Ist das Absenken von V1/VR (und der erforderlichen Landebahnlänge) der einzige Grund für Klappen beim Start?

Für ein Flugzeug, das auf Reiseflugeffizienz ausgelegt ist, ist es wichtig, so wenig Trimmwiderstand wie möglich zu haben.

Siehe ATR 72- Link:

Der Flügel mag ungewöhnlich klein erscheinen, aber er ist so konstruiert, dass er den erforderlichen Auftrieb bei Reisegeschwindigkeit im effizientesten Anstellwinkel erzeugt, wo das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand am höchsten ist. Wenn der Flügel zu viel Auftrieb für einen Horizontalflug bei seiner Reisegeschwindigkeit erzeugt, müsste er auf Kosten eines größeren Luftwiderstands auf eine niedrigere AOA "getrimmt" werden, um dort einen höheren Kraftstoffverbrauch zu erzielen.

Der Beitrag der Geschwindigkeit zum Auftrieb wird in der Auftriebsgleichung beschrieben:

mit$L$der Aufzug sein,$C_L$der Auftriebsbeiwert,$\rho$die Luftdichte, A die Flügelfläche und$V$die Flugzeuggeschwindigkeit.

Die ATR 72 kreuzt mit 280 Knoten. Um bei niedrigeren Geschwindigkeiten ausreichend Auftrieb zu erzeugen, muss es entweder seinen AOA gefährlich erhöhen oder seinen Auftriebskoeffizienten durch Hinzufügen von Wölbung erhöhen.

Das Absenken der Klappen fügt Sturz hinzu, weshalb dieses Flugzeug dies als Teil seines Startvorgangs tut. Höhere Klappeneinstellungen werden im Allgemeinen vermieden, da sie zu viel Luftwiderstand erzeugen.

Eine Funktion üblicher Klappen mit innerer Spannweite, die nicht oft diskutiert wird, ist das Stall-Management.

Einige Klappen verringern nicht nur die Strömungsabrissgeschwindigkeit, sondern sorgen auch dafür, dass die Flügelwurzel abreißt, während die Spitzen noch fliegen. Dies verhindert, dass sich ein beginnender Stall in einen Stall-Spin in geringer Höhe verwandelt, wenn eine Windböe oder ein ungeplantes Manöver das Flugzeug vom "kontrollierten Steigflug" in den "beschleunigten Stall" drückt. Angesichts der Tatsache, dass Strömungsabrisse in geringer Höhe eine sehr hohe Sterblichkeitsrate haben, ist es wichtig, Strömungsabrisse zu vermeiden, aber ein "kaum ein Strömungsabriss" kann immer noch behoben werden, solange das Flugzeug geradeaus abwürgt .

Abgesehen von den verringerten Startgeschwindigkeiten gibt es einige Gründe, warum typische Teil-25-Flugzeuge keinen klappenlosen Start zulassen:

1. Es gibt normalerweise einen optimalen Punkt bei niedrigeren Klappeneinstellungen, der den besten Steiggradienten bei V2 erzeugt, und normalerweise nicht bei eingefahrenen Klappen. Es ist typisch, mehrere Startklappeneinstellungen zu sehen, die für den besten Steigflug und das beste Flugfeld sorgen .

2. Sofern es keinen Leistungsgrund gibt, wie zum Beispiel den obigen Punkt, würden Hersteller es vorziehen, keine überflüssigen Klappeneinstellungen für den Start hinzuzufügen. Um eine Startklappeneinstellung zu zertifizieren, müsste man eine Reihe teurer/risikoreicher Flugtests durchführen, gepaart mit Tonnen von Analysen und Papierkram.

3. Das Zulassen eines klappenlosen Starts scheint aus Sicht der Betriebszuverlässigkeit nicht sinnvoll zu sein. Wenn es keine Leistungsverbesserung gibt, würde dies daher auch keinen Mehrwert für die Betreiber bringen.

Zusätzlich zu den vorherigen Antworten könnte man ja argumentieren: Vorausgesetzt, Sie hätten eine ausreichend lange Landebahn, könnten Sie theoretisch einen Startlauf durchführen, der Sie auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die zum Abheben ausreicht, und ohne Landeklappen (und für diese Übung) in der Luft bleiben Nehmen wir an, ein A320 hat eine Klappengeschwindigkeit von 210 Knoten, mehr oder weniger), aber Sie würden sehr wichtige Aspekte nicht in Ihre Analyse einbeziehen:

Erstens, je schneller Sie sich bewegen, desto mehr Landebahn „verbrauchen“ Sie. Eine Erhöhung der Bodengeschwindigkeit um 50 Knoten, wenn Sie mit 80 Knoten rollen, verbraucht weit weniger Landebahn (wie in mehreren tausend Fuß weniger) als eine theoretische Erhöhung um 50 Knoten, wenn Sie mit 160 Knoten fahren (selbst wenn die Beschleunigung linear war, was nicht der Fall ist). , und es dauerte genauso lange. Die längsten Start- und Landebahnen, die Sie im Allgemeinen auf Verkehrsflughäfen finden (etwa 14-15.000 Fuß), müssten wahrscheinlich in der Nähe von 40-50.000 Fuß liegen, um ohne Klappen zu starten ein beladener A320.

Aber zweitens: Fahrwerke sind nicht dafür ausgelegt und gebaut, den Belastungen solcher Geschwindigkeiten standzuhalten. Sie würden wahrscheinlich in einem einzigen Startlauf abgenutzt oder sogar beschädigt/zerstört werden und wahrscheinlich EverbodyDies™

Drittens (und wahrscheinlich am wichtigsten) werden Flugzeuge speziell gebaut, um die Menge an Energie zu minimieren, die erforderlich ist, um sie in die Luft zu bringen, und die Physik, die der verrückte Schlingel ist, zu dem sie tendenziell neigt, wird einen Weg finden, dies noch komplizierter zu machen Mittel des Bodeneffekts. Wenn Sie mit einem Fahrzeug, das so konstruiert ist, dass es fliegt und Auftrieb erzeugt (oder umgekehrt gesehen, so wenig Abtrieb wie möglich erzeugt), schneller durch den Boden fahren, würde es dazu neigen, genug Auftrieb zu erzeugen, um sich vom Boden zu lösen, bevor es tatsächlich erreicht wird die gewünschte Klappengeschwindigkeit und dies wäre (und war) fatal: Das Flugzeug würde zunächst ein wenig steigen, vielleicht 50 Fuß, und dann den durch den Bodeneffekt erzeugten Auftrieb verlieren ... Sie würden wahnsinnig schnell fliegen (sagen wir , aus Gründen der Argumentation, bei 180 Knoten), 50 Fuß über dem Boden und plötzlich ohne die Fähigkeit, genügend Auftrieb zu erzeugen, um in der Luft zu bleiben (weil Sie jetzt zu weit vom Boden entfernt sind, als dass der Bodeneffekt irgendeinen Einfluss auf Ihr Flugzeug ausüben könnte). Sie stürzen jetzt wie ein Klavier in den Boden, zerstören Ihr Fahrwerk und beschädigen die Struktur Ihres Flugzeugs schwer, zerbrechen und explodieren mit 180 Knoten (über 200 Meilen pro Stunde) in einem massiven Flammenball. Und ja, das ist passiert: Vor 20 Jahren startete eine argentinische Boeing 737 ihren Start ohne Landeklappen und tötete 65 Menschen, als sie auf die Landebahn zurückfiel, nachdem sie den geringen Auftrieb durch den Bodeneffekt verloren hatte ... Sie können Lesen Sie mehr über diesen Unfall Sie stürzen jetzt wie ein Klavier in den Boden, zerstören Ihr Fahrwerk und beschädigen die Struktur Ihres Flugzeugs schwer, zerbrechen und explodieren mit 180 Knoten (über 200 Meilen pro Stunde) in einem massiven Flammenball. Und ja, das ist passiert: Vor 20 Jahren startete eine argentinische Boeing 737 ihren Start ohne Landeklappen und tötete 65 Menschen, als sie auf die Landebahn zurückfiel, nachdem sie den geringen Auftrieb durch den Bodeneffekt verloren hatte ... Sie können Lesen Sie mehr über diesen Unfall Sie stürzen jetzt wie ein Klavier in den Boden, zerstören Ihr Fahrwerk und beschädigen die Struktur Ihres Flugzeugs schwer, zerbrechen und explodieren mit 180 Knoten (über 200 Meilen pro Stunde) in einem massiven Flammenball. Und ja, das ist passiert: Vor 20 Jahren startete eine argentinische Boeing 737 ihren Start ohne Landeklappen und tötete 65 Menschen, als sie auf die Landebahn zurückfiel, nachdem sie den geringen Auftrieb durch den Bodeneffekt verloren hatte ... Sie können Lesen Sie mehr über diesen UnfallHIER .

Einige andere gute Antworten, aber ein Grund, den ich noch nicht gesehen habe, sind die Fähigkeiten des Piloten. Sie möchten nicht, dass Piloten nur Kurzfeld-Start- und Landetechniken auf tatsächlichen Kurzfeldern üben, was je nach den Strecken, die ein bestimmter Pilot zufällig fliegt, selten sein kann. Wenn sie diese Technik jedoch bei jedem Start und jeder Landung anwenden, wissen Sie, dass sie immer dann kompetent sind, wenn sie tatsächlich benötigt wird.

Es ist theoretisch möglich, einen Klappenstart durchzuführen, wenn Sie eine ausreichend lange Landebahn haben, aber warum sollten Sie das wollen? Ein Flugzeug ist so konzipiert, dass es in der Luft am effizientesten ist. Je früher Sie dort ankommen, desto besser.

Der einem Flugzeug zur Verfügung stehende Auftrieb ist proportional zur Fläche der Flügel (und Klappen vergrößern diese Fläche), jedoch ist der von diesen Flügeln erzeugte Luftwiderstand proportional zum Quadrat der Fluggeschwindigkeit, also bei niedrigen Geschwindigkeiten (dh bei typischen Startgeschwindigkeiten ) Das Ausfahren der Klappen gibt viel Auftrieb bei relativ wenig zusätzlichem Luftwiderstand. Dieser zusätzliche Auftrieb bedeutet, dass a) Sie härter, schneller und früher klettern können und b) Sie langsamer fahren können, bevor Sie ins Stocken geraten, und c) (wie Zeiss Ikon erklärte), wenn Sie ins Stocken geraten, ist es besser kontrollierbar / wiederherstellbar. Während der Landung bedeutet das Ausfahren der Klappen bei höheren Landegeschwindigkeiten a) den Luftwiderstand zu erhöhen (also Sie zu verlangsamen) b) den Auftrieb zu erhöhen (also Ihren Sinkflug zu verlangsamen) c) Ihre Strömungsabrissgeschwindigkeit zu verringern (also Ihre Landegeschwindigkeit zu verlangsamen) und d) Stalls überschaubarer zu machen (Landung sicherer zu machen), was, wie Sie zugeben müssen, win, win ist,

Reifen. Durch den Kompromiss zwischen extremen Leistungsanforderungen und geringem Gewicht werden Reifen in der Regel sehr stark beansprucht . Reifen sind nicht billig . Indem Sie mit einer höheren Geschwindigkeit als nötig starten, erhöhen Sie den Reifenverschleiß und laden Reifenprobleme ein, die Sie einfach nicht einladen müssen.

Es wäre eine sehr falsche Sparsamkeit, bei was genau ein wenig zu sparen, Aktuatormotorräder? und zahlen dafür bei erhöhtem Reifenverschleiß und Sicherheitsvorfällen.