Schwimmfähigkeit von Flugzeugen

[Michael M]

Hallo zusammen,

 

nach der überaus erfolgreichen Notlandung des US Airways A320 auf dem Hudson River interessiert mich eine etwas ruhigerere Diskussion über die Schwimmfähigkeit von Flugzeugen. Es gab ja schon andere Beispiele, bei denen eine gewisse Schwimmfähigkeit von Flugzeugen sichtbar ist.Ich gehe der Einfachheit halber vom Optimalfall aus, dass das Flugzeug völlig intakt auf dem Wasser liegt. Sozusagen als werde es aus der Fabrikhalle mit einem Kran auf einen See gehievt.

Ich weiss nicht, ob und wie stark das Flugzeug in diesem Unfall von Schiffen über Wasser gehalten wurde. Daher stelle ich mal die Frage in den Raum, wie lange ein Flugzeug von selber über Wasser bleiben kann. Ich nehme an, wichtig für solche Überlegungen sind das Verhältnis von Flügelfläche zu Gewicht, aber vor allem die Frage, wieviel Kerosin sich in den Tanks befindet. Die Luft in den Tanks wirkt als Auftrieb, solange kein Leck vorhanden ist. Wenn nun ein Flugzeug nur zu einem Viertel vollgetankt ist, befindet sich viel Luft in den Tanks. Aber wie länge hält dieser Auftrieb das Flugzeug über Wasser? Oder anders gefragt, wie schnell sinkt es? Und wie voll müsste der Tank sein, dass kein genügender Auftrieb mehr vorhanden ist?

[Tis]

Eine Theorie, die ich auf CNN aufgeschnappt habe (beim Anschauen der Bilder zweifle ich jedoch an ihrer Richtigkeit), was auch noch geholfen haben könnte:

 

Da hiess es, dass nur die overwing exits geöffnet worden seien. Dadurch hätte sich im vorderen Flugzeugteil eine "Luftblase" bilden können, welche dem Flugzeug zusätzlichen Auftrieb verschafft habe, weshalb es nicht gesunken sei.

 

Inwiefern das der Wahrheit entspricht, überhaupt möglich ist, oder hier zur Anwendung kam, weiss ich natürlich nicht.

 

Grüsse,

 

Tis

 

[ironie an] Plastikflieger halt...

[Bruno Albrecht]

Hallo zusammen

 

Ein weiterer Punkt der beachtet werden muss ist die Menge an Treibstoff die noch in den Flügel vorhanden war. Da der Flug ja nur wenige Minuten dauerte, war doch noch einiges an Kerosin in den Tanks.

Kerosin (Fuel) hat eine Diche von ca. 0.82 kg/l. Also schwimmt Kerosin im Wasser.

 

--> Die beiden Flügel gefüllt mit Kerosin dienten wie zwei grosse "Schwimmflügel" :p

 

Gruss

Bruno

[CarstenB]

Kerosin (Fuel) hat eine Diche von ca. 0.82 kg/l. Also schwimmt Kerosin im Wasser.

 

--> Die beiden Flügel gefüllt mit Kerosin dienten wie zwei grosse "Schwimmflügel" :p

Wie groß ist die Dichte von Kerosin plus Metallflügel? Immer noch kleiner 1 kg/l? :009:

[citizen]

Hallo zusammen

 

Ein weiterer Punkt der beachtet werden muss ist die Menge an Treibstoff die noch in den Flügel vorhanden war. Da der Flug ja nur wenige Minuten dauerte, war doch noch einiges an Kerosin in den Tanks.

Kerosin (Fuel) hat eine Diche von ca. 0.82 kg/l. Also schwimmt Kerosin im Wasser.

 

--> Die beiden Flügel gefüllt mit Kerosin dienten wie zwei grosse "Schwimmflügel" :p

 

Gruss

Bruno

 

Das kann ich nicht nachvollziehen. Wenn der Treibstoff verbraucht worden wäre, die Flügeltanks also leer wären, dann wäre der Inhalt doch Luft? Und ein Flügel voll mit Luft hat gewiss größeren Auftrieb als ein Flügel voll mit Kerosin. So gesehen verringert sich der Auftrieb mit vollen Tanks.

[MarkusP210]

Das kann ich nicht nachvollziehen. Wenn der Treibstoff verbraucht worden wäre, die Flügeltanks also leer wären, dann wäre der Inhalt doch Luft? Und ein Flügel voll mit Luft hat gewiss größeren Auftrieb als ein Flügel voll mit Kerosin. So gesehen verringert sich der Auftrieb mit vollen Tanks

 

und

 

Wie groß ist die Dichte von Kerosin plus Metallflügel? Immer noch kleiner 1 kg/l?

 

Ihr geht von der falschen Voraussetzung aus: ein gefüllter Tank erzeugt wohl weniger Auftrieb als ein leerer, aber er erzeugt aufgrund der geringeren Dichte des Treibstoffs immer noch Auftrieb. (Ihr impliziert, dass ein voller Flächentank so schwer ist wie wenn er aus vollem Metall bestehen würde.)

 

Dichte Druckkabinen gelten im Übrigen als sehr gute Schwimmer.

 

Markus

[Roger Richard]

Da ich recht selten A320 fliege, würde mich noch interessieren wie lange eine C172 schwimmt. Ich schätze es geht rund 3 Minuten bis das Teil abgesoffen ist.

[citizen]

und

 

 

 

Ihr geht von der falschen Voraussetzung aus: ein gefüllter Tank erzeugt wohl weniger Auftrieb als ein leerer, aber er erzeugt aufgrund der geringeren Dichte des Treibstoffs immer noch Auftrieb. (Ihr impliziert, dass ein voller Flächentank so schwer ist wie wenn er aus vollem Metall bestehen würde.)

 

Dichte Druckkabinen gelten im Übrigen als sehr gute Schwimmer.

 

Markus

 

Ich gehe keineswegs von falschen Voraussetzungen aus und mir ist durchaus bewusst, dass auch ein mit Kerosin gefüllter Flügel Auftrieb bietet. Deshalb schrieb ich auch, dass ein mit Luft gefüllter Flügel MEHR Auftrieb liefert als einer der mit Kerosin gefüllt ist.

 

Ich wollte lediglich darauf hinweisen, falls jemand Brunos Posting falsch verstehen könnte, dass ein Flügel mit Luft besser wäre als ein Flügel mit Kerosin.

[MarkusP210]

wie lange eine C172 schwimmt

 

Gemäss verschiedenen Berichten (Homepages von Ferry-Piloten, Unfallberichten und Zeugen) sinkt ein Flugzeug ohne Druckkabine in maximal 30 Sekunden (also wie ein Stein). Das geht bei einer Cessna wie auch bei einer Beech offenbar genau gleich schnell.

 

Markus

[oldchris]

Ein Hochdecker (Cessna) hat kleine Chancen, dass es bei einer Wasserung nicht zum Ueberschlag kommt, Schwimmdauer deshalb vermutlich illusorisch.

Perrsönlich würde ich mit einem Hochdecker sogar eine Notlandung in einem Wald dem Wasser vorziehen. Relativ sanftes Abbremsen in den Baumwipfeln und dann hoffentlich nicht zu harter Aufprall....Natürlich alles Theorie.

[PC-pilot]

so weit ich weiß, wird der sprit immer als erstes aus den mittleren Tanks genommen d.h. dei Flügeltanks werden als letztes verbraucht..

 

 

daher bin ich der Meinung, dass von den Flügeltanks noch nichts verbraucht wurde.

[Michi Moos]

Kommt wohl darauf an, wie stark die Zelle bei der Landung beschädigt wurde. Wenn die Luft nicht entweicht, dann schwimmt das Ding sicher ziemlich gut, wie man jetzt auch gesehen hat.

 

Mit kleinen Fliegern wurde mir mal beigebracht, dass Wasser eine sehr schlechte Wahl ist. Das laut FI einzig noch schlechtere sind dicht bewohnte Gebiete oder Felsen.

Die Überlebenschance ist sicher noch von weiteren Faktoren wie Wassertemperatur und Flugzeugtyp (Hoch- Tiefdecker, Einziehfahrwerk) abhängig. Aber speziell bei einem Überschlag bin ich sehr pessimistisch was Überlebenschancen angeht.

 

@PC-Pilot: Spielt ja keine Rolle. Ob ein Flugzeug schwimmt, hängt lediglich vom Verhältnis der Schwimmfläche und des Gewichts ab. Also ist nur die gesamte Spritmenge massgebend - und natürlich ob Flügel o.ä. abgetrennt wurden...

[far_away]

Aber speziell bei einem Überschlag bin ich sehr pessimistisch was Überlebenschancen angeht.

Es gilt den Überschlag zu vermeiden. Gear drinnen lassen, eh klar. Wenn Fixed Gear würde ich eher versuchen hineinzustallen, je extremer der Anstellwinkel umso besser. Evtl. im Sackflug wenn der Flieger solche Eigenschaften hat.

 

Mit Katana würde ich kurz vor Wasserung die Haube öffnen. Die beste Wasserung nützt nichts, wenn du dann nicht raus kommst.

 

Hoffen wir das sowas nie notwendig sein wird!

[Gast blackholesun]

Hi

 

Also eine A320 hat einen Rumpfdurchmesser von knapp 4m bei 34m Länge

 

wenn der Rumpf ca. 25m als Zylinder betrachtet werden kann ergibt sich ein Volumen von: 300 Kubikmeter

 

DAs maximale Startgewicht beträgt 68 Tonnen, was einer Verdrängung von ca. 68 Tonnen Wasser entspricht, so gesehen ist so ein Flugzeug auch ein schönes Schiff ;)

 

Die Frage ist nur, wie lange es dauert, bis es Vollgelaufen ist.

 

Wenn man bedenkt, dass der Flugzeugkörper Luftdicht sein muss, ist er sicherlich auch Wasserdicht (bei geschlossenen Türen), ergo ein A320 schwimmt wunderbar.

 

Ob ein Flugzeug allgemein schwimmt oder nicht, ist also nur davon abhänig, ob ein Druckkörper orhanden ist, der gross genug ist, den Rest zu tragen (man Bedenke das die in Wasser getauchten Teile aus auch einen auftrieb erhalten, Alu wird 1/3 Leichter, Metall 1/8, Kohlefaser ca 50%, Kerosin 125%)

 

greez lukas

[FO_DAIHQ]

Es kommt hierbei auf verschiedene Faktoren an:

 

- Wie viel Wasser wird vom Flugzeug verdrängt?

-Wie viel wiegt das Luftfahrzeug?

-Ist das Flugzeug unbeschädigt, so dass kein Wasser eindringen kann?

 

Denn physikalisch gesehen hat ein Körper Auftrieb, wenn die Masse des Wassers, das vom Körper verdrängt wird, grösser (gleich) ist als die Masse des Körpers selber. Zumindest weiss ich das noch von der Tauchtheorie.

 

Ob also ein Airbus so viel Wasser verdrängen kann, wie er wiegt?

 

Ich denke, er wird auf jeden Fall sinken...Wann ist eine Frage der Zeit;)

 

Hoffe mal, dass ich das noch richtig im Kopf habe...

 

Ciao

[CarstenB]

Ihr impliziert, dass ein voller Flächentank so schwer ist wie wenn er aus vollem Metall bestehen würde.

Mal überlegen:

Kerosin hat eine Dichte von hier angenommenen 0,85 kg/dm³

Reines Aluminium hat eine Dichte von 2,7 kg/dm³

Luft bei 0 °C hat eine Dichte von 0,0013 kg/m³

Das Volumen beider Flügeltanks beträgt zusammen laut FAA-Zulassung 4.124 Gallonen, somit je Flügel 7805 dm³

 

Erzeugter "Wasser"-Auftrieb der Tankfüllung:

Voller Tank

7805 dm³ x (1-0,85) kg/dm³ = 1.171 kg

 

Leerer Tank:

7805 dm³x (1-0,0013) kg/dm³ = 7.794 kg

 

Gewicht eines CFM56-5B2: 2.374 kg

 

Um meine Frage zu präzisieren:

Welches Gesamtvolumen (also das Volumen des gesamten Flügelkörper und nicht nur des Hohlraumes innen) und welches Gewicht hat ein voll ausgerüsteter Flügel?

Oder kurz:

Erzeugt ein mit Kerosin gefüllter Flügel im Wasser wirklich positiven Auftrieb?

 

Da das vergleichweise große Rumpfvolumen zu Großteil mit Luft gefüllt ist und somit weniger als das verdrängte Wasser wiegt, schwimmt das Flugzeug.

 

Dichte Druckkabinen gelten im Übrigen als sehr gute Schwimmer.

Kunststück! Druckdicht heiß auch relativ Wasserdicht und Luft (daraus besteht der gesamte ins Wasser eintauchende Rumpfvolumen im Wesentlichen) ist fast 1.000x leichter als Wasser. Muss nicht sogar die Wasserlinie unterhalb der Türunterkante liegen?

 

Ob also ein Airbus so viel Wasser verdrängen kann, wie er wiegt?

Solange nur wenig Wasser eingedrungen ist, ja!

[Stefan Sonnenberg]

Muss nicht sogar die Wasserlinie unterhalb der Türunterkante liegen?

 

Bei den meisten (allen?) Flugzeugen in der Grössenklasse A32S ist es so, es gibt aber auch Ausnahmen wie die Fokker 50, Dash-8 etc, bei der die (theoretische) Wasserlinie im Idealfall unterhalb der Türunterkante liegt. Für diesen Fall gibt es dann so eine Art Schott, das quai in dern Türrahmen gesetzt werden kann um so ein Fluten zu verhindern.

 

Stefan

[Floeru]

Also der A320 ist ja gelandet und die Leute sind raus, aber er ist noch ziemlich abgesoffen, ich glaube er hat sogar ganz auf dem Grund gelegen, (aber bin mir nicht sicher) denn zeitweise, war wirklich nur noch der obere Teil des Seitenruders zu sehen...

 

Und als sie es raufgeholt haben, waren auch die vorderen Türen offen (man siehts ja auf den Bildern, wegen den Rutschen).

 

Das sich eine Luftblase gebidlet hatte, war schon möglich, aber sie war nicht gross genug um das cockpit vollständig über Wasser zu halten.

 

Mich würde interessieren wie sie den Flieger eigentlich rausgeholte haben, den "einfach rausfahren" war ja nich, denn die gears waren ja gar nicht draussen....

 

 

Eine eher "reibungslose" Wasserung ist auch vorwiegend dann möglich, wenn der Rumpf glatt ist und nicht zu viele Ecken aufweisst. Also ich würde bei einer C172 eine Wasserung auch ausschliesen, denn es hat ja auch noch seine gears drausen (gibt es auch einziehfahrwerke für die C172? ), welche auch schnell zu einem "vezetelln" führen.;)

[CarstenB]

Der Flieger ist halt nicht vollständig wasserdicht, so dass der Rumpf durch eindringens Wasser Auftrieb verloren hat.

 

Kräne sollen gemäß Presseberichten das FLugzeug heraus heben.

[airness80]

In den Airbus Modellen soll es einen Schalter haben, welcher bei Notwasserungen betätigt, alle Öffnungen im unteren Rumpfbereich automatisch schliesst. So steht dies jedenfalls bei Wikipedia. Kann das ein Pilot bestätigen?

 

Gemäss den verschiedenen Berichten, welche ich zum Thema Notwasserungen gelesen habe, wird der Schwimmfähigkeit von Jets mehr Bedeutung zugemessen, als allgemein angenommen.

[FO_DAIHQ]

In den Airbus Modellen soll es einen Schalter haben, welcher bei Notwasserungen betätigt, alle Öffnungen im unteren Rumpfbereich automatisch schliesst. So steht dies jedenfalls bei Wikipedia.

 

Das ist der "Ditching" Button...Verschliesst fast alle Öffnungen, wo Wasser reinlaufen könnte...Wird üblicherweise für Enteisung benutzt, allerdings auch zur Notwasserung gedacht, um länger schwimmen zu können. Der Knopf ist,glaube ich, links neben den manuellen Triebwerkstartknöpfen.

 

Carsten, deine Rechnung hat mich überzeugt ;)

 

Ciao

[Gast blackholesun]

Kerosin hat eine Dichte von hier angenommenen 0,85 kg/dm³

Reines Aluminium hat eine Dichte von 2,7 kg/dm³

Luft bei 0 °C hat eine Dichte von 0,0013 kg/m³

Das Volumen beider Flügeltanks beträgt zusammen laut FAA-Zulassung 4.124 Gallonen, somit je Flügel 7805 dm³

 

Erzeugter "Wasser"-Auftrieb der Tankfüllung:

Voller Tank

7805 dm³ x (1-0,85) kg/dm³ = 1.171 kg

 

Leerer Tank:

7805 dm³x (1-0,0013) kg/dm³ = 7.794 kg

 

Gewicht eines CFM56-5B2: 2.374

 

So erweitern wir dir Rechnung noch, um den Faktor, dass Aluminium auch Auftrib erzeugt.

Bei einem Bau aus reinem Aluminium, würde man ein volumen von ca. 2374kg/3kg/m^3 haben, also 0.79 m^3 die erzeugen einen Auftrieb von 790dm^3*(1-3)kg/dm^3 = -1580kg, diese Flugzeug wiegt unterwasser also anstatt knapp 2400kg nur nor 1600kg, bei 1200kg auftrieb der tanks, braucht es also nur 400 liter luft. (entsrpicht einem Tankfüllungsgrad von knap 95%, wenn also 10% der tanks leer sind, könenn 4 personen trockenen fusses, auf dem höchsten punkt des flugzeugs stehen, wenn das wasser ruhig ist)

 

greez lukas

[CarstenB]

Bei einem Bau aus reinem Aluminium, würde man ein volumen von ca. 2374kg/3kg/m^3 haben,

Bitte gib doch mal an, was die einzelnen Zahlen bedeuten. Insbesondere die 2.374 erschließt sich mir nicht. Wiegt ein Flügel zufällig gleich viel wie ein Triebwerk? :confused:

[Gast blackholesun]

Bitte gib doch mal an, was die einzelnen Zahlen bedeuten. Insbesondere die 2.374 erschließt sich mir nicht. Wiegt ein Flügel zufällig gleich viel wie ein Triebwerk? :confused:

 

ups, XD, da hab ich wohl was falsch verstanden XD, nei natürlich nicht....

hab was falsch verstanden.

 

 

Eiegntlich ist das mit der Schwimmfähigkeit ganz einfach:

 

1.) Ist ein Druckkörper vorhanden? wenn ja=> hat er ein grössere Volumen in Kubikmeter als das Flugzeug an Masse in Tonnen hat?=> wenn ja es schwimmt solange der Druckkörper geschlossen ist (in de Druckkörper kann absolut kein Wasser eindringen, weil er Luftdicht sein muss, also auch Wasserdicht ist, wie eine Pet-Getränkeflasche)

 

Wenn nein=> wie gross ist der Tank, und wie voll ist er.

Der tank muss mindestens das 1 bis 7-fachen Volumen in Kubikmeter haben, wie das Flugzeug masse in Tonnen hat, ist das erfüllt schwimmt das Flgzeug garantiert. Dabei kommt der Faktor sieben, vom geringen Auftrieb von Kerosin 0.15Tonnen/kubikmeter im Gegensatz zu Luft mi 1Tonne/kubikmeter (berechung des benötigten Tankvolumen: 1/(%/100* Kerosin * 0.15 + %/100 Luft), wird diese Bedingung erfüllt schwimmt das Flugzeug garantiert.

 

2.) Werden die obigen Bedingungen nicht erfüllt=> aus welchem Material besteht das Flugzeug?, je nach Material ergibt sich so ein Auftireb, diesen kann man vom Ursprünglichen Gewicht abziehen.

Dazu muss man nur wissen welches Volumen das Material einnimmt, eine wage zeigt ein 8 tonnen stahlflugezug, unter wasser mit nur 7 tonnen an,

(Rechnung Masse/Dichte (stahl 8, Alulegierung 3, Faserverbund ca 2) * 1tonne/kubikmeter.)

wird nun die Masse klein genug für die obigen Bedingungen so schwimmt das FLugueg.

 

3.) Ein Flugzeug hat weder einen Druckkörper, noch hat es einen ausreichend grossen Tank, noch besteht es aus leichten Materialien, die noch einen Zusatzauftrieb geben. Dann säuft es ab

 

Beim Airbus ist die frage relativ einfach, der Druckkörper hat etwa das Fünfache Volumen in Kubikmeter wie er an Tonnen Masse hat => er schwimmt fabelhaft (solange alles dicht ist)

 

greez Lukas

[CarstenB]

Beim Airbus ist die frage relativ einfach,

Viel zu kompliziert! Hier lautet die Frage: Erzeugt eine mit Kerosin gefüllte Tragfläche positiven Auftrieb?