Wie kommt es, dass das DC-8-Flugzeug +15 G von Turbulenzen aushalten kann, aber neuere Flugzeuge nur 20 % dieser Menge aushalten können?

Bevor wir voreilige Schlüsse ziehen, schauen wir uns die Zahlen an:

Die Dauer betrug etwa 10 Sekunden, die Höhenausschläge 500 ft. Daraus können wir auf keinen Fall 15g Beschleunigung ableiten.

Es hätte zum Beispiel eine Beschleunigung von 3 g über 2 Sekunden sein können, was zu einer Auslenkung von 200 Fuß führte, gefolgt von 0,2 Sekunden Ausrollen, wonach sich die Piloten mit 2,3 g in 2,6 Sekunden einpendelten. Die resultierende Exkursion wäre 500 Fuß. Wenn sich die Vorgänge dann in die andere Richtung wiederholen, wäre die Gesamtzeit ungefähr 10 Sekunden, die maximale Auslenkung 500 Fuß und die maximale Beschleunigung nur 3$g$.

Aber Tatsache ist, dass wir es nicht wissen, es ist reine Spekulation.

Ein weiterer Diskussionspunkt ist der vertikale Hub. Wie wurde das gemessen? Sehr wahrscheinlich wurde es vom Höhenmesser gemessen, der den statischen Anschlussdruck misst. Woher wissen wir, dass der statische Anschluss den statischen Druck gemessen hat? Sehr wahrscheinlich war dies nicht der Fall, da die Turbulenz wahrscheinlich eine seitliche Komponente gehabt hätte, wie durch die 20-Grad-Rollen nach links und rechts angezeigt wird. Seitlicher Wind (Seitenschlupf) bedeutet, dass die statische Öffnung dem Fahrtwind ausgesetzt ist und daher eine Mischung aus dynamischem und statischem Druck misst. Es hätte mehr als 500 Fuß sein können, es hätte weniger sein können. Wir wissen es einfach nicht.

g-Kräfte lassen sich am zuverlässigsten ermitteln, indem sie an Bord gemessen und (z. B. im Flugdatenschreiber) aufgezeichnet werden. Mit den Daten, die wir haben, gibt es einfach keine Möglichkeit zu wissen, wie hoch die g-Kraft war.

Meiner Meinung nach ist es sehr unwahrscheinlich, dass das Flugzeug auf 15 g gestoßen wäre.

Die Tatsache, dass ein Flugzeug für 2,5 g zugelassen ist, bedeutet nicht, dass es nicht mehr aushalten kann, wie die Besatzung von China Airlines Flug 006 am 19. Februar 1985 demonstrierte. Sie schaffte es, 5 g zu erreichen und die Tragfläche dauerhaft 5 cm nach oben zu biegen . Das Flugzeug wurde repariert und flog weitere 20 Jahre.

Beachten Sie, dass die 2,5 g für die Belastung durch Manövrieren gelten, nicht nur für Turbulenzen. Die Zulassungsvorschrift für Großflugzeuge zum Thema Turbulenzen und Böen hat sich seit der Zulassung der DC-8 mehrfach geändert.

1964 wurde eine Formel eingeführt, die die Böenlast beschreibt, mit der das Strukturflugzeug fertig werden muss. Dies wurde als FAR 25.341 hinzugefügt . Dieser Abschnitt wurde anschließend in den Jahren 1990 , 1996 und 2015 aktualisiert .

Zusätzlich zu den geänderten strukturellen Anforderungen an die Flugzeugzelle ist die Entstehung von Bergwellenturbulenzen heutzutage viel besser verstanden. Es wird bei der Durchführung des Fluges berücksichtigt.

Dafür sind sie zertifiziert . Die DC-8 wurde auch für 2,5 Limit/3,75 Ultimate zertifiziert, aber fast alle Flugzeuge sind stärker als das Minimum, und Flugzeuge, die in den späten 50er Jahren während der Rechenschieber-Ära entworfen wurden, sind sogar noch stärker als das, da viel größere Streufaktoren angewendet werden müssen in Berechnungen, insbesondere wenn Sie die Ermüdungslebensdauer berücksichtigen. Daher ist zu erwarten, dass die Struktur der DC-8 viel schwerer ist als die eines moderneren Flugzeugs, das mit der Finite-Elemente-Analyse des Computers konstruiert wurde.

Beim Design von Flugzeugzellen haben Sie konkurrierende Ziele - einerseits ist jedes Pfund mehr als das erforderliche Minimum "Ballast"; Auf der anderen Seite müssen Sie die Zahlen auffüllen, um Variationen in vielen Formen zu ermöglichen. In den letzten 50 Jahren wurde Computerdesign verwendet, um die Polsterung immer weiter zu entfernen, um eine leichtere Flugzeugzelle zu erhalten, die vom Standpunkt eines zwangsläufig willkürlichen Risikoprofils immer noch sicher ist.

Eine andere ist die Ermüdungslebensdauer. Eine Struktur, die viel Biegung erfährt, muss stärker sein als das Minimum, das erforderlich ist, um einer einzelnen Belastung standzuhalten, damit sie viele Zyklen einer Zwischenbelastung überstehen kann, bevor sich Risse bilden. Die Ermüdungswissenschaft war in den 50er Jahren bei weitem nicht so weit entwickelt, aber sie war bekanntermaßen ein Problem, sodass sie mit viel größeren strukturellen Spielräumen berücksichtigt wurde als heute. Ein gutes Beispiel ist die DC-3, die in den frühen 30er Jahren, als das Wissen noch sehr primitiv war, so robust gemacht wurde, dass die Ermüdungslebensdauer der Flugzeugzelle nahezu unbegrenzt ist.

Außerdem brach ein Stück Flügel ab, was dazu geführt hätte, dass der Rest der Struktur teilweise entladen worden wäre. Die Tatsache, dass der Flügel an dieser Stelle versagt hat und nicht weiter innen, hat sie wahrscheinlich gerettet.