Warum haben moderne Flugzeuge kein Fahrwerk, das schwenkbar ist, um Seitenwind auszugleichen?

Mir ist ein Flugzeug bekannt, das genau das kann, was Sie sagen, die B-52:

Dieses Flugzeug verfügt über ein lenkbares Zweiradfahrwerk, mit dem die Besatzung das Fahrwerk entlang der Landebahn ausrichten kann, während der Rumpf bis zu 20° von der Mittellinie der Landebahn entfernt ist. AFAIK, die Ausrüstung ist dem ILS unterstellt; Sie wählen im OBI einen Kurs ein und die Ausrüstung zeigt in diese Richtung, auch wenn das Flugzeug anders zeigt.

Der Grund dafür liegt hauptsächlich in der Konstruktion des restlichen Flugzeugs. Es ist ein sehr "dichtes" Design, das viel Gewicht in ein sehr kleines Paket packt und massive Flügel und Heck benötigt, um das Ding in der Höhe unter Kontrolle zu halten. Diese Flächen werden dann in niedrigeren Höhen zu riesigen Segeln, und mit der hohen, anhedrischen Flügelanordnung auf einem relativ niedrigen Rumpf gibt es nicht viel Raum für Fehler. B-52-Piloten sagen oft, dass Sie 2 Sekunden vor dem Flugzeug fliegen müssen, so langsam ist es, auf Piloteneingaben zu reagieren. Daher funktionieren klassische „Entkrabben“-Techniken mit hartem Seitenruder und Querruder einfach nicht mit einem BUFF. Nach dem Aufsetzen muss man krumm und richtig landen, und das auf trockener Piste, das ist bei einem Flugzeug dieser Größe auch keine gute Idee.

Moderne Verkehrsflugzeuge sind für ihre Größe insgesamt viel einfacher zu manövrieren als die BUFF. Wirklich große, wie die 747, haben tatsächlich auch ein lenkbares Hauptfahrwerk, aber AFAIK das Hauptfahrwerk der 747 kann nur am Boden aktiv gelenkt werden, und weil sie zum Bugfahrwerk gegenlenken (hilft, das Heck um Kurven zu bringen; stellen Sie sich das Fahren vor etwa viermal länger als ein 18-Rad) würden sie beim Entkrabben tatsächlich weiter von der Landebahnlinie entfernt sein.

Bei größeren Verkehrsflugzeugen (777, 787, A380) verwendete Hauptgetriebesysteme mit vier und sechs Rädern haben tatsächlich eine geringe Nachlaufmenge eingebaut; Wenn Sie sich YouTubes von Seitenwindlandungen ansehen ( es gibt mehrere ), werden Sie feststellen, dass sich die beiden hinteren Räder jedes Gangs zuerst berühren und tatsächlich den gesamten "LKW" in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Fahrtrichtung des Flugzeugs drehen. Wenn sich das Flugzeug dann auf dem Fahrwerk niederlässt und die Rumpflinien wieder mit der Landebahn abschließen, werden sie gerade. Flugzeuge mit ein- und zweirädrigem Hauptfahrwerk benötigen dies nicht so sehr (und ein solches System ist nicht so effektiv, da der erste Kontaktpunkt eines Reifens direkt auf Höhe der Getriebestrebe liegt und nicht dahinter).

Meine Erfahrung in der Entwicklung von Fahrwerken habe ich mit anderen Jet-Transportflugzeugen als der B-52 oder 747, aber basierend auf den allgemeinen Grundsätzen der Disziplin hier ein paar Kommentare zu Punkten, die auf Postern angesprochen wurden.

• Das ungewöhnliche Layout des B-52-Getriebes – im Wesentlichen vier Hauptfahrwerke fast in einer Linie auf dem Rumpf und kein Bugfahrwerk – eignet sich besser für ein System mit rotierenden Getrieben als für das typische Verkehrsflugzeug mit Dreiradgetriebe. Konstrukteure müssen sich immer mit Ausfallarten befassen, und wenn ein Ausfall dazu führen würde, dass sich nur ein Hauptfahrwerk eines Dreirad-Layouts dreht, oder einer der beiden einen Hardover-Ausfall erleidet, könnten die daraus resultierenden Ungleichgewichte katastrophal sein: Ein großer Giermoment unmittelbar danach Landung; asymmetrische Bremskräfte; fehlendes Bremsen von einem LKW, wenn seine Reifen versagen; vielleicht eine resonante Strebenvibration, die sie über ihre Auslegungsgrenze hinaus belastet. Die Liste geht weiter.

• Die Nutzlast würde um mindestens das Äquivalent einiger weniger Passagiere verringert. Niemand im "Management" wäre damit gut, für ein System, das keinen wirklich nachgewiesenen Bedarf hat (siehe zum Beispiel den Kommentar des Posters "in [12 Jahren] musste ich nie wegen Seitenwind umleiten oder herumfahren") . Nach meiner persönlichen Erfahrung bei der Teilnahme an Engineering-Meetings gibt es Widerstände, wenn jemand einem 500.000-Pfund-TOW-Flugzeug beispielsweise ein 50-Pfund-Gegenstand hinzufügen möchte. Stellen Sie sich vor, dass ein lenkbares Hauptfahrwerk plus zugehörige Systeme leicht das Zehnfache wiegen könnte, und es wird zu einem kompletten Nichtstarter. Eine große Delle in der Rentabilität des Flugzeugs plus die Einführung von Fehlermodi, die zu einem Verlust der Hülle führen könnten, um etwas zu lösen, das eher ein Ärgernis als ein echtes Problem ist.

• Etwas beiseite: Die Vorrotation von Hauptfahrwerksreifen fällt aus ähnlichen Gründen in die gleiche Kategorie "wird nicht passieren" (ich war die Person in meiner Firma, die dafür verantwortlich war, höfliche Antworten an Leute zu senden, die uns mit dem Vorschlag kontaktiert haben). Viel Gewicht/Komplexität und mehr Ausfallarten, als sich Laien vorstellen können, für etwas, das sich als nicht wirklich ein Problem herausstellt: Der ganze Reifenqualm macht nicht wirklich viel aus, was den Profilverschleiß betrifft ... zumindest nicht genug, um die Vorrotation auch nur annähernd wert zu machen.

• In Bezug auf den Kommentar eines Posters über das lenkbare Hauptfahrwerk der 747, das bei Kurvenfahrten hilft: Ein verwandter Grund, warum die "inneren" (Karosserie-) Hauptfahrwerke der 747 lenkbar sind, besteht darin, die Belastung in diesen Reifen zu verringern, die durch etwas namens "Scrub" verursacht wird ". Der Scrub-Winkel ist der Unterschied zwischen der Ausrichtung des Flugzeugs und der Ausrichtung eines bestimmten Reifens. Das heißt, zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet sich ein Reifen im Allgemeinen nicht auf demselben effektiven Kurvenradius wie das Flugzeug. Der Reifen "verdreht" sich dadurch und belastet einen bereits hochbelasteten Reifen noch mehr (sie sind möglicherweise kein Metall, aber Reifen sind so genau auf Belastungen ausgelegt wie jedes andere Element der Flugzeugstruktur). Selbst wenn das Flugzeug also ohne Lenkung des Hauptfahrwerks eine enge Kurve fahren könnte, würde dies den Reifen unannehmbar belasten.

Ich denke, ein Aspekt, den man bei jeder hinzugefügten Verfeinerung berücksichtigen sollte, ist das Risiko einer Fehlfunktion. Wie hoch ist in diesem Fall das Risiko, dass ein Schwenken passiert, wenn Sie es nicht wollen. Ich vermute, dass das herkömmliche Crabbing-Verfahren möglicherweise nicht so schlimm ist, wenn Sie die zusätzlichen Kosten und die Komplexität eines Drehgelenks und das Risiko berücksichtigen, dass das Getriebe schwenkt, wenn es nicht befohlen wird, oder dass das Schwenken nicht der erforderlichen Menge entspricht.

Goodyear produzierte in den 50er Jahren ein Seitenwindgetriebesystem für Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt. Es war eine Werksoption für einige Cessna-Taildragger und Beech Bonanza-Tricycle-Getriebeflugzeuge. Die Achse ist federbelastet, um in einer Wiege zu ruhen, bis das Flugzeug in einer Krabbe aufsetzt, wobei es zu diesem Zeitpunkt in die Richtung des Schwungs des Flugzeugs springt. Ziemlich schwache und knifflige Bremsen gaben ihm einen schlechten Ruf, ebenso wie Piloten, die nervös waren, in einer Krabbe zu landen.

Boeing 737 haben offenbar eine modernere Version in den Hauptfahrwerksstreben, da sie beim Rollen in einer Krabbe von Flugzeugen hinter ihnen beobachtet werden können.