Se dice que dada una tecnología aerodinámica y de motor más o menos similar, los aviones bimotores son más eficientes en combustible que los aviones de 3 o 4 motores. ¿Por qué es esto? Los aviones bimotores tienden a tener más exceso de potencia, por lo que creo que pueden ascender más rápido y volar más alto, reduciendo la cantidad de tiempo dedicado a ascender (utiliza más combustible que el crucero) y reduciendo el consumo de combustible durante el crucero. Supongo que el consumo de combustible es menor mientras los motores también están al ralentí. ¿Hay otros factores que intervienen en el problema del consumo de combustible del motor 2 vs 3 vs 4?
No es una respuesta totalmente definitiva, pero una gran parte de la "eficiencia" de un avión es la resistencia y el peso. Dos motores redondos (más grandes) tendrán menos superficie causando resistencia que cuatro más pequeños. Además, cada motor agregará complejidad a la aeronave (monitores de incendios, tuberías de combustible, sistema hidráulico adicional) y requerirá la duplicación de cosas como retrocesos de empuje, todo lo cual agrega peso adicional y, a veces, resistencia.
Entonces, en igualdad de condiciones, un motor enorme sería más "eficiente". Obviamente, esto sería difícil y poco práctico para la mayoría de los aviones de pasajeros, por lo que cuando caben, sin raspar el suelo, se utilizan dos. Si se necesita más empuje, lo dividen en tres o cuatro.
(Tenga en cuenta que la razón principal por la que se usaron 4 motores en primer lugar fue por redundancia. Las regulaciones de al menos un país [¿EE. 1 = 50 % de pérdida de empuje mientras que 4-1 = solo 25 % de pérdida, por lo que requiere menos energía de reserva)
*Editar nota #2
"Los aviones bimotores tienden a tener más exceso de potencia", ascienden más rápido y pueden ser relevantes en términos de eficiencia, pero parte de la razón por la que un bimotor generalmente tendrá más empuje de reserva se debe a las reglas de redundancia de "seguir volando" descritas anteriormente.
Parte de la razón es que los motores grandes tienden a ser termodinámicamente más eficientes que los pequeños, y esto no es específico de ningún tipo de motor.
El ciclo teórico del motor se entiende en términos de compresión, calentamiento y expansión de volúmenes de gas en un entorno ideal. Cuanto más se aproxime el motor a ese entorno, más se acercará el motor a su eficiencia ideal.
Las superficies metálicas relativamente frías, como las paredes de la cámara de combustión o los pistones y las camisas de los cilindros, restan valor a esto, por lo que cuanto más lejos pueda mantener el gas del metal (es decir, cuanto más grande sea el motor), más eficiente (para el mismo ciclo teórico).
Fuera de tema, los motores diesel marinos grandes pueden superar el 50 % de eficiencia termodinámica, mientras que los motores diesel pequeños pueden alcanzar el 40 % , como se ve aquí . La misma tabla muestra que esto también se aplica a las turbinas de gas, comparando una turbina de gas de 36 MW (Trent, 39,8 %) con una de 2,20 MW (P&W PW127, 27 %), pero estos son solo números de ejemplo, no una comparación realmente justa. (Sería bueno ver comparaciones similares pero más grandes)
Entonces, los motores más grandes tienden a tener una mayor eficiencia termodinámica, da la casualidad de que también necesita menos de ellos.
No estoy seguro de si los aviones bimotores son más eficientes en combustible en comparación con sus contrapartes de cuatro motores. ¿Hay datos duros disponibles?
En general, los aviones más nuevos son más eficientes en combustible en comparación con los más antiguos. Consulte http://www.transportenvironment.org/sites/te/files/media/2005-12_nlr_aviation_fuel_efficiency.pdf . Por ejemplo, el Boeing 747-8 que voló por primera vez en 2011 es más eficiente en combustible en comparación con el 787-8 que voló por primera vez en 2009, mientras que es menos eficiente en comparación con el 787-9 (que voló en 2013). Es instructivo notar que el 747-8 usa los mismos motores que el 787-8.
Podemos decir que los twinjets son más eficientes debido a los motores que utilizan. Casi todos los aviones en desarrollo son birreactores, siendo el A380 el último avión de 4 motores en entrar en servicio (comercial). Estos aviones incorporan una serie de avances recientes en el campo (como un mayor uso de compuestos junto con mejores motores), lo que los hace más eficientes en combustible.
Por lo tanto, no hay razón para decir que los birreactores serán más eficientes que los aviones de cuatro motores, pero generalmente lo son debido a varios otros desarrollos, que también son igualmente aplicables a los tipos de cuatro motores.
Nota: consulte las referencias proporcionadas en https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_economy_in_aircraft para comparar las eficiencias de combustible de las aeronaves.
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