為什麼有的客機有四個發動機?

阿牛哥218552594


很簡單,當時的飛機動力系統不夠“給力”,這不僅是指發動機功率,也包括髮動機的安全性,所以為了滿足遠程跨越大洋飛行要求和客機大型化以降低單座成本的需要,就有了四發客機。

比如說四發動機的典型代表“波音-747”,其載客量大、航程遠。在更長一段時間內,美國到澳大利亞航線只能用“波音747-400”直飛,倫敦到新加坡的航線也是如此。由波音747這款四發大型客機所代表的客機領域高端市場,在利潤和價值方面都是最高的。747系列給波音公司帶來的豐厚利潤,也是波音在737機型遭到空客A320巨大沖擊時,有條件採取低價策略抵抗“中短程、單走廊”客機市場窘境的根本保障。這也為後來,空客公司傾盡全力研製A380客機的主要原因之一。
我們前文所述的內容,基本上都是基於民用航空發動機技術還不夠“強悍”的基礎上的。其實四發動機客機的前景,在航發技術迅速進步的當今時代,早已“暗淡無光”,這也為空客A380客機在商業上遭遇“滑鐵盧”,被迫早早的宣佈關閉生產線埋下了伏筆。

雙發客機與四發客機的命運

其實波音和空客的競爭,也在航發領域表現為美國和歐洲的“隱形對抗”。空客在窄體機市場對波音的攻勢,美國是不可能視而不見的,再親密的盟友在“真金白銀”面前,也是不堪一擊。要知道,美國的波音737系列曾是世界上最成功的機型,截止到2018年底已經累積交付超過10000架,待交付訂單約4500架,最終產量可能超過15000架,是不是覺得很多?

如果沒有空客公司,波音737系列的最終訂單至少還要翻上一番。空客A320的生產時間比波音737要晚20多年,然而由於空客公司的針對性改進策略,A320以時間跨度折算的成功程度甚至超過了波音737。少生產了20年的空客A320系列客機,截止2018年底已經累積交付超過8000架,第二代的A320NEO已經有了超過6500架的訂單,根據後期可預計的訂單量,整個A320系列的最終訂貨量大概率會超過波音737。關鍵問題就來了,當空客公司在中短程、單走廊、雙發客機領域依靠A320打的波音節節敗退之際,當然又將目光瞄準了更為高端的、以波音747為代表的“遠程、雙走廊、寬體、四發動機”頂級市場,磨刀霍霍的大力投入空客A380的研製。

美國作為軍民兩個航空領域裡的霸主,自然“臥榻之側、豈容他人酣睡”,仰賴發動機領域的優勢,美國先是“低調”的拓展了ETOPS邊界,而空客公司正沉浸在即將利用A380客機在高端市場打敗波音,複製A320成功的美夢中,並沒有意識到遊戲規則很快就將改變。

ETOPS邊界擴展導致的“四發客機之死”

ETOPS的意思是指“雙發延程飛行標準”,也就是一種保障雙發動機客機用於跨洋航線時的安全要求標準,這種標準主要得益於美國航空發動機的技術進步,波音777就是第一種符合ETOPS標準的雙發中遠程客機,四發動機客機時代將在美國不斷拓寬ETOPS邊界的條件下,很快失去生路。

比如說一開始,ETOPS 120是指在雙發飛機在單發失效時,依靠一個發動機可以繼續安全飛行至少120分鐘,這就使雙發客機的航路選擇有了很大空間;緊接著,美國的發動機技術又滿足了ETOPS 180標準,單發依賴一個發動機可安全飛行至少180分鐘,這種安全標準已經使雙發飛機可以飛世界上95%左右的航線了,絕大多數航路的備有機場都很難約束雙發客機了;目前美國的雙發動機客機水準已經做到ETOPS 370,已經沒有航線時雙發機不能飛的啦。

在ETOPS 120時代,飛躍北大西洋的美歐航線已經用不著四發客機了;緊接著,亞洲-北美的亞太航線,也用不著四發客機了;再然後美國到澳大利亞航線也淘汰了四發機;在ETOPS 330標準時,雙發機就可以執飛南太平洋航線。

結果就是雙發的波音-777反手鎮壓了空客A340,而空客A380甫一出世就被波音-787吊打,四發客機的高油耗量、高後勤成本,已經變得不可接受。

所以這個題目的問題,最根本的原因就是發動機技術,只有掌握了發動機的話語權,一切都不是問題。


衛青點兵


兩方面的原因:1,單個發動機的推力太低,不足以推動比較大的飛機;2,單個發動機的安全性不高,所以需要較多的發動機來保證飛行的安全。

早期的民用航空發動機推力都不高,比如說如上圖所示的最經典的航空發動機CFM-56,其推力只有9-10噸左右,為了推動像波音747這樣的寬體客機【乘坐人數300-400人】,所以就必須要裝上4臺發動機,用兩臺發動機只能夠推動小一點的窄體客機【乘坐人數200人左右】。如下圖所示,就是寬體客機和窄體客機的差別。

但是,早期大推力的發動機也不是沒有,比如說像俄羅斯的D-18T發動機【給安-225提供動力的發動機】,推力也可以達到23噸左右,所以單純從推力上說,用兩臺早期發動機驅動寬體客機也不是不可能。

那麼為什麼早期的寬體客機還是用四臺發動機呢?答案就是出於安全性。

我們知道,任何發動機都是有可能出問題的。如果是四臺發動機,壞了一臺之後,其他發動機只要提高30%的推力就可以接著飛,然後再找機場降落。但是如果只有兩臺發動機的時候,發動機就必須要提高100%的推力才能夠保持飛機繼續飛行。

要知道,很多寬體客機都是要執行跨洋飛行任務的,茫茫大海之上,一臺發動機提高100%的推力根本就撐不下來。所以當時要求所有的跨洋客機必須要是四臺發動機。

GE90的出現讓兩臺發動機的寬體客機成為可能。

跨時代的飛機發動機GE90的推力可以達到30噸以上,推力最高的型號GE90-115B推力可以達到驚人的50噸【如下圖所示】。但是除了推力大之外,更難能可貴的是GE90極高的可靠性可以讓這臺發動機在最大推力狀態還能夠飛行超過兩個小時,這也就意味著一架雙發的飛機在一臺發動機失去動力之後還能夠正常飛行超過兩個小時,即便是在茫茫大海之上也足夠找到機場迫降了。

所以對於現代的發動機而言,從推力和安全性兩個方面解決了原來發動機的問題,使得很多寬體飛機可以把發動機減到兩個。無論是從維護性還是節油上說,都是大大提高了這些客機的盈利能力。

那麼為什麼我們現在還會看到四臺發動機的客機呢?

我們之所以現在還會看到一些四發的飛機,一方面是老型號的飛機還沒有完全退役,比如說波音747這麼一款經典的四臺發動機的機型實在是太成熟了,所以至今還在運行之中;另一方面是因為有些飛機實在是太大了,比如說空中客車的A380,居然一架飛機的起飛重量超過了500噸【如下圖所示】,恐怕兩臺GE90也推不動。另外,一些較為成熟的中小型發動機價格低廉【比如說CFM系列的發動機】,所以用四臺發動機運營成本也貴不到哪裡去。


SilentTurbine


一架飛機用兩個發動機還是四個發動機?主要根據實際情況,飛機的大小不同,需要的推力也不一樣,同樣大小的發動機用四個就比用兩個推力大,這是不言而喻的道理,但同時用4個發動機肯定要比用兩個發動機費油,因此說飛機都儘量用雙發而不去用四發,比如一般的客機像空客320,330,波音737等等,都是用雙發以達到節約能源的目的,但是雙發的推力較小,所以對於一些大型客機還是採取四發配置,比如說空客a380,波音747

另外客機用雙發還是四發,還要考慮一個安全問題,四。個發動機要比兩個發動機安全係數大,像一些國家元首乘坐的專機,一般都採用波音747,即便是用不了那麼大的飛機,主要是考慮一個安全性問題。

作為民航客機,它必然要考慮一個運輸成本問題,因此說節能是一個硬指標,像現在新出的客機一般都採用雙發,哪怕是增大單個發動機的功率,也不願意採用四發,原因就在這裡。至於說飛行安全問題,主要是從技術角度入手,而不是讓效益讓位。

上述就是我個人的觀點,歡迎評論


驕然


用一整塊鋁合金做一個實心的飛機,能飛起來嗎?不能,因為太重了。

在發動機功率確定的前提下,只有把飛機做成空心的,減輕飛機重量,飛機才能飛起來。但是還不能做的太輕,飛機結構不能太細、太薄。如果太細、太薄了,飛機結構不能支撐飛機的重量,飛機就會損壞。因此,在確定了飛機的結構部件的粗細、厚薄的前提下,飛機的大小是有限度的,飛機尺寸不能太大。

因此,在飛機發動機動力確定了之後,飛機的大小、重量必須一定的範圍之內才可以安全飛行。即不僅能飛,還要飛起來不損壞。

如果飛機體積大了,重量打了,咋辦?只能增加發動機。飛機越大,發動機越多。

那麼發動機是不是可以繼續增加下去?不能。因為製造飛機的材料限制了飛機的大小。

飛機越大,用於增加飛機強度的材料越多。飛機上用於維持自身強度的材料所佔的比重越大。直到飛機上除了發動機和必需的燃油外,不能運載任何東西為止。此時的飛機是沒有任何用途的。

美國的B-52轟炸機用了8臺發動機。如果增加尺寸,安裝十幾臺發動機,估計除了做創記錄飛行,沒有什麼用了。

對於民航客機來說,除了工程上的問題,商業航線的運營決定了飛機的大小。如果飛機很小,載客人數少,大量旅客無法搭上飛機,造成機票緊張,旅客滯留。航空公司需要更多的飛機從事運輸。多架小飛機一次飛行,不如一架大飛機一次飛行的經濟效率高。大飛機盈利水平高。

可是如果飛機過大,造成飛機滿員率低,每次飛行空餘很多座位,也不利於航空公司經營,多支付了運營成本。大飛機飛行一次的成本肯定高於較小的飛機。

所以民航客機的大小主要是根據客流量和每天的航班數量確定。還要考慮淡季和旺季。

實際中,需求量最大的是200多個座位的客機,適用航線多,中遠近都適用。而像波音747和空客380這種大飛機,需求量很少,只能使用在客流量多的少數航線上。

由於航空發動機技術的進步,發動機推力越來越大,一臺發動機相當於以前幾臺發動機的功率。客機很少採用兩臺以上的發動機。這樣的好處是降低地面維護工作量。維護兩臺發動機比四臺要容易的多。還有就是降低了發動機的故障率。發動機越多,雖然完全性好,可是單臺發生故障的概率越高。假如一臺發動機故障率是1%,一臺發動機發生故障的概率就是1.99%。(實際故障率比1%低很多,只是舉例說明的需要。)


天明遙遙山海關


提供更大推力,更安全


張衝58


提供更大推力,同時更安全


你好香阿


這視飛機所需推力大小而定,過去一些短航程載客量在二百人以下的支線飛機都是雙發,如波音737空客320。而一些長航程大載客量的飛機都採用4發如波音747,空客380。不過隨著飛機發動機的不斷創新改進,近幾年一些大飛機也採用雙發,如波音777,空客350。


夢想自由自在1


飛機上用四臺發動機還是用兩臺發動機主要還是根據製造飛機本身的特性而定的,主要還是考慮安全性。


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