Il costo di un motore a reazione è dettato principalmente dalle condizioni operative: alte temperature (a volte superiori al punto di fusione dei metalli utilizzati) e velocità di rotazione elevate. Ciò significa che hai bisogno di materiali ad alte prestazioni anche per un motore a bassa affidabilità: se comprometti troppo le prestazioni del materiale, fallirà al primo avvio.

Gli errori sono rischiosi. Dover spegnere un motore durante il volo è una cosa, ma abbiamo avuto alcuni recenti guasti in cui pezzi di metallo sono stati lanciati ad alta velocità nell'ala e nella fusoliera.

L'industria è andata nella direzione opposta: rendendo i motori più affidabili, è ora possibile costruire un aereo di linea a lungo raggio che utilizza solo 2 motori invece di quattro, riducendo l'acquisto, la manutenzione e il costo del carburante. Non ha molto senso impostare una linea di produzione speciale di qualità B per un singolo tipo di aeromobile che verrà comunque eliminato.

I guasti sono costosi. Un guasto in volo significa mettere fuori servizio l'aereo per riparare il guasto, il che significa avere un aereo in più in standby per sostituirlo.

La tua supposizione che i tassi di guasto di motori identici in un servizio identico siano indipendenti probabilmente non è vera. Se fosse vero, ci vorrebbero molte prove e il costo finirebbe per aggiungersi ai costi dei motori. Il fallimento non è casuale ma dipende dall'età / usura: la classica curva della vasca da bagno lo dimostra. Quindi il carico sugli altri motori aumenta se uno o due si guastano, aumentando la probabilità di ulteriori guasti.

Oltre a ciò, pensa alla cattiva stampa per la compagnia aerea che continua ad avere guasti ai motori. Anche se i passeggeri di quel volo non se ne fossero accorti, lo avrebbero fatto quelli che aspettavano che fosse riparato prima di poter decollare. Anche gli effetti a catena sulle operazioni aeree e aeroportuali di un guasto minore possono diventare molto costosi molto velocemente.

"Cosa mi manca qui?" è una buona domanda da porre. Il costo di produzione non è l'unico costo coinvolto, come menzionano altre risposte. Altri costi includono:

• In che modo il motore si guasta? Diminuisce semplicemente le prestazioni o smette di funzionare, oppure lancia parti o esplode, danneggiando l'aereo? Ciò può comportare requisiti per motori aggiuntivi, schermatura cinetica, ecc. Con impatti sul carico utile, sul consumo di carburante, ecc.
• Rischio normativo. La FAA (o altre autorità di regolamentazione nazionali e / o locali) può, per proteggere i passeggeri, l'equipaggio e le persone e le proprietà su cui sorvolano gli aerei:
  • Negare la certificazione del tipo
  • Negare il permesso di operare questi aeromobili
  • Limita l'uso consentito:
    • Rotte, ad es solo via terra, non consentito sulle grandi città (si pensi all'11 settembre)
    • Solo merci contro passeggeri
• Rischi aziendali (reputazione, azioni legali, problemi di marketing dopo un fallimento)
• Costi pubblicitari (per persuadere i passeggeri a utilizzare una compagnia aerea dopo una serie di guasti al motore)
• Difficoltà nel reclutare bene meccanici ed equipaggio
• Maggiore manutenzione
• Rischio per i passeggeri. IIRC quando un motore a reazione si libera da un pilone di montaggio, tenderà ad accelerare con forza in un percorso curvo e potrebbe "abbattere" l'aereo da cui proveniva
• Responsabilità dovuta a parti dei motori che cadono sulle persone

Oltre a tutte le ottime ragioni nelle altre risposte, una che non è stata menzionata è che se aumenti il ​​tasso di guasto di 100 volte, aumenti il ​​tasso di sostituzione dei motori di 100 volte.

Puoi vedere in questo esempio come un cambio di motore richiede diverse ore da parte di diversi meccanici, con strumenti specializzati.

Prendiamo le tue cifre (non le ho controllate) che un motore a reazione si guasta a circa 100.000 ore. È più della normale durata della maggior parte degli aerei di linea. Ora vuoi parcheggiare il tuo aereo per, diciamo, 8 ore, non una volta su 100.000, ma una volta ogni 1.000 ore. Su una durata di vita regolare di 100.000 ore, ora le modifiche al motore comportano 800 ore di inattività. Il costo per la compagnia aerea per ogni giorno in cui l'aereo viene parcheggiato è enorme.

E poi devi tenere conto di tutti gli aerei che si spostano ogni volta che un nuovo motore si guasta. E devi tenere conto di tutta la logistica per avere 100 volte più motori disponibili per la sostituzione e 100 volte più equipaggio. Alla fine, è difficile pensare che ci saranno dei risparmi.

Ti mancano tempi di inattività e imprevedibilità

Una nave di linea trascorre in genere circa 16 ore ogni 24 ore al giorno in aria ... per tutta la sua vita . Ogni minuto che un aereo di linea spende a terra, incorre in costi, non in entrate.

Un guasto al motore significa che devi mettere fuori servizio l'aereo di linea, ottenere un sostituto per prendere il suo slot e mettere l'aereo guasto nel negozio per inserire un nuovo motore. Questo non solo significa che il tuo normale aereo va fuori servizio, ma devi anche avere aerei sostitutivi in ​​attesa di prendere il loro posto.

Questo, a proposito, è il motivo per cui l'energia da fonti rinnovabili è non diventa più economico nonostante l'hardware sia diventato economico. La natura inaffidabile del vento e del solare significa che 1) hai bisogno di avere gas o altra energia fossile disponibile per saltare quando il vento si spegne, o hai una scarsa disponibilità solare 2) quando tutto funziona bene hai troppa energia e devi - in casi estremi - pagare per sbarazzarsene.

Alla fine ha molto più senso dal punto di vista economico avere qualcosa che è leggermente più costoso ma affidabile e prevedibile rispetto a qualcosa che è più economico, ma inaffidabile e casuale e questo interrompe il normale funzionamento. Mantenere le cose senza intoppi è quasi sempre preferibile che subire interruzioni casuali.

Un modo per esaminare le attuali metriche di affidabilità è ETOPS. Gli aerei di linea bimotore sono autorizzati a volare su rotte remote rispettando gli standard ETOPS. Questo determina quanti minuti di distanza da un aeroporto di deviazione possono volare, ed è basato sulla probabilità percentuale che avranno uno spegnimento del motore in volo in 1.000 ore di volo. Devono raggiungere:

5% ogni 1000 ore motore per EDTO 120 minuti.

2% ogni 1000 ore motore per EDTO 180 minuti.

1% per 1000 ore motore per EDTO oltre 180 minuti.

Ora la maggior parte degli aerei di linea non soddisfa questi standard e non sono richiesti per quattro aerei a motore (che credo abbiano standard diversi), ma per il bene di questa analisi ipotizziamo che i motori 747 siano al 5%.

Una gamma approssimativa di prezzi per i motori a reazione per aerei di linea commerciali va da \ $ 12 milioni a \ $ 35 milioni, un 747 è ovviamente dotato di motori di fascia alta della scala, quindi supponiamo \ $ 120 milioni per un insieme di quattro. Supponendo una durata di 20 anni, si tratta di 6 milioni di dollari all'anno di ammortamento.

Ora la nostra nuova società di motori (SuperCheapTurbines !, inc) si presenta con i nostri motori a basso costo super duper che forniscono le stesse prestazioni del \ $ 30 milioni di motori per soli \ $ 1,5 milioni ciascuno. L'unico compromesso è che hanno una media di un guasto una volta ogni 1.000 ore invece di 20.000 ore, ma la compagnia aerea risparmierà $ 5,7 milioni all'anno in deprezzamento. Nota: sto usando 20 volte più economico e un tasso di fallimento 20 volte più alto per un confronto più realistico.

Quindi quanti ne vendiamo e decidiamo di renderli pubblici immediatamente o vendere a Boeing per miliardi? La risposta è nessuno, no e no. Ogni compagnia aerea rifiuta i nostri motori perché paradossalmente dicono che sono troppo costosi!

Pensa a come viene utilizzato quel 747. Supponiamo che stia facendo una media di 12 ore di volo al giorno e in genere per un singolo volo a lunga distanza con una media di 300 passeggeri a \ $ 500 ciascuno di entrate. Quindi sta generando $ 150.000 per volo / giorno di entrate, ovvero oltre \ $ 50 milioni all'anno. Quando volava con i motori costosi, il loro tasso di guasto significava che aveva uno spegnimento del motore in volo circa una volta ogni 400 giorni.

Ma con i nostri motori si guastano circa il 10% delle volte ogni 100 ore e, dato che ce ne sono quattro, il 747 avrebbe una probabilità del 35% di un motore spento ogni 100 ore. Ecco il problema, mentre spesso le compagnie aeree hanno la discrezione di continuare un volo con un motore spento su un aereo di linea a quattro motori data l'enorme affidabilità dei motori attuali, è ancora una situazione pericolosa. Se un altro motore si spegne, diventerà un'emergenza vera e propria, ma per il 5% dei motori ci si aspetterebbe un secondo guasto del motore solo una volta ogni 1.000 - 2.000 casi di guasto di un singolo motore.

Ma dato quanto sono inaffidabili i nostri motori , non c'è praticamente nessuna possibilità che i regolatori e le compagnie aeree permettano ai voli di continuare con solo 3 motori operativi, lo segnalerebbero come emergenza richiedendo l'interruzione immediata del volo. Se uno dei nostri motori si guasta, c'è circa 1 possibilità su 60 che un secondo motore si guasterà sullo stesso volo. Quindi ogni motore fuori per un 747 equipaggiato con SuperCheapTurbines! è probabilmente un volo interrotto.

E avremo molti voli interrotti. SuperCheapTurbines! i 747 equipaggiati eseguiranno una media di un motore ogni 300 ore o una volta ogni 25 giorni, con un costo di oltre \ $ 2 milioni di mancati guadagni all'anno e altri milioni di motori sostitutivi. E questo è solo l'inizio, ogni interruzione crea un'enorme quantità di costi aggiuntivi:

1. Riparazione del motore.

2. Trasporto più costoso 747 di backup.

3. Tariffe più basse a causa della pessima affidabilità delle compagnie aeree.

4. E di tanto in tanto una situazione di motore spento sfocia in un'emergenza triplo motore o in un'altra emergenza, perdendo un aereo con equipaggio e passeggeri e costando alla compagnia aerea centinaia di milioni di dollari per gli accordi e la sostituzione dell'aereo. E ancora di più in reputazione.

Essenzialmente questo è il motivo per cui i viaggi aerei sono progrediti così tanto dai tempi dell'elica. Allora, per volare su lunghe distanze in sicurezza, i progettisti aggiunsero più motori, ma più motori aggiunsero più è probabile che una situazione di motore spento diventasse, o peggio, un incendio del motore. Motori a reazione potenti e affidabili hanno consentito alle compagnie aeree di passare quasi interamente a due jet che matematicamente hanno molte meno situazioni di motore fuori servizio rispetto agli aerei di linea con motore a tre e quattro jet, il che significa che possono volare su lunghe distanze in sicurezza anche sull'acqua.

Nota: ho saltato alcune cose qui, inclusi i normali costi di manutenzione che presumo siano simili e gli interessi più elevati per il finanziamento di motori più costosi perché non credo che cambino molto in matematica.

Ci sono diverse cose che non vanno in questo:

1. Un motore inaffidabile richiederà più manutenzione, il che è davvero costoso e quasi certamente cancellerà qualsiasi risparmio nel corso della vita di il programma.

2. Un motore economico e inaffidabile probabilmente non è altrettanto efficiente in termini di carburante, quindi costa più carburante.

3. Come Terry (un ex pilota del 747) ha menzionato nei commenti, la tua supposizione che un 747 possa mantenere l'altitudine di crociera su 2 motori non è corretta (o davvero vicino alla correzione). Con 2 motori, dovrebbe volare molto più in basso, il che significa più resistenza che significa più consumo di carburante e minore autonomia. Se un motore viene perso, l'aereo dovrà comunque deviare, il che significa anche molti costi aggiuntivi per la compagnia aerea e molti passeggeri pazzi bloccati da qualche parte in Canada fino a quando non sarà possibile inviare un aereo sostitutivo.

4. Pubblicità. "I nostri motori si gonfiano 100 volte più spesso dei nostri concorrenti" probabilmente non è uno slogan pubblicitario efficace.

Quindi, tutto sommato, questa sarebbe falsa economia e probabilmente finirebbe per costare di più a lungo termine.