Як авіакомпанії можуть зменшити витрати на паливо WIRED
American Airlines заявляє, що може заощадити 1,2 мільйона доларів, замінивши важкі польоти на iPad. Що ще можна усунути, щоб ще більше заощадити на паливі? Фізик Ретт Аллайн має пропозицію зменшити кількість пального, а також поїздки до туалету.
Ось цікава історія про iPad. Коротка версія полягає в тому, що American Airlines отримала схвалення FAA для заміни своїх величезних посібників польоту на iPad. Наскільки я розумію, польовий посібник містить усе, що ви можете знати про цей літак, і він важить 35 фунтів.
American Airlines стверджує, що, перейшовши з паперу на iPad, вони заощадять 1,2 мільйона доларів палива протягом року. Ви знаєте, що ця публікація в блозі на цьому не закінчиться.
Чому ви використовуєте більше палива з більшою вагою?
По-перше, чому літаки літають? Лише коротка примітка - це тема, про яку багато дискутують. Отже, це ваше попередження. Дозвольте мені дати надзвичайно просте пояснення польоту. Це буде настільки просто, що, мабуть, розлютить. Ось вид збоку на крило, яке рухається по повітрю.
Тут я представляю повітря як купу маленьких куль. Коли одна з цих кульок стикається з крилом, вона змінює свій імпульс. Зі зміною імпульсу повинна бути чиста сила. Потужність зусиль для зміни імпульсу цього повітряного кулі надходить від крила. Оскільки сили є взаємодією між предметами, повітря також має чинити силу на крило з однаковою величиною. Коли ціла купа цих повітряних кульок стикається з крилом, результатом є "підйом", а також "перетягування".
Звичайно, повинна бути інша сила. Якщо ви хочете, щоб ваш літак рухався з постійною швидкістю, вам знадобиться сила тяги, щоб збалансувати силу опору. Але як щодо ваги літака? Якщо ви збільшите вагу, вам також доведеться збільшити підйом. Як ви можете це зробити? Дійсно є два шляхи. Спочатку можна було змусити літак їхати швидше. Це означає, що ви отримуєте більше зіткнень з повітряними кулями, а також більшу зміну імпульсу для повітряних куль. І те, і інше призвело б до більшого підйому.
Іншим варіантом буде зміна кута нахилу крила. Якщо крило нахилено більше до вертикальної орієнтації, повітряні кульки будуть більше відхилятися вниз і матимуть більшу силу вгору. Звичайно, це також призведе до більшого опору. Тож у будь-якому випадку більший підйом означає більший опір. Цьому ефекту не уникнути.
АЛЕ ЩО ПРО ПРИНЦИП БЕРНОУЛІ. Так. Ви праві. Я нічого не говорив про тиск, підйом і подібні речі. Чому? Ну, а якщо ви ставитеся до повітря як до частинок, вам не потрібно мати справу з тиском та принципом Бернуллі. Ви б використали це, якби хотіли поводитися з повітрям як із суцільною рідиною. Звичайно, навіть модель зіткнення повітря-куля не є ідеальною. Однак досить корисно показати, як збільшена маса в літаку призведе до більшого опору і, отже, вимагатиме більше палива.
Скільки палива?
Дозвольте спочатку поглянути на гроші. Твердження American Airlines полягає в тому, що заміна 35-кілограмового посібника польоту на iPad дозволяє заощадити 1,2 мільйона доларів на рік. Зараз я не впевнений, скільки посібників польоту це замінить, але я підозрюю, що для надмірності його доведеться замінити більш ніж на 1 iPad. Якщо один iPad важить близько 1,5 фунтів, то чиста економія ваги складе 32 фунтів (14,5 кг). Дозвольте назвати економію витрат ΔCyf для певної зміни маси (yf означає річне паливо). Тоді я можу написати:
Отже, це говорить про те, що якщо ви зменшите масу на 14,5 кг (зараз я буду використовувати кілограми), то річна вартість палива зменшиться на 1,2 мільйона доларів. Але що, якщо я подивлюсь на інші зміни в масі? Я можу ввести інші значення для зміни маси та обчислити зміну вартості, якщо я припускаю, що залежність між вартістю палива та масою є лінійною у цій області. Це не погане припущення. Чому? Якщо зміна маси незначна порівняно із загальною масою літака, то це буде принаймні приблизно так.
А як щодо 1 пакетика арахісу? Припустимо, що кожен рейс American Airlines вилучив із польоту лише один мішок арахісу (який вони вам більше не дають). Скільки це буде щорічна економія палива? Ну, спочатку мені потрібна маса пакетика арахісу. Замість того, щоб шукати точну масу мішка арахісу, дозвольте мені просто отримати балоту масою 25 грам. Це здається близьким. Тож якби кожна American Airlines зменшила масу корисного навантаження на 25 грамів, вони б заощадили
Це 2000 доларів на рік за 1 мішок арахісу за рейс. Що робити, якщо вони забрали весь арахіс? Тут мені потрібно буде швидко здогадатися. Скільки мішків арахісу вони принесли б на борт кожного рейсу? Це важко, оскільки я дуже хочу середнього рівня. Як щодо в середньому 300 місць на рейс із середніми 400 мішками арахісу? Звучить для мене досить добре. Це призвело б до щорічної економії коштів близько 800 ТИСЯЧ доларів. Досить близькі до економії паперового посібника з експлуатації.