Boeing-Patent für Canard-737

[N251AY]

Nächster Gedanke: Wenn der Rumpf flacher wird, erhöht das den Auftrieb. Selbst eine perfekte Röhre produziert Auftrieb, je grosser die Fläche, desto höher der Auftrieb.

 

Das ist genau der Punkt, der mich schon lange stutzig macht. Kann das nicht ein Risenvorteil sein, wenn der Rumpf selber mehr Auftrieb produziert? Dass man dann anderenorts (Flügel, Flaps?) Gewicht sparen kann?

 

Ich bin übrigens mit zwei Aussagen von Ruedi nicht ganz einverstanden:

1. Die 777-200ER-Kunden sind definitiv nicht einfach zum A350 abgesprungen, sondern auch zur 787-9, zur 777-200LR und zum Teil sogar zur 777-300ER.

2. Nein, beim Dreamliner wurde definitiv nicht auf den Komfort verzichtet. Im Gegenteil. Vergleiche mal Kabinengrösse und Sitzplätze von 763 und 788.

[rolfuwe]

Neue Erfindungen u. Patente? 50...100 Jahre alt?

http://www.junkers.de/visionen/j1000/

http://www.junkers.de/visionen/jet_antrieb/

http://www.kheichhorn.de/html/body_junkers_ju_2871.html

http://de.wikipedia.org/wiki/Canard

http://www.whoswho.de/templ/te_bio.php?PID=2516&RID=1

[Volume]

Beim A320 ist die Mittelachse des Triebwerkes 40 cm mehr über dem Boden als bei der 737NG. Dies würde es erlauben Triebwerke zu montieren, die 80cm mehr Durchmesser haben. Das sollte reichen.

Das ist ein bischen zu kurz gesprungen. Es kommt ja auch auf die Beeinflussung des Flügels durch das Triebwerk an, nur weil unten mehr Platz zum Boden ist, kann man auch nach oben wachsen. Bei gleicher Flügeltiefe (und aus Effizienzgründen dürfte die Streckung eher noch zu- die Flügeltiefe also abnehmen) muß ein größeres Triebwerk auch weiter vom Flügel weg sitzen. Von daher dürfte es wichtig werden, den Flügel möglichst weit oben anzusetzen (also den Boden möglichst hoch im Rumpf zu haben, sprich einen eher großen Durchmesser), und trotzdem wird man eher mehr Platz fürs Fahrwerk brauchen.

 

Aber ich glaube nicht, dass ein ovaler Rumpfquerschnitt ineffizienter ist als ein kreisrunder. Ovale gibt es schon sehr sehr lange, meistens aber in der Höhe (Double Bubble): MD-80, Embraer 170, wahrscheinlich noch viel viel mehr.

Bei einem (stehenden) DoubleBouble Rumpf ist der Kabinenboden unter Zug, das kann er sehr gut tragen. Ein liegend ovaler Rumpf hätte einen Boden unter Druck, nicht gerade optimal für die schlanken Crossbeams, also müsste man tragende Bodenplatten benutzen (sind derzeit nichttragende "Verschleißteile"). Und den Zug in der Mitte der Kabinendecke müsste man auch irgendwie abfangen, ggfs. helfen hier die zentralen Bins mit ihrem Gewicht.

 

Weil der grössere Rumpfquerschnitt muss zwangsläufig höhere Betriebskosten verursachen (schwerer, mehr drag).

Weil, es ist gesund... der Deutsche an sich würde den Satz mit "Denn" anfangen. Wie auch immer, höheren Widerstand vermutlich schon, aber da kann man u.U. auch noch durch geschickte Detailkonstruktion dran drehen. Im Gegenzug wird ja der Rumpf auch kürzer, damit die Grenzschicht dünner und die Gefahr von Ablösungen im Leitwerksbereich geringer. Gewicht muß nicht sein, je kleiner der Rumpfdurchmesser desto problematischer die Schulterfreiheit und der Platz für den Kabinenboden. Nicht umsonst haben die meisten Rümpfe geringen Durchmessers einen Double-Bouble oder anderweitig "unrunden" Querschnitt. Ein größerer Querschnitt erlaubt eher ihn kreisrund zu machen, und das spart definitiv Gewicht ein. Vergleich mal 737 mit 777 oder A320 mit A330.

 

Bei den entsprechenden Trade-offs bin ich zuversichtlich, dass spätestens die Airlines Boeing wegen den twin aisles zurückpfeifen werden.

Was sich aber langfristig nicht unbedingt als weise herausstellen muß. Airbus hat sich auch den A330-500 ausreden lassen. Was wäre, wenn man seit 2009 einen A330 mit GEnX oder anderen "787-Triebwerken" ausliefern könnte? Fast so sparsam wie eine 787 aber 100% bewährte Struktur und Systeme, alle Ersatzteile und geschulten Mechaniker vorhanden, erheblich billiger in der Anschaffung, und vor allem: lieferbar! Da wäre Boeing vermutlich noch der ein oder andere Kunde abgesprungen, unter dem Motto: wartest du noch oder sparst du schon?

 

Gruß

Ralf

[N251AY]

Was wäre, wenn man seit 2009 einen A330 mit GEnX oder anderen "787-Triebwerken" ausliefern könnte? Fast so sparsam wie eine 787 aber 100% bewährte Struktur und Systeme, alle Ersatzteile und geschulten Mechaniker vorhanden, erheblich billiger in der Anschaffung, und vor allem: lieferbar! Da wäre Boeing vermutlich noch der ein oder andere Kunde abgesprungen, unter dem Motto: wartest du noch oder sparst du schon?

 

Da hast du wohl recht. Einziges Problem ist, dass Airbus niemals die GEnX für einen Boeing 777-300ER-Konkurrenten erhalten hätte. Es besteht doch da so ein netter Vertrag zwischen Boeing und General Electric, der das unterbindet, richtig? Darum gibt's auch keinen A350(-1000) mit GE-Treibern.

[Hunter58]

Was wäre, wenn man seit 2009 einen A330 mit GEnX oder anderen "787-Triebwerken" ausliefern könnte? Fast so sparsam wie eine 787 aber 100% bewährte Struktur und Systeme, alle Ersatzteile und geschulten Mechaniker vorhanden, erheblich billiger in der Anschaffung, und vor allem: lieferbar! Da wäre Boeing vermutlich noch der ein oder andere Kunde abgesprungen, unter dem Motto: wartest du noch oder sparst du schon?

Bei ueber 650 verkauften A330 seit Launch der 787 konnte sich Airbus wohl die Entwicklungskosten sparen. Und abspringen ist bei Flugzeugvertraegen meistens so eine Sache, man verliert sein Geld, es sei denn dem Hersteller ist Vertragsbruch nachweisbar.

[Danix]

Stimmt schon, Richi, aber eine A330-500 (ich sage -600) wäre eher eine Konkurrenz zur 777.

[Hunter58]

Stimmt schon, Richi, aber eine A330-500 (ich sage -600) wäre eher eine Konkurrenz zur 777.

Darum die 350..

 

 

Das obige Argument war, was waere wenn man eine A330 mit GENx haette. Ausser hohen Kosten wohl nicht wirklich viel...

[mrueedi]

Das ist genau der Punkt, der mich schon lange stutzig macht. Kann das nicht ein Risenvorteil sein, wenn der Rumpf selber mehr Auftrieb produziert? Dass man dann anderenorts (Flügel, Flaps?) Gewicht sparen kann?

 

Ich bin übrigens mit zwei Aussagen von (Martin) Rüedi nicht ganz einverstanden:

1. Die 777-200ER-Kunden sind definitiv nicht einfach zum A350 abgesprungen, sondern auch zur 787-9, zur 777-200LR und zum Teil sogar zur 777-300ER.

2. Nein, beim Dreamliner wurde definitiv nicht auf den Komfort verzichtet. Im Gegenteil. Vergleiche mal Kabinengrösse und Sitzplätze von 763 und 788.

 

Ich hänge mal hier ein.

 

Die 787 wurde als komfortabler 8-abreast Jet konzipiert (etwas breiter als der A330). Der Markthype setzte aber (unter anderem) erst ein, als die Airlines (oder Boeing) es erlickten, dass der Querschnitt als moderat komfortabler 9-abreast ebenfalls verwendet werden kann. Fazit heute: fast alle 787 werden 9-abreast sein. Soviel zum komfortablen Dreamliner. Der A350 hat ganz clever die Rumpfweite ein mü erhöht. Wobei beim der potentiellen 777NG jetzt wieder das gleiche Speil droht: Boeing macht die Rumpfwand noch etwas dünner und offeriert den 777NG von nun an als 10-abreast, wodurch der Atem des A350 im Nacken der 777 zumindest etwas abgefedert würde.

 

Und ja, nicht nur der A350 hat dem 772ER wehgetan. Der 789 sicher auch. Wobei der A359 doch am nächsten kommt. Und die Verkaufsvolumen des 772LR haben keinem anderen Model wirklich geschadet...

 

Wegen dem flachen Rumpfquerschnitt:

Ich kenne die Faktoren für den Rumpfauftrieb nicht bis ins letzte. Es gibt da auch "unlogische" Phänomene, wie dass der A380 auch deshalb seine Specs übertroffen hat, weil der hochgestellte (!) Rumpf mehr Auftrieb als erwartet generiert.

 

Ansonsten kamen gute Bemerkungen von Ralf, die ich auch so sehe und wie folgt ergänze:

 

- Ein kreisrunder Querschnitt ist immer weitaus am besten.

 

- Das zweitbeste ist ein stehender DoubleBubble, da in dem Fall der Kabinenboden unter Zug steht. Aber auch beim DoubleBubble befinden sich unterhalb und oberhalb des Kabinenbodens exakt kreisförmige Querschnitte. Dies ist deshalb wichtig weil der Kabinendruck die Schale immer in einen Kreisquerschnitt zwingen will. Deshalb würde es viel stabilere und schwerere Spanten erfordern (Frames), wenn der Querschnitt anders als Kreisförmig ausfallen soll. Der Materialaufwand (dickere Spanten, grössere Wanddicke) den es braucht, um einen nonkonformen Rumpfquerschnitt zu erzwingen kann erheblich sein.

 

- Und erst das drittbeste ist ein flacher DoubleBubble. Eben weil der Fussboden nun unter Druck steht. Und im unscheinbaren Begriff DoubleBubble steckt weiteres Potentzial für Schwierigkeiten. Denn ein flachgedrückter DoubleBubble Rumpf erfordert oberhalb des Fussbodens einen Kugelquerschnitt dessen Mittelpunkt unterhalb des Rumpfes liegen muss. Dies ergibt einen sehr ungünstige Verlauf des Kabinenquerschnitts, weil der Rumpf sich extrem schnell verjüngt gegen oben. In anderen Worten: die Seitenwand und die Fenster wären steil nach innen geneigt, das verfügbare Volumen für die Aussen-Gepäckbins wäre sehr klein und die für ein gutes Raumgefühl elementare Rumpfweite auf Schulterhöhe wäre schon stark reduziert.

 

- Deshalb müsste wahrscheinlich auf die viertbeste Variante zurückgegriffen werden: ein flacher Rumpf, bei dem zumindest der obere Bubble eben nicht kreisförmig wäre sondern ein Oval. In dem Fall würden jetzt wirklich Spanten gefragt sein, die der natürlichen Formung entgegenwirken und den ovalen Querschnitt erzwingen. Diese Spanten müssten einiges stabiler sein als normale. Wie der Trade-off dieses (Gewichts-)Mehraufwandes unter dem Strich ausfällt kann ich nicht sagen. Es ist aber keine eindeutige Sache pro-Flunderrumpf.

 

 

Wegen dem Platz für die Triebwerke:

In dieser Studie geht es um den Draft eines Neudesigns auf Basis der 738:

http://www-psao.grc.nasa.gov/publications/UHB-Study-NASA-TM-2011-216883.pdf

 

Da kannst Du sehen, dass selbst Ultra-High-BPR GTF Engines (Option Hi-g-1.3*;BPR ~ 24) mit einem Durchmesser von 90 inches nur unwesentlich besser abschneiden als moderate Engines mit 69 iches Durchmesser (Option Lo-dd-1.6; BPR ~ 13).

 

Fazit, der A320 as is hat den Platz den es braucht.

 

Wegen dem "Weil" am Satzanfang:

Ist erlaubt denn es ein Schweizer Forum ist ;) !

 

Wegen dem A350-500:

Was is das denn? Reichlich dokumentiert sind die ersten A350 Drafts, die eigentlich dem entsprechen. Und ja, der wäre erfolgreich gewesen. Aber vor allem wegen den Boeing Delays. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn mal die Dreamliners in genügender Stückzahl die Fabrik verlassen werden, wäre ein solcher A350 dann auf dem Markt zurückgefallen. Und als kurz-/mittelfristiger Lückenbüsser hat auch der A330 ganz ohne Zusatzinvestition eine exzellente Marktperformance hingelegt.

[niemand]

Das ist alles höchst interessant, wirklich. Der Thread war jedoch ursprünglich über eine neue 737, und nicht wie viel besser nun die 330, T7, 787 oder 350 ist (da hätte ich auch noch etwas Senf aus der Praxis abzugeben, aber lassen wir das).

 

Ich bin kein Ingenieur, Aerodynamiker oder Physiker. Ich komme nur aus der knüppelharten Praxis, von der Front. Wenn ich dieses Design anschaue, so sehe ich einige Probleme, eben was den täglichen Betrieb ausmachen würde.

Heute zählen schnelle Turnarounds, die Maschine muss leicht zu beladen und betanken, sein und das muss in allen Erdwinkeln, von tausenden nur halbwegs Spezialisierten leicht und schnell zu bewerkstelligen zu sein. Dieses Design läuft dem ziemlich entgegen und würde wahrscheinlich einige Kaufentscheide beeinflussen.

 

Problem 1: Wartung

Triebwerke brauchen vor jedem Flug eine kleine Inspektion, alle Wochen mal eine etwas grössere, jedoch immer noch „outside hangar“. Die hochmontierten Triebwerke sind schwer zugänglich, deshalb wartungsunfreundlich und teuer. Bei der DC10 und MD11 war das hohe dritte Triebwerk genau aus diesem Grund ungünstig und teuer, wir gaben oft nur auf den Flügeltriebwerken Rückschub um die Chancen einer Reparatur am Obigen zu vermindern.

 

Problem 2: Beladung

Durch die Canards und die nach vorne gepfeilten Flügel sind die Türen dazwischen „eingeklemmt“. Das erschwert eine gleichzeitige Beladung von Fracht, Catering und Passagieren und erhöht die Gefahr von Kollisionen mit Fahrzeugen. Weiter muss die Schwerpunktkontrolle (CG) ein Alptraum sein. Alles Schwere liegt hinten, Triebwerke, Hauptholm und Tank in der Flügelwurzel. Bei halber Beladung würde so der CG ungemein varieren, je nachdem wo Fracht und Passagiere verteilt sind. Die Canards würden dabei sehr viel Auftrieb generieren müssen und die Flugkontrolle wäre wahrscheinlich absolut auf einen FBW-Computer angewiesen. Einen „last resort mechanical back-up“ könnte man vergessen und da sollten dann einige Staurohre etwas zuverlässiger werden als heute .....

 

Problem 3: Enteisung

Mehr und mehr gehen die Flughäfen auf Fern-Enteisung, erst wenn flugbereit und mit laufenden Treibwerken. Dies ist viel effizienter und umweltfreundlicher. Mit der hohen Triebwerksanordnung, genau über der wichtigen Flügelwurzel, wird dies sehr schwierig.

 

Dies nur drei Gedanken die dieses Design als etwas quer in der Airline Landschaft dastehen lassen. Ich gebe ihm keine Chance.

 

Gruss

[Danix]

Alles einverstanden.

 

Ich gebe aber zu bedenken, dass jeder gepfeilte Flügel die Zugänglichkeit zur Flügelwurzel/Rumpf erschwert. Dabei ist es irrelevant ob die Pfeilung nach vorne oder nach hinten geht, entscheidend ist der Pfeilungswinkel.

 

Die Zugänglichkeit zu Hochtriebwerken mag sicher ein Problem sein. Das muss man natürlich lösen! Wie wäre es z.B. mit einer Dachluke im hinteren Galley?

 

Dani

[ursbutikofer]

Leuchten die albern aussehen, blenden, nicht mehr vom Besitzer gewartet werden können, nur in einem engeren Winkel sichtbar sind und auch nicht besser ausleuchten, im Gegenteil, die ersten 5 Meter vor dem Auto sieht es aus wie bei einem Atomblitz und dahinter kommt das schwarze nichts, an das sich die Augen nicht mal gewöhnen können.

 

Ralf hat das ganz richtig erkannt. Meine Einlage hat zwar nichts mit Boeing zu tun, doch eben mit der Entwicklung neuer Technologie.

 

Fahre im Dienst Volvo Cross Country und das auf einer primären Einsatzfläche von 5642 Km2 die vor allem mit Wald bedeckt ist und im Winter vor allem finster. Mit anderen Worten ich fahre viel und z.T. sehr schnell über Asfalt- und Schotterpisten. Die Fahrzeuge sind zudem mit zwei Extrascheinwerfern ausgerüstet. Falls man mal auf Gegenverkehr trifft und auf Halblicht schaltet hat man nur noch eine schwarze Wand vor sich.

 

Als Xenon Leuchten auftauchten stellten wir Volvo die Frage warum man schlechter sieht als mit den alten Halogenleuchten.

Die Antwort war, dass die Dinger gleich eingestellt sind und das man gleich gut sehe.

 

Was man bei der Entwicklung dieser neuen Leuchten nicht beachtet hat nennt man in der Fliegerei Human factors.

 

Die Technik sollte dem Menschen angepasst werden, das Gegenteil ist heute noch etwas schwierig.

 

// Urs

[Hunter58]

Die Technik sollte dem Menschen angepasst werden...

Huch, ein Ketzer der nicht einsehen will dass der Endverbraucher nicht wichtig ist...:007:

 

Es ist nicht wirklich eine Frage der 737, die Frage nach Sinn und Unsinn zwischen Neu-Motorisierung und Neukonstruktion stellt sich immer mehr, denn Aerodynamik und Materialvorteile sind immer mehr ausgereizt.

 

Wer genau beobachtet wird feststellen dass Boeing am Anfang sehr viel ueber die Gewichtsvorteile von Carbon sprach. Heute findet man diese Aussagen nur noch in Pressemitteilungen von Nachrichtenanbietern die einen kluge Saetze zum Thema seit Jahren immer wieder versenden. Boeing selber spricht praktisch nur noch ueber Korrosionsvorteile. Selbst die Wartungsvorteile sind inzwischen verschwunden...

 

Wie oben festgestellt haben 'revolutionaere' Entwuerfe zwar auf den ersten Blick Vorteile, aber praxisbezogen sind solche Flieger nicht einsetzbar. Ausser im Executivebereich gibt es auch praktisch keine Flugzeuge mit Heckanordnung der Triebwerke mehr. Die sind einfach zu kompliziert.

[Volume]

Boeing selber spricht praktisch nur noch ueber Korrosionsvorteile.

Andere Hersteller versprechen das selbe mit Aluminium-Lithium Legierungen, die sollen auch signifikant weniger korrodieren. Allerdings ist das nach zwei Fehlschlägen jetzt die "Dritte Generation", mal sehen ob es diesmal hinhaut. Vor 5 Jahren war überall Aluminium-Scandium der neue Superwerkstoff, mögliochst noch geschweißt. Länger nichts mehr von gehört....

Auch in der Flugzeugwelt gibt es eben Modeerscheinungen, zum Glück dauerten Entwicklungen aber immer länger als die typischen Halbwertszeiten dieser Strohfeuerlösungen, und waren somit zumeist bis zum "first metal cut" wieder vom Tisch. Neuerdings werden Entwicklungszyklen radikal verkürzt, und kurzfristige, unausgegorene Ideen geraten in die Serienprodukte.

Vom Gedanken des Gewichtsvorteils der Faserverbundwerkstoffe in der Großluftfahrt hat man sich inzwischen weitgehend verabschiedet. Ein Segelflugzeugholm ist kaum besser als aus Kohlefaser herzustellen (Gewicht, Produktionskosten), aber wenn man in einen Flieger 500 Löcher schneidet (Fenster, Türen, Wartungsklappen, Einläufe und Auslässe, Lichter, Sensoren...) relativiert sich der Vorteil von Faserverbundwerkstoffen sehr, sehr schnell. Wenn man dann noch Reserven für schnelle Reparaturen haben will (Titanblech draufnieten und starten), sprich den Werkstoff überall nietfest haben will, dann ist ein Gewichtsvorteil endgültig dahin. Und geklebte Reparafturen an einem vor Motoröl, Hydraulikflüssigkeit, Deicer und Toilettensabber nur so triefenden Flieger sind auch eher eine Wunschvorstellung.

 

Gruß

Ralf