Empuje insuficiente (es decir, demasiados motores)

Tomando el avión de fuselaje ancho más ligero, el Airbus A310-200 , su MTOW (peso máximo de despegue) de 144-164 toneladas es >2 veces el de un Boeing 737NG con 65-85 toneladas. Un 737 equivalente en MTOW en el mundo de las hélices es el C-130 de 70 toneladas y necesita 4 hélices.

Así que estamos viendo 8 hélices para un avión de fuselaje ancho del tamaño de un A310, o 4 hélices contrarrotantes, ya 6 de más para las aerolíneas.

Un comentario afirma que un motor turbohélice puede diseñarse tan grande como sea necesario, lo que falta es que cuanto mayor sea el par, más palas se necesitan, lo que esencialmente convertirá un motor de hélice en un ventilador. Una publicación relevante es: ' ¿En qué se diferencia un ventilador de una hélice? ', donde Peter Kämpf compara la carga del disco de hélices y ventiladores.

• Hélices en un C-130 Hercules: 259,25 kW/m²
• Turboventiladores en un pequeño BAe 146: 4254,35 kW/m²

Las hélices impulsadas por motores de pistón son las más eficientes , seguidas de los turbohélices, pero no tienen el empuje de los motores a reacción. Trate de imaginar cuántas hélices se necesitarían para levantar un Boeing 747. En el rango de 100 pasajeros de cercanías/regionales, los turbopropulsores tienen una gran eficiencia, pero son más grandes y ganan menos motores.

Sobre el papel todo es posible, la cuestión es hacer un producto civil que tenga sentido, en este caso, número de motores. (Las aerolíneas se preocupan por el resultado final, los militares no tanto).

Más piezas es mayor costo de mantenimiento. Para turbopropulsores, algunas cifras se encuentran en esta tabla AOPA de octubre de 2016 (costo variable que incluye mantenimiento):

• Un turbohélice para 4 pasajeros cuesta $ 535,84 por hora ( Piper M600 )
• Turbohélice simple de 9 pasajeros cuesta $ 508.73 por hora ( Cessna 208 Caravan )
• El bimotor turbohélice para 8 pasajeros cuesta $ 1194,69 por hora ( Beechcraft King Air 350i )

Entonces, la capacidad tiene poco impacto en el costo variable, a diferencia de la cantidad de motores.

Economía de combustible (bombardero vs. avión de pasajeros)

Llamemos al número de motores/hélices/piezas, "A", y al consumo de combustible, "B". Para las líneas aéreas, "A" inclina la balanza cuando el número de motores supera los 2, es decir, por eso los turbohélices civiles son de tamaño regional.

Comparando motores turbohélice de extremo extremo 4x con hélices contrarrotantes (8 hélices en total como en el An-22 que se sugirió en un comentario), con, digamos , motores a reacción GE CF6 2x (como en el avión de pasajeros de fuselaje ancho más ligero), cuando se trata solo de "B", es una pregunta diferente que requiere contexto:

La razón por la que el Bear funciona con turbohélice (el mismo motor que el An-22 antes mencionado), es porque es un bombardero de largo alcance con merodeo en mente, no un avión de pasajeros de fuselaje ancho de corto alcance como se le preguntó. También se consideraron turbohélices para el B-52.

Abordando otros comentarios:

El A400M se sugirió como un avión que lo hace posible, pero no lo hace. Su MTOW menos OEW menos combustible es de 15 toneladas, o 115 pax + equipaje y sin carga. También tenga en cuenta que solo tiene 4 m de ancho internamente, más angosto que el fuselaje ancho más angosto, el 767 con 4,72 m. Esto se confirma por su capacidad máxima de tropas de 116, en cuanto al diseño porque la mayor parte de su longitud es para acomodar una rampa.

Ignorando todo eso, todavía tiene 2 motores de los que las aerolíneas pueden prescindir.

compartimento de carga: ancho 4,00 mx alto 3,85 mx largo 17,71 m

( wikimedia.org )

Un comentario diciendo que la C-130 ya es ancha, no lo es. Tiene solo 3,02 m de ancho en el interior . Un 737 en comparación mide 3,54 m. Y los cuerpos anchos comienzan en 4,72 m, lo que permite una configuración de doble pasillo (2+3+2), un asiento más que los 6 al día del 737 de pasillo único.

Constrúyalo más liviano (compuestos): en la historia de los aviones comerciales, cada vez que se avanzó hacia materiales más livianos, las alas se construyen más grandes para una mayor eficiencia, al igual que la cabina, porque las aerolíneas quieren más pasajeros por el mismo MTOW, de lo contrario no pueden. no me mantengo a flote. Un buen ejemplo es el 787, utiliza materiales más livianos y terminó siendo más pesado que el avión al que reemplazó , porque su eficiencia proviene en parte de las alas más grandes.

En cuanto al ruido, los turbohélices militares (y los jets) son muy ruidosos, pero cuando se trata de transporte de pasajeros, los turbohélices hacen juego con los jets. Esta investigación, por ejemplo, comparó el nivel de ruido en las cabinas (una de las partes más ruidosas de un avión) de aviones de tamaño similar (A319 y Dash 8), y el turbohélice fue el más silencioso.

Ruido y demanda insuficiente

Los aviones propulsados ​​por hélice tienen cabinas mucho más ruidosas que los aviones propulsados ​​por turbofan. El ruido de la hélice es direccional y la cabina de pasajeros adyacente a las palas es la posición más ruidosa. La medición del ruido de la cabina no es representativa .

El A400m tiene un diámetro de fuselaje equivalente al del a330 y un peso bruto similar al de un 767, contrariamente a las afirmaciones de una cabina de fuselaje estrecho medida para acomodar camiones de nueve pies de altura. El AN22 tiene un peso máximo de despegue de 550 klb, más pesado que cualquier a330. Ambos actualmente vuelan aviones turbohélice de fuselaje ancho ; ninguno de estos puede llevar pasajeros sin protección auditiva .

El A400m requiere un tratamiento de insonorización para llegar incluso a niveles de sonido industriales seguros, por no hablar de algo que un pasajero estaría dispuesto a soportar. El AN22 es más que ridículamente ruidoso. Los aviones turbohélice están destinados a viajes de corta distancia, ya que los pasajeros no soportarán el ruido durante más de una hora o dos.

Cualquier avión desarrollado para un uso de larga distancia debe ser silencioso, y ahí es donde apuntan los aviones de fuselaje ancho. En las pocas situaciones en las que resulta económico utilizar aviones de fuselaje ancho para rutas de corta distancia (p. ej., el 747D de Japón), se puede utilizar un fuselaje ancho silencioso con un coste incremental modesto. Por el contrario, un avión de fuselaje ancho propulsado por hélice no podría utilizarse en viajes largos con ninguna tecnología actual concebible; los pasajeros no podían tolerarlo.

La demanda del mercado no justifica los miles de millones en costos de desarrollo para crear un avión de fuselaje ancho solo de corta distancia, especialmente dada la disponibilidad inmediata de un sustituto que los pasajeros prefieren abrumadoramente.