Warum werden FLugzeuge in der Hitze schwerer?

[Steli]

Nabend zusammen,

 

Habe eine Frage...

Warum werden eigentlich Flugzeuge in der Hitze schwerer? Was macht das aus?

 

MfG

Stefan

[Siegfried]

Original geschrieben von Steli

Habe eine Frage...

Warum werden eigentlich Flugzeuge in der Hitze schwerer? Was macht das aus?

 

Heiße Luft ist weniger dicht - trägt weniger.

 

Aber hauptsächlich geht es um die Triebwerke. Wenn die Lufttemperatur zu hoch ist, muß der Startschub verringert werden. Sonst steigt die Temperatur in und nach der Brennkammer über die erlaubten Werte.

 

Und mit weniger Startschub erreicht man weniger Beschleunigung, man würde zum erreichen von V1 eine zu lange Strecke benötigen - für eine Startabbruch eben dann zu wenig Bremsweg haben.

 

Reduziert man jetzt V1 - so muß es sich aber trotzdem ausgehen, dass du bei Ausfall eines Triebwerkes nach V1 und dem reduzierten Startschub noch sicher abheben kannst .....

 

Ist die Piste zu kurz, der Flieger zu schwer und die Aussentemperatur zu hoch - ist das halt ziemlich "kontraproduktiv".

 

Heiße Luft ist ja "dünner" hat auch weniger Sauertstoff - auch schon von daher kann das Triebwerk nicht soviel leisten.

 

Ein voller A340 kann z.b. in Phönix/AZ bei den nicht ungewöhnlichen 50 Grad Aussentemperaturen nicht mehr starten.

[christianleduc]

Verstand brauchen: Wenn es heiss ist dann gehen alle in die Ferien. Desto mehr desto schwerer. Nicht?

 

Logisch!

 

 

Original geschrieben von Steli

Nabend zusammen,

 

Habe eine Frage...

Warum werden eigentlich Flugzeuge in der Hitze schwerer? Was macht das aus?

 

MfG

Stefan

[Steli]

Guten Morgen

 

@Sigfried

Danke für deine Schilderung, wusste ich nicht das die Triebwerke sonst "überhitzen" Wie macht denn das z.b eine EDW A330 in Male? Dort ist es doch sehr warm?

 

@Chrigi

Du meinst wie ich nächsten Dienstag ;) :p

 

MfG

Stefan

[Tomy]

Danke für deine Schilderung, wusste ich nicht das die Triebwerke sonst "überhitzen" Wie macht denn das z.b eine EDW A330 in Male? Dort ist es doch sehr warm?

 

Sorry Siegfried, dass ich eine an dich gerichtete Frage einfach so beantworte.... Die "Lösung" ist ganz einfach, es gibt Payload restriction. Das bedeutet, dass weniger Passagiere und/oder Fracht mitgenommen werden können. Diese Performance restrictions sind ein Problem für alle Airlines, welche sogenannte Hot and High Destinationen anfliegen (Mexiko, Phoenix, Johannesburg, Hongkong usw.).

[Steli]

Hallo Tomy,

 

Danke für deine Antwort :) So geht das also...es fiel mir neulich in ZRH auf als die SWISS A340 so spät abhob...:)

 

Vielen Dank auf jedenfall

 

MfG

Stefan

[Siegfried]

Original geschrieben von Steli

Danke für deine Schilderung, wusste ich nicht das die Triebwerke sonst "überhitzen" Wie macht denn das z.b eine EDW A330 in Male? Dort ist es doch sehr warm?

 

Hallo Stefan,

 

zur Ergänzung:

 

Wenn die Luft schon vorher heiß ist - wird sie im Treibwerk heißer....

 

Wegen "Langstreckenflieger" in MLE etc.

 

Die sind ja von der Triebwerksleistung schon mal ausgelegt um möglichst vollgeladen (Paxe+nötiger Sprit [...einen A330 kann man bei max. Pax-load ja nichtmal mehr volltanken, sonst kommt man über das Max.TOW habe ich mal gelesen - aber nicht überprüft ;) ] ) die "Hauptaufgabe zu erfüllen.

 

Bei "mini-Strecken" ist entsprechned wenig Treibstoff an Board - und von daher haben sie meist noch kein Problem.....

 

Extremfall - die meisten kennen ihn ja zur genüge:

 

B777-200IGW takeoff von CFU.

 

http://www.fysb.de/viewfile.main?Pax_ID=277db385875502f2c186310b5b31c5ce&image=90N2UwYmI5YWM2ZTU2MDhjMTIzMDhkM2.jpg

 

Schau dir mal die EGT an (Exhaust gas temp - Abgastemp).

 

Das ist das Maximum an Schub, dass bei den Bedingungen angewendet werden darf. (27Grad aussentemp).

 

In diesem Fall ging sich der Takeoff von der nur 2000m Piste noch relativ konfortabel aus. Eine Woche zuvor, erlaubte die Takeoffberechnung sogar noch, den Startschub zu reduzieren....

 

Man darf aber jetzt halt nicht vergessen: Es waren zwar alle 350 Paxe in typischem Urlauberscharterfrachtconfiguration an Board - aber im Tank waren nicht mal 16t Treibstoff.

130t herum könnte man reinfüllen ...... In CFU natürlich nicht - falls man vorhat dann noch abzufliegen ;)

 

Mit einem Wort: Ein Langstreckenflugzeug - mit fast keinem Sprit an Board ist total übermotorisiert.

Dazu kommt noch dass es Twin-Enginejets sind - die Treibwerke müssen ja auch um einiges stärker sein als die von denen mit 3 oder 4 Triebwerken - weil ja im Enginefail-fall das verbleibende einzize Treibwerk noch genügend Leistung erbringen können muß.

 

Auch von daher ist ein Twinjet wie A330, B777 schon im Normalfall eben um einiges "überpowert" als ein B747 oder A340 ....

[Oshkosh]

Original geschrieben von Siegfried

Heiße Luft ist ja "dünner" hat auch weniger Sauertstoff - auch schon von daher kann das Triebwerk nicht soviel leisten.

EINSPRUCH! Der Sauerstoffanteil ist immer gleich (21%)...

 

Gruss,

 

Markus

[andrew62]

Original geschrieben von Siegfried

zur Ergänzung:

 

Wenn die Luft schon vorher heiß ist - wird sie im Treibwerk heißer....

 

snip

 

[...einen A330 kann man bei max. Pax-load ja nichtmal mehr volltanken, sonst kommt man über das Max.TOW habe ich mal gelesen - aber nicht überprüft ;) ]

 

snip

 

Mit einem Wort: Ein Langstreckenflugzeug - mit fast keinem Sprit an Board ist total übermotorisiert.

 

 

Servus Sigfried,

bin zwar kein Performance Guru, aber ich denke die "Dichtehöhe" ist limitierender.

Aber dünne, heiße Luft kühlt auch schlechter (EGT)...

 

z.B.:

MLE 7ft ELEV 3200m RWL

A340 T/O bei 30 Grad mit MTOW (253,5t) möglich

 

JNB 5500ft ELEV 4400m RWL

A340 T/O bei 30 Grad nur noch mit 230,6t möglich

 

Du wirst lachen :D ; ein A340-300 "hängt" bei einem 11 Stunden Flug mit max. Payload am max. Landing Weight...

ebenso wie ein A330-200 bei einem 8 Stunden Leg.

 

Sieht man ja auch bei den F1 Rennern ;-) -> wenig Sprit=schneller

Aber Flieger wie 777, 747, 330, 340 sind halt für Langstrecken konzpiert....

[Steli]

Wow so viele Antworten :)

 

Ach so..ich dachte mir immer wie dieser Bus dort abheben kann, aber das mit CFU ist ja wahnsinn..eine 777:eek:

 

Auf jedenfall Vielen Dank und mein Wissen ist gestiegen :)

 

MfG

Stefan

[Siegfried]

Original geschrieben von Oshkosh

EINSPRUCH! Der Sauerstoffanteil ist immer gleich (21%)...

 

Hallo Markus,

 

....natürlich Menge in Masse/Volumseinheit und nicht Volumseinheit/Volumseinheit :)

 

Da hier ja sowieso die "gescheitere" Schnittmenge der User zu finden ist habe ich das vorausgesetzt ;)

[Siegfried]

Original geschrieben von andrew62

MLE 7ft ELEV 3200m RWL

A340 T/O bei 30 Grad mit MTOW (253,5t) möglich

 

JNB 5500ft ELEV 4400m RWL

A340 T/O bei 30 Grad nur noch mit 230,6t möglich

 

Sieht man ja auch bei den F1 Rennern ;-) -> wenig Sprit=schneller

Aber Flieger wie 777, 747, 330, 340 sind halt für Langstrecken konzpiert....

 

Hallo Andy,

 

....leider kenn ich ja keinen A330/A340 Piloten näher, der mir die TO/GO Calc machen könnte, für die B777 hab ich mir die Werte beorgt:

 

Beispiel MLE: man kann 289t rausbringen.

ergo 0-Problemo 350 Paxe "dahinzukarren" ;)

 

 

Bei JNB ist wirklich die Höhe zu merken: blos um die 240t herum ....

Sprich: eine vollbesetzte B777 kommt keinesfalls nach VIE ohne Zwischenlandung.

 

Da frag ich mich rein vom Gefühl her -wie geht sich Nonstop JNB-FRA mit dem A346 aus ?! - oder fliegen die alle von CPT weg .......

 

Naja und zu letzterem:

Beim Takeoff in VIE mit der leichten B777 ging der Takeoff innerhalb so kurzer Zeit, dass ich das rotate fast verschlafen habe.... normalerweise mit einer vollen B738 hat man ja doch 10sec mehr Zeit.

War jedenfalls ein Erlebnis ....dafür hab ich beim zurückfliegen extra aufgepasst - nur war die Piste holpriger, weshalb ich nur verwackelte Bilder davon habe.

 

@Stefan

>Auf jedenfall Vielen Dank und mein Wissen ist gestiegen

 

Es geht nichts über einen guten "Takeoff" ...ich durfte den Umagang mit der DF737 Zug um Zug mit den echten 1:1 Modellen "erlernen" - 8Std Refreshtraining inclusive ;-)

[andrew62]

Original geschrieben von Siegfried

Da frag ich mich rein vom Gefühl her -wie geht sich Nonstop JNB-FRA mit dem A346 aus ?! - oder fliegen die alle von CPT weg .......

 

Naja und zu letzterem:

Beim Takeoff in VIE mit der leichten B777 ging der Takeoff innerhalb so kurzer Zeit, dass ich das rotate fast verschlafen habe.... normalerweise mit einer vollen B738 hat man ja doch 10sec mehr Zeit.

 

Ser´s Sigi

 

mit der entsprechenden Payloadrestriction wird´s schon gehen und die 600er Performance kann ja auch etwas besser sein als die der -200 bzw. -300

Die JNB-Europa Flüge sind meist gegen Abend und da hat´s kaum noch 30 Grad...

JNB-VIE war im (Süd)Sommer trotzdem immer eine spannende Planung ;)

 

Bei MTOW liegt die VR bei A330 ca 12kt über V1, bei A340 ca 22kt.

Das ist dann schon eine ganz schöne Strecke die da vom 340er noch gerollt wird.

Ich nehm an daß bei einer leichten 777 die V1 von der VMCG limitiert ist, da wird die VR gleich danach kommen...

[Roberto]

Nach Euren hochwissenschaftlichen und ausführlich argumentierten interessanten Schilderungen schäme ich mich ja fast mich hier auch noch "reinzumengen".......

 

........aber meine 2Cents betreffs hoher Temperatur und der entsprechenden Luftdichte noch dazu...

 

.......bei 29 Grad Celsius und Windstille schafft mein Modellheli

(11ccm 1,80 Rotordurchmesser) auch nur noch 50, an einem guten Tag vielleicht 75cm Höhe beim hovern. Und das ist schon ein "butterweicher Eiertanz".

 

Eure Postings waren wirklich sehr interessant.

Interessante Aspekte um ein bischen im Flusi herumzuexperimentieren. :)

[Ralle]

Eigentlich ist alles doch so einfach, wenn man weiß, daß sich der

 

Schub = Massedurchsatz( kg/s) X (Ausströmgeschw.² - Fluggeschw.) / 2

zusammensetzt.

 

Das heist, Temperaturen sind insofern zu fernachlässigen, da die Dichte der Luft ein wichtiger Faktor ist. Eine erhöte Außentemperatur wird im Triebwerk (sofern man bei ca. +20°K über ICAO von erhöht sprechen kann) durch die Ramair ausgeglichen, da bei allen Triebwerken nicht bloß die Brennkammer / Turbineneintritt gekühlt wird sondern auch das Turbinecase.

Desweiteren ist bei einer niedrigen Luftdichte natürlich der Auftrieb auch herabgesetzt.

Da: Auftriebskraft=Auftriebsbeiwert X Dichte der Luft X Geschwindigkeit² X Auftriebsfläche / 2

 

Ralle

[Tomy]

da bei allen Triebwerken nicht bloß die Brennkammer / Turbineneintritt gekühlt wird sondern auch das Turbinecase

 

@Ralle

 

Das stimmt so nicht ganz. Das Turbinen case wird nicht nur gekühlt sonder auch gewärmt. Das hat damit zu tun, dass je nach Betrieb andere Blattspitzenspiele in der Turbine erwünscht sind. Beim CFM56 ist zum Beispiel im Takeoff das Spiel maximal (Case wird gewärmt), während es im Cruise minimal (Case wird gekühlt) ist.

 

Mit der "hot day" performance hat das aber sehr wenig zu tun. Es ist einfach so, dass wenn die Eintrittstemperatur der Luft hoch ist, weniger Energie in der Brennkammer zugeführt (sprich Fuel verbrannt) werden kann um die Turbinenschaufeln nicht zu verbrennen. Weniger Energiezufuhr ist gleichbedeutend mit niedrigeren Rotordrehzahlen was wiederum die Ausströmgeschhwindigkeit negativ beeinflusst und somit den Schub reduziert. Womit der Kreis zu deiner Gleichung wieder geschlossen ist.