Sind Flugzeuge für die Schubumkehr während des Fluges zertifiziert, um die Steuerbarkeit in einem Szenario mit asymmetrischem Rückwärtsschub nachzuweisen?

Bei den meisten Jetlinern ist die Verwendung von Umkehrschub während des Fluges verboten ( und oft physikalisch unmöglich ), da die Möglichkeit besteht, dass die Kontrolle im Falle des Einsatzes eines Umkehrers während des Fluges verloren geht (ein Produkt des starken Anstiegs des Luftwiderstands - und [für Flugzeuge mit Flügelmotoren], noch wichtiger, große Abnahme des Auftriebs - erzeugt durch einen Umkehrmotor).

Einige achtere Flugzeuge sind jedoch für Schubumkehr während des Fluges zugelassen (normalerweise, um steilere Sinkflüge zu ermöglichen, indem Rückwärtsschub als Luftbremse verwendet wird, oder um die Landerolle zu verkürzen, indem die Umkehrer über der Schwelle ausgefahren werden, anstatt bis danach zu warten Landung).

Nun, Strahltriebwerke fallen gelegentlich aus. Infolgedessen besteht eine der Zertifizierungsanforderungen für Düsenflugzeuge mit Nicht-Mittellinien-Triebwerken darin, dass sie auch dann vollständig steuerbar bleiben müssen, wenn ein Nicht-Mittellinien-Triebwerk abgeschaltet ist und die verbleibenden Triebwerke bei maximalem Schub sind. ¹ Da die meisten Düsenflugzeuge jedoch nicht für die Verwendung von Umkehrschub im Flug zertifiziert sind (und die meisten über mechanische Sperren verfügen, die physisch verhindern sollen, dass die Umkehrer eingesetzt werden, wenn sich das Flugzeug in der Luft befindet), müssen sie die Steuerbarkeit mit einem vollständigen Triebwerk nicht nachweisen umkehrenSchub und das/die andere(n) bei vollem Vorwärtsschub (was bei den meisten Jetlinern eine etwa halb so große Schubasymmetrie erzeugen würde wie die, die erzeugt wird, wenn ein Triebwerk abgeschaltet wird und das/die andere(n) ebenfalls bei vollem Vorwärtsschub ² wie bei Flugzeugen mit Flügeltriebwerken eine beträchtliche Auftriebsasymmetrie , die sich aus der starken Unterbrechung des Luftstroms ergibt , die durch das Umkehrtriebwerk an seinem jeweiligen Flügel verursacht wird); Tatsächlich sind diese Flugzeuge möglicherweise nicht mit einem umgekehrten Triebwerk im Flug steuerbar , insbesondere bei niedrigeren Geschwindigkeiten, bei denen das Seitenruder und die Querruder des Flugzeugs weniger in der Lage sind, der großen Schubasymmetrie entgegenzuwirken.

Für Flugzeuge, die für die Schubumkehr während des Fluges zertifiziert sind, scheint es jedoch keinen Grund zu geben, die Schubumkehr von der Betrachtung der Schubasymmetrien während des Fluges auszuschließen, da die Schubumkehrer von Strahltriebwerken, wie die Triebwerke selbst, von Zeit zu Zeit ausfallen .

Im Allgemeinen würden asymmetrische Schubsituationen mit Rückwärtsschub in zwei Kategorien fallen:

• Ein Motor läuft rückwärts, während sein Zwilling auf der anderen Seite außer Betrieb ist; Dies würde auftreten, wenn während des Rückwärtsfahrens von Motoren im Flug einer der Rückwärtsmotoren ausfallen würde. Dies würde eine erheblich geringere Schubasymmetrie erzeugen, als dies bei einem Triebwerk mit vollem Vorwärtsschub und seinem funktionsunfähigen Zwilling der Fall wäre; ² jedoch würde es für Flugzeuge mit flügelmontierten Triebwerken auch eine beträchtliche Auftriebsasymmetrie erzeugen , die in asymmetrischen Schubszenarien nicht vorhanden ist, die keinen Umkehrschub beinhalten, was dazu neigen würde, die durch die Schubasymmetrie verursachten Steuerungsschwierigkeiten zu verschlimmern. (Flugzeuge mit am Heck montierten Triebwerken hingegen hätten nur mit der Schubasymmetrie zu kämpfen und dürften in einem solchen Szenario kaum Schwierigkeiten mit der Steuerung haben.)
• Ein Motor läuft rückwärts, während sein Zwilling auf der anderen Seite vorwärts schiebt; Dies könnte auftreten, wenn ein Triebwerk auf Befehl nicht in den Umkehrschub übergeht, sein Zwilling jedoch erfolgreich umkehrte, oder wenn ein Umkehrer eingefahren wurde, ohne dass dies befohlen wurde, oder (für Flugzeuge mit Umkehrern vom Zieltyp 3 ) wenn der Umkehrer an ^einem Umkehrtriebwerk sich im Flug körperlich lösen würden. Dies würde eine Schubasymmetrie erzeugen, die erheblich größer ist als die von einem Triebwerk in vollem Vorwärtsschub und seinem abgeschalteten Zwilling; Flugzeuge mit Flügeltriebwerken müssten darüber hinaus auch mit der großen Auftriebsasymmetrie kämpfen, wenn ein Triebwerk rückwärts läuft und das andere nicht.

Müssen Luftfahrzeuge, die für die Verwendung von Rückwärtsschub während des Fluges zertifiziert sind, als Zertifizierungsanforderung nachweisen, dass sie auch in Szenarien mit asymmetrischem Schub, an denen ein oder mehrere Triebwerke in Rückwärtsrichtung beteiligt sind, noch gesteuert werden können?

¹ : Tatsächlich müssen alle Zivilflugzeuge mit Triebwerken außerhalb der Mittellinie, unabhängig vom Triebwerkstyp, die Steuerbarkeit mit einem Triebwerk aus und dem/den anderen durch Brandschutzwände nachweisen, aber diese Frage konzentriert sich auf Jets .

² : Bei den meisten Strahltriebwerken beträgt die bei vollem Rückwärtsgang erzeugte Schubmenge nur etwa die Hälfte der bei vollem Vorwärtsschub erzeugten. Das ist weil:

• Der Abgasstrahl eines Motors mit vollem Vorwärtsschub ist mehr oder weniger gerade nach hinten gerichtet, während der eines Rückwärtsmotors in großen Winkeln nach oben, unten und zu den Seiten geradeaus gerichtet ist (der Abgasstrahl kann dies nicht geradeaus fahren, weil der Motor im Weg ist) und
• Bei den meisten Turbofans mit hohem Bypass (der Typ, der bei allen modernen Unterschallflugzeugen verwendet wird) wird nur die Bypassluft (die vom Lüfter um den Triebwerkskern geblasene Luft, die den größten Teil der Schuberzeugung des Triebwerks ausmacht) umgekehrt. Das Kernabgas (die überhitzte Luft und die Verbrennungsgase, die von den Turbinenstufen kommen) geht wie üblich direkt nach hinten hinaus und negiert einen Teil (wenn auch bei weitem nicht alles) des Rückwärtsschubs, der durch die umgeleitete Bypass-Luft erzeugt wird. (Turbojets und die meisten Low-Bypass-Turbofans, die üblicherweise von Jetlinern früherer Generationen verwendet werden, tun diesLeiten Sie das Kernabgas nach vorne um, da dies für die meisten [oder bei Turbostrahltriebwerken den gesamten] Schub dieser Triebwerke verantwortlich ist, aber seit den späten 1960er Jahren wurden keine Unterschallflugzeuge mit Turbostrahltriebwerken gebaut, während die Großserienproduktion von Verkehrsflugzeugen angetrieben wurde von Low-Bypass-Turbofans endeten in den ersten Jahren des 21. Jahrhunderts [und die meisten Hersteller hatten sich bereits in den 1980er und frühen 1990er Jahren von Low-Bypass-Triebwerken abgewendet].)

³ : Umkehrer vom Target-Typ sind die großen offensichtlichen, die auf den meisten älteren Jetlinern mit Low-Bypass-Turbofans (wie der DC-9 Classic und 737 Original) sowie einigen neueren Designs (wie der DC-9-80 und Fokker 100/70), wo die großen Eimertüren hinter dem Auspuffrohr des Motors aufschwingen, um den Auspuff nach vorne umzuleiten. Im Gegensatz dazu verfügen Wender vom Clamshell-Typ (der Typ, der bei der 727, den allerersten 737-Originalen [bevor sie durch Wender vom Zieltyp ersetzt wurden], und bei den meisten Airbus-Jetlinern zu sehen sind) über Türen, die von den Seiten des Triebwerks zu öffnen sind leiten die Bypassluft und manchmal auch die Kernabgase nach vorne um, während sie kaskadenförmig sindReversierer (an den meisten High-Bypass-Boeing-Jetlinern zu sehen) schieben den gesamten hinteren Teil der Motorhaube nach hinten und verwenden clever konstruierte Flügel, um die Bypass-Luft nach vorne durch den in der Motorhaube geöffneten Spalt umzuleiten.