Kann ein Passagierflugzeug in Sicherheit geschleppt werden, wenn es mitten in der Luft eine Panne hat?

Das Schleppen ist durchaus machbar, und sogar das Landen im Schlepp ist möglich - ich habe es selbst in Segelflugzeugen gemacht. Der schwierige Teil besteht darin, das angeschlagene Flugzeug einzuholen.

Um bei Keegans Boeing 777 zu bleiben: Sie wird höchstwahrscheinlich mit Mach 0,8 und irgendwo zwischen 30.000 und 39.000 Fuß fliegen, wenn die Katastrophe eintritt. Nehmen wir weiter an, dass der Strom sofort ausfällt, sodass das Flugzeug, das mit 240 m/s fliegt, eine Sinkrate von 15 m/s entwickeln wird, nur um weiterzufliegen. Wenn es sinkt, erlaubt ihm die zunehmende Dichte, langsamer zu werden, so dass es auf Meereshöhe mit 130 m/s fliegt und mit 8,125 m/s sinkt. Nehmen Sie der Einfachheit halber eine linear abnehmende Sinkrate an, und die verbleibende Zeit in der Luft beträgt weniger als 1000 Sekunden oder etwa eine Viertelstunde.

Jetzt hat das Schleppflugzeug 15 Minuten Zeit, um die Besatzung zu klettern, die Triebwerke hochzufahren, die Startfreigabe zu erhalten und das angeschlagene Flugzeug tatsächlich abzufangen. Wie realistisch ist das? Wie viele Flughäfen werden benötigt, um Schleppflugzeuge der Größe 777 bereitzuhalten, und wie viele ansonsten unproduktive 777 würde dieses System benötigen?

Ein Auto kann anhalten und ein paar Stunden warten, bis der Abschleppwagen es erreicht. Ein Flugzeug kann das nicht.

Ich stelle mir so etwas wie eine 777 vor, die wegen eines kompletten Motorschadens abgeschleppt wird. Bitte korrigieren Sie mich, wenn Sie etwas anderes im Sinn hatten.

Das ist unerhört, aber es wäre möglich, und es ist ein sehr interessanter Gedanke.

Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist so etwas wie eine C-17, die von einer KC-135 betankt wird

Natürlich wiegt eine beladene 777 mit Passagieren mehr als eine mit Fracht beladene C-17, aber diese Betankungsvorgänge in der Luft unterscheiden sich logistisch nicht wesentlich von dem, was zum Schleppen eines fliegenden Flugzeugs erforderlich wäre.

Hier sind die Unterschiede, die mir einfallen - ob sie realisierbar sind, bin ich mir nicht sicher.

• Logistisch: Die Air Force hat ihr Rendezvous bis auf wenige Sekunden vor dem Abheben des zu betankenden Flugzeugs geplant. In einer Notfallsituation müsste alles von der Planung bis zur Ausführung in SEHR kurzer Zeit geschehen.
• Beim Betanken wird der Betankungsschlauch nicht stark gespannt. Wenn eine 777 geschleppt würde, würde die Spannung MINDESTENS dem Luftwiderstand entsprechen, der auf die 777 wirkt.
• Die Konstruktion eines Hakens, der die enormen Kräfte und Momente aushalten kann, würde viel Arbeit erfordern.

Ich habe ein wenig gerechnet, um die Vorwärtskraft zu berechnen, die erforderlich wäre, um eine (voll beladene) 777 zu ziehen, um sie über der Stallgeschwindigkeit zu halten.

Sie würden ungefähr 43.000 Pfund benötigen - was in der Welt der Flugzeuge nicht zu viel ist. Zum Beispiel hat die 777 ein Startgewicht von 660.000 lbs – und jedes Triebwerk erzeugt über 100.000 lbs Schub. Es wäre also sehr einfach, ein oder zwei gut ausgestattete Flugzeuge zu haben, um eine 777 zu schleppen - sobald sie verbunden sind.

Die Gesamtkraft im Seil wäre unter der Annahme, dass sich das Schleppflugzeug leicht über dem geschleppten Flugzeug befindet, einfach 42,500lb/cos(angle)so, wenn die Länge des Seils großzügige 300 Fuß beträgt und das Schleppflugzeug 50 Fuß über dem geschleppten Flugzeug ist, dann wäre die Gesamtkraft 43.100 Pfund.

Nur für den Fall, dass die Leute meinen Zahlen nicht vertrauen, hier ist ein Screenshot der Mathematik. Ich hatte ein 777-Modell auf meinem Computer, von dem ich die Daten abgerufen habe:

Wenn beide Piloten arbeitsunfähig sind, ist das Abschleppen des Flugzeugs strittig, da es nicht landen kann.

Im Falle eines Treibstoffmangels kann ein Verkehrsflugzeug, das seine Triebwerke in Reiseflughöhe verliert, vielleicht 20 bis 25 Minuten lang gleiten, bevor es auf Meereshöhe absinkt. Wenn es einen Flughafen in der Nähe gäbe, von dem aus ein Rettungsflugzeug aussteigen könnte, hätte das kaputte Flugzeug eine gute Chance, einfach zu einer Landung auf diesem Flughafen zu gleiten.

Es ist nicht ungewöhnlich - Segelflugzeuge werden oft von Schleppflugzeugen hochgetragen. Ein Flugzeug am Boden anzuhängen und abzuschleppen ist jedoch etwas völlig anderes, als Folgendes zu versuchen:

1. Ein Flugzeug einholen, das mit großer Geschwindigkeit fliegt.
2. Sich davor positionieren.
3. Anhängen einer Abschleppöse.
4. Ziehen Sie es schnell genug, um den Flug aufrechtzuerhalten.

Angenommen, Sie könnten die ersten 4 irgendwie schaffen, bleibt Ihnen immer noch der kleine Punkt, dass Sie zwei Flugzeuge landen müssen, die aneinander gebunden sind .

Es ist also fast unmöglich, das zu tun, was Sie vorschlagen.

Ein Flugzeug wird den Flug beibehalten, solange genügend Auftrieb an den Flügeln vorhanden ist.

Das Abschleppen eines behinderten Flugzeugs ist wirklich nicht erforderlich, denn selbst wenn alle Triebwerke ausfallen (ein höchst unwahrscheinliches Ereignis), gibt es Notfälle, um die Steuerflächen und die Kommunikation mit Strom zu versorgen, damit der Pilot das Flugzeug zu einer sicheren Landung gleiten lassen kann. In dieser Frage finden Sie Beispiele für Vorfälle, bei denen die gesamte Stromversorgung unterbrochen wurde.

Nehmen wir an, dass alle an Bord handlungsunfähig werden. In diesem Szenario (das zuvor passiert ist) wird das Flugzeug auf seiner programmierten Flugbahn bleiben, bis es keinen Treibstoff mehr hat, und an diesem Punkt wird es schließlich an Höhe verlieren, bis es abstürzt.

Im April 2012 wurde der Pilot einer Cessna 421 handlungsunfähig (möglicherweise aufgrund von Hypoxie - Sauerstoffmangel) - das Flugzeug setzte seinen programmierten Kurs fort, bis ihm schließlich der Treibstoff ausging (flugsichere Flugspur):

Am 10. September gab es einen weiteren ähnlichen Vorfall .

Die einfache Antwort ist, dass dies derzeit nicht möglich ist, schon gar nicht für große Passagierflugzeuge.

Allerdings ist es möglich, ziemlich beeindruckende Dinge zu tun, wie das Schleppen eines Segelflugzeugs oder das Einrichten eines Rendez-vous in der Luft zum Auftanken. Abschleppen scheint daher nicht völlig ausgeschlossen und Keegans Berechnungen legen nahe, dass es sogar theoretisch plausibel wäre (ich habe nicht versucht, die Berechnungen zu überprüfen, und ich bin wahrscheinlich nicht sachkundig genug, um dies zu tun).

Ein Problem ist, dass es keine Option ist, wenn alle Triebwerke ausfallen, an Ort und Stelle zu bleiben und auf einen Abschleppwagen zu warten. Flugzeuge „fallen glücklicherweise auch nicht vom Himmel“, sie können kontrolliert gleiten und das ist der eigentliche Notfallplan. Es ist schon früher passiert , vielleicht am bekanntesten mit dem Gimli-Segelflugzeug .

Wie Pieter Kämpf erklärte, besteht ein zusätzliches Problem in dieser Situation darin, dass es zwar möglich ist, das Flugzeug in Sicherheit zu bringen, aber nicht viel Zeit zur Verfügung steht. Sich ein Schleppflugzeug vorzustellen, ist eine Sache, aber eines bereit zu haben, um einen bestimmten Punkt irgendwo auf der Welt in 10-20 Minuten zu erreichen, ist etwas ganz anderes und wäre unerschwinglich teuer.

Wenn die Piloten jetzt arbeitsunfähig sind, sieht die Sache ganz anders aus. Moderne Flugzeuge können Geschwindigkeit und Höhe beibehalten und im Grunde weiterfliegen. Dies ist auch schon einmal vorgekommen, zB bei Helios Airways Flug 522 , und in diesem speziellen Fall war mehr als genug Zeit für Kampfjets, um das havarierte Flugzeug zu erreichen und es für über eine halbe Stunde zu eskortieren. Letztlich blieb ihnen aber nichts anderes übrig, als zuzusehen, wie ihm der Sprit ausging und er abstürzte.

Das Problem ist, dass „Schleppen“ auf die eine oder andere Weise weder nötig noch hilfreich ist. Immerhin ist das Flugzeug noch durchaus in der Lage, alleine zu fliegen. Was Sie brauchen, ist die Kontrolle zu übernehmen, und das ist derzeit ebenfalls nicht möglich. Aus meinen (nicht fachkundigen) Augen scheint das Hinzufügen einiger Fernsteuerungsfunktionen mit der aktuellen Technologie (vgl. Drohnen) durchaus machbar zu sein, aber das würde zusätzliche Komplexität, Fehlerpotenzial usw. bedeuten. Ich gehe davon aus, dass die Kosten-Nutzen-Analyse dies nicht rechtfertigt und soweit ich weiß, gibt es kein kommerzielles Passagierflugzeug mit so etwas.

Autos und Passagierflugzeuge werden sehr unterschiedlich konstruiert und gewartet.

Redundanz

Autos haben nur einen Motor, im Gegensatz zu fast den Flugzeugen, die die meisten Passagiere befördern. Autos können ihre Fahrt nicht fortsetzen, wenn ihr einziger Motor ausfällt oder eine Achse bricht. Flugzeuge haben mehrere unabhängige Sätze von vielen der kritischsten Teile wie Triebwerke und Flugsteuerungssysteme. Sie sind speziell dafür ausgelegt, weiterzumachen, wenn viele Dinge kaputt gehen. Ein Flugzeug kann weiterfliegen, wenn ein Triebwerk ausfällt, es kann noch geflogen und gelandet werden, wenn alle Triebwerke ausgefallen sind. Flugzeuge verfügen über redundante Systeme, um einen fortgesetzten Betrieb nach mehreren Ausfällen zu ermöglichen.

Wartung und Überwachung

Autos dürfen nur einmal im Jahr oder alle 18 Monate von einem qualifizierten Mechaniker überprüft werden. Selbst zu diesem Zeitpunkt ist es wahrscheinlich, dass der Mechaniker nur das Öl im Motor wechselt, den Flüssigkeitsstand und den Bremsverschleiß überprüft und einige andere vom Hersteller vorgeschriebene grundlegende Überprüfungen durchführt. Sie überprüfen nicht alles im Auto.

Ein Flugzeug wird eher kontinuierlich überwacht. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Triebwerke während des Fluges Daten an die Triebwerkshersteller senden, damit die Triebwerkshersteller den Zustand des Triebwerks messen und vorhersagen können, wann das Triebwerk gewartet werden muss, bevor ein Problem für die Flugzeugbesatzung auftritt. Nach jedem Flug meldet die Besatzung eines Flugzeugs jedes ungewöhnliche Verhalten des Flugzeugs an die Wartungsmannschaft, damit beginnende Probleme behoben werden können, bevor eine Pannengefahr droht.

Autobesitzer sind nicht so fleißig

Abschleppen

Es wird erwartet, dass Autos kaputt gehen und abgeschleppt werden können. Flugzeuge werden so gewartet, dass sie dies nicht benötigen, und die Flugzeugzellen sind nicht dafür ausgelegt, in der Luft geschleppt zu werden. Es gibt keinen anderen Schlepppunkt mit ausreichender Festigkeit als den im Fahrwerk vorgesehenen für sanftes Schleppen mit niedriger Geschwindigkeit am Boden .

Sie können keine Schleppleine an einem Flugzeug anbringen, das nicht unter guter Kontrolle ist, wenn die Piloten handlungsunfähig sind oder wenn das Flugzeug so beschädigt ist, dass ein stabiler Flug unmöglich ist (z. B. Phugoid-Zyklen usw.). Wenn das Flugzeug unter guter Kontrolle ist, kann es wahrscheinlich zu einem anderen Flugplatz fliegen oder gleiten oder eine Notlandung versuchen.

Zeit ist von entscheidender Bedeutung

Nehmen wir an, eine 747 hätte alle vier Triebwerke verloren, es wäre wahrscheinlich nicht genug Zeit, um ein Rettungsschleppflugzeug von einem nahe gelegenen Flughafen zu starten und das Flugzeug rechtzeitig zu erreichen, um irgendetwas Nützliches in der Luft zu tun. Besonders, wenn sich die 747 im mittleren Pazifik befindet oder durch eine vulkanische Aschewolke fliegt. Es ist besser, das Flugzeug so zu konstruieren, dass es so gut wie möglich zurechtkommt.

Ein Auto kann ein oder zwei Stunden am Straßenrand warten. Ein Flugzeug kann nicht warten.

Es gibt mehrere Gründe, warum diese Idee nicht praktikabel wäre.

Ein Gleitflugzeug, das in einer Höhe von etwa 30.000 Fuß fliegt, hätte beispielsweise 20 Minuten Zeit, bevor es den Boden berührt. Wenn sich in dieser Reichweite ein geeigneter Flugplatz befindet, besteht eine gute Chance, sicher zu landen.

Das verunglückte Flugzeug würde beispielsweise mit Mach 0,8 fliegen, sodass nur ein schneller Kampfjet in der verfügbaren Zeit in der Lage wäre, es von hinten zu verfolgen und zu fangen. Alle anderen Rettungsflugzeuge müssten sich von vorne nähern, kreisen und in Position manövrieren.

Der Zeitdruck macht dies fast unmöglich. Angenommen, das Rettungsflugzeug brauchte 10 Minuten, um sich vorzubereiten und abzuheben, dann könnten das Manövrieren und Anbringen des Schlepps weitere 5 Minuten dauern. Das würde nur wenige Minuten erlauben, um das verunglückte Flugzeug tatsächlich zu fangen.

Segelflugzeuge sind als sehr leichte Flugzeuge konzipiert und werden von relativ starken Schleppern hochgezogen. Dann lösen sie das Schleppseil – es wird nicht wieder befestigt! Die Flugzeugzelle eines Segelflugzeugs ist so konstruiert, dass sie die beim Schleppen auftretenden Kräfte aufnehmen kann. die eines Passagierflugzeugs nicht. Wäre es möglich, alle Passagierflugzeuge neu zu konstruieren, um dieses sehr unwahrscheinliche Szenario eines Totalausfalls des Triebwerks zu bewältigen, ohne Gewicht hinzuzufügen und die Effizienz zu verringern? Das bezweifle ich.

Wie von David Richerby erwähnt, ist die Luftbetankung derzeit eine sehr erfahrene Fähigkeit, die von einer Handvoll der besten Air Force-Piloten praktiziert wird. Bevor das Prinzip in Verkehrsflugzeugen eingesetzt werden könnte, wäre eine ausgeklügelte neue Technologie erforderlich.

Anstelle dieser Idee könnte ein nützlicherer und praktischerer Vorschlag darin bestehen, eine Art Fernsteuerungsfunktion hinzuzufügen, die verwendet werden kann, falls die Piloten handlungsunfähig werden oder Terroristen das Flugzeug übernehmen. Eine solche Technologie müsste robust und ausfallsicher sein, und viele Abstürze haben gezeigt, dass dies nicht einfach zu erreichen ist.

Wie andere angemerkt haben, würde das Flugzeug, das vom Abschleppen profitieren würde, abstürzen, bevor es von einem Schleppflugzeug erreicht werden könnte.

Selbst wenn das Schleppflugzeug das Segelflugzeug einholen könnte, wäre es schwierig, die Verbindung schnell herzustellen. Sie würden eine Art Spezialgerät benötigen, um den Abschlepphaken zu erfassen und anzubringen. Dies wäre sehr schwierig, da die Flugzeuge in unterschiedlichen Konfigurationen vorliegen würden.

Sagen wir zum Beispiel, es sind zwei 737, eine mit ausgefallenen Triebwerken. Die Stallgeschwindigkeit für eine 737 beträgt 150 Knoten, also könnte sie etwa 180 Knoten mit einem Gleitverhältnis von 15:1 erreichen. Bei dieser Rate wird es mit 1200 ft/min absteigen. Das ist eine SCHNELLE Sinkgeschwindigkeit, die fast abstürzt / außer Kontrolle gerät. Wenn Sie beispielsweise bei einem Flugtest schneller als 1000 ft/min absinken, werden Sie automatisch nicht bestanden.

Die Reisegeschwindigkeit für das Schleppflugzeug beträgt 450 Knoten, also müsste er irgendwie auf 180 Knoten verlangsamen UND mit 1200 ft/min sinken UND direkt vor dem Gleitflugzeug bleiben, während die Verbindung stattfand. Alle drei dieser Dinge zu tun, wäre sehr, sehr schwierig.

Das OP fragt nach dem Abschleppen und dies wurde in den vorhergehenden Antworten umfassend untersucht.

Wir könnten die Diskussion jedoch erweitern, indem wir das betroffene Flugzeug mit einem Andockmechanismus an der Unterseite ausstatten. Dann könnte das Rettungsflugzeug (mit passender Docking-Einheit auf der Oberseite) darunter manövrieren und ansetzen. Wir hätten dann eine zusammengesetzte Struktur wie die 747-Space-Shuttle-Transporter-Konfiguration. Ein ausreichend starkes Rettungsschiff könnte das Paar dann zu einer sicheren Landung hinunterfliegen.

Weitere Verbesserungen treten auf: (a) Der Andockhafen könnte ein Mannloch haben, durch das die PAX in das Rettungsschiff evakuiert werden könnte. (b) Eine Kommandoschnittstelle könnte es dem Rettungspiloten ermöglichen, die Flugflächen des verunglückten Flugzeugs zu kontrollieren (vorausgesetzt, sie wären noch funktionsfähig), wodurch es einfacher zu fliegen wäre.

Es muss berücksichtigt werden, ob der Schleppvorgang auf einer stabilen Höhe bleiben oder nur den nächstgelegenen Flughafen unterstützen würde, was die Menge an Energie in Frage stellt, die zur Unterstützung erforderlich wäre. Angesichts der Menge an Turbulenzen, die vom Schleppfahrzeug erzeugt würden (und je größer es ist, desto schlimmer wäre es), scheint es unwahrscheinlich, dass das behinderte Flugzeug in der Lage wäre, einen stabilen Flug und eine strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten.

Sie müssen auch die relativ kleine Anzahl von Flugzeugen berücksichtigen, die vollständig "behindert" werden, ohne von einem damit verbundenen katastrophalen Ereignis betroffen zu sein, das ansonsten ihre Flugtüchtigkeit beeinträchtigt. Es gibt nur sehr wenige Fälle von US Air 1549 und die meisten wären zu nah am Boden, um ohne den berühmten Star Trek Tractor Beam jederzeit reagieren zu können

Vielleicht könnten einige der Herausforderungen mit einem hochspezialisierten Designprozess überwunden werden, aber die Praktikabilität, tatsächlich über die richtige Unterstützung verfügen zu können, würde die Machbarkeit zunichte machen.

Dies geschah unter Kriegsbedingungen.

Pardos Schubkapitän Bob Pardo schob eine weitere F4 Phantom, die nach einem Überfall auf Nordvietnam ihre Triebwerke verloren hatte, in den laotischen Luftraum, wo die Piloten auf weniger als feindlichen Boden aussteigen konnten. Währenddessen verlor Pardos Flugzeug aufgrund von Kampfschäden und einem Feuer einen Motor.

Robbie Reisner schob einen F86 Sabre, dem der Treibstoff ausgegangen war, aus dem nordkoreanischen Luftraum und über den Ozean. Leider ertrank der Pilot beim Aussteigen, landete im Meer und verfing sich in seinen Fallschirmleinen.

Allerdings ... Wenn Sie eine Studie über hochkarätige Zwischenfälle in der kommerziellen Luftfahrt durchführen, werden Sie feststellen, dass fast keiner von ihnen mit diesem System hätte abgemildert werden können. Hier ist ein kurzer Spot-Check ...

AF447 Höhenstand mitten im Atlantik. Ging in weniger als zehn Minuten unter.

JAL 123 Verlust des Höhenleitwerks ... Flugzeug unkontrollierbar. Hätte einfach das Schleppflugzeug runtergenommen.

USAir 427 defekte Rudersteuereinheit beim Landeanflug - keine Zeit, Flugzeug unkontrollierbar.

ValuJet 592 Feuer im Frachtraum. Steuerleitungen durchgebrannt und wahrscheinlich die Besatzung außer Gefecht gesetzt.

BA 9 Motorschaden durch Vulkanasche. Drei Motoren wurden neu gestartet. "Ich vertraue darauf, dass Sie nicht in zu großer Not sind"

USAir 1549 Triebwerksverlust durch Vogelkollision kurz nach dem Start. Nicht genug Zeit, um etwas anderes zu tun, als abzuhauen.

Alaska Air 261 Vertikalstabilisator-Hebeschraube funktionierte aufgrund schlechter Wartung nicht richtig. Flugzeug unkontrollierbar.

TACA Air 110 Verlorene Triebwerke durch Sturm. Ohne Schaden von einem unglaublich talentierten Piloten auf dem Deich gelandet.

Lauda Air 004 Schubumkehrer im Flug eingesetzt. Flugzeug außer Kontrolle. Wir haben durch diesen Vorfall erfahren, dass die Zertifizierung, dass das Flugzeug mit eingesetztem Schubumkehrer fliegen konnte, unzureichend war.

In all diesen Fällen hätte nur TACA 110 oder BA 9 von einem Schleppflugzeug profitiert, und selbst dann war wahrscheinlich nicht genug Zeit, da beide Flugzeuge vielleicht 20 bis 30 Minuten in der Luft bleiben konnten.

Es ist also eine interessante Idee, aber bis heute ist es äußerst selten, dass ein Verkehrsflugzeug alle Triebwerke verliert, da moderne Gasturbinen sehr zuverlässig sind – genug, um die Überquerung großer Ozeane mit nur zwei Triebwerken zu bescheinigen. Die Mittel für Modifikationen für einen Schleppanschluss, die Schulung in der Durchführung und die Wartung spezieller Schleppflugzeuge sollten besser dafür verwendet werden, die Probleme anzugehen, die die meisten Unfälle verursachen.

Mit genügend Motoren und der richtigen Hardware ... sicher, es ist möglich. Siehe diesen Bericht über den Start einer F-106: http://www.nasa.gov/centers/dryden/history/pastprojects/Eclipse/index.html

Das Problem ist, dass es einfach nicht praktikabel ist. Ganz zu schweigen von der eigentlichen Ausführung eines Pickup-Manövers. Wie in früheren Antworten erwähnt, sind die Kosten für eine Standby-Flotte, die für die Durchführung zuverlässiger Abholungen erforderlich ist, sehr hoch. Die Auslastung einer solchen Flotte würde null betragen.

Ihre Bearbeitung fragt nach einem Kampfjet, der als Schleppflugzeug dient. Ja, sicher, es ist technisch möglich, eine Art Falle zu bauen, die als Schleppvorrichtung für ein Flugzeug dient. Wenn ein Nachbrenner erforderlich ist, um beide Flugzeuge in der Luft zu halten, wäre die Schleppzeit jedoch äußerst begrenzt.