Wie hat die Verkürzung der 707 ihre Reichweite erhöht?

Laut dem Wikipedia-Eintrag für den 707-120 :

Die 707-138 war eine −120 mit einem Rumpf, der 3,0 m (10 Fuß) kürzer als die anderen war, wobei 1,5 m (5 Fuß) (drei Rahmen) vor und hinter dem Flügel entfernt wurden, was eine größere Reichweite ergab. Das maximale Startgewicht betrug die gleichen 112.000 kg (247.000 lb) wie bei der Standardversion

Was hat bei gleichem MTOM zwischen -120 und -138 den Unterschied in der Reichweite ausgemacht? War es einfach weniger parasitärer Luftwiderstand durch den kürzeren Rumpf?

Ich würde davon ausgehen, dass die Kraftstoffkapazität (in den Flügeln gespeichert - Tanks im Mittelteil entstanden erst beim -320) gleich gewesen wäre.

Ich sehe Hinweise zum -120B, der auf die P & W JT3D-1-Motoren umgestellt wurde, die sparsamer waren. Das würde für eine größere Reichweite sorgen, aber das gilt nicht für den -138 (zumindest nicht beim Start).

Könnte es so einfach sein, dass weniger Rumpfmasse bedeutet, dass Sie die Tanks mehr füllen können, wenn das (unveränderte) MTOM und nicht das Tankvolumen der begrenzende Faktor ist?

Antworten (2)

MTOW ist Leergewicht + Nutzlast + Treibstoffgewicht und wird durch Faktoren der Flugzeuggeometrie begrenzt. Bei einem verkürzten Flugzeug ist das Leergewicht geringer, was bedeutet, dass entweder mehr Nutzlast oder mehr Treibstoffgewicht zulässig ist. Einige Flugzeuge sind in ihrer extremen Reichweite nutzlastbegrenzt.

Die Reichweite ist eine Funktion von MTOW und Leergewicht gemäß der Breguet-Gleichung für einen Jet:

R = v C T ⋅ L D ⋅ l N W ich W ich − W F

mit C T = spezifischer Kraftstoffverbrauch, W ich = Anfangsgewicht, W F = Kraftstoffgewicht.

Für einen gegebenen Kraftstoffanteil und Motortyp ist der primäre Betriebsparameter in der Gleichung L/D: die Widerstandspolare. Das Verkürzen des Rumpfes senkt tatsächlich den C D 0 wie OP sagt. Abschnitt 5.3.1 von Torenbeek enthält einige statistische Daten für Jets mit hohem Unterschalldruck aus der B707-Ära:

  • Typisch C D 0 = 0,014 - 0,020
  • C D (einschließlich induzierte) = 0,02 - 0,12

Bei gleicher Geschwindigkeit, Motortyp, MTOW (und L), Kraftstoffgewicht: Eine Reduzierung von D um 10 % ergibt eine Reichweitensteigerung von ca. 10 %.

Eine zufällige Drive-by-Aufwertung der Frage ließ mich feststellen, dass ich nie eine Antwort akzeptiert hatte ...

Wenn die Sicherung so stark gekürzt wurde (wodurch sowohl das Gewicht der Flugzeugzelle als auch ihre Frachtkapazität reduziert wurden) und das maximale Startgewicht gleich blieb, ist die naheliegendste Erklärung, dass die zulässige Treibstoffladung des Flugzeugs beim Start oder die Kapazität des Tanks erhöht wurde .

Beachten Sie die stark überdimensionierten Tragflächen und das Leitwerk der 707, die eine Rumpfverkürzung ohne Weiteres zuließen. Eine interessante Studie wäre die Verkürzung vs. Verdünnung (Verringerung des Querschnitts) des Rumpfes.
Außerdem hat ein verkürzter Rumpf ein höheres Dickenverhältnis, sodass er theoretisch aus leichteren Komponenten bestehen könnte, während er die gleichen Lasten trägt. In der Praxis wird dies aus produktionswirtschaftlichen Gründen nicht getan, da es praktischer wäre, die Festigkeitsbewertung zu erhöhen, anstatt ein völlig neues Flugzeug zu erstellen. Die Verkürzung ermöglicht auch höhere Drehwinkel für Start und Landung, sodass dies ein Faktor für die Längenbegrenzung der Landebahn sein könnte (wie bei 737-900 gegenüber -700).
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