Spørg Scientariet: Hvorfor har passagerfly så få motorer?

Esben von Buchwald skriver: Jeg ville høre, om der er nogen fornuftig forklaring på antallet af motorer på jetfly i forhold til kapaciteten?

Airbus A330 har op til 335 passagerer, 2 motorer, dvs. 167 pr. motor, mens Dassault Falcon 50 med 3 motorer har 9 passagerer, dvs. 3 passagerer pr. jetmotor. En Avro RJ har plads til ca. 100 passagerer og har 4 motorer, dvs. 25 pr motor, og en Boeing 737 har plads til maks. 189, med 2 motorer, dvs. ca. 95 passagerer pr. motor. Men deres march-hastigheder er ca. de samme. Jeg ved ikke så meget om motorer og maskiner, men tænker, at én motor som yder 10 kN er mere øonomisk og vejer/fylder mindre end 2 motorer, der hver yder 5 kN. Der er selvfølgelig en grænse for, hvor store motorer man kan lave med den tilgængelige videnskab og teknologi, derfor er man på større fly som f.eks. DC-10, B747 og A380 nødt til at supplere de gængse 2 motorer op, så man har 3, 4 eller 6.

Men hvorfor små jetfly har 3 eller 4 motorer undrer mig - hvis man går ud fra, at der er en direkte sammenhæng mellem størrelsen og vægten på maskinen, den ønskede hastighed og så mængden af motorkraft, den skal have til rådighed.

Jeg tillader mig at antage, at antallet af motorer ikke direkte er et spørgsmål om sikkerhed, da risikoen for, at 2 motorer skulle fejle uafhængigt af hinanden på samme flyvning, er ubetydeligt lille, dvs. langt mindre end at der sker generelle fejl som forhindrer flyvningen.

Har Spørg Scientariet et godt bud på det?

Kaptajnløjtnant Anders Buhl, Søværnets Helikoptertjeneste, svarer:

Jeg tror, at et præcist svar er svært at give i denne sammenhæng. Der findes mange forskellige flymotorer med hver deres karakteristikker og hestekræfter. Hver gang man designer et fly, skeles der jo meget til den samlede økonomi omkring flyet - og hvad slags opgaver det skal løse.

Til tider kan det samme fly fås med forskellige typer motor - og forskellige antal motorer - det afhænger af, hvad man skal bruge det til, og hvad en kunde vil betale.

Det er klart, at flyingeniører tager flyets maksimale vægt i betragtning og deraf udregner det krævede antal hestekræfter. Det er klart, at producenterne udvikler og forsker i, hvad der er den optimale løsning til det enkelte fly - ofte inden for et krævet budget.

Store motorer kræver gerne større faciliteter til eftersyn og koster mere i indkøb.

Mindre motorer er selvsagt billigere og kan være mere håndtérbare.

Selv flyver jeg helikopter - og der findes også adskillige helikoptertyper, hvor den samme model kan fås med hhv. 1 eller 2 motorer.

Eskadrille 724 i Danmark flyver p.t. Fennec-helikopter med 1 motor. Samme model leveres også med 2 motorer - men bliver selvfølgelig langt dyrere i indkøbspris.

Udviklingen i flymotorer har også medført stærkere og mere højtydende motorer end for f.eks 30 år siden. Fly, der fløj med 4 motorer engang, kan i visse tilfælde skifte til 2 nyere motorer i dag - hvis den samlede økonomi til ombygning og flyets alder (inden pensionering) tages i betragtning.

Dokumentation

Læs mere og stil dine egne spørgsmål

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Har selv tænkt at flere motorer blot betyder mere luftmodstand end hvis det samme fly kunne flyve på færre motorer.

Men ting som længden på de landingsbaner flyet er tiltænkt at bruge har vel noget at sige. Altså, hvor hurtigt det skal kunne accelerere. Samme flytype kan vel også være rated til forskellig takeoff vægt??

Måske noget med sikkerhed? Et fly med to motorer kan vel flyve på en enkelt og et fly med 4 kan vel flyve på 2? På den måde skal der således 3 store fugle til at bringe det ned...:)

  • 0
  • 0

Oprindeligt var der krav om, at 2-motores fly kun måtte flyve på ruter, hvor der undervejs var højest en times flyvning til nærmeste egnede lufthavn i tilfælde af motorbortfald. Derfor fløj man med de velkendte langrutefly som B747, B707, DC-10, L1011 m.fl. på transoceaniske ruter og over ørkener eller Sibirien, hvor der ikke var egnede muligheder.

Efterhånden som motorerne blev udviklet og udviste stor pålidelighed, blev der indført mulighed for at operatørerne kunne søge om ETOPS-certificering - Extended Twin-engine Operations. Dette gjorde, at man kunne bruge 2-motorede fly på de lange ruter, hvilket var mere økonomisk. Det kræver langt flere arbejdstimer, ved de mellemliggende eftersyn, at checke 4 motorer frem for to! Disse regler banede vejen for især Boeing 757, 767, 777 og Airbus A330 som de primære long-haul fly i verdens flyflåder i dag.

Der er også en forskel i performance på de to typer. Der er krav om, at et fly skal kunne følge en vis stigning ud af en lufthavn, selvom én motor fejler ved starten. Det betyder, at et to-motors fly skal kunne flyve 100% på én motor, og derved faktisk har 200% kraft til rådighed under normale omstændigheder. Et fire-motors fly skal derimod kun kunne flyve 100% på de tre tilbageværende motorer efter et bortfald på den fjerde motor, og har således kun krav om 133% kraft til rådighed med fire motorer kørende.

En 4-motors Airbus A340 har derfor ironisk nok en svagere climb-profil end dens to-motors sidestykke, A330!

De tre-motors fly som DC-10, MD-11 og L1011 blev netop lavet til langruterne, men vedligehold - og især udskiftning - af den tredje motor, som hænger langt oppe i halen, var særligt besværligt, og dens nærhed til vitale hydrauliksystemer har ved flere lejligheder vist sig dødbringende ved katastrofale motorskader. Der laves meget få 3-motores fly i dag, stort set kun Dassault's Falcon 7X og 900-serie.

De største fly i dag som B747, A380 samt en række militære fly er stadig nødt til at operere med fire motorer, da den påkrævede kraft for to motorer simpelthen ville gøre hver motor for stor - og sandsynligvis ville den mængde trækkraft i kun ét punkt på fly-vingen være for voldsom.

  • 1
  • 0

har skrevet Jet Propulsion som giver et udførligt svar. ISBN 0 521 59674 2 er min udgave og kan skaffes fra biblioteket. Jeg forstod de enkelte trin i raisonemementerne ,men mistede overblikket midtvejs. Ren klasse

  • 0
  • 1

Tak til Esben von Buchwald, for et godt spørgsmål, som vi nok er mange der har haft lyst til at stille.

Og tak til Kaptajnløjtnant Anders Buhl, for et i øvrigt interessant ikke-svar - som dog passende kunne være afsluttet med "Jeg giver hermed spørgsmålet videre til læserne". ;-)

Derfor, tak og stor ros til Jachim Cisar, for det indsigtsfulde, logiske og let forståelige svar til Esben von Buchwald og alle os andre!

Jeg kunne tænke mig at spørge Jachim Cisar videre;

1) Kunne man tænke sig, at hvis US Airways Flight 1549 (A320), hvade haft 4 mindre motorer, fordelt over 60% af vingefanget, så var der en væsentligt forøget sandsynlighed for at én motor ville have overlevet fugleflokken, og kunne flyve sikkert til nærmeste landingsbane, på denne motor?

2) British Airways Flight 9 (B747) havde næppe undgået total motorstop, uanset hvor mange motorer den havde haft, da den fløj ind i akseskyen, 37.000 fod over Indonesien.

13 minutter senere, efter gentagne startforsøg, og efter at have tabt 24.000 fod, lykkedes det at genstarte den første motor, og derefter de resterende 3, en efter en.

Med den ene motor i gang, kunne de minimere glidevinklen. Der skulle dog to motorer til, før de kunne vinde højde.

Det er ikke opgivet hvor længe det varede, før de fik gang i alle motorer - men kan man tænke sig at der med med kun to motorer til rådighed, havde været væsentligt ringere sandsynlighed for at få den føste motor genstartet i tide?

  • 1
  • 0

Tak for rosen, Søren Lund.

Mht. US Airways Flight 1549, som dykkede i Hudson-floden, så ville jeg gætte på, at flyet kunne have været reddet, hvis det havde haft fire motorer, af den simple grund, at i hvert fald to motorer havde holdt sig kørende. Uheldet med at flyve ind i en fugleflok, med så store fugle, og at begge motorer bliver ramt, og endda så uheldigt at de begge sætter ud og ikke genstarter, er simpelthen så usandsynligt, at det er one-in-a-million. Det var så bare lige på denne dag, at det var nr. én million der blev udtrukket.

Når vi er ude i så sjældne statistiske tilfælde, vil der næppe blive gjort nogle tanker fremadrettet med at udstyre fly med flere motorer pga. sikkerheden. Tværtimod vil flere motorer blot være lig med dobbelt så mange faneblade, der kan rive sig løs eller andre ting, der kunne give årsag til andre ulykker.

BA Flight 9: Det er ren spekulation at tænke over, om to motorer havde gjort situationen værre eller bedre. Man kan argumentere for, at med fire motorer har du fire chancer for at få i hvert fald én motor kørende. Til gengæld vil du med to-motors fly have større kraftoverskud med én motor kørende, som jeg nævnte i mit første indlæg, og derfor ville flyet have kunnet holde sig i luften med kun én motor, mod 747'eren som i dette tilfælde krævede to.

Som sagt, begge tilfælde er meget ekstreme, og al debat om, hvad der kunne have gjort situationen bedre er MEGET spekulativ og egentlig bare gætterier. Jeg tror ikke det kunne være gjort bedre i nogle af tilfældene, end hvad piloterne præsterede.

Mvh. Jachim Cisar (Pilot på Boeing 737)

  • 1
  • 0

For mange år siden kom chefdesigneren af Avro RJ til ingeniørhuset i København og fortalte om sin nyskabelse, der dengang kaldtes hed British Aerospace BAe 146. Jeg stillede ham det samme spørgsmål: hvorfor 4 små jetmotorer til et så lille fly? Svaret var, at der på det tidspunkt ikke fandtes en egnet motortype til at gøre typen tomotoret. De 4 motorer var af en så simpel type, at de tilsammen havde færre bevægelige dele end to større alternative motorer. Det var i hvert fald, hvad fabrikken hævdede.

Men der var nok mere i det end som så. Som man måske kan ane af flyets udformning og størrelse, var flyet oprindeligt tiltænkt turbomotorer. To styk, formoder jeg. Da det så på et sent tidspunkt blev besluttet at bygge flyet som jetfly, viste det sig at den rigtige motor til en twin jet ikke fandtes.

Længere tilbage i historien var det også motormarkedet snarere end teknisk/sikkerhedsmæssig optimering der bestemte motorantallet. Da hr. Dornier i 1929 konstruerede verdens dengang største passagerfly Dornier Do X, var det næppe hans ønske at flyet skulle have 12 motorer. Men da de største flymotorer dengang var på omkring 700 HK, kunne færre ikke gøre det. Og det var synd, for de 12 motorer fyldte så meget af vingens overside, at opdriften var marginal og flyet krydsede normalt Atlanten i kun lidt over bølgetophøjde.

Endnu et eksempel er Britten-Norman Trislander, småflyenes svar på DC-10. Fabrikken lavede i 1960'erne (den stadig populære) Islander med 2 stempelmotorer og plads til 7-9 passagerer. Markedet tog godt imod den og ville snart have en større udgave. Den skulle bare have 2 motorer i en størrelse der ikke rigtig var hyldevare. Derfor endte fabrikken med at lave en 17-19-personers forlænget udgave med samme motortype, men en 3. motor anbragt i halen - helt usædvanligt for et propelfly. Typen er stadig populær i Afrika og på kanaløerne.

Med hensyn til nutidens vinkel på motorantal tilslutter jeg mig Jachim Cisar. Jeg vil tilføje, at der næppe er noget teknisk eller sikkerhedsmæssigt til hinder for at bygge så store jetmotorer, at fly i B747 eller A380 -klassen kunne nøjes med 3 eller 2 af dem. Men det sker næppe, fordi udviklingen af sådan en kæmpe motor kræver et tilsvarende kæmpe budget, som der næppe er marked til at bære.

Med hensyn til Dassault Falcon 50, så har motorantallet også undret mig. Nu er typen oprindeligt fra sidst i 70'erne, og på de tider var ETOPS ikke kommet så langt. Så en 3-motors Falcon kunne altså flyve direkte ruter over oceanerne, som de 2-motors ikke måtte flyve. Det var i hvert fald én klar fordel.

Det leder til mit spørgsmål: hvorfor har alle jetfly udviklet de seneste 20-25 år enten 2 eller 4 motorer? Hvad er der nu pludselig galt med en 3. motor i halen?

  • 0
  • 0

Det leder til mit spørgsmål: hvorfor har alle jetfly udviklet de seneste 20-25 år enten 2 eller 4 motorer? Hvad er der nu pludselig galt med en 3. motor i halen?

Ihvertfald vægt. Flyets opdrift kommer fra vingerne og det er smart at have motorer over eller under vingerne istedet for at skulle sende løftekraften helt ned til halen. Som en anden nævner har der været lidt for mange hale motor havarier der har ødelagt styregrejer etc med fatale følger.

  • 0
  • 1

Til tider kan det samme fly fås med forskellige typer motor - og forskellige antal motorer - det afhænger af, hvad man skal bruge det til, og hvad en kunde vil betale.

Jeg har hørt om samme flytype med forskellige moterer eller fabrikater af moterer - men har nogen et eksempel på samme flytype, men forskellige antal moterer?

  • 0
  • 0
 

Det er rigtigt, at hver motorkonfiguration er forbeholdt en enkelt flytype. Men der kan godt "genbruges" ved udvikling af andre typer.

Airbus A330 og A340 er essentielt en to- og firemotores udgave af samme fly.

Dornier 328 findes både som propelmaskine og jet (Dornier 328JET).

I de mindre propelfly kan der findes typer, der både findes med traditionelle stempelmotorer og turboprop, som er drevet af en jetturbine. Det er fx. Britten-Norman Islander eller Piper PA-46 Malibu hhv. Malibu Meridian.

Man har også arbejdet på at retrofitte ældre maskiner med nye motorer, som fx. den klassiske DC-3's stjernemotorer, som kan ombygges med turbopropmotorer. Og der har været undersøgt muligheder for at erstatte B-52'erens otte motorer med fire mere økonomiske i stedet, men disse planer blev dog aldrig fuldbragt.

  • 1
  • 0

Det er næsten ligeså dyrt at fremstille en lille motor som en stor-og det er næsten ligeså dyrt at servicere en lille som en stor-så svaret er enkelt!

  • 0
  • 1

Man har også arbejdet på at retrofitte ældre maskiner med nye motorer, som fx. den klassiske DC-3's stjernemotorer, som kan ombygges med turbopropmotorer.

Ja, og man byggede en DC-3 om til 3 turbopropmotorer (den 3. i næsen). Men her sagde myndighederne stop. Det kunne ikke accepteres som modifikation - netop med begrundelsen at antallet af motorer var ændret.

  • 0
  • 0

Ja, og man byggede en DC-3 om til 3 turbopropmotorer (den 3. i næsen). Men her sagde myndighederne stop. Det kunne ikke accepteres som modifikation - netop med begrundelsen at antallet af motorer var ændret.

Men det ombyggede fly var i brug i ca 8 år, og fløj meget i såvel Arktis som Antarktis.

  • 0
  • 0

For mange år siden kom chefdesigneren af Avro RJ til ingeniørhuset i København og fortalte om sin nyskabelse, der dengang kaldtes hed British Aerospace BAe 146.

BAe 146, der startede som Avro RJ70, er en meget støjsvag maskine. Den var tiltænkt små lufthavne med korte baner, stejl ind- og udflyvning og samtidige udvidede støjkrav. Et eksempel på dette er London Docklands. Større motorer ville formodentligt have støjet for meget.

Et andet eksempel på et fly af lignende type, med 4 motorer er De Havilland Canada (nu Bombardier) DHC-7, normalt kaldet Dash-7. Det var konstrueret til samme type opgaver som BAe-146. Den er også meget støjsvag. Maersk Air startede med at bruge dem. De bruges dog stadig af bl.a. Grønlandfly. De havde brug for en maskine der kan holde høj flyvehøjde på -1 motor )op over indlandsisen) og som kan operere fra de korte baner i Grønland.

  • 0
  • 0

Tak til alle debattørerne for nogle gode og saglige indlæg. Det har været en fornøjelse at læse de forskellige indlæg.

Så gør det knapt så meget at det originale svar til artiklen i nogen grad var et "ikke svar".

  • 1
  • 0

Et eksempel på problematikken, et SAS fly, en DC10 fik under starten fra København fugle ind i to af motorerne og heldigvis nåede de at stoppe flyet, hvis det var sket lidt senere er det ikke til at sige hvad der ville være sket! Eksperter udtalte senere at det var fuglenes næb der var grunden til havariet, alt for hårde og dermed skadelige for bladene. Hvis man kommer ind i en stor flok fugle kan det vel siges at chancerne nok ikke ændres så meget med flere motorer da området er oversvømmet med fugle. Jo flere motorer, jo mere følsomt frontareal... Iøvrigt blev ophænget til den ene motor, der stoppede helt med det samme, tvistet en 10-15 grader grundet omdrejningsmomentet! M.h.t. helikopteres antal af motorer, Sao Paulo har efter sigende verdens største flåde af helikoptere. Dette skyldes mindre byens trafikproblemer og mere det faktum, at enmotorers helikoptere har lov til at flyve hvor andre lande kræver to og tomotorers helikoptere er meget dyrere.

  • 0
  • 0

Det leder til mit spørgsmål: hvorfor har alle jetfly udviklet de seneste 20-25 år enten 2 eller 4 motorer? Hvad er der nu pludselig galt med en 3. motor i halen?

Det er besvaret tidligere, den halemonterede motor er meget svært tilgængelig og derfor dyr at servicere. Desuden kan den ved havari meget let beskadige vigtige hydraulikrør med tab af manøvreevne som følge.

  • 0
  • 0

@Kaptajnløjtnant Anders Buhl:

Der findes mange forskellige flymotorer med hver deres karakteristikker og [b]hestekræfter[/b].

Normalt angiver man ikke en jetmotors ydelse i hestekræfter eller watt (effekt), men kN (trykkraft) - effekt er ikke umiddelbart en veldefineret størrelse for reaktionsmotorer.

Effekt er som bekendt defineret som N*m/s, altså "[kraft] x [vejlængde] / [tid]". Det vil sige at en jetmotor der yder en konstant trykkraft yder en forskellig effekt alt efter hvor hurtigt den bevæger sig:

10 kN * 100 km/h = 372.5 hestekræfter ( http://www.wolframalpha.com/input/?i=10+kN... )

10 kN * 900 km/h = 3353 hestekræfter. ( http://www.wolframalpha.com/input/?i=10+kN... )

I en helikopter hvor man udnytter akslens rotation i en jetmotor / gas-turbine giver det derimod glimrende mening at snakke om hestekræfter, da "[effekt] = [moment] x [vinkelhastighed]".

  • 0
  • 0

Der er iøvrigt et par små 1-motorers halejetfly som ikke er blevet til noget (endnu?) : http://www.visionairejets.com/ PiperJet PA-47

De små jetmotorer har vist en lav bypass på 3-4, hvor de store har 8-9. Hvis der blev bygget en lille jetmotor med 7-8 bypassratio, ville driften være bedre. Men der skal efterspørges rigtigt mange motorer for at det kan betale sig at udvikle en ny motor, så det er også et hønen-og-ægget-problem.

  • 0
  • 0

Sjov og interessant tråd at læse.

En pointe som lige skal med også er små kontra store motorers (fan og turbine radius) reaktionstid.

Så vidt jeg husker vokser inertimomentet med radius i anden hvilket alt andet lige giver kvikkere respons på de små motorer. Som så er en fordel når vejr og topografi ikke arter sig med turbulens og wind shear til følge,

  • 0
  • 0

Af ren og skær nysgerrighed (jeg aner intet om flymotorer):

Har det ikke også den modsatte effekt? Altså at større motorer er mere modstandsdygtige overfor omdrejningsændringer forårsaget af trykændringer i flyvningen? Dvs. motorens drift bliver mere konstant (og så måske mere økonomisk?). Anyone?

  • 0
  • 0

En 4-motors Airbus A340 har derfor ironisk nok en svagere climb-profil end dens to-motors sidestykke, A330!

Dette er selvfølgeligt korrekt i den situation hvor alle motorer virker. Men det kan ikke bruges til planlægning af ruter - i situationen hvor en motor er død har A330 svagere climbprofil end A340.

Af samme grund er der ruter hvor man i lang tid har foretrukket 4-motores fly - nemlig de ruter der starter steder der ligger højt og/eller hvor der er varmt. I de situationer kræves der ekstra kraft. Johannesburg er vist et af stederne.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hot_and_high

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten