Warum haben sie aufgehört, Motoren in das Heck des Flugzeugrumpfs einzubauen?

Warum haben sie aufgehört, Motoren in das Heck des Flugzeugrumpfs einzubauen?

13.09.2022 0 By admin

Moderne Passagierflugzeuge verwenden typischerweise ein Unterflügel-Triebwerkslayout, obwohl in der Vergangenheit oft eine völlig andere Anordnung verwendet wurde, bei der die Triebwerke im hinteren Rumpf angeordnet waren. Ein solches Schema ermöglichte es, den Flügel dünner und aerodynamisch perfekt zu machen. Warum also hat die Passagierluftfahrt diese Anordnungsmethode in Flugzeugen aufgegeben, und was sind die Nachteile einer solchen Anordnung? Wir werden heute versuchen, damit umzugehen. Also lasst uns anfangen.

Nachteile und Vorteile der Verwendung des Motorinstallationsschemas im Heckbereich

Es sollte sofort klargestellt werden, dass Turboprop-Triebwerke, wie die der Tu-114, niemals im Heckbereich des Flugzeugs eingebaut wurden. Normalerweise installierten sie Turbofan-Triebwerke (Düsentriebwerke), die im Alltag als «Turbine» bezeichnet wurden. Diese Anordnung von Motoren hatte sowohl Vor- als auch Nachteile. Darüber hinaus werden auch heute noch Turbofan-Triebwerke eingesetzt, da sie sich als zuverlässige und vor allem wirtschaftliche Anlagen erwiesen haben.

Wenn wir über die Vorteile sprechen, dann ist als erstes erwähnenswert, dass durch die höhere Position des Einbaus im Heckbereich weniger Schmutz in den Motor gesaugt wird. Daher sind die Anforderungen an die Start- und Landebahn nicht so streng. Zweitens ist der Geräuschpegel in der Kabine mit dieser Anordnung der Motoren viel niedriger, was für die Passagiere viel komfortabler ist. Drittens ist im Falle des Ausfalls eines der im Heck des Flugzeugs angeordneten Turbofan-Triebwerke das Drehmoment nicht so stark wie beim Ausfall eines Triebwerks, das sich direkt unter dem Flügel oder im Flügel des Flugzeugs befindet. In solchen Fällen fühlen sich die Piloten unwohl, weil das Flugzeug zu drehen beginnt. Wenn die Triebwerke jedoch im Heck des Flugzeugs platziert werden, spüren die Piloten dieses Unbehagen überhaupt nicht.

Wenn wir über die Mängel sprechen, dann gibt es in einer solchen Anordnung von Motoren viele davon. Erstens wird ein stärkerer Rumpf im Heckbereich benötigt, der einer schweren Installation standhält. Außerdem stellte sich während des Betriebs heraus, dass solche Flugzeuge ein Problem mit der Zentrierung haben, was ziemlich gefährlich ist. Deshalb gab es Fälle, in denen das Flugzeug mit dem Heck auf den Boden fiel. Um solche Fälle zu vermeiden, hatten einige Flugzeuge ein weiteres Fahrwerkbein im Heck. Diejenigen, die mit solchen Flugzeugen geflogen sind, erinnern sich, dass das Einsteigen von Passagieren immer nach strengen Regeln erfolgte – zuerst durften Passagiere eine Kabine füllen und erst dann konnten sie in eine andere wechseln.

Zusätzlich zu allem ist dieser Flugzeugtyp auch weniger stabil und schlecht steuerbar, wenn er von einem starken Aufwind oder Luftstoß getroffen wird. Diese Luftböen in der Höhe sind zwar recht selten, aber es gibt sie. Hinzuzufügen ist, dass bei Zündung eines der Triebwerke im Leitwerk die Wahrscheinlichkeit eines Brandes in der Flugzeugkabine deutlich höher ist, als wenn sich die Triebwerke direkt unter der Tragfläche befinden. Außerdem sind hoch montierte Motoren schwieriger zu warten. Erstens kostet es mehr Zeit, weil es schwieriger ist, an sie heranzukommen, und zweitens bezahlt die Fluggesellschaft die Arbeit eines Technikers in der Regel pünktlich, sodass der finanzielle Aufwand für eine solche Prozedur erheblicher ist als bei Flugzeugen mit untertriebenen Triebwerken der Flügel.

Der optimale Standort für den Standort der Motoren?

Während der gesamten Existenz der Zivilluftfahrt wurden viele verschiedene Variationen von Triebwerksanordnungen ausprobiert, und als Ergebnis einigten sie sich auf die Tatsache, dass die Triebwerke unter der Tragfläche des Flugzeugs angeordnet sein sollten. Es gab jedoch auch andere interessante Triebwerksanordnungen, zum Beispiel hatte die DC-10 drei Triebwerke, zwei unter der Tragfläche und eine achtern über dem Rumpf oder die Fokker 614 – wo beide Triebwerke auf Pylonen über der Tragfläche angeordnet waren.

Derzeit ist es vorzuziehen, Triebwerke an Pylonen unter der Tragfläche des Flugzeugs aufzuhängen, da sie eine Reihe erheblicher Vorteile haben.

  • Erstens vereinfacht diese Anordnung das Kraftstoffversorgungssystem zu den Triebwerken, da der Tank direkt innerhalb der Flügelebene angeordnet ist und lange Kraftstoffleitungen, die direkt zum Pumpen von Kraftstoff von den Flügeltanks zum Heck notwendig sind, nicht erforderlich sind;
  • Da sich zweitens die Masse der Triebwerke fast in der Mitte befindet, wird die Last während des Fluges gleichmäßig über die gesamte Fläche des Flugzeugs verteilt;
  • Drittens befinden sich die Triebwerke unter den Flügeln in der sogenannten «ungestörten Strömung», also außerhalb der Zone, in der sich normalerweise Luftturbulenzen bilden, und arbeiten daher effizienter;
  • Viertens befinden sich die Motoren genau dort, wo der Auftrieb erzeugt wird, sodass kein zusätzlicher Rumpf erforderlich ist, um sie zu tragen.
  • Fünftens sind Unterflügelmotoren viel einfacher zu warten.

Natürlich gibt es auch Nachteile, zum Beispiel durch die niedrige Platzierung der Motoren gibt es besondere Anforderungen an die Landebahn, da sie viel Schmutz ansaugen, es gibt auch einige Einschränkungen bei der Größe des Motors, da Unter der Tragfläche des Flugzeugs ist nicht genügend Platz. Außerdem verdirbt der Motor unter dem Flügel die Aerodynamik und macht Lärm auf Kabinenniveau. Aber in jedem Fall überwiegen die Vorteile dieses Schemas seine Nachteile.

Fazit

Es wird derzeit angenommen, dass die effizienteste Anordnung von Motoren unter dem Flügel ist. Es ist perfekter und sicherer und ermöglicht es, teuren Kraftstoff sowie Stundenlöhne für Ausrüstung und Material zu sparen, was wiederum die Transportkosten erheblich senkt. Die Anordnung der Triebwerke im Heck gilt als weniger sicher, da bei einem Brand in einem der Triebwerke die Wahrscheinlichkeit eines Kabinenbrandes größer ist. Außerdem sind solche Flugzeuge bei starkem Aufwind weniger stabil, was ebenfalls unsicher ist. Beim Einbau von Motoren muss der Rumpf verstärkt werden, wodurch das Heck schwerer wird und sich der Schwerpunkt verschiebt. Außerdem müssen Kraftstoffleitungen von den Tanks zu den Triebwerken am Heck des Flugzeugs verlegt werden. Und vergessen Sie nicht die Komplexität der Wartung, da es nicht so einfach ist, sich dem Motor zu nähern, der sich in der Höhe befindet. Vor diesem Hintergrund hat die Passagierluftfahrt das Schema mit dem Einbau von Triebwerken im Heckbereich praktisch nicht mehr verwendet. Jetzt kann man immer noch Passagierflugzeuge mit einer solchen Anordnung von Motoren sehen, aber das sind sehr alte Autos. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.