesto, sería necesario diseñar un avión para usarlo: un motor tan potente será muy grande, necesitará más distancia al suelo debajo del ala o una ubicación diferente del motor para ubicar esos motores, además de estructuras de ala más fuertes. para manejar las fuerzas.

relacionados con el problema del tamaño.
Obteniendo respuestas contradictorias, por lo que es de esperar que se decida por citas.

Que yo sepa, no hay ninguna razón técnica por la que no, pero diseñar un motor con el doble de empuje que el más potente actual (GE90-115) requeriría una gran cantidad de dinero y tiempo, especialmente porque nada en una escala similar tiene hecho, por lo que no podría ser un diseño derivado como lo son muchos motores, el costo unitario también sería enorme y (suponiendo un diseño de derivación alta) sería enorme, por lo que sería difícil de colocar en un avión en cualquier lugar. Todos estos combinados dan la verdadera razón por la que tal cosa no existe: dados los compromisos requeridos, nadie quiere uno.

Para cuantificar "una gran cantidad de dinero y tiempo", el desarrollo de un nuevo motor a reacción de tamaño medio puede costar del orden de mil millones de dólares. El desarrollo de algo de este tamaño probablemente sería un proyecto de 10 mil millones de dólares, si no más.

Técnicamente sí. Económicamente no.

Si bien el motor Meganewton es factible, el número que podría vender es tan bajo que nadie invertirá dinero en su desarrollo. A menos que algún ejército sienta que necesita este motor pase lo que pase, no se hará.

" El motor Meganewton es factible ": ¿Detalla Peter?
Pegue tres GE90 juntos
¡Usa postquemadores!
Obteniendo respuestas contradictorias, por lo que es de esperar que se decida por citas.
Meganewton suena bien
"Económicamente no". Si Europa construyó el A380 para transportar a más de 500 personas (800 o más si los metes allí), imagínate lo que podría pedir China en las próximas décadas. Si el motor de meganewton es factible, explique por qué y tal vez agregue cuál/dónde está el límite cuando se amplía.

Actualmente no. Los motores turboventiladores más potentes que se producen actualmente producen más de 120 000 lb, pero pasar de esto a 236 000 lb en un solo paso sería un desafío de ingeniería demasiado grande y un riesgo comercial demasiado grande.

¿Es posible construir actualmente un motor a reacción con 1.050 kN de empuje? (236,049 lbf)
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