Schubumkehr oder Radbremsen

[martinp]

Hallo in die Runde,

 

vermutlich war meine letzte Anfrage in selber Sache zu unklar, deshalb hier nochmals genauer nachgefragt.

 

Im Sinne einer technisch schonenenden Art des Abbremsen nach der Landung, würde mich interessieren, welche Art des Abbremsen sinnvoller ist, der alleinige Einsatz von radbremsen oder der Schubumkehr.

 

Angenommen hier, eine ausreichende Bahnlänge, entsprechende Wetterbedin-

gungen, kein Druck vom Lotsen die Bahn freizumachen etc., aber z.B. dem Wunsch, einen vielleicht längeren Taxiweg zu vermeiden.

 

Vielleicht ist die Frage aus Laiensicht ja auch eher falsch gestellt ?. Ich denke mal, dass die jeweilige Art des Abbremsens doch einen gewissen Verschleiß bedingt, sodass es vielleicht je nach Companie sogar Vorgaben gibt.

 

In diesem Sinne, merci vorab, Martin

[Quax37]

Hallo Martin,

 

ich hab' zwar keine Zahlen zur Hand, bin mir jedoch sicher, daß das Schonen der teuren Radbremsen den größeren Kostenvorteil bringt.

 

Manche Firmen schreiben die Art und Weise, wie zu bremsen ist, tatsächlich vor (z.B. Minimum Autobrake 1 + Idle Reverse…). Dies muß aber nicht immer wirtschaftliche Gründe haben.

 

.

[OS55]

das führt sogar soweit, dass es Kollegen gibt die dir genau ausrechnen wie viele Euro du jedes Mal mehr verschwendest wenn du bei der Landung kein Autobreak verwendest sondern manuell bremst ;-)

 

Lg

Stefan

[mike_AY]

das führt sogar soweit, dass es Kollegen gibt die dir genau ausrechnen wie viele Euro du jedes Mal mehr verschwendest wenn du bei der Landung kein Autobreak verwendest sondern manuell bremst ;-)

 

Lg

Stefan

 

Die billigste Methode bei der A320-Familie: Reverse Thrust und unter 80 kts manuell bremsen.

 

Gruss, Mike

[Owndy]

sinds bei (manchen) Boeings nicht sogar 60kt ab denen erst mit den Radbremsen gebremst werden darf..?

[Markus Burkhard]

sinds bei (manchen) Boeings nicht sogar 60kt ab denen erst mit den Radbremsen gebremst werden darf..?

Zwischen dürfen und können gibt es Unterschiede. Dürfen tut man gemäss den Vorgaben und Procedures der Airline und des Herstellers. Bremsen können tut man natürlich auch bei höheren Speeds. Zu beachten gilt, dass in der Regel kurzes und starkes Bremsen das Material weniger erhitzt als langes und leichteres Bremsen. Will heissen mit genug Übung kann man auch mal maximale Bremskraft verwenden um den gewünschten Taxiway eben noch zu erwischen ohne die Bremsen zu überhitzen.

Aber, je nach Setting und Flugzeugtyp kann es sein, dass Autobrake bereits bei Main Gear Touchdown mit dem Bremsen beginnt.

 

Gruess

Markus

[N5528P]

Zu beachten gilt, dass in der Regel kurzes und starkes Bremsen das Material weniger erhitzt als langes und leichteres Bremsen.

 

Vorsicht, bei Carbonbremsen ist der Bremsdruck kaum relevant, hier sind primär die Anzahl der Lastwechsel relevant.

 

Bernhard

[Valkyrier]

[offtopic]

Zu beachten gilt, dass in der Regel kurzes und starkes Bremsen das Material weniger erhitzt als langes und leichteres Bremsen.

 

Hehe, danke! Du bestätigst meinen Autofahrstil :009: :p

 

[and now: back to topic...]

 

Grüessli Chregu

[Walter Fischer]

Somit ist auch meine vor langer Zeit unbeantwortet gebliebene Frage beantwortet. Man kann also offenbar im Notfall die Reverser bis zum Stillstand (oder zum Zurückstossen aus dem Maisfeld:D ) einsetzen.

 

 

Gruss Walti

[OS55]

Ist bei meinem Arbeitsgerät nichts Außergewöhnliches. Du kannst die Reverser auf idle wirklich bis zum Stillstand einsetzten. Schaut recht lustig aus wenn du mit offenen Reverser den Taxiway entlang rollst und dich einige Leute entsetzt anschauen.

[Webwings]

Hallo Martin,

 

falls das Wetter bei Dir gleich schlecht ist wie bei uns und Du einen ganzen Nachmittag Zeit für Theorien hast, bitte sehr :)

 

Du hast bei modernen Jets normalerweise drei Bremssysteme, und alle haben ihre Limitationen.

 

1) Ground Spoilers, Lift Dumpers oder wie sie auch sonst noch - je nach Flugzeugtyp - heissen mögen. Die werden sowieso immer benützt. Sie unterliegen fast keinen Limitationen ausser dass sie im Falle eines Touch and Go's natürlich drin bleiben, z.B: beim Landetraining, oder im Falle von Hydraulikproblemem teilweise nicht zur Verfügung stehen.

 

2) Reverser. Sie wirken nach dem Motto "je höher die Geschwindigkeit, umso effektiver". Darum werden sie meist so schnell wie möglich nach dem Hauptfahrwerk-Touchdown aktiviert, und so lange wie nötig genutzt.

 

Limitationen:

• gesetzlicher Natur: beispielsweise verlangen einige Flughäfen wie Zürich, dass man zu bestimmten Tageszeiten nur noch maximal "idle Reverse" verwendet, d.h. Schubumkehrtore zwar offen, aber nur der Leerlauf-Abgasstrahl wird zum Bremsen verwendet. Dies ist nicht so laut wie "full reverse", wo nochmals ziemlich kräftig Schub gegeben wird, und somit die Bremswirkung ein vielfaches effektiver ist)
  
• betrieblicher Natur: Je nach Bauart und Position am Flugzeug sind Reverser Limitationen unterworfen. Viele Reverser wirbeln mit der abgelenkten Luft am Boden Staub, Steine und andere "FOD" auf, die dann bei geringen Geschwindigkeiten wieder vom Triebwerk angesaugt werden und zu massiven Schäden führen können. Ebenfalls ungesund ist das Ansaugen der eigenen heissen Luft, was zu Triebwerkstalls führen kann. Daher ist bei den meisten Flugzeugen unter 70kt kein Full Reverse mehr erlaubt, Idle Reverse darf man jedoch normalerweise bis zur Taxi Speed brauchen.
  
• konstruktiver Natur: Es gibt Schubumkehrsysteme mit "Bechern", die den gesamten Abgasstrahl umleiten (beispielsweise die alten Triebwerke auf DC-9 und 737-200). Mit diesen Triebwerken ist es technisch möglich, sogar "powerback" zu machen, also mit einem Flugzeug rückwärts zu rollen. Ein schönes Beispiel: Die DC-9 Powerbacks bei Northwest (Bild hier). Aber wehe, wenn man selbst aufgewirbeltes Eis oder Steine ansaugt... hier (Bild) so eine grobe Idee, wie das zur Sache gehen kann. Bei vielen modernen Fantriebwerken wird nur noch ein Teil des gesamten Luftdurchsatzes abgelenkt. Ein Teil der Luft geht hier ganz normal "hinten raus", und stösst das Flugzeug also wieder nach vorn, weshalb Powerbacks hier meist nicht funktionieren.
  

 

3) Radbremsen: Sie wandeln Bewegungsenergie (kinetisch) in Reibungswärme um. Fahr mal mit der flachen Hand über einen Tisch - autsch, heiss. Das war ca. ein Kilogramm Masse, das von 0.5 Knoten auf Null gebremst wurde. Werden nun 65 Tonnen A320 mit vier Radbremsen von 140kt auf Null gebremst, kann man sich vorstellen, wieviel Wärme da produziert wird. Sie werden daher mit Vorteil erst dann eingesetzt, wenn die Ground Spoiler und die Reverser nicht mehr viel nützen, sprich unter 80-100kt. Bei modernen Carbonbremsen sind (in aufsteigender Reihenfolge) die schonendsten Bremsmöglichkeiten: Autobrake wenig – Autobrake mittel –Autobrake stark – Max Manual Braking – Autobrake RTO/MAX.

 

Limitationen:

• technischer Natur: Werden Bremsen zu heiss, können sie keine Energie mehr aufnehmen. Sie bremsen nicht mehr, und beginnen im schlimmsten Fall zu brennen. Irgendwann werden die Bremsen derart heiss, dass ihre Hitze über die Achse an die Felgen weitergeht, und sich diese ebenfalls derart erhitzen, dass die Sicherheitsventile schmelzen (das sieht so aus). Selbst wenn man unter der kritischen Temperatur bleibt, müssen die Bremsen bei hohen Temepraturen mit sogenannten Brake Fans (Lüfter auf den Achsen) gekühlt werden. Dass das Metall der Achse dies ungemein liebt, innert Sekunden auf 400 Grad geheizt zu werden, um nachher gleich wieder die nur wenige Grad kalte Flughafenluft um die Ohren geblasen zu kriegen, kann man sich vorstellen. Also auch unvernünftig, wenn man sie ständig braucht.
  
• operationeller Natur: Ein Start ist nicht erlaubt, wenn die Bremsen heisser als ein bestimmter Wert sind. Sie könnten dann nicht mehr die Energie eine Startabbruchs bei voller Fahrt aufnehmen, sondern würden vorher nicht mehr bremsen oder gar brennen. Dies bedeutet auf Flugzeugen ohne Brake Fan (z.B. B737), dass man warten muss, bis die Bremsen wieder genügend abgekühlt sind bevor man startet. Wenn Du nun bei einem Low Cost Operator arbeitest, der in 20 Minuten sein Flugzeug "umdrehen" will, ist dies ein echtes Problem (siehe Beispiel unten).
  

 

Mit all diesen Fakten und Fragen schlägt man sich als Pilot vor dem Approach Briefing herum.

 

• wie lange ist die Bahn?
  
• ist sie trocken, nass, verschneit vereist, rutschig? Wie gut „hält“ sie? (Münchens Bahnen sind beispielsweise sehr rutschig, wenn die Bahn nass ist. Andere Flughäfen putzen den Gummiabrieb in den Touchdownzonen nie weg, weshalb es da vielfach sehr rutschig ist)
  
• wo würde ich am liebsten abrollen? (wo steht das Terminal? Ist es ganz am Ende der Bahn, bremse ich nicht wie ein Stier.)
  
• was geht an meinem Flugzeug nicht (kann ja sein, dass ein Reverser heute von der Maintenance als INOP gezeichnet wurde, oder wegen Hydraulikproblemen Autobrake nicht funktioniert)
  
• wie schnell geht der Flieger wieder raus? Steht er über Nacht, kann man die Bremsen ruhig etwas heisser machen, die kühlen dann wieder ab. Aber will in 20 Minuten die nächste Crew mit dem Flieger starten, bist Du auf deren Blacklist, wenn Du ihnen den Flieger mit über 300 Grad heissen Bremsen hinstellst.
  

 

Und nun zur Antwort auf Deine Frage, mit einem Beispiel:

 

Wir lassen eine volle B737-800 (ca. 66t) im Sommer bei 25°C auf der Piste 28 in Zürich landen und bremsen beherzt (man will ja in der Mitte der Runway abrollen und schnell zum Terminal). Sie schwebt mit ca. 140kt rein.

1. Verwendet man nur Autobrake 3, lädt man rund 32 Millionen Footpound Bremsenergie auf. Wir müssen nach der Landung die Bremsen etwa 60 Minuten abkühlen lassen, bevor wir wieder starten dürfen. Schade für den Low Cost Operator, der in 20 Minuten wieder in der Luft sein wollte.
   
2. Wir verwenden Autobrake 3 und vollen Reverse Thrust (die Anwohner werden’s danken), dann laden wir noch immer rund 21 Millionen FP auf. Dies ergibt immerhin noch 28 Minuten Abkühlzeit. Du siehst das Problem :)
   
3. Was wäre denn nun die optimale Bremskombination? Man zieht die Reverser beim Touchdown auf, lässt die Autobrake OFF, und bremst erst bei 100 Knoten manuell (dann wenn die Reverser nicht mehr so effektiv sind), dann beträgt die Bremskühlzeit weniger als 10 Minuten! Etwa dasselbe ist der Fall, wenn man - statt manuell zu bremsen – die Autobrake auf LOW oder 1 einstellt. Diese ist so verzögert, dass sie erst einige Sekunden nach dem Touchdown zubeisst, wenn die Speed im Normalfall in der Region von 100kt ist. Auch hier: Bremskühlzeit weniger als zehn Minuten.
   

Wenn man sauber in den ersten 300 Metern der Piste landet, steht man bei trockener Bahn mit dieser optimalen Kombination bei den meisten Flugzeugtypen nach rund 1400-1800 Metern. Grund für diese Kombination: Man lässt die einzelnen Bremstypen dort arbeiten, wo sie am effektivsten sind. Reverser im hohen Geschwindigkeitsbereich bis ca. 70 Knoten, die Radbremsen ab ca. 100 Knoten bis zur Taxispeed.

 

Eine potentiell gefährliche Unsitte: Oft wird auf langen Bahnen die Autobrake ausgelassen. Bei ca. 100kt bremst man mal kurz mit den Fussbremsen, um zu schauen, wie "griffig" die Bahn ist. Und dann lässt man das Flugzeug - voller Vertrauen in die eigene "Bremsmessung" von vorher - mit hoher Geschwingidkeit ans Bahnende schiessen, um dann sportlich zu bremsen und von der Bahn abzurollen. NUR: Genau da, am Bahnende befindet sich der ganze Gummiabrieb der Touchdownzone der Gegenrichtung. Und die ist manchmal so rutschig, dass es fast Glatteis nahe kommt. Schon manch einer ist hinten über die Schwelle geflogen, weil er diesen Effekt nicht einkalkuliert hat. Big NO-NO.

 

Und noch eine goldene Regel: Egal was die Behörden und der Hersteller vorschreiben: Wenn’s nötig wird, hat der Captain die Autorität, alles zu unternehmen, was den Flug „rettet“. Also lieber Max Reverse und heisse Bremsen nachts um halb drei, als schön still hinten über die Bahn rauszusegeln. Nur – dann ist eh schon viel falsch gegangen...

 

Wieder einmal ein etwas längerer Exkurs, aber hoffentlich nicht langweilig (sonst: PM mit roter Karte an mich :007: ).

 

Liebe Grüsse,

Markus

[Philip]

Vielen Dank für die interessanten Ausführungen, Markus. Wer hätte gedacht, dass bremsen so spannend sein kann. :)

 

Gruss

Philip

[Walter Fischer]

Genau! Sehr spannend und fast schon PG- mässig fatalhumoresk getextet:cool:

 

Vielen Dank und weiter Geschichten in der Art bei Gelegenheit bitte:008:

 

Gruss Walti

[Ueli Zwingli]

Es ist super toll, dass sich Profis so viel Mühe geben, uns Laien so interessant und genau zu informieren. Vielen Dank Markus! :008: :008: :008:

[Peter Guth]

hallo Kollegen,

 

nach dieser exzellenten und - in meinem Sinn - sehr verständlicher Erläuterung möchte ich etwas anmerken:

 

Es könnte, so oder so, der Eindruck entstehen, die Flightcrew wird die Landung irgendwie "hinpfriemeln", nach dem Motto: mal schauen, was so geht.

 

Dem ist selbstverständlich nicht so.

 

Bereits bei der Flugvorbereitung -im Crewraum- sind den Jungs die Fakten für das Destination (und Alternate) bekannt. Somit auch die regulären Landebedingungen unter dem Aspekt der bereits bekannten Performance. Dazu gehören Limitations, Noise Abbatements (Reversebeschränkungen) usw. All diese Bedingungen bzw. "Erschwernisse" werden sehrwohl im Vorfeld ausreichend besprochen. Hinzu kommt, dass zumindest der PIC durchweg das „Ziel“ kennt, denn im normalen Airlinebetrieb sind „Erstflüge“ recht selten.

 

Basic: mit minimalst möglichem Verschleiß innerhalb der Standardwerte wirtschaftlich und sicher landen. Darauf stellt man sich ein, besprach bereits dann evtl. Erschwernisse mit dem Kollegen.

 

Worüber wir hier plaudern, sind dann nachträglich notwendige Änderungen auf Grund später gemeldeter Abweichungen: Wind, differentes Braking-Action durch anderes Friction, Kontaminierungen.

 

"Nur" auf diese Differenzen muß man sich zusätzlich einstellen, heißt, darauf vorbereitet sein. Und damit beginnt das Gewusel. Das reale Problem war (ist es noch), dass die Horde der Wetterfrösche und dazugehörende Stellen nicht immer das ankündigten, was Einen erwartet. Das Friction-Testcar fährt raus, die ggf. geänderten Werte werden aber –infolge üblichem Kompetenzgeragel (gegenzeichnen) erst mit unnötiger Verspätung weitergemeldet.

 

Bei beschissenem Wetter in dieser Jahreszeit stimmen oft gemeldete Kontanimierungen nicht mit der tatsächlichen überein. 5mm „Belag“ werden gemeldet, 12 oder 15 sind es tatsächlich. Plötzlicher drehender Wind erfordert fliegerische Gegenmaßnahmen, und schwupps, setzt man erst stramme 150m –oder mehr- hinter der TDZ auf.

 

Das Schlimme an der ganze späteren Analye besteht darin, dass Bettnässer und Sesselfurzer im warmen Büro hocken, ihren großen Auftritt als Theoretiker haben und nach monaten gemütlicher Analsye zur amtlichen Erkenntnis kommen, dass, hätte der Pilot bei -1,78min vor Impact das Seitenruder 1,7mm am Pedal mehr betätigt oder den Schalter – ja, genau den- 2,31 Sekunden früher geswitscht, dann wäre es nicht zum Unfall gekommen.

 

Winzige Unstimmigkeit dabei: fährst Du mit diesen Assen in Nadelstreifen im Crewbus raus auf die Ramp, dann können diese Experten auf Kommando nicht zwischen einer 767-200 oder einer -300 per Fingerzeig unterscheiden.

 

Gruß Peter

[dani2]

Hallo Peter

 

Bissig aber leider allzu wahr!!

 

Happy Landings

 

Dani

 

(Mach mich jetzt auf ins verschneite Istanbul)

[Hans Tobolla]

Hallo miteinander,

 

für diesen gut gegliederten und verständlichen Text über das Bremsen hat der Markus sicher einiges an Zeit investiert.

 

Bisher habe ich mich mit der PMDG 737-800 um die Bremserei eigentlich kaum gekümmert. Autobrake 2 und bei sehr kurzen Bahnen wie z. B. Bern zusätzlich Umkehrschub, das wars. In Zukunft mache ich es besser.

 

Rein theoretisch hilft nach dem Aufsetzen auch der Luftwiderstand beim Verzögern. Leider läßt dessen Wirkung mit abnehmender Geschwindigkeit sehr schnell nach.

 

Zur Veranschaulichung der Wärmemengen beim Bremsen habe ich einmal nachgerechnet:

 

Wenn ein Flugzeug mit einer Masse von 66 000 kg allein mit den Radbremsen von 100 Kts auf Null zügig abgebremst wird, müssen die Bremsen 24 kWh an Wärmenergie aufnehmen.

 

Die gleiche Wärmeenergie entsteht, wenn man einen im Haushalt üblichen Heizlüfter (Leistung 2 kW) 12 Stunden einschaltet.

 

Gruß!

 

Hans

[CarstenB]

Hallo Markus und Peter!

 

Schön, dass Ihr mich wieder daran erinenrt habt, warum in in diesem Forum gelandet bin: Hochinformative Beiträge!

 

Eine ergänzende Frage habe ich auch aus aktuellen Anlässen (Plural!) jedoch:

Das Friction-Testcar fährt raus,

Wie oft werden typischerwese die Reibwerte bei Schneefall oder Frost gemessen?

[Peter Guth]

hallo Carsten,

 

also ich weiß noch, dass die Friction Cars in Abhängigkeit der Flugbewegungen raus fahren. Zum Check, ob nicht "ein Bus" wieder irgendwelche Teile verloren hat :008: und, um per "5. Rad" am Fahrzeugheck die "Reibungswerte" zu messen. Das kann alle 30 Minuten -oder so- der Fall sein.

 

:rolleyes: Warum gibt es so viele Volvos, umgebaut zum "Check-Car"?

 

Desweiteren bestehen Listen, die eine Herabsetzung der Rauhigkeit auf Tabellen ablesbar machen: Grundwerte sind Bekannt -auch auf Grund der Herstellerwerte der kerosinfesten Beschichtung-. Wasser, Schneematsch und Gonokokken reduzieren diese Daten fast "schulbuchmäßig".

 

Pfützenbildung ist nur in Höhe einer regelmäßg gemessenen Verschleißgrenze -(durch die Pistenunterhaltungsabtl.) relevant. Übersteigt der Verschlriß (im Volksmund "Spurrille") ein Limit von 10mm, muß der Belag saniert werden.

 

Wasserstärke im Millimeterbereich ergeht aus der hydraulischen Berechnung einer regulären Oberfläche, die auf Grund ausgebildeter Querneigung bestimmte Stärken je nach Niederschlag nicht überschreiten kann (Prinzip der Kommunizierenden Röhre). Schneereste werden geschätzt. Das basiert auf den Tabellen, die sich auf Grund der Schneeräumung ergeben. Entweder ist der Platz "geräumt oder nicht (geschlossen). Ist er geräumt, so können nur im Millimeterbereich Schneereste verbleiben, die vom Schneepflug (mit Hart-PVC oder Hartgummi-Unterlippe am Schieber) nicht entfernt werden können. Oder die verbleiben, bis Tausalz wirksam wird.

 

In dem Fall stellt die Wettermessung neuen (Schnee-Niederschlag) bis zur nächsten Messung fest und man addiert die Werte. Daher auch oft die "zeitraubenden" Chross-Checks vor Aufnahme und Weitergabe der Daten an den Traffic...

 

Daraus ergeben sich also visuelle Grund-Prüfungen der Kontrollmannschaft im "Volvo".

 

Desweiteren werden ebenfalls bekannte Kontanimierungen bzw. Verschlechterungen oder Verbesserungen aus Tabellen und Erfahrungswerten hinzugerechnet.

 

Einsetztender Regen + zuvor angesammelter Gummiabrieb = bestimmter Herabsetzungesfaktor...

 

Aber es werden auch positiv wirkende Fakten bestmöglich erfasst: dazu gehören auch ablaufende und sich verteilendende Deicing-Mittel, sich selber "sauberregnende" Bereiche bei Dauerregen = Erhöhungsfaktor...

 

Ich denke, auf Grund der Vielzahl von Faktoren wird deutlich, wieviel Ungenauigkeiten durch fortwährende Veränderungen bestehen, während eine Kiste im Final ist. Braking Action poor sollte dann freiwillig (instinktiv) von der Crew als Landebindung angesetzt werden, auch wenn von ATC/ATIS günstigere Bedingungen herausgibt bzw. vorgaukelt.

 

Gruß Peter

[mike_AY]

Eine ergänzende Frage habe ich auch aus aktuellen Anlässen (Plural!) jedoch:

Wie oft werden typischerwese die Reibwerte bei Schneefall oder Frost gemessen?

 

Bei uns in Finnland normalerweise jede 30 Minuten beim Schneefall oder je nach Bedarf bzw. wenn sich der Zustand der Start- und Landebahn geändert hat. Jeden Morgen wird daneben ein neues SNOWTAM (24 Stunden gültig) ausgegeben, das im Laufe des Tages allerdings ziemlich unzuverlässig werden kann.

 

Mit den Bremswerten sollte man übrigens nicht vergessen, dass sie nicht vergleichbar sind. Die Testmethoden und Friction-Tester sind sehr unterschiedlich sowie die Messwerte. Ausserdem ist die Korrelation zwischen den Werten und der realen Bremswirkung, die im Cockpit zu erfahren ist, nicht eindeutig. Die Kontaminationsart ist oft wichtiger als die Bremswert.

 

Gruss, Mike