Warum haben Boeing und Airbus deutlich unterschiedliche Nasendesigns?

Die Antwort darauf hat zum einen mit der Unternehmenskultur und zum anderen mit der Aerodynamik zu tun.

Der Teil der Unternehmenskultur und -geschichte besteht darin, dass Boeing seine Nasen immer auf diese Weise gebaut hat und leitende Ingenieure dazu neigen, zu Designs zurückzukehren, die sie zuvor erfolgreich verwendet haben. Wenn Sie sich die Nase einer 747 und die Nase einer B-17 ansehen, werden Sie einige markante Ähnlichkeiten erkennen, die sich durch alle großen Boeing-Flugzeuge ziehen. Dies ist nicht verwunderlich, da der Hauptdesigner der 747, Joe Sutter, unter der Leitung der Ingenieure, die die frühen fliegenden Forts entworfen haben, begann, für Boeing am 707-Projekt zu arbeiten. Airbus ist ein neueres Unternehmen mit einer anderen Unternehmenskultur. Sie neigen dazu, neue Designtechniken wie CFD-Computermodellierung in größerem Umfang zu nutzen, was zu etwas effizienteren, aber weniger ästhetisch ansprechenden Nasen- und Flügeldesigns führt.

Die wissenschaftliche Seite hängt mit der Geschwindigkeit zusammen, mit der moderne Verkehrsflugzeuge reisen (etwa 0,85 Mach). Bei diesen Geschwindigkeiten stoßen Flugzeuge auf ein Phänomen namens "Wave Drag", bei dem es sich um den schrittweisen Aufbau von Druckstoßwellen entlang der Flügel und des Rumpfes handelt, wenn sich das Flugzeug der Schallgeschwindigkeit nähert. Der Effekt des Wellenwiderstands besteht darin, den Gesamtwiderstand des Flugzeugs drastisch zu erhöhen, wodurch die von den Triebwerken benötigte Ausgangsleistung erhöht wird.

Es gibt mehrere Methoden zur Bekämpfung des Wellenwiderstands, die erste davon ist der Pfeilflügel, der seit dem 2. Weltkrieg ein Merkmal von Trans- und Überschallflugzeugen ist. Der optimale Winkel der Flügelpfeilung wird durch die Reisegeschwindigkeit des Flugzeugs bestimmt. Eine neuere Innovation ist die Transonic- oder „Whitcomb“-Bereichsregel, die besagt, dass:

„Zwei Flugzeuge mit gleicher Querschnittsflächenverteilung in Längsrichtung haben den gleichen Wellenwiderstand, unabhängig davon, wie die Fläche seitlich verteilt ist“

Der Wellenwiderstand kann reduziert werden, indem versucht wird, die Querschnittsproportionen eines Flugzeugs so nah wie möglich an die eines Sears-Haack-Körpers anzupassen (eine aerodynamisch perfekte Form für Überschallflüge). Aus diesem Grund haben Airbus-Flugzeuge eine stumpfere Nase. Deshalb gibt es auch seltsame Ausbuchtungen unter den Flügelwurzeln des A380. Beides sind Versuche, den Querschnitt des Flugzeugs näher an einen Sears-Haack-Körper anzupassen.

Airbus und Boeing sind nicht die einzigen Flugzeughersteller, die die Nasenform als etwas sehen, um ihre Marke zu schärfen. Schauen Sie sich die Segelflugzeuge von Schleicher an (das linke Bild zeigt einen ASW-20) und vergleichen Sie ihre spitze Nase mit denen von Schempp-Hirth , die deutlich stumpfer ist (das rechte Bild zeigt einen Diskus).

Die kürzere Nase führt zu höheren induzierten Geschwindigkeiten, aber zu einer kürzeren Grenzschicht und einer weniger benetzten Oberfläche. Was besser ist, hängt von der jeweiligen Strömungssituation ab.

Oder nehmen Sie die Kappenform der Glaser-Dirks- Segelflugzeuge, die sich durch ihre gestreckte Form auszeichnen, die sogar die Füße der Piloten in Sonnenlicht baden lässt (siehe Bild einer DG-300 unten). Das ist wie ein Markenzeichen.

Verärgerte Boeing-Ingenieure erzählten mir einmal, dass sie drei Monate damit verbracht hätten, die Leitwerk-Rumpf-Kreuzung der Boeing 767 zu optimieren, nur um dann von der Unternehmensleitung abgelehnt zu werden, weil es "zu sehr nach McDonnell-Douglas" aussah. Ja, die äußere Form ist dem Management wichtig, um seine Marke auszudrücken.