Sind Strahltriebwerke so konstruiert, dass eine Explosion möglichst wenig Schaden anrichtet?

Die meiste (kinetische) Energie steckt in den Lüfter- und Turbinenschaufeln und -scheiben. Das Triebwerk ist in einer Sicherheitskammer eingeschlossen, deren Zweck es ist, den Rest des Flugzeugs im Falle eines Ausfalls einer Lüfterscheibe oder eines Lüfterblatts vor Splittern zu schützen. Hier ist ein Video eines Tests, bei dem ein Ausfall eines Lüfterblatts simuliert wird:

Leider haben die Turbinenscheibe und die Schaufeln zu viel Energie, um realistisch eingedämmt zu werden. (Mit anderen Worten: Die erforderliche Abschirmung wäre zu dick und zu schwer.)

Triebwerksausfälle, bei denen Trümmer oder Splitter die Eindämmungskammer verlassen können, werden als unkontrollierte Triebwerksausfälle bezeichnet , und sie sind sehr selten, aber sie passieren immer noch.

Da es unmöglich ist, den Ausfall einer Turbinenschaufel oder -scheibe einzudämmen, werden Risiken auf verschiedene Weise gemindert, z. B. durch das Erfordernis regelmäßiger, sehr detaillierter Inspektionen und extrem enger Toleranzen.

Triebwerkshersteller konzentrieren sich hauptsächlich auf die Schadensminimierung beim großen Lüfter an der Vorderseite eines Turbofan-Triebwerks. Das FAA Advisory Circular 33-5 erörtert die Vorschriften, die dies abdecken. Der Hersteller muss nachweisen, dass das Worst-Case-Blatt, das sich mit der höchsten Drehzahl dreht, erfolgreich eingedämmt werden kann. Nur 15 Sekunden nach dem Ereignis darf der Bediener die Motorsteuerung anpassen. Das Triebwerk und die zugehörige Struktur müssen auch in der Lage sein, der daraus resultierenden Unwucht für den Rest des Fluges standzuhalten, insbesondere für die ETOPS-Zertifizierung. Während der Windmühlenmotor einen Luftwiderstand erzeugt, bleibt das Flugzeug dennoch steuerbar.

Ein Motorschaden ist jedoch ein äußerst dynamisches Ereignis, bei dem große Mengen an Energie verbraucht werden. Es ist Sache des Flugzeugherstellers, sicherzustellen, dass die Triebwerke im Falle eines unkontrollierten Triebwerksausfalls keine Gefahr für die Flugsicherheit darstellen. Das FAA Advisory Circular 20-128A erörtert einige der Methoden zur Minimierung der Gefahren eines unkontrollierten Triebwerksausfalls im Flugzeug. Unten ist eine Abbildung aus diesem Dokument, die typische Positionen von Systemen im Rumpf zeigt.

Jedes kritische System verfügt über Redundanz und wird so geleitet, dass Trümmer von einem Triebwerksausfall nicht genügend Systeme beschädigen können, um die Flugsicherheit zu beeinträchtigen. Unten ist ein am Heck montierter Motor dargestellt, in dem Trümmerpfade gegen Systemstandorte aufgetragen sind.

Die FAA veröffentlichte auch einen Bericht über die Analyse von nicht eingeschlossenen Trümmern bei großen Triebwerken . Dieser Bericht ist voll von Statistiken und Fotos von Schäden, die durch unkontrollierte Motorausfälle verursacht wurden. Die Analyse berücksichtigt die Größe des beteiligten Schutts, die Geschwindigkeit, mit der er auf andere Strukturen auftrifft, und die relativen Winkel zwischen dem Schutt und der Aufprallfläche.

Eines der wichtigsten zu schützenden Systeme in einem zweimotorigen Flugzeug ist das verbleibende Triebwerk. Eine Abschirmung kann erforderlich sein, um zu verhindern, dass Fremdkörper von einem Motor über den anderen Motor gelangen und kritische Teile des anderen Motors beschädigen. Hersteller haben auch Patente für Möglichkeiten zum Kippen der Motoren beantragt, um sie aus den Trümmerpfaden des anderen herauszuhalten.

Neue Technologien wie Lüfter mit offenem Rotor stellen zusätzliche Herausforderungen dar, um das Flugzeug vor einem Blattausfall zu schützen, da es kein Lüftergehäuse gibt, um sie aufzunehmen.

Ein Düsentriebwerk enthält möglicherweise keine schwere Explosion (aus welchem ​​​​Grund auch immer), aber es gibt verschiedene vorgeschriebene Dinge, die zum Schutz der Flugzeugzelle erforderlich sind.

• Die Triebwerke sind im Allgemeinen so montiert, dass sie sauber und von der Flugzeugzelle abscheren .
• Es gibt ein paar ACs wie diese und diese , die diskutieren, wie man mit verschiedenen Sicherheitsvorschriften in Bezug auf unbeschränkten Blattbruch und unbeschränkten Rotorbruch umgeht und diese einhält, sowie dieser über Pylonbelastung.
• Jets werden im Allgemeinen nach einem sehr hohen Standard hergestellt, um Probleme von vornherein zu vermeiden, was in gewisser Weise ein Sicherheitsaspekt ist.

Motorhauben können so konstruiert werden, dass sie Lüfterausfälle auffangen, aber wenn der Kern auseinander fällt, kommt ein Schrapnell mit ziemlich hoher Geschwindigkeit heraus, das nichts weniger als eine Viertel-Zoll-Panzerplatte aufhält.

Das wichtigste Konstruktionsmerkmal, das Sie normalerweise sehen, um das Berstrisiko zu mindern, ist die Platzierung von Kabel- und Hydraulikleitungen, bei denen es redundante Leitungen gibt, die im Rumpf voneinander beabstandet sind, um das Risiko zu verringern, dass Splitter alle Kabelleitungen von einem Platzen mitnehmen (wie ist vor all den Jahren mit dieser DC-10 passiert, weil sie gezwungen waren, direkt neben dem Heckmotor zu laufen, um an die Seitenflosse zu gelangen). Möglicherweise sehen Sie auch strategisch platzierte Panzerplatten, die sich zwischen einer Kabelführung und der Turbinenscheibe befinden, wo eine einzelne Führung für die Sicherheit entscheidend ist.

Darüber hinaus geht es bei der Risikokontrolle hauptsächlich um die Wartung und Inspektion der Komponenten, genau wie bei Dingen wie der Primärstruktur. Wenn Turbinen platzen, liegt das normalerweise an einem mikroskopisch kleinen Herstellungsfehler in der Scheibe, der unentdeckt blieb und in die Kategorie der zufälligen s-t passiert fällt. Wie ich gerne sage, ist es eine gefährliche Welt für alle außer Felsen.