Kann eine Boeing 767-200 in 400 Metern Höhe mit 510 Knoten fliegen?

Die Geschwindigkeit ist zweitrangig – was die physikalischen Grenzen der Boeing 767 bestimmt, sind Machzahl und Staudruck.

510 kn auf 400 m bei normalen atmosphärischen Bedingungen entsprechen Mach 0,775. Das liegt durchaus im Rahmen der Boeing 767. Aber auf 400 m erzeugt sie einen dynamischen Druck von 40.567 N/m², und das ist zu viel. Die maximale Tauchgeschwindigkeit$v_D$der 767 beträgt 420 kn.

Das bedeutet nur, dass das Fliegen mit 510 kts illegal, aber immer noch möglich ist. Wenn das Flugzeug aus ausreichender Höhe auf diese 400 m abtauchen würde, wäre es durchaus in der Lage, diese Geschwindigkeit zu erreichen, würde aber langsamer werden, sobald es aufhört zu tauchen.

Es gibt mehrere Effekte, die zu einem katastrophalen Ausfall führen können, wenn Sie zu schnell fliegen:

• Wenn das Flugzeug in eine Böe hineinfliegt, kann der resultierende Belastungsfaktor die Struktur überlasten.
• Wenn der Pilot große Steuereingaben befiehlt, wird er auch die Struktur überlasten.
• Flattern kann auch strukturelle Schäden verursachen.

Die maximale Machzahl der 767 beträgt 0,91 (0,05 über der maximalen Reise-Machzahl, die 0,86 beträgt ), und dies entspricht 523 Knoten in 11.000 m. Glücklicherweise verlangen die Zertifizierungsanforderungen eine Spanne von 20 % zwischen den Höchstgeschwindigkeiten und den Flatterbeginngeschwindigkeiten, so dass das Flattern zwar nah sein kann, aber immer noch Dutzende von Meilen pro Stunde entfernt ist, wenn man auf 510 Knoten taucht. Denken Sie daran, um Flattern zu erleben, müssen Sie auch zuerst die Bewegung anregen. Hier ist eine gute Diskussion zu diesem Thema.

Kurz gesagt, das Fliegen einer Boeing 767 in 400 m Höhe mit 510 kn wird nicht empfohlen, ist aber durchaus möglich und höchstwahrscheinlich sogar sicher, wenn es in ruhiger Luft und von einem ruhigen Piloten durchgeführt wird. Es wird nur nicht lange dauern, weil die Motoren nicht genug Schub erzeugen werden, um diese Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Das Fliegen dieses Tauchgangs erfordert Mut, aber keine besonderen Fähigkeiten.

Aller Wahrscheinlichkeit nach wäre es für ein großes Transportflugzeug unmöglich, in einer so niedrigen Höhe eine Fluggeschwindigkeit von 500 Knoten zu erreichen. Der Luftwiderstand nimmt mit dem Quadrat der Fluggeschwindigkeit zu und der transsonische Bereich bringt darüber hinaus einige zusätzliche Herausforderungen mit sich.

Eine 767 sollte ausreichend Schub haben, um in geringer Höhe über Vmo hinaus zu beschleunigen, aber Vmo für eine 76- ist 360 Knoten bei MSL, weit entfernt von 500. Auch wenn Struktur- und Triebwerksausfälle aufgrund von Überlastung kein Problem waren, ist es sicher zu sagen, dass eine 76- im Horizontalflug nur annähernd 500 Knoten erreichen könnte.

In Bezug auf Fehlermodi gibt es strukturelle Bedenken, Bedenken hinsichtlich der Hautintegrität, Triebwerksbedenken und Mach-Tuck, und eines oder mehrere davon würden auftreten, lange bevor Sie die Möglichkeit hatten, 500 auf dem Fahrtmesser zu lesen.

1. Biegen der Flugzeugzelle - ausreichend schnelles Fahren führt dazu, dass die verschiedenen aerodynamischen Strukturen des Flugzeugs Kräfte und Drehmomente erzeugen, die über das hinausgehen, wofür die Struktur ausgelegt ist, was zu plastischer Verformung führt (und möglicherweise zu einem völligen Versagen, wenn die Spannungen ausreichend groß sind).
2. Ruderflattern - Dies ist wahrscheinlich weniger ein Problem bei Fly-by-Wire- und hydraulisch betätigten Rudern als bei freien Rudern, aber bei ausreichend hohen Geschwindigkeiten treffen Luftpartikel mit ausreichender Kraft auf die Ruder, um sie zu verschieben und zu verursachen sie flattern (Querruder sind bei weitem am anfälligsten dafür und das berüchtigte "Summen" der Steuersäule wird dadurch verursacht). Ausreichend starkes Flattern hat bei mehreren tödlichen Unfällen zu einer Ruderablösung geführt.
3. Unversehrtheit der Haut – Es ist bekannt, dass eine ausreichende Saugwirkung über der Oberseite der Flügel dazu führt, dass sich Material, Nieten und Inspektionsplatten trennen und die Oberfläche beeinträchtigen. Wahrscheinlich weniger ein Problem für eine gestresste Aluminiummetall- oder Verbundstoffhaut als für eine Segeltuchhaut.
4. Mach Tuck - Das Druckzentrum bewegt sich entlang der Flügelsehne nach hinten, wenn das Flugzeug in den Überschallbereich eintritt (die genaue Geschwindigkeit und die Eigenschaften dieser Verschiebung unterscheiden sich je nach Flugzeug) und verursacht Nickmomente mit der Nase nach unten, die möglicherweise nicht mehr zu überwinden sind. Dieser Effekt wird bei einer konventionellen Höhenleitwerksanordnung durch die Erzeugung stehender Stoßwellen und die daraus resultierende Änderung der Luftstromablösungscharakteristik verstärkt.
5. Triebwerksausfall - Das Erreichen von 500 Knoten würde erfordern, dass das Triebwerk enorme Schubkräfte erzeugt, was eine viel größere Luftverdrängung durch die Kompressoren (und Turbinen) und eine viel heißere Verbrennung in der Brennkammer erfordert. Die resultierenden Motordrehzahlen und -temperaturen würden den Motor für die weitere Verwendung ruinieren, wenn nicht sogar zu einem völligen strukturellen Versagen führen. Es gibt einen ziemlich berüchtigten Fall einer ägyptischen MiG-25, die die Sinai-Halbinsel mit Mach 3+ überfliegt (die Foxbat wurde für maximal 2,8 bewertet); Die Motoren wurden danach geröstet.

Obwohl dies nicht unbedingt ein Fehlermodus ist, sollten Sie bei schnell fliegenden Flugzeugen mit gepfeilten Flügeln und großen Spannweiten auf die Möglichkeit achten, dass die aerodynamischen Kräfte die Flügelspitzen bis zu dem Punkt verdrehen, an dem die Querruderfunktion von der normalen umgekehrt wird.

Schließlich würden die Steuerschwierigkeiten bei einer so hohen Geschwindigkeit eher darauf zurückzuführen sein, dass die Steuerflächen (insbesondere die Querruder) bei höheren Geschwindigkeiten viel effektiver werden (weniger Auslenkung ist erforderlich, um die erforderlichen Kräfte zu erzeugen). Normalerweise könnte dies dazu führen, dass ein Flugzeug an der Grenze zu Unruhe reagiert und sehr leichte Steuereingaben erfordert, aber die Geschichte ist bei einem Flugzeug wie der 76 etwas komplizierter - aufgrund der Rolle, die die Hüllenschutzsoftware und die Hydraulik spielen Betätigungssystem.