Hallo!
Mir ist aufgefallen, dass große Passagierflugzeuge immer als Tiefdecker gebaut werden, (Militär-)Frachtmaschinen und kleinere Passagierflieger aber auch als Hochdecker. Kennt jemand die Gründe dafür?
Und: McDonell Douglas baute (soviel ich weiß) als einziger Hersteller größere Passagier-Jets mit Triebwerken am Heck (abgesehen von der 727). Welche Vor- und Nachteile hat das und warum kam man wieder davon ab?
Michael
Hallo Michael,
Linienjets landen (fast) immer auf ordentlichen Landebahnen, die anderen auch auf Graspisten u.ä., beim Hochdecker sind dann die Flügel einfach höher über dem Boden und über Gebüsch, fliegenden Steinen, verwirrten Schafen und was es sonst noch so gibt.
Triebwerke im Heck sind meiner Ansicht nach viel weniger wartungsfreundlich als in hängenden Gondeln - die könnte man im Prinzip nach Lösen einer Schraube mit einem Gabelstapler auswechseln.
Gruss Reinhard
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Hallo,
Mir ist aufgefallen, dass große Passagierflugzeuge immer als
Tiefdecker gebaut werden, (Militär-)Frachtmaschinen und
kleinere Passagierflieger aber auch als Hochdecker. Kennt
jemand die Gründe dafür?
bei den kleinen Passagierflugzeug hat das m.E. auch mit der Bauweise zu tun. So werden die Flügel oftmals zusätzlich durch Querstreben gestützt, die an den Tragflächen und unten am Rumpf befestigt sind. Ich nehme mal an, daß das billiger ist, als sie so zu konstruieren, daß sie nur am Rumpf befestigt sind.
Bei den Militärfrachtmaschinen könnte das damit zu tun haben, daß man darunter auch gern mal mit schwerem Gerät hantiert wird, so daß tiefe Tragflächen einerseits schnell „Macken“ bekommen könnten und andererseits die Größe der Ladeluke einschränken würden.
Und: McDonell Douglas baute (soviel ich weiß) als einziger
Hersteller größere Passagier-Jets mit Triebwerken am Heck
(abgesehen von der 727). Welche Vor- und Nachteile hat das und
warum kam man wieder davon ab?
Ich möchte an der Stelle noch den Lockheed TriStar, die Iljuschin 62 sowie diverse Learjets ins Spiel bringen.
Zumindest was die B727 angeht, muß die ausgesprochen angenehm zu fliegen gewesen sein. Ob das ein genereller Effekt der Triebwerksanordnung am Heck ist, weiß ich nicht.
Gruß,
Christian
Hallo,
im Laufe der letzten Jahrzehnte haben sich aus vielen verschiedenen
Konzepten die vernünftigsten Lösungen herauskristallisiert.
Wie vieles im Leben ist auch in der Fliegerei alles ein Kompromiss,
der sich nach unterschiedlichen Sachanforderungen ausrichtet.
Ich versuche mal in Kurzform meine Ansicht zu erläutern:
Bei Kleinflugzeugen (Hochdecker) kann die abgestrebte Tragfläche
durch die Strebe strukturell leichter ausgeführt werden. Da eine
Strebe eine höhere Zugbelastung aufnehmen kann als eine
Druckbelastung (Knickgefahr durch Stauchung), ergibt sich
zwangsläufig eine Anordnung der Tragfläche auf dem Rumpf.
Diese Flugzeuge fliegen in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich.
Da ist der höhere Luftwiderstand durch die Strebe noch erträglich.
Die „richtigen“ Kleinflugzeuge wie Cessna und Piper z.B. haben ein
festes Fahrwerk am Rumpf mit ebenfalls noch akzeptablen
Widerstandswerten. Dafür kein hoher Wartungsaufwand.
Die „großen“ Hochdecker wie Fokker 50 usw haben dann aus Platzgründen
das Einziehfahrwerk in der Triebwerksgondel mit einer entsprechend
großen Bauhöhe. Die ist bei diesen Gewichten auch noch beherrschbar.
Bei Mustern um 200 - 300 Paxen haben die Fahrwerke schon in der
Tiefdecker-Version eine Höhe von rund drei Metern. Wenn man diese
Flugzeuge jetzt als Hochdecker ausführen würde, könnte man diese
Fahrwerke so nicht mehr unter die Tragfläche hängen. Die
Schiebekräfte wären nicht mehr mit vertretbarem Gewichtsaufwand
beherrschbar. Eine Lösung im Rumpf bewirkt wiederum starke
Querschnittausbuchtungen, die bei den heutigen Jet-Geschwindigkeiten
sehr starke Widerstandszunahme mit sich bringen. Die sich daraus
ergebende kleine Spurweite hat dann auch noch
Stabilitätseinschränkungen.
Nebenbei : Ein Hochdecker hat noch den Vorteil der zusätzlichen
Auftriebsflächenvergrößerung oberhalb des Rumpfes. Die
Tragflächenoberseite mit dem 2/3 Auftriebsanteil geht da ja glatt
durch.
Bei größeren Geschwindigkeiten fliegen heutige Jets allerdings mit
etwa drei Grad pitch-up attitude, um den Rumpfauftrieb auszunutzen.
Zu Triebwerken hat Christian ja schon einige Dinge richtig gesagt.
Dazu möchte ich nur etwas weiter Ausführen.
Triebwerke in Heckanordnung waren zum Beispiel bei der 727 ein
Liebling der Aerodramatiker. Diese Kiste hat eine „sehr saubere“
Tragfläche. Dafür aber - wie auch Caravelle, VC10, Bac 111, Trident,
Yak, usw ein Schwerpunktproblem.
Die Triebwerke sind ja nicht eben grade sehr leicht. Bei einer
Heckanordnung liegt der Flugzeugschwerpunkt dadurch aber sehr weit
hinten, konstruktiv muss ein Flugzeug jetzt aber so ausgelegt sein,
das bei allen denkbaren Beladungsmöglichkeiten der Schwerpunkt im
zulässigem Bereich liegt. Ein Flugzeug soll Geld verdienen, also
beladen fliegen. So wird die Anordnung der Tragflächen dann für den
fast voll Fall ausgelegt. Mit der Folge, daß im fast leer Fall im
vorderen Teil Ballast in nicht unerheblicher Menge mitgenommen werden
muss. Mit entsprechenden Zusatzkosten und logistischen Problemen.
Also hat sich hier die Anordnung unter den Tragflächen in
Schwerpunktnähe angeboten.
Die dreimotorigen Maschinen wie Tristar, DC10, usw wurden in einer
Zeit entwickelt, als man parallel zur 747 ein etwas kleineres Muster
benötigte. Die Airlines wollten aber keinen kleinen Vierstrahler. Für
einen Zweitakter nach heutigem Airbusmuster gab es damals aber keine
Triebwerke. Also musste notgedrungen ein drittes Triebwerk integriert
werden.
Lockheed hat die Entwicklung etwa 1 1/2 Jahre vor Douglas begonnen
und konnte deshalb nach langen Versuchen und brainstorming hier die
optimalste Lösung erarbeiten.
Das mittlere Triebwerk im Rumpf bringt konstruktiv viele Vorteile.
Besonderes Entscheidungskriterium war der niedrige aerodynamische
Widerstand.
Der notwendige S-duct hat zwar einen höheren Einlaufwiderstand als
der gerade Einlauf bei der DC10. Man stelle sich jetzt aber mal ein
Alu-Rohr vor, das mit 85 % der Schallgeschwindigkeit durch die Luft
bewegt wird. Das wirkt in der Atmosphäre wie der Kolben in einer
Luftpumpe und erzeugt hinter dem Rumpf eine riesige Unterdruckzone.
Mit der entsprechenden Widerstandswirkung. Da hinein „bläst“ nun das
mittlere Triebwerk seinen Luftstrahl. Im Gesamtflugzeugwiderstand
eine Verbesserung von rund 6% gegenüber der DC10-Lösung. Die konnte
Douglas allerdings aus naheliegenden Gründen nicht übernehmen und
musste ihr drittes ins Leitwerk frickeln.
By the way : LTU hält alle Rekorde im Triebwerkswechsel.
Flächentriebwerk 6 Stunden, das mittlere in 8 Stunden. Als Standard.
Bei militärischen Auslegungen sind wieder andere Gesichtspunkte
maßgebend.
Wie schon vorher angesprochen, stehen hier nicht immer optimale
runways zur Verfügung.
Deshalb in der Regel Hochdecker wegen der Bodenfreiheit der
Triebwerke (Fremdkörper im Ansaugtrakt).
Die Fahrwerke müssen für eine erheblich höhere Belastung ausgelegt
werden. Deshalb verbieten sich in der Regel lange Konstruktionen. Sie
werden deshalb in Rumpfgondeln eingebaut. Die breiteren
Rumpfquerschnitte fallen wegen der niedrigeren Fluggeschwindigkeiten
nicht so sehr ins Gewicht.
Weitere Vorteile sind der niedrigere Frachtboden, weil der
Tragflächenmittelkasten ja oben sitzt. Das Fahrwerk hat eine
hydraulische Dämpfung, die hier durch leichte Modifizierung zum
Absenken des Flugzeugs und damit einer leichteren Beladung benutzt
werden kann.
Da die Fahrwerkskonstruktion relativ kleine Abmessungen hat, ist es
hier problemlos möglich, viele Räder zu integrieren und damit die
Bodenbelastung zu verringern.
Bei der C5a beispielweise 24 Haupträder und 4 Bugräder. Die muss der
F/E nach dem Eindrehen auf die Startposition vor dem T/O alle noch
mal einer Sichtkontrolle unterziehen (der Arme 
))
Deshalb haben die Typen wie C5a, C130, An124, An 225 ähnliche
Konstruktionsweise.
Jetzt habe ich aber schon wieder zu viel geschrieben und falle mal
langsam ins Bett. Guts nächtle
T-Bird
Fällt mir auch noch ein:
Die VC10 und das russische Gegenstück hat wegen
Schwerpunktproblematik eine ausfahrbare Heckstütze für den
Beladevorgang. Bei der B747 kann ebenfalls bei Bedarf eine Heckstütze
untergestellt werden.
Vielen Dank, T-Bird!
Mann-O-Mann: Da habe ich echt was gelernt.
Triebwerke in Heckanordnung waren zum Beispiel bei der 727 ein
Liebling der Aerodramatiker. Diese Kiste hat eine „sehr
saubere“
Tragfläche. Dafür aber - wie auch Caravelle, VC10, Bac 111,
Trident,
Yak, usw ein Schwerpunktproblem.
Also gab es doch ein paar mehr, als ich ursprünglich vermutete 
Die Triebwerke sind ja nicht eben grade sehr leicht. Bei einer
Heckanordnung liegt der Flugzeugschwerpunkt dadurch aber sehr
weit hinten,
Das ist wohl einer der Gründe meiner Frage gewesen: Aufgrund des weit hinten liegenden Schwerpunkts setzen die Tragflächen ja auch weiter hinten an. Das - zusammen mit einem schlanken Rumpf - verleiht der DC9 und verwandten Modellen ein - wie ich finde - sehr elegantes Aussehen, das modernere Modelle vermissen lassen.
Der notwendige S-duct hat zwar einen höheren Einlaufwiderstand
als der gerade Einlauf bei der DC10. Man stelle sich jetzt aber
mal ein Alu-Rohr vor, das mit 85 % der Schallgeschwindigkeit durch die
Luft bewegt wird. Das wirkt in der Atmosphäre wie der Kolben in
einer Luftpumpe und erzeugt hinter dem Rumpf eine riesige
Unterdruckzone.Mit der entsprechenden Widerstandswirkung. Da
hinein „bläst“ nun das mittlere Triebwerk seinen Luftstrahl. Im
Gesamtflugzeugwiderstand eine Verbesserung von rund 6% gegenüber
DC10-Lösung. Die konnte Douglas allerdings aus naheliegenden Gründen
nicht übernehmen und musste ihr drittes ins Leitwerk frickeln.
Auch das finde ich interessant, denn ich hatte immer den Eindruck, dass das mittlere Triebwerk bei DC10/MD11 „unnatürlich aufgesetzt“ wirkt.
Nur noch eine Frage: Komfort, d. h. Triebwerkslärm spielte dabei keine Rolle? Ich glaube mal gehört zu haben, dass Triebwerke am Heck zu einem deutlich gerinneren Kabinengeräuschpegel führten.
Michael
Hallo,
Nur noch eine Frage: Komfort, d. h. Triebwerkslärm spielte
dabei keine Rolle? Ich glaube mal gehört zu haben, dass
Triebwerke am Heck zu einem deutlich gerinneren
Kabinengeräuschpegel führten.
ich misch´ mich dann grad auch noch mal ein. Primäre Geräuschquelle von Flugzeugen sind nun einmal die Triebwerke. Grundsätzlich wird Schall in alle Richtungen abgestrahlt, aber natürlich eher in die Richtung, in die er leichter entweichen kann (unwissenschaftlich ausgedrückt). Da die Triebwerke hinten und vorne offen sind, machen sie in diese Richtung den größten Lärm, wobei bauartbedingt eher nach hinten als nach vorne.
Insofern zieht jedes Triebwerk nicht nur eine Wirbel- sondern auch eine Schallschleppe hinter sich her, so daß bei heckwärtiger Befestigung weniger Lärm in der Kabine ankommt. Wenn ich mich recht entsinne, habe ich bisher nur einmal im Flugzeug schlafen können und das war in einer 727 in der letzten Reihe, in der sich der Sitz sogar nicht mehr nach hinten klappen ließ.
Ich fand die 727 immer klasse, nicht zuletzt deshalb natürlich, weil ich da als Kind pro Jahr mindestens zwei mal im Cockpit mitgeflogen bin
Gruß,
Christian
ich mische …
Hallo,
mich auch noch mal ein. Christian hat meiner Ansicht nach schon
recht mit der Schallverteilung. Die Lautstärke in der Kabine kommt
meiner Erfahrung nach aber hauptsächlich über die Triebwerkzapfluft
und die airconditioning in die Kabine. Bei einem Drucktest, in dem im
Reiseflug (Werkstattflug ohne paxe!) die bleed air geschlossen wird,
wird es nämlich sehr leise an Bord.
Ausnahme empfand ich nur beim Tristar. Der mittlere Motor hat schon
reichlich Krach über die Zelle in den hinteren Kabinenteil
reingebracht.
Interessant ist der Schallverlauf an einem Flughafen beim T/O zu
hören. Wenn die Maschine mit T/O power auf einen zu rollt, hört man
den schrillen Verdichterlärm. Seitlich dann vorwiegend das Wummern
der Brennkammer-Flamme und nach dem Vorbeirollen dann das dumpfere
Geräusch der Turbine.
Gruß
T-Bird