什么有的客机有四个发动机?

为什么有的客机有四个发动机

两方面的原因:1,单个发动机的推力太低,不足以推动比较大的飞机;2,单个发动机的安全性不高,所以需要较多的发动机来保证飞行的安全。早期的民用航空发动机推力都不高,比如说如上图所示的最经典的航空发动机CFM-56,其推力只有9-10吨左右,为了推动像波音747这样的宽体客机【乘坐人数300-400人】,所以就必须要装上4台发动机,用两台发动机只能够推动小一点的窄体客机【乘坐人数200人左右】。

如下图所示,就是宽体客机和窄体客机的差别。但是,早期大推力的发动机也不是没有,比如说像俄罗斯的D-18T发动机【给安-225提供动力的发动机】,推力也可以达到23吨左右,所以单纯从推力上说,用两台早期发动机驱动宽体客机也不是不可能。那么为什么早期的宽体客机还是用四台发动机呢?答案就是出于安全性。我们知道,任何发动机都是有可能出问题的。

如果是四台发动机,坏了一台之后,其他发动机只要提高30%的推力就可以接着飞,然后再找机场降落。但是如果只有两台发动机的时候,发动机就必须要提高100%的推力才能够保持飞机继续飞行。要知道,很多宽体客机都是要执行跨洋飞行任务的,茫茫大海之上,一台发动机提高100%的推力根本就撑不下来。所以当时要求所有的跨洋客机必须要是四台发动机。

GE90的出现让两台发动机的宽体客机成为可能。跨时代的飞机发动机GE90的推力可以达到30吨以上,推力最高的型号GE90-115B推力可以达到惊人的50吨【如下图所示】。但是除了推力大之外,更难能可贵的是GE90极高的可靠性可以让这台发动机在最大推力状态还能够飞行超过两个小时,这也就意味着一架双发的飞机在一台发动机失去动力之后还能够正常飞行超过两个小时,即便是在茫茫大海之上也足够找到机场迫降了。

所以对于现代的发动机而言,从推力和安全性两个方面解决了原来发动机的问题,使得很多宽体飞机可以把发动机减到两个。无论是从维护性还是节油上说,都是大大提高了这些客机的盈利能力。那么为什么我们现在还会看到四台发动机的客机呢?我们之所以现在还会看到一些四发的飞机,一方面是老型号的飞机还没有完全退役,比如说波音747这么一款经典的四台发动机的机型实在是太成熟了,所以至今还在运行之中;另一方面是因为有些飞机实在是太大了,比如说空中客车的A380,居然一架飞机的起飞重量超过了500吨【如下图所示】,恐怕两台GE90也推不动。

民航双发客机,如果一个发动机停车,用另一个做动力,不会偏转吗?

民航双发客机,如果一个发动机停车,用另一个做动力,不会偏转吗

感谢邀请~双发客机一个发动机停车后,停车涡轮发动会产生风车阻力,加上机翼一侧没有动力,飞机的推力平衡被打破,飞机会向发动机失效的一侧偏转,从而导致飞机向内侧产生坡度。此时飞行员可以通过垂直尾翼的方向舵进行偏航调整,阻止飞机发生偏转。由于方向舵修正偏航力矩时产生了侧滑和一些滚转力矩;还会使用用副翼修正侧滑和方向舵产生的滚转力矩;并适当增加发动机推力和调整迎角,来补偿升力损失。

美联航波音777客机引擎爆炸,失去一个引擎后飞机为何能成功返航?

美联航波音777客机引擎爆炸,失去一个引擎后飞机为何能成功返航

上周六,美联航从丹佛飞往夏威夷檀香山的UA328次航班在起飞后不久因发动机严重故障而返航。尽管发动机碎片飞散在了丹佛郊区,但这架属于最老一批波音777-200客机之一的飞机仍能够迅速返航并在丹佛国际机场安全着陆,而没有造成人员伤亡。事后调查发现是因为发动机叶片金属疲劳有两个叶片发生断裂,巨大的离心力导致发动机整流罩和一些其他组件脱落,并由部件刺穿机舱。

UA328起飞后,右侧发动机发生故障,部分零件坠落在丹佛郊区对于问题,双发客机在一台发动机发生故障后为什么还能返航?其实直接回答比较简单。首先,因为只有一台发动机发生故障,飞机还有动力。只要有动力,飞机就能继续向前飞行。只要能够保持一定的速度,就能维持升力和机动力。事实上,不要说一台发动机失去动力,就算两台发动机都失去动力,只要飞机有足够的空速,依然能够依靠惯性“滑翔”飞行很远距离,以安全着陆。

其次,目前所有的双发飞机在设计伊始就考虑了“只要是人造物,总会发生故障”的普遍真理,允许飞机在单发状态下可控飞行是一个基本设计要求。第三,在单边发动机失去动力的情况下继续驾驶飞机虽然是个挑战,但是也并非那么难。拿个不恰当的类比,这基本上和你在高速上开车然后一边的轮胎爆胎了差不多。在这种情况下,飞机肯定会有向一边转向的倾向。

飞行员要做的就是依靠气动控制面把飞机“扳直”。当然,实际肯定没有我键盘敲这两个字简单,需要细心的计算和根据气流不断地调整。但相信我,在平时的模拟器训练中,单发故障应该是飞行员模拟最多的故障处理。单发故障是飞行员在飞行模拟器中模拟最多的空中意外处置之一。图中的飞行员更是在模拟双发故障。并不罕见的单发故障事实上,单发故障也是航空界经常发生的事故。

就在UA328起飞前几个小时,荷兰的一架波音747货机也发生了发动机故障,导致发动机零件掉落到地面。欧洲航空安全局的发言人珍妮特·诺斯科特说,尽管这架飞机也同样使用普惠公司的发动机,但它们与波音777飞机的发动机不同,目前也没有发现该问题和美联航飞机上的问题有任何相似之处。去年12月,一架使用相同系列的普惠发动机的日航波音777同样由于风扇叶片损坏,失去了一块发动机吊舱大面板,但同样安全着陆。

去年JAL的一架777-200飞机的左发动机也因为叶片断裂造成了发动机吊舱外罩脱落。2018年,另一架联合航空公司的波音777发动机故障,导致飞机从旧金山飞往檀香山的时候,部分发动机吊舱外罩折断并掉入太平洋。NTSB在去年有关此事件的报告中说,普惠公司在先前对损坏的风扇叶片进行的检查中没有发现金属疲劳产生的裂痕以及叶片可能断裂的风险,该公司对此类检查的培训工作存在严重问题。

该公司告诉NTSB,该缺陷正在纠正。当然,问题也不总是出在波音飞机身上。就在美联航波音777发动机故障前一个月,一架从丹佛飞往蒙大拿州比林斯的庞巴迪飞机宣布遇到“紧急状态”,一台发动机在起飞后不久发生故障。那架飞机在起飞后20分钟安全降落。大约一年前,美国航空从北卡罗来纳州夏洛特飞往费城的一架空客321飞机的机组人员不得不中止起飞爬升,因为其一台发动机在起飞后熄火。

飞机正在起飞后13分钟再次安全降落。当单发故障时,一般通过垂尾上的方向舵和副翼共同作用克服因为单发动机产生的偏航力矩。然后是2020年2月3日,精神航空(Spirit Airlines)从佛罗里达州迈尔斯堡飞往芝加哥的航班。起飞后几分钟,乘客听到几声巨响,并从这架空客320飞机失灵的左发动机上看到燃烧的火焰。

飞行员在升空15分钟后安全降落了飞机。过去24个月的航空记录显示,有差不多12起以美国为基地的航空公司客机由于引擎故障或机组人员由于机械故障关闭了发动机。在每一起事故中,飞机都在一台发动机失效状态下安全着陆。双引擎飞机扩展航程操作性能标准(ETOPS)本次故障发生在飞机刚起飞,距主要国际机场只有几公里之遥的地方,整个事故处置持续了不到30分钟。

但是,同学们可能要问,如果事故发生在这架飞机飞往夏威夷途中,位于太平洋上空的时候该怎么办?这个时候,飞机距离最近的机场可能在数百甚至数千公里之外。自喷气机时代开始以来,监管机构就一直担心这种情况。根据概率理论,在飞机上安装更多发动机将有助于飞机在发生故障时飞往最近的机场。假设一台发动机发生故障的概率是0.5(当然,现代发动机的实际值要比这小得多得多),那么两台发动机同时发生故障的概率是0.25,三台是0.125,四台是0.0625。

正是基于这个原因,诸如波音747、道格拉斯DC-8和洛克希德L-1011等三引擎和四引擎飞机统治了当时远程航空的天空。在发动机可靠性不高,推力不足的时候,四发动机的波音747垄断了远程飞行航线,成为了”空中皇后“监管机构最终制定了所谓的“双引擎飞机扩展航程操作性能标准(ETOPS)”,以允许双引擎飞机可以跨洋飞行。

按照该标准,要求飞机航线只要满足在需要紧急降落的情况下,飞机可以在一定时间内飞到距离最近的适降机场即可。在上周末美联航事件中初始的飞机波音777-200的ETOPS认证是330分钟,也就是说它可以仅用一台发动机就能飞行5.5小时——相当于从洛杉矶到檀香山的飞行时间。根据ETOPS制定的飞行路线连接北美和欧洲的跨大西洋航线飞行时,沿途的备降机场通常包括冰岛的凯夫拉维克机场,加拿大的甘德国际机场和格陵兰的纳萨尔苏瓦克机场。

但是从美国大陆飞往夏威夷的航班沿途通常没有中间机场,这使飞行员有两种选择:返回美国大陆或继续飞往夏威夷。此时,机组人员必须根据飞机的位置做出决定。它到达了大陆和夏威夷之间的中点吗?如果没有到达,它很可能会回到大陆,并降落在可以容纳777的最近可用机场上。考虑到ETOPS的要求,进行跨洋飞行的航班要确保始终能够到达备降机场,前提是发动机故障或熄火不会导致飞机出现其他问题。

从洛杉矶到檀香山只要180分钟的ETOPS就能够规划直线飞行了仅举几例,如果飞机必须返回美国大陆,旧金山国际机场、洛杉矶国际机场和圣地亚哥国际机场都是可能的备降机场。但是,如果超过航线中点,飞行员可能会决定继续飞往夏威夷,甚至可能决定他们可以降落在预定的目标机场。因此,双发飞机将无法执飞从丹佛到檀香山的航线,除非该飞机在飞行的任何阶段都可以使用一个引擎飞往备降或目标机场,无论是在科罗拉多州郊外还是在太平洋中点上空。

基于ETOPS的新一代飞机由于担心双引擎喷气式飞机在海洋上空发生发动机故障,长久以来双发远程飞机的发展一直进展缓慢。新的创新在上世纪80年代航空监管机构引入了ETOPS标准后得以涌现,制造商开始制造更大的双引擎喷气式飞机,如波音777,空客A350 XWB和波音787“梦想飞机。目前新型大型双引擎飞机,诸如波音777X,正利用燃油效率上的优势,逐步取代诸如波音747和空中客车A380之类飞行成本更高的四引擎飞机。

现在,双引擎飞机运营着世界上飞行时间最长的航班,如由空中客车A350-900ULR运营的纽约至新加坡航线。执飞目前最长点对点航线纽约至新加坡的新加坡航空空客A350-900ULR客机就是一架双发客机不仅是双引擎宽体飞机可以使用ETOPS,像波音737和空中客车A320系列这样的小型单通道飞机也可以通过ETOPS认证。

在ETOPS规则下,一些航空公司使用这些窄体飞机运营从美国大陆飞往夏威夷的航班,以及北美和欧洲之间的航班。这些飞机在跨海运营认证非常严格,但从1985年以来一直在进行。随着,航空技术特别是发动机技术的进步,ETOPS的极值已经扩大了许多。当波音767取得最初的ETOPS认证时,该飞机仅允许在最近的备降机场60分钟范围内飞行。

这些限制逐渐增加,使航空公司可以飞行更多的直达航线,而不必受到备降机场的限制。看一下一架60分钟ETOPS的飞机和一架120分钟ETOPS的飞机可以采取的不同航线美联航的单发跨海飞行经验根据FlightGlobal.com网站数据显示,2003年,一架美联航的波音777-200在从新西兰的奥克兰飞往美国洛杉矶时,因机械故障被迫在太平洋上关闭一台发动机,然后转向降落备降机场。

而此时,最近的备降机场夏威夷的科纳机场距离飞机有3个多小时路程。从技术上讲,这超过了当时777的180分钟ETOPS要求。尽管如此,飞机在单台发动机停机约190分钟后仍安全着陆。根据美国国家运输安全委员会的报告,2018年2月另一架从旧金山飞往檀香山的波音777航班在普惠PW4000-112发动机出现问题后,被迫关闭发动机,并设法使用一台引擎飞抵目的地机场。

尽管美联航有多次单发跨海飞行的经验,但是本次UA328的情况比之前单发熄火严重的多。当然,本次UA328航班事故比起上两起要更复杂。发动机吊舱整流罩或外罩脱落会对飞机的飞行产生不利影响。另外,后来调查还发现,发动机的一部分已经刺穿了机身,可能造成更大的空气动力学损失甚至降低其续航里程,从而限制其转飞备降机场的能力。


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