Wie viel zusätzlichen Luftwiderstand verursacht das Fahrwerk?

Wie viel zusätzlichen Luftwiderstand verursacht das Fahrwerk?

Ich interessiere mich für große Verkehrsflugzeuge. Nehmen wir als konkretes Beispiel eine 747, die auf 1.000 m über dem Meeresspiegel mit 800 km/h fliegt. Edit: Sieht so aus, als wären 800 kmh zu hoch für einen abgesenkten Gang auf 1.000 m. Sagen wir stattdessen 400 km/h.

Wie hoch ist unter diesen Bedingungen der Luftwiderstand bei ausgefahrenem Gang und wie hoch ist der Luftwiderstand bei voll ausgefahrenem Gang?

Widerstand ist eine Kraft, die in Newton gemessen wird.

Es ist mehr als Sie vielleicht denken, da es im relativen Verhältnis klein ist. Abgesehen von anderen Konfigurationsänderungen fühlt sich das Absenken des Gangs an, als würde man auf das Bremspedal treten, was (einer der Gründe) ist, warum Sie im Notfall den Gang nicht absenken, bis Sie das Feld gemacht haben.
Nur eine Spitzfindigkeit, aber die vorgeschriebene Geschwindigkeitsbegrenzung (in den USA) in dieser Höhe beträgt 250 Knoten. Das entspricht etwa 490 km/h TAS. Ich bin mir nicht einmal sicher, ob eine 747 genug Schub hat, um 800 km / h TAS auf 1.000 m zu erreichen ... Die Annäherungsgeschwindigkeiten für eine 747 liegen bei etwa 265 km / h CAS.
Interessante Frage, aber diese Frage ist möglicherweise etwas zu weit gefasst, da sie weitgehend von bestimmten Flugzeugzellen abhängt.
@CarloFelicione Ich habe ein konkretes Beispiel gegeben: eine 747 auf 1000 m über MSL bei 800 km/h --- korrigiert auf 400 km/h.
Aber auch dies ist subjektiv und diese Zahlen variieren von Flugzeugzelle zu Flugzeugzelle.
Es ist genug Luftwiderstand, dass wir beim Fliegen eines 747-100-Getriebes die 600 Seemeilen von der Yokota Air Force Base in der Nähe von Tokio zur Osan Air Force Base etwas südlich von Seoul hinunter mehr als das Doppelte des prognostizierten Treibstoffverbrauchs verbraucht haben. Hätten wir nicht Kraftstoff getankt, um das Nachtanken in Osan zu vermeiden, hätten wir dies nicht tun können, wenn wir die Ausrüstung nicht hochgefahren hätten. Es war alles, was wir anfangs tun konnten, um bis FL190 zu taumeln, und wir kamen nie höher als FL220.
@ymb1 Kein Problem, gerne behilflich.

Antworten (2)

Da der Widerstand im Horizontalflug dem Schub entspricht, können wir eine Annäherung für jedes Flugzeug ausarbeiten, das ein Gegenstück in MS Flight Simulator oder einer ähnlichen Software hat.

Bevor Sie wegfliegen, müssten Sie für reale Werte eine CFD- /Windkanalanlage mieten oder auf die Flugtestdaten der 747 zugreifen.

Um den Luftwiderstand vorher und nachher zu vergleichen, fliegen Sie mit der erforderlichen Höhe/Geschwindigkeit und achten Sie auf den Kraftstofffluss mit und ohne ausgefahrenem Fahrwerk.

Notieren Sie sich beide Kraftstoffdurchflusswerte, schlagen Sie das Strahltriebwerksmodell auf jet-engine.net/civtfspec nach , notieren Sie die Anzahl der Triebwerke und verwenden Sie den SFC - Wert (lb/lbf h), um die Kraftdifferenz in lbf herauszufinden, und konvertieren Sie sie dann zu Newton.


Ich habe den Test in einem seriösen 737-800 Add-On durchgeführt, und mit den Werten für das CFM56-7B27 -Triebwerk (SFC 0,380) betrug der Unterschied 67 kN bei 250 Knoten IAS und 3000 Fuß MSL.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Quelle – CFD-Visualisierung der turbulenten Strukturen um ein Fahrwerk herum.

Die Kraftstoffflusszahlen (pro Motor) waren 1,1 und 2,4 (x 1000 kg/h), der Anstellwinkel blieb konstant.

Die Widerstandswerte (Schub) waren 57 kN und 124 kN. Das Fahrwerk hat den Luftwiderstand bei 250 Knoten (460 km/h) mehr als verdoppelt .

Mit anderen Worten verbrauchte allein das Fahrwerk unter diesen Bedingungen 2600 kg/h Treibstoff.

Das stimmt mit Terrys Erfahrung überein :

Es ist genug Luftwiderstand, dass wir beim Fliegen eines 747-100-Getriebes die 600 Seemeilen von der Yokota Air Force Base in der Nähe von Tokio zur Osan Air Force Base etwas südlich von Seoul hinunter mehr als das Doppelte des prognostizierten Treibstoffverbrauchs verbraucht haben. Hätten wir nicht Kraftstoff getankt, um das Nachtanken in Osan zu vermeiden, hätten wir dies nicht tun können, wenn wir die Ausrüstung nicht hochgefahren hätten. Es war alles, was wir anfangs tun konnten, um bis FL190 zu taumeln, und wir kamen nie höher als FL220.— Terry

Eine 747 hat zwei Drehgestelle mehr als eine 737, sie sind auch größer und geneigt, sodass die Luftwiderstandsstrafe für eine 747 wahrscheinlich dreimal so hoch ist wie die einer 737 oder sogar noch höher.

Bei Anfluggeschwindigkeiten sollte der Fahrwerkswiderstand viel, viel geringer sein.

[Der] Widerstand hängt linear von der Größe des Objekts ab, das sich durch die Luft bewegt.

[Der Widerstand variiert] mit dem Quadrat der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Objekt und der Luft.

Nasa

Äh, nachdem ich jahrelang mit FSX/P3D-Internals gearbeitet habe, habe ich sehr wenig Vertrauen in seine Berechnungen. Besonders solche komplexen mehrstufigen, und besonders wenn sie Motor beinhalten. Man kann bestimmte richtige Zahlen einmassieren, aber einige Abhängigkeiten sind einfach falsch und führen oft zu ungültigen Ergebnissen. Und nicht alles ist möglich, in einem Plug-in zu optimieren. Das heißt, das Modell kann durchaus brauchbar sein , aber nicht gut für die Validierung.
... Das heißt, eine Verdoppelung des Luftwiderstands ist nicht unvernünftig. Es wird normalerweise als "der schlimmste Fall" für ein typisches Flugzeug angesehen, aber bei der unangemessen hohen Geschwindigkeit, die das OP wünscht (wo der Anteil des induzierten Luftwiderstands gering ist), ist dies durchaus möglich.
That speed far exceeds the 747 gear and airplane limits.Okay, was ist die maximale Fluggeschwindigkeit für dieses Flugzeug in dieser Höhe mit ausgefahrenem Fahrwerk?
@Terry Ich habe einmal gelesen, dass das Einfahren des Fahrwerks in einer 747 während des Starts ohne Motor verzögert wurde, weil das Fahrwerk während des Transports mehr Luftwiderstand hatte als ausgefahren, richtig?
@ ymb1 In der Bodenschule für das Flugzeug wurde uns beigebracht, dass dies der Fall ist. Der Grund dafür ist, dass das erste, was beim Einfahren des Fahrwerks passiert, darin besteht, dass sich die Fahrwerkstüren öffnen, die Türen in den Windschatten bringen und die Hohlräume im öffnen Körper und Flügel, die die Ausrüstung enthalten. Die im Windschatten befindlichen Fahrwerksklappen sind auch für den Unterschied zwischen der maximalen Geschwindigkeit beim Ausfahren des Fahrwerks (320 Knoten) und der maximalen Geschwindigkeit beim Einfahren/Ausfahren (270 Knoten) verantwortlich. Sie wollen nicht, dass sie sich lösen. Übrigens, wenn das Fahrwerk eingefahren ist, schließen sich die Fahrwerksklappen, abgesehen natürlich von diesem relativ kleinen Teil für die Struktur.
"Eine 747 hat zwei Drehgestelle mehr als eine 737, sie sind auch größer und betitelt." Ich glaube, du meintest geneigt, nicht betitelt.
@ymb1 Okay, ich habe mein Beispiel stattdessen auf 400 km/h geändert.

Es gibt einen Datenpunkt aus dem wirklichen Leben: Ein Airbus A-310 , der von Chania (Kreta) nach Hannover fliegen sollte, eine Entfernung von 2197 Kilometern, konnte nach dem Start am 12. Juli 2000 die Ausrüstung nicht hochfahren entschied sich die Besatzung, langsamer zu fliegen, um Treibstoff zu sparen, und versuchte zunächst, nach Stuttgart auszuweichen. Als sie feststellten, dass der Treibstofffluss höher war als erwartet, reduzierten sie ihre Reiseplanung zunächst auf München und dann auf Wien. Beim Anflug, noch 12 sm vom Flugplatz entfernt, gingen die Triebwerke aus und das Flugzeug landete kurz vor der Landebahn, was zu Schäden führte, die nicht mehr wirtschaftlich zu reparieren waren. Bei der Landung wurde keiner der Insassen verletzt.

Die Entfernung von Chania nach Wien beträgt 1545 km, und das Flugzeug verbrauchte den gesamten Treibstoff an Bord, einschließlich der Reserven. Dadurch wird die geflogene Distanz etwa halb so groß wie mit aufgezogener Ausrüstung und erschöpfenden Reserven. Da der zusätzliche Widerstand des Fahrwerks die optimale Bereichsgeschwindigkeit auf einen niedrigeren Wert verschiebt, musste das Flugzeug nicht nur langsamer, sondern auch niedriger als normal fliegen, und ein direkter Vergleich des Widerstands mit und ohne ausgefahrenem Fahrwerk ist nicht möglich.