Was wäre bei Air France 447 die niedrigste Höhe gewesen, um die Erholung einzuleiten, nachdem sich der Strömungsabriss entwickelt hatte?

Was könnte die niedrigste Höhe von Air France 447 gewesen sein, um den (festgefahrenen) Flug wiederzuerlangen, bei dem der Copilot den Kapitän darüber informierte, dass er die ganze Zeit hochfuhr?

Der Copilot informierte den Kapitän erst auf 2000 Fuß, was offensichtlich zu niedrig war.

GXL888T blieb bei 2.910 Fuß im Horizontalflug stehen; und obwohl der Kapitän aktiv versuchte, sich zu erholen, tat es das nicht. AAF447 fiel mit hoher Sinkrate, was darauf hindeutet, dass die minimale Bergungshöhe viel höher ist.

Antworten (1)

Damit sich der blockierte Flug erholen kann, muss die Nase in den Luftstrom zeigen und dann das Flugzeug mit einem Lastfaktor unter der Höchstlast hochgezogen werden. Aus dem Unfallbericht:

Die Aufzeichnungen endeten um 02:14:28 Uhr. Die letzten aufgezeichneten Werte waren eine vertikale Geschwindigkeit von -10.912 ft/min, eine Geschwindigkeit über Grund von 107 kt, eine Nicklage von 16,2 Grad mit der Nase nach oben

Ausgangssituation .

Von früher im Bericht können wir schließen, dass diese Werte typisch für den kompletten Strömungsabriss von 36.000 ft bis zum Aufprall waren, mit Ausnahme der Nicklage, die für den größten Teil des Strömungsabrisses bei etwa Null lag. Die Flugzustandsparameter waren daher:

  • Die vertikale Geschwindigkeit betrug 10.000 Fuß/min = 51 m/s
  • Die horizontale Geschwindigkeit betrug 100 Knoten = 51 m/s, was eine Fluggeschwindigkeit von 72 m/s ergibt.
  • Die Triebwerke befanden sich im TO-Schub und erzeugten ein Moment mit der Nase nach oben, das durch das Moment mit der Nase nach unten des Luftstroms kompensiert wurde, der auf das horizontale Stabilisator traf.
  • Die automatische Trimmung wird im alternativen Gesetz beibehalten, sodass der Stabilisator vollständig LE nach unten getrimmt ist = 14º.
  • Das Höhenruder ist ganz oben = 30º über der Trimmung – es ist fast mit dem blockierten Luftstrom ausgerichtet.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Nose-Down-Manöver .

  • Bei 72 m/s hat das Flugzeug ungefähr TO-Geschwindigkeit, und die Nasenrotationsgeschwindigkeit sollte mit der TO-Rotationsgeschwindigkeit vergleichbar sein - etwas langsamer, weil eine Seite des Höhenruders blockiert ist. Es dauert vielleicht 5 - 10 Sekunden, um die Nase um 45º nach unten zu drehen (eine geschätzte Annahme meinerseits).
  • Bei 45º Nase nach unten beschleunigt die Schwerkraft um 0,7 g und die Motoren um vielleicht 0,25 g. Bei dieser Beschleunigung baut sich pro Sekunde eine Fluggeschwindigkeit von etwa 1 g = 9,8 m/s auf. Wenn wir Durchschnittswerte für Manöverzeit und Beschleunigung nach unten nehmen, baut sich die Fluggeschwindigkeit mit 4,9 m/s für 7,5 Sekunden = 37 m/s auf. Wenn die Nase ausgerichtet ist, beträgt die Fluggeschwindigkeit also etwa 110 m / s, beschleunigt aber immer noch schnell.
  • Während des 5 bis 10 Sekunden dauernden Manövers mit der Nase nach unten verliert das Flugzeug etwa 1.000 bis 2.000 Fuß an Höhe

Geschwindigkeitssteigerung

Bevor das Flugzeug aus dem Sturzflug gezogen werden kann, muss die tatsächliche Fluggeschwindigkeit auf die Manövergeschwindigkeit gebracht werden v a . Aus dem A330 FCOM:

Die Entlastung ist nur verfügbar, wenn:

  • Die Flugzeuggeschwindigkeit beträgt über 250 Knoten.
  • Der FLAPS-Hebel befindet sich in der 0-Position.
  • Im normalen oder alternativen Flugmodus.

Oberhalb von 250 Knoten ist das Entlastungssystem aktiv, um den maximalen Belastungsfaktor bei 2,5 g zu halten. Die Manövergeschwindigkeit (oder Kurvengeschwindigkeit in Militärsprache) scheint auf 250 Knoten = 128 m/s eingestellt zu sein. Bei einer Beschleunigung von 1 g dauert es 2 Sekunden, um die Geschwindigkeit von 110 auf 128 m/s zu erhöhen, währenddessen das Flugzeug 500 Fuß an Höhe verliert:

Δ h = s ich n ( 45 ) ⋅ ( v 0 ⋅ t + 1 2 ⋅ a ⋅ t 2 )

Pull-up-Manöver .

Beim Hochziehen muss dann der Belastungsfaktor unter der Grenzlast = 2,5g bleiben. 1g wird von der Schwerkraft aufgenommen, 1,5g stehen für das Klimmzugmanöver zur Verfügung.

m ⋅ Δ n ⋅ g = m ⋅ v 2 R ⇒ R = v 2 Δ n ⋅ g

Mit den oben ermittelten Werten erhalten wir R = 10.000 / (1,5 * 9,81) = 1.100 m = 3.300 ft. Aber das ist bei einer konstanten Fluggeschwindigkeit von 128 m/s, in Wirklichkeit nimmt die Fluggeschwindigkeit zu Beginn des Manövers noch zu und der Radius wird größer sein - sagen wir 4.000 Fuß. Der Geschwindigkeitsvektor des Flugzeugs war 45º nach unten zeigend, also wird der halbe Radius verwendet. Dies ist ab dem Moment der Fall, in dem der AoA nahe bei Null ist, was er sein muss, um den Pull-up zu starten, der den AoA wieder erhöht.

Meine Schätzung für die Höhe, die für einen erfolgreichen Pull-up aus der Stall-Situation erforderlich ist, beträgt daher 2.000 + 500 + 2.000 = 4.500 Fuß, wenn sie am Ende die Wellenspitzen überfliegen. Wenn sie genau wissen, was zu tun ist, die Dinge perfekt timen und die Fluggeschwindigkeit perfekt steuern. Das Flugzeug ist davor geschützt, zu viele g zu ziehen, so dass die Flugbesatzung, sobald die Nase ausgerichtet ist, den Steuerknüppel ganz nach achtern ziehen und das Flugzeug den minimalen Aufziehradius bewältigen lassen kann. Wenn beispielsweise das Hochziehen 1 Sekunde später als die oben geschätzten 2 Sekunden eingeleitet wird, erhöht sich die Fluggeschwindigkeit auf 138 m/s und der Hochziehradius wird 1.300 m = 4.000 ft, plus das Flugzeug verliert währenddessen weitere 300 ft 1 zusätzliche Sekunde Abtauchen mit voller Kraft - diese Verzögerung von 1 Sekunde beim Einleiten des Hochziehens erfordert weitere 1.000 Fuß.

Die Erholung von einem voll entwickelten Stall wird jetzt in Level-D-Simulatoren trainiert. Das Bild unten stammt von einem Unternehmen , das das Flugmodell und die Erweiterung der Instruktorstation für jeden Flugsimulator herstellt, um das Manöver zu trainieren. Offenlegungserklärung: Ich habe in der Vergangenheit mit ihnen Geschäfte gemacht.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies ist eine so gute Antwort, dass ich einen Tag warten werde, bevor ich sie akzeptiere, aber ich kann mir keine gründlichere vorstellen. Vielen Dank. Ich frage mich, warum dies bis vor kurzem nicht trainiert wurde, es scheint ein Kinderspiel zu sein, aber ich denke, im Nachhinein ist es 20-20.
Ja, im Nachhinein. Aber gut, dass die Luftfahrtindustrie aus früheren Unfällen lernt und trainiert, um sie in Zukunft zu vermeiden.
Brauchen Sie bei einer AoA nahe null nicht Zeit, damit sich die Fluggeschwindigkeit auf etwas aufbaut, das Ihren 3G +/- Zug aufrechterhält? Sieht so aus, als hätten Sie das Drücken bis Null AoA modelliert und dann sofort wieder zurückgezogen. Habe ich noch etwas verpasst? Irgendeine Schätzung der Fluggeschwindigkeit, die während dieses Vorstoßes erreicht wurde? Ohne ausreichende Fluggeschwindigkeit wird dieser 3G-Zug das Flugzeug direkt in einen sekundären Strömungsabriss versetzen.
@Koyovis Das Training konnte erst beginnen, nachdem zuverlässige aerodynamische Modelle nach dem Stall entwickelt wurden, die erst vor einigen Jahren für Verkehrsflugzeuge eingeführt wurden. Zuvor bestand bei jeglicher Post-Stall-Simulatorhandhabung das Risiko eines negativen Trainings aufgrund eines ungenauen Post-Stall-Flugzeughandhabungsverhaltens.
Die 30 Sekunden scheinen ein bisschen ... willkürlich.
Der Bericht von GXL888T legt nahe, dass 1.000 Fuß nicht ausreichen würden, um das Flugzeug hochzuziehen. Bei diesem Vorfall erholte sich die AoA auf 1.600 Fuß mit einer um 54 Grad nach unten gerichteten Nase. In diesem Moment gab der Pilot vollen Achterknüppel und Schub im Leerlauf ein, das Flugzeug traf 6 Sekunden später auf Wasser. Es ist auch unwahrscheinlich, dass das Flugzeug in diesem Zustand in der Lage ist, das maximale G zu ziehen und aufrechtzuerhalten. Daher halte ich die 1.000-Fuß-Zahl für stark unterschätzt.
@kevin - das bringt einen großartigen Punkt zur Sprache ... Achterstiel + Leerlaufschub bringen Sie nicht so weit wie 3 G, es sei denn, Sie haben bereits VIEL Fluggeschwindigkeit und bluten es ab. Irgendwann muss also der Schub nach oben kommen – weit nach oben. Das erhöht den Geschwindigkeitsvektor in die Richtung – nach unten – in die die Nase zeigt. Die Sinkgeschwindigkeit steigt also ebenfalls stark an, bis sich die Nicklage dem Horizontalflug nähert. Je mehr Leute das untersuchen, desto mehr stimme ich Ihrer Schlussfolgerung zu: stark unterschätzt .
@RalphJ Die Motoren waren bis zum Anschlag auf Vollgas.
@cloud Sie haben Stall-Prävention trainiert. Das Testprogramm für diese Flugzeugfamilie umfasste keinen vollständigen Strömungsabriss und keine Datenerfassung, die eine ausreichend gute Simulatoremulation eines Strömungsabrisses ermöglichen würden. Das Üben von Stalls im Flugzeug gilt heutzutage als zu teuer für Flugzeuge der Verkehrsflugzeugklasse. Trainingsstall-Prävention sollte, wenn sie (theoretisch) wirksam ist, das Problem beseitigen ... außer wenn dies nicht der Fall ist.
@CptReynolds Ja, die Flugsimulatordaten waren nur innerhalb einer begrenzten Region von AoA und Seitenschlupf gültig. Außerhalb dieses Bereichs wurden extrapolierte Daten verwendet, aber das ist völlig unrealistisch und ungültig, wie AA587 gezeigt hat . Tatsächliche Daten von Abstürzen wurden bei der Entwicklung von aerodynamischen Fullstall-Modellen sowie dynamische Windkanaldaten verwendet: Das Windkanalmodell wurde gemessen, während es gedreht wurde. Es stellt sich heraus, dass das voll entwickelte Strömungsabrissverhalten von der Flugzeugkonfiguration bestimmt wird: Tief-/Hochflügel, T-Leitwerk, Triebwerksunterflügel usw.
+1 Schöne Berechnungen. Als die Airbus-Ingenieure die gleiche Frage stellten, wollten sie mit den ihnen vorliegenden Daten nicht einmal eine Vermutung wagen
@Lnafziger Ich habe versucht, den Zeitaufwand für die Nasenausrichtung etwas besser zu quantifizieren.
Ich habe Ihre Berechnung noch nicht im Detail durchgearbeitet, aber auf den ersten Blick bin ich mir nicht sicher, ob Ihre Geschwindigkeit die angezeigte Fluggeschwindigkeit (für die Zwecke der Mindestfluggeschwindigkeit sollte es sein) oder die wahre Fluggeschwindigkeit (für geometrische Berechnungen benötigen Sie das) ist. Auf jeden Fall unterscheiden sich die beiden in großer Höhe stark. Vielleicht magst du das in deinem Beitrag vermerken?
1 g Abwürgegeschwindigkeit aus dem AF447-Bericht an diesem Tag unter Umgebungsbedingungen betrug etwa 0,65 Ma, was für 36000 Fuß und ISA+15 etwa 212 Knoten IAS oder 386 Knoten TAS entspricht.
@CptReynolds Es ist die wahre Fluggeschwindigkeit für die Manöver, die ich der Antwort hinzugefügt habe.
@Cloud: über das "Kinderspiel". Jeder Pilot wird vom ersten Tag an darauf trainiert, Stalls zu fürchten und zu vermeiden. Die Frage im Fall von AF447 ist nicht, wie der Pilot mit dem Strömungsabriss umgegangen ist, sondern warum er sich entschieden hat, keinem seiner Instrumente zu glauben (sie funktionierten alle einwandfrei) und beim Sturz vom Himmel den vollen Steuerknüppel nach achtern zu halten und es nicht zu erkennen dass das Flugzeug alternativem Recht unterliegt; zusammen mit schlechtem CRM, das es ermöglichte, dass dies fortgesetzt wurde, ohne dass die anderen beiden es bemerkten.
Was wäre bei Air France 447 die niedrigste Höhe gewesen, um die Erholung einzuleiten, nachdem sich der Strömungsabriss entwickelt hatte?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v