Was ist die Ursache für ungewöhnlich starke Wirbelschleppen der 757?

Die Boeing 757 (zumindest in den USA) ist eine Sonderklasse für sich, was Flugsicherungs-Turbulenzwarnungen und Staffelungen betrifft. Dies liegt offenbar daran, dass es stärkere Wirbelschleppen erzeugt, als man von einem Flugzeug ähnlicher Größe und Gewicht erwarten würde. Was am Design der 757 verursacht diese starken Wirbel? Was führte zu der Entscheidung, es anders zu behandeln als vergleichbare Flugzeuge?

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Mein Verständnis, hauptsächlich basierend auf diesem archivierten NASA-Dokument (das auch im Wikipedia-Artikel B757 verlinkt ist), ist, dass es mehrere Probleme gab, die zu der Entscheidung führten, die 757 zu einem Sonderfall zu machen.

Erstens gab es einige bemerkenswerte Unfälle, bei denen Zeugen darauf hinzuweisen schienen, dass die Ursache 757 Wirbelschleppen waren.

Cessna-Zitat – 18. Dezember 1992 – Billings, Montana

Zeugen berichteten, dass das Flugzeug plötzlich und schnell nach links rollte und dann in einem nahezu senkrechten Sturzflug den Boden berührte. Aufgezeichnete ATC-Radardaten zeigten, dass sich die Citation zum Zeitpunkt der Störung etwa 2,8 Seemeilen hinter einer Boeing 757 und auf einer Flugbahn befand, die etwa 300 Fuß unter der Flugbahn der 757 lag.

IAI Westwind – 15. Dezember 1993 – Santa Ana, Kalifornien

Zeugen berichteten, dass das Flugzeug abrupt rollte und das Ereignis plötzlich einsetzte. Die Westwind befand sich etwa 2,1 Seemeilen hinter einer Boeing 757 und auf einer Flugbahn, die etwa 400 Fuß unter der Flugbahn der 757 lag.

Weitere Unfälle wurden mit einer Cessna 182, MD-88 und einer Boeing 737 festgestellt.

Zweitens gab es einige umstrittene NOAA-Vorbeiflugtests, die zeigten:

Für eine besondere Reihe von Wetterbedingungen, die etwa 0,5 Stunden andauerten, war die Wirbelgeschwindigkeit des 757 etwa 50 Prozent höher als die des 767 bei ähnlichen Wirbelaltern (jünger als 60 Sekunden), gemessen bei weniger günstigen Wetterbedingungen. Die Ergebnisse zeigten jedoch auch, dass das Kielwasser der 757 insgesamt schneller abklang als das der 767; Tatsächlich verhielt sich das Kielwasser so, wie es für ein Flugzeug der Größe und des Gewichts der 757 zu erwarten wäre.

Drittens waren sie der Ansicht, dass die langsamere Anfluggeschwindigkeit der 757 (im Vergleich zu ähnlichen Flugzeugen) es wahrscheinlicher machte, dass nachlaufende Flugzeuge während des Anflugs versehentlich die Trennungslücke schließen würden.


Letztendlich glaube ich, dass die richtige Antwort auf Ihre Frage tatsächlich darin besteht, dass die B757 in Bezug auf Wirbelschleppen nichts Besonderes ist. Dieser Air&Space-Magazin-Artikel weist darauf hin

Boeing behauptet, dass nichts am Flügeldesign eine Wirbelschleppe verursachen würde.

und

„Das Kielwasser der 757 ist nicht stärker oder schwächer, als man aufgrund des Gewichts, der Spannweite und der Geschwindigkeit des Flugzeugs vorhersagen würde“, stimmt David Hinton von der NASA zu, der an Flughäfen im ganzen Land Kielwassermessungen durchgeführt hat und Hauptforscher von NextGen der NASA ist Flughafenprojekt.

Die Entscheidung, die 757 in eine eigene Kategorie einzuordnen, war damals umstritten und basierte nicht auf besonders starken Beweisen. Dies geschah aus Vorsichtsgründen aufgrund anekdotischer Beweise und möglicherweise fehlerhafter Testergebnisse. Auf der anderen Seite könnte man argumentieren, dass ATC im Zweifelsfall besser ist, auf Nummer sicher zu gehen. Um fair zu sein, eine 757 ist auf der größeren Seite der kleinen Kategorie.

Ich habe auch gehört, dass, weil die 757 und 767 zusammen entwickelt wurden, die 757 (obwohl ein schmaler Körper) viel, wenn nicht das gesamte Flügeldesign mit der 767 mit breitem Körper teilt. Aufgrund der Tatsache, dass die meisten Nachlaufturbulenzen (Wirbel) eines Flugzeugs im Flug auf die Wechselwirkung der Luft mit dem Flügel zurückzuführen ist, führt die 757, die im Wesentlichen den Flügel eines schweren Flugzeugs (767) verwendet, dazu, dass sie im Vergleich zu ihrer Größe ungewöhnlich viele Nachlaufturbulenzen aufweist.