Warum müssen Quadjets nach einem plötzlichen, gleichzeitigen Ausfall von zwei Triebwerken auf einer Seite nicht steuerbar bleiben?

Bei allen mehrmotorigen Jets muss es möglich sein, die Richtungskontrolle des Flugzeugs im Falle eines plötzlichen Ausfalls eines Triebwerks während des Flugs aufrechtzuerhalten, während das/die andere(n) Triebwerk(e) durch Brandschutzwände bis kurz oberhalb des 1-g-Landekonfigurationsstalls abfällt Geschwindigkeit, ohne sich mehr als fünf Grad vom toten Motor entfernen zu müssen. Bei Jets mit drei oder mehr Triebwerken muss das Flugzeug zusätzlich flugfähig bleiben, wenn ein zweites Triebwerk ausfällt, nachdem das Flugzeug für einen Einzelflug getrimmt wurde, aber es ist nicht erforderlich, Situationen zu berücksichtigen, in denen zwei Triebwerke gleichzeitig ausfallen die gleiche Seite des Flugzeugs:

(b) Es muss möglich sein, einen reibungslosen Übergang von einem Flugzustand zu einem anderen Flugzustand ohne außergewöhnliche Fähigkeiten, Wachsamkeit oder Stärke des Piloten und ohne die Gefahr der Überschreitung des Grenzlastfaktors des Flugzeugs unter allen wahrscheinlichen Betriebsbedingungen durchzuführen, einschließlich:

(1) Der plötzliche Ausfall des kritischen Motors;

(2) bei Flugzeugen mit drei oder mehr Triebwerken der plötzliche Ausfall des zweiten kritischen Triebwerks, wenn sich das Flugzeug in der Flug-, Anflug- oder Landekonfiguration befindet und getrimmt wird, während das kritische Triebwerk außer Betrieb ist; [ 14 CFR 25.143 ; Regelungen in anderen Gerichtsbarkeiten sind ähnlich. Meine Betonung zeigt, dass für die Demonstration der Steuerbarkeit bei zwei ausgefallenen Triebwerken in einem Flugzeug mit mehr als zwei Triebwerken dem Flugzeug die Möglichkeit eingeräumt wird, für einen Flug mit einem ausgefallenen Triebwerk neu zu trimmen, bevor das zweite Triebwerk ausfällt.]

Es ist jedoch leicht, sich Situationen vorzustellen, in denen zwei Triebwerke auf derselben Seite eines Quadjet ¹ gleichzeitig oder fast gleichzeitig ausfallen könnten, und tatsächlich sind im Laufe der Jahre sehr viele Unfälle dieser Art aufgetreten (oft als ein das Ergebnis von unkontrollierten Triebwerksrotorbrüchen [die bis zu einem gewissen Grad ein unvermeidlicher Bestandteil der Verwendung von Turbinentriebwerken in Flugzeugen sind] oder Triebwerksmastausfällen [Triebwerksmasten bewegen sich auf einem schmalen Grat zwischen zu schwach, um das Triebwerk zu tragen, ohne schnell zu ermüden , und nicht schwach genug, um dem Motor ein sicheres Ausbrechen bei einem Absturz oder einer harten Landung zu ermöglichen, anstatt die Treibstofftanks der Flügel aufzureißen]), oft mit der zusätzlichen Beleidigung durch Kollateralschäden (manchmal ziemlich schwerwiegend) an der Flugsteuerung des Flugzeugs und/oder die Struktur und das Profil des Flügels selbst:

• AF030 (747-100, August 1970): Das Triebwerk Nr. 3 erlitt aufgrund von übermäßigem und abnormalem Verschleiß aufgrund einer unsachgemäßen Triebwerksmontage einen nicht eingeschlossenen Turbinenrotorplatzer. Turbinenfragmente wurden von Motor Nr. 4 aufgenommen und beschädigten ihn irreparabel. Glücklicherweise funktionierte es weiter, bis es nach einer sicheren Landung abgeschaltet wurde.
• LO007 (Il-62, März 1980): Das Triebwerk Nr. 2 erlitt aufgrund des Ausfalls einer defekten Triebwerkswelle, die durch unzureichende Wartung verschlimmert wurde, einen unkontrollierten Turbinenrotorbruch. Fragmente der Turbinenscheibe, die mit hoher Geschwindigkeit ausgeworfen wurden, schossen in das Triebwerk Nr. 1 (und auch das Triebwerk Nr. 3, das sich auf der gegenüberliegenden Seite des Rumpfes befindet ) und zerstörten es. Außerdem wurden wichtige Flugsteuerungen deaktiviert, wodurch das Flugzeug in einen unkontrollierbaren Tauchgang geriet und abstürzen; Hätten die ausgeworfenen Fragmente jedoch eine etwas andere Flugbahn genommen und die Flugsteuerungsgestänge intakt gelassen, wäre der Verlust der Triebwerksleistung das dringendste Problem gewesen. ²
• LO5055 (Il-62M, Mai 1987): Wie im vorherigen Fall erlitt das Triebwerk Nr. 2 aufgrund eines Triebwerkswellenausfalls (diesmal aufgrund des Ausfalls eines falsch zusammengebauten Wellenlagers) einen unkontrollierten Turbinenrotorbruch Motor Nr. 1 deaktiviert. Anders als im vorherigen Fall konnte das Flugzeug den Flug über einen beträchtlichen Zeitraum aufrechterhalten, bevor ein Schaden an der Flugsteuerung, der durch ein sich schnell ausbreitendes Feuer verschlimmert wurde, einen Kontrollverlust und einen Absturz verursachte. Hätte das Flugzeug einen Flughafen erreicht, hätte der Verlust der Triebwerksleistung zu erheblichen Handhabungsschwierigkeiten führen können.
• UA811 (747-100, Februar 1989): Das Flugzeug erlitt eine explosive Dekompression aufgrund einer nicht befohlenen Öffnung und Trennung der vorderen Frachttür, die darauf zurückzuführen war, dass die Tür (ohne Wissen der Besatzung oder des Bodenpersonals) am Boden teilweise entriegelt wurde. aufgrund eines oder mehrerer Kurzschlüsse in der Verkabelung der Tür in Kombination mit einem schwachen und unwirksamen Sicherheitsmechanismus, der nicht verhinderte, dass sich der Verriegelungsmechanismus fast in die vollständig entriegelte Position drehte. Kabinentrümmer, Teile der Flugzeugstruktur und neun vom Flugzeug getrennte Passagiere, von denen beträchtliche Teile von den Triebwerken Nr. 3 und Nr. 4 aufgenommen wurden und katastrophale 3 ^verursachtenBeschädigung beider Triebwerke (wodurch die Fähigkeit des Triebwerks Nr. 3, Schub zu erzeugen, sofort zerstört und das Triebwerk Nr. 4 kritisch beschädigt und in Brand gesteckt wird) und die Flugbesatzung gezwungen wird, beide Triebwerke abzuschalten; Glücklicherweise konnte die Flugbesatzung das Flugzeug sicher ohne weitere Todesfälle landen, trotz größerer struktureller Schäden am Flugzeug, der Nichtverfügbarkeit der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 und einer asymmetrischen Klappenkonfiguration, die durch Trümmerschäden am pneumatischen Kanal verursacht wurde rechts Außenbord-Krüger-Klappen.
• CI358 (747-200, Dezember 1991): Das Triebwerk Nr. 3 und der Pylon wurden aufgrund des Ermüdungsbruchs der Pylon-zu-Flügel-Befestigungsteile des Mittelholms vom Flugzeug getrennt. Die getrennte Motor / Pylon-Kombination traf dann den Motor Nr. 4, wodurch er sich ebenfalls trennte. Die Flugbesatzung verlor die Kontrolle über das Flugzeug, als sie versuchte, für eine Notlandung zum Flughafen zurückzukehren, und es stürzte ab.
• Trans-Air 671, Reg.-Nr. 5N-MAS (707-300C, März 1992): Das Triebwerk Nr. 3 und der Pylon wurden vom Flugzeug getrennt, weil während einer Begegnung mit starken Turbulenzen die Befestigungsbeschläge des Pylons aufgrund von Ermüdungsschäden ausfielen, die aufgrund unzureichender Inspektion unentdeckt blieben Anforderungen. Die getrennte Motor / Pylon-Kombination traf dann den Motor Nr. 4, wodurch er sich trennte und ein Kraftstoffleck erzeugte, das während des Anflugs ein Flügelfeuer entzündete. Die Flugbesatzung konnte sicher landen (obwohl das Flugzeug während des letzten Teils des Rollouts von der Seite der Landebahn lief), aber das Flugzeug wurde durch einen Brand irreparabel beschädigt.
• TAMPA, Reg.-Nr. HK360 (707-300C, April 1992): Wie im vorherigen Fall trennten sich das Triebwerk Nr. 3 und der Pylon vom Flugzeug (diesmal kurz nach dem Start während des ersten Steigflugs) aufgrund eines Versagens der Pylon-Befestigungsteile aufgrund von Ermüdungsschäden die aufgrund unzureichender Prüfanforderungen unentdeckt blieben. Obwohl die getrennte Triebwerk/Pylon-Kombination erneut das Triebwerk Nr. 4 beeinflusste, trennte sich das letztere Triebwerk glücklicherweise nicht vom Flugzeug, das sicher landete und später repariert und wieder in Betrieb genommen wurde. ⁴
• LY1862 (747-200, Oktober 1992): Ähnlich wie beim CI358-Fall trennten sich das Triebwerk Nr. 3 und der Pylon vom Flugzeug aufgrund des Ermüdungsbruchs der Mittelholm-Pylon-zu-Flügel-Befestigungen, diesmal teilweise aufgrund von ein Konstruktionsfehler in den Sicherungsstiften, die die Armaturen zusammenhalten, was die Sicherungsstifte anfällig für beschleunigte Ermüdungsrisse machte. Wieder traf die getrennte Kombination aus Motor und Pylon den Motor Nr. 4 und schlug ihn ebenfalls ab; Außerdem wurde ein großer Teil der Vorderkante des rechten Flügels abgerissen und die Hydrauliksysteme des Flugzeugs beschädigt. Die Kontrolle über das Flugzeug ging während eines versuchten Notanflugs und einer Landung verloren, wodurch es abstürzte.
• AF4590(Concorde, Juli 2000): Während des Starts fuhr das linke Hauptfahrwerk des Flugzeugs über einen Trümmergegenstand, der von einem früheren Flugzeug abgeworfen wurde, wodurch einer seiner Reifen platzte; Ausgeworfene Reifentrümmer trafen auf das Flugzeug, durchtrennten die elektrische Verkabelung im Fahrwerksschacht und brachen (indirekt) einen Kraftstofftank auf, wobei der austretende Kraftstoff dann entweder durch einen Lichtbogen von der durchtrennten Verkabelung oder durch Kontakt mit Hochtemperatur-Triebwerkskomponenten gezündet wurde. Die Motoren Nr. 1 und Nr. 2 stiegen und verloren Schub aufgrund der Aufnahme von überhitzten Gasen (sowie beim Motor Nr. 1 durch Aufnahme von Reifenresten), erholten sich jedoch teilweise (der Motor Nr. 1 viel schneller als der Nr. 2). Motor), bevor es aufgrund einer erneuten Heißgasaufnahme wieder zu einem Pumpen kommt; Nach dem zweiten Anstieg erholte sich der Motor Nr. 1 wieder zu einem nahezu normalen Betrieb. aber der Motor Nr. 2 wurde aufgrund einer Feuerwarnung abgeschaltet. Der Verlust des Triebwerksschubs in Verbindung mit der Unfähigkeit, das Fahrwerk des Flugzeugs einzufahren (aufgrund von Schäden durch Reifenrückstände an den linken Hauptfahrwerkstüren), führte dazu, dass das Flugzeug weder an Geschwindigkeit noch an Höhe gewinnen konnte, und das anhaltende Flügelfeuer wurde zunehmend beschädigt der linke Flügel, wodurch schließlich Fragmente der Flugzeugstruktur freigesetzt wurden, die vom Triebwerk Nr. 1 aufgenommen wurden, was zu einem endgültigen Anstieg und einem unwiederbringlichen Schubverlust führte. Der endgültige Schubverlust des Triebwerks Nr. 1 in Kombination mit fortschreitendem Brandschaden an der Flugsteuerung des linken Flügels verursachte ein schnelles Rollen und Gieren nach links. Die Flugbesatzung versuchte dies zu kompensieren, indem sie den Schub der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 verringerte, konnte jedoch einen Kontrollverlust nicht verhindern, und das Flugzeug stürzte ab. In Kombination mit der Unfähigkeit, das Fahrwerk des Flugzeugs einzuziehen (aufgrund von Reifenrückstandsschäden an den linken Hauptfahrwerkstüren), konnte das Flugzeug weder an Geschwindigkeit noch an Höhe gewinnen, und das anhaltende Flügelfeuer beschädigte den linken Flügel nach und nach und befreite sich schließlich Fragmente der Flugzeugstruktur, die vom Triebwerk Nr. 1 aufgenommen wurden und einen endgültigen Schub und einen unwiederbringlichen Schubverlust verursachten. Der endgültige Schubverlust des Triebwerks Nr. 1 in Kombination mit fortschreitendem Brandschaden an der Flugsteuerung des linken Flügels verursachte ein schnelles Rollen und Gieren nach links. Die Flugbesatzung versuchte dies zu kompensieren, indem sie den Schub der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 verringerte, konnte jedoch einen Kontrollverlust nicht verhindern, und das Flugzeug stürzte ab. In Kombination mit der Unfähigkeit, das Fahrwerk des Flugzeugs einzuziehen (aufgrund von Reifenrückstandsschäden an den linken Hauptfahrwerkstüren), konnte das Flugzeug weder an Geschwindigkeit noch an Höhe gewinnen, und das anhaltende Flügelfeuer beschädigte den linken Flügel nach und nach und befreite sich schließlich Fragmente der Flugzeugstruktur, die vom Triebwerk Nr. 1 aufgenommen wurden und einen endgültigen Schub und einen unwiederbringlichen Schubverlust verursachten. Der endgültige Schubverlust des Triebwerks Nr. 1 in Kombination mit fortschreitendem Brandschaden an der Flugsteuerung des linken Flügels verursachte ein schnelles Rollen und Gieren nach links. Die Flugbesatzung versuchte dies zu kompensieren, indem sie den Schub der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 verringerte, konnte jedoch einen Kontrollverlust nicht verhindern, und das Flugzeug stürzte ab. s-Fahrwerk (aufgrund von Reifenrückstandsschäden an den linken Hauptfahrwerkstüren) ließ das Flugzeug weder Geschwindigkeit noch Höhe gewinnen, und das anhaltende Flügelfeuer beschädigte zunehmend den linken Flügel und befreite schließlich Fragmente der Flugzeugstruktur, die aufgenommen wurden durch den Motor Nr. 1, was zu einem endgültigen Schub und einem unwiederbringlichen Schubverlust führt. Der endgültige Schubverlust des Triebwerks Nr. 1 in Kombination mit fortschreitendem Brandschaden an der Flugsteuerung des linken Flügels verursachte ein schnelles Rollen und Gieren nach links. Die Flugbesatzung versuchte dies zu kompensieren, indem sie den Schub der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 verringerte, konnte jedoch einen Kontrollverlust nicht verhindern, und das Flugzeug stürzte ab. s-Fahrwerk (aufgrund von Reifenrückstandsschäden an den linken Hauptfahrwerkstüren) ließ das Flugzeug weder Geschwindigkeit noch Höhe gewinnen, und das anhaltende Flügelfeuer beschädigte zunehmend den linken Flügel und befreite schließlich Fragmente der Flugzeugstruktur, die aufgenommen wurden durch den Motor Nr. 1, was zu einem endgültigen Schub und einem unwiederbringlichen Schubverlust führt. Der endgültige Schubverlust des Triebwerks Nr. 1 in Kombination mit fortschreitendem Brandschaden an der Flugsteuerung des linken Flügels verursachte ein schnelles Rollen und Gieren nach links. Die Flugbesatzung versuchte dies zu kompensieren, indem sie den Schub der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 verringerte, konnte jedoch einen Kontrollverlust nicht verhindern, und das Flugzeug stürzte ab. Schließlich wurden Fragmente der Flugzeugstruktur freigesetzt, die vom Triebwerk Nr. 1 aufgenommen wurden, was zu einem endgültigen Anstieg und einem nicht wiederherstellbaren Schubverlust führte. Der endgültige Schubverlust des Triebwerks Nr. 1 in Kombination mit fortschreitendem Brandschaden an der Flugsteuerung des linken Flügels verursachte ein schnelles Rollen und Gieren nach links. Die Flugbesatzung versuchte dies zu kompensieren, indem sie den Schub der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 verringerte, konnte jedoch einen Kontrollverlust nicht verhindern, und das Flugzeug stürzte ab. Schließlich wurden Fragmente der Flugzeugstruktur freigesetzt, die vom Triebwerk Nr. 1 aufgenommen wurden, was zu einem endgültigen Anstieg und einem nicht wiederherstellbaren Schubverlust führte. Der endgültige Schubverlust des Triebwerks Nr. 1 in Kombination mit fortschreitendem Brandschaden an der Flugsteuerung des linken Flügels verursachte ein schnelles Rollen und Gieren nach links. Die Flugbesatzung versuchte dies zu kompensieren, indem sie den Schub der Triebwerke Nr. 3 und Nr. 4 verringerte, konnte jedoch einen Kontrollverlust nicht verhindern, und das Flugzeug stürzte ab.
• CU201 (Il-62M, April 2008): Das Triebwerk Nr. 2 erlitt aus nicht genannten Gründen einen unkontrollierten Rotorausfall (was ist mit Il-62 Nr. 2-Triebwerken?). Ausgeworfene Fragmente beschädigten die Kraftstoffleitungen zum Motor Nr. 1, zwangen ihn ebenfalls zum Abschalten und entzündeten ein Feuer. Die Flugbesatzung machte eine erfolgreiche Notlandung, aber das Flugzeug wurde irreparabel beschädigt.
• QF32(A380-800, November 2010): Das Triebwerk Nr. 2 erlitt aufgrund eines Hitzeschadens durch einen Ölbrand, der aus dem Ermüdungsbruch einer nicht ordnungsgemäß hergestellten Triebwerksölleitung resultierte, einen nicht eingeschlossenen Turbinenrotor. Ausgeworfene Turbinenscheibenfragmente beschädigten die primären und sekundären Flugsteuerungen des Flugzeugs, entzündeten ein Feuer in einem Flügelkraftstofftank (der vor der sicheren Landung des Flugzeugs von selbst erlosch) und trennten die Steuerkabel für das Triebwerk Nr. 1, wodurch die Flugbesatzung daran gehindert wurde, die zu ändern Leistungseinstellung oder Abschalten des Motors; Wären die Fragmente auf andere Flugbahnen freigesetzt worden, hätten sie stattdessen den Pylon des Motors Nr. 1 treffen und die Hauptkraftstoffleitung des Motors durchtrennen können, was dazu führen könnte, dass der Motor aufgrund von Kraftstoffmangel ausbrennt, oder in den Motor Nr. 1 aufgenommen und beschädigt oder zerstört wurden seine Fähigkeit, Schub zu erzeugen.
• Omega 70, reg. N707AR (707-300B, modifiziert als Luftbetankungstanker, Mai 2011): Das Triebwerk Nr. 2 und der Pylon trennten sich kurz nach dem Start vom Flugzeug, da die Befestigungsbeschläge des Pylons aufgrund eines Ermüdungsschadens ausfielen, der aufgrund eines Vorfalls unentdeckt blieb fehlerhafter Wartungsprotokolleintrag, der darauf hinwies, dass die im Flugzeug verwendeten ermüdungsanfälligen Beschläge durch Beschläge ersetzt worden waren, die keine häufige Überprüfung auf Ermüdungsrisse erforderten. Die getrennte Motor/Pylon-Kombination traf dann den Motor Nr. 1 und verursachte Schäden, die den Motor effektiv lahm legten (obwohl er weiter lief, wenn auch wirkungslos); Die Flugbesatzung lehnte den Start ab, aber das Flugzeug überrollte die Landebahn und wurde hauptsächlich durch Feuer zerstört (obwohl alle drei Flugbesatzungsmitglieder sicher evakuieren konnten, bevor sich das Feuer auf das Cockpit ausbreitete).

Angesichts der vielen Szenarien, die zu einem gleichzeitigen oder nahezu gleichzeitigen Ausfall von zwei ipsilateralen Triebwerken in einem Quadjet führen könnten, warum müssen Quadjets nur dann die Steuerbarkeit nachweisen, wenn zwei ipsilaterale Triebwerke nacheinander ausfallen (und genügend Zeit für das Eingreifen des Flugzeugs vorhanden ist) . für dreimotorigen Flug neu getrimmt werden), anstatt auch bei einem plötzlichen gleichzeitigen Ausfall zweier gleichseitiger Triebwerke kontrollierbar bleiben zu müssen?

¹ : Bei Trijets ist die Schubasymmetrie, die durch den Ausfall eines seitlichen Triebwerks erzeugt wird, die gleiche wie die, die durch den gleichzeitigen Ausfall eines seitlichen Triebwerks und des Mittellinientriebwerks erzeugt wird (im letzteren Fall ist der Nettoschubvektor doppelt so weit von verschoben Mittellinie des Flugzeugs wie im ersten Fall, aber die Größe des Nettoschubs entlang des Vektors ist halb so groß), während zivile Strahlflugzeuge mit mehr als vier Triebwerken äußerst selten sind.

² : Frühe Il-62 litten auch unter einer Reihe von Zwischenfällen, bei denen beide Triebwerke auf einer Seite aufgrund falscher Triebwerksfeuerwarnungen abgeschaltet wurden, wobei das resultierende Schubungleichgewicht schwerwiegende Steuerungsschwierigkeiten verursachte ; Spätere Modifikationen am Flugzeug behoben dieses Problem weitgehend, aber es trat mindestens einmal (aus unbekannten Gründen) bei der späteren Il-62M-Version auf, was zu einem tödlichen Absturz führte ( SU411 , Juli 1982).

³ : Katastrophal für die Triebwerke , d.h. nicht für das Flugzeug als Ganzes (was offensichtlich ist, wenn man bedenkt, dass das Flugzeug sicher gelandet ist und später repariert und wieder in Betrieb genommen wurde, und dass alle Insassen, die nicht aus dem Flugzeug gesaugt wurden Flugzeug in der anfänglichen Dekompression überlebt).

⁴ : Die Informationen im zweiten Satz dieses Eintrags sind in dem für diesen Eintrag verlinkten NTSB-Bericht nicht vorhanden; es ist jedoch als Hintergrundinformation in dem Bericht enthalten, der für den Eintrag für Omega 70 weiter unten verlinkt ist.