Was ist die maximale G-Last, der eine 747 während einer Kursumkehr im Notfall standhalten kann?

Es hängt davon ab, wie Sie "widerstehen" definieren. China Airlines Flug 006 erfuhr am 19. Februar 1985 vertikale Belastungsfaktoren von bis zu 5,1 g. Das Flugzeug konnte sicher gelandet werden und es gab keine Todesfälle, aber es gab erhebliche Schäden:

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Aus dem NTSB-Vorfallbericht:

Die Flügel waren an den Flügelspitzen gebogen oder dauerhaft 2 bis 3 Zoll nach oben gesetzt; Der Satz lag jedoch innerhalb der zulässigen Toleranzen des Herstellers. Die obere Deckplatte des linken Querruders war gebrochen und der Hinterkantenkeil war an mehreren Stellen gerissen.

Der maximale Belastungsfaktor, dem ein Flugzeug ausgesetzt werden kann, ist eine Funktion der Zeit. Für zivile Luftfahrzeuge werden zwei Fälle bestimmt:

• Belastungsfaktor begrenzen. Für Transportflugzeuge mit einem Gewicht von mehr als 50.000 lb (22.680 kg) beträgt dieser Ladefaktor 2,5, während er für leichtere Flugzeuge eine Funktion des Gewichts ist.
• Bruchlastfaktor = 1,5 mal Grenzlastfaktor, ist der höhere Wert aus Böen- und Manöverlastfaktor.

Die Auslastungsfaktoren werden gemäß den Lufttüchtigkeitsvorschriften 14 CFR Part 23.341 und 14 CFR Part 25.341 ermittelt. Die Schadenstoleranz der Flugzeugzelle und die Folgen der Metallermüdung sind in 14 CFR Teil 25.571 angegeben .

Die B747SP des Vorfalls ist ein Flugzeug, das in den 60er/70er Jahren entworfen und gebaut wurde, bevor Computer Aided Design und Engineering weit verbreitet waren, und die Strukturen wurden mit analytischer Mathematik und Erfahrungswissen entworfen und dann auf Grenzlasten und Höchstlasten getestet Ladungen. Je besser die Konstruktionsspannungen auf einem Computerbildschirm modelliert werden können, desto näher kann die Flügelbruchlast an 150 % der Grenzlast liegen. Ältere Flugzeuge verfügten nicht über diese Modellierungswerkzeuge, und Flügel könnten am Ende stärker und schwerer sein, als sie sein müssten. Etwas, das alle bejubeln, aber niemand mit einem höheren Ticketpreis bezahlen möchte.

Ein Video der B777 zeigt, wie die statische Prüfung auf Bruchlast durchgeführt wird: Ein tatsächlicher Flügel wird gebogen, bis er bricht. Es ist kein Test der Flügelbiegung, es ist ein Test der statischen Festigkeit.

Die spezielle 747 des Vorfalls hatte einen Flügel, der für ein MTOW von 378.000 kg ausgelegt war, während das tatsächliche MTOW der 747SP 320.000 kg betrug: ein zusätzlicher Ladefaktor von 1,18. Kraftstoff in den Flügeltanks sorgt für zusätzliche Biegeentlastung, jedoch nicht für die Querruder.

Die Zertifizierungsanforderungen für Zivilflugzeuge für Verkehrsflugzeuge verlangen, dass ein normaler Betrieb bis zu 2,5 g und bis zu -1 g in sauberer Konfiguration bis zur Auslegungsmanövriergeschwindigkeit möglich ist und sich über dieser Geschwindigkeit verringert. Das Googeln von EASA CS25 sollte dies für europäisch zugelassene Flugzeuge zeigen. Dieselben Konstruktionsanforderungen legen außerdem fest, dass die Struktur darüber hinausgehenden Belastungen standhalten muss, aber ich bin mir über die tatsächlichen Faktoren nicht ganz sicher.

Es gab Unfälle, bei denen die Auslegungsbetriebslasten überschritten wurden, die dennoch mit einer sicheren Landung endeten.

In sauberer Konfiguration sind es, wie schon gesagt, +2,5/-1g, das nennt man Grenzlast. Dann fügen Sie einen Faktor von 50 % hinzu, um die „Prüflast“ oder die endgültige Bruchlast zu erhalten, die in zerstörenden Tests nachgewiesen wird.

Aber es ist wichtig, sich daran zu erinnern, Bits brechen mit Gewalt, nicht G. G ist nur Beschleunigung. Sie müssen es also mit dem Flugzeuggewicht multiplizieren, um die Scherkraft zu erhalten, die die Flügelwurzel, den Holm oder was auch immer bricht. Deshalb gilt die Grenzlast bei Max Take Off Weight. Und auch, warum ein Segel- oder Kunstflugzeug mehr G ziehen kann, weil multipliziert mit der Masse die auf die Komponenten ausgeübte Endkraft geringer ist.