Verhalten und Skills beim Versagen der Steuerflächen ( FBW, Stahlseil )

[JMLAB]

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Nunja, ein Versagen der Steuerflächen ist doch auch bei konventionellen Flugzeugen ein Thema. Es kann doch durchaus das Seil des Höhenruders reißen oder ähnliches.

 

Ich hatte mal ein funktionsunfähiges Seitenruder an einer Cessna. Da war das Seil von der Rolle gesprungen. Bin mir nicht sicher welche Statistik besser aussieht. Die von FBW oder von Stahlkabeln. In meinem persönlichem Fall hat FBW eindeutig weniger Ausfall.

 

Im Airbus-Simulator wird das Fliegen und auch Landen ohne FBW durchaus auch geübt. Ich weiß nicht ob das Fliegen ohne Steuerung auch bei anderen Verkehrsflugzeugen im SIM gemacht wird.

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... , aber diese Möglichkeit überhaupt rein theoretisch in Erwägung zu ziehen, würde mir als (Non-FBW-) Pilot Albträume bescheren (Kontrollverlust)

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Ich darf ein aus fliegerischer Sicht durchaus interessantes, wenn gleich auch dramatisches Thema aus einem anderen Thread dieses Flightforums extrahieren und damit einen eigenständigen Thread zur Diskussion eröffnen.

 

“Verhalten und Skills beim Versagen der Steuerflächen ( FBW, Stahlseil )“ >

 

Der Ausfall von Steuerflächen bei einem Flugzeug während eines Fluges gehört wohl zu einer der schlimmsten Szenarien eines jeden Piloten.

 

Wie verhalte ich mich in so einer Situation und mit welchen fliegerischen Skills kann man dennoch ein Kleinflugzeug als auch einen Airliner sicher landen.

 

Wer von uns realen Piloten hat nicht schon mal einen Steep Turn mit einem sehr kraftvollen und dynamischen Druck / Ausschlag des Querruders eingeleitet und dabei eine durchaus ordentliche Krafteinwirkung auf das Stahlseil provoziert.

 

Natürlich sind die Stahlseile eines non-FBW Flugzeuges so dimensioniert, dass im Normalfall ein Stahlseil durch noch so kühne Flugmanöver nicht reissen darf.

 

Dennoch ist so ein Szenario durchaus im Bereich des Möglichen, auch bei gleichzeitiger geringer Wahrscheinlichkeit.

 

Der Ausfall der Querruder kann mit gefühlvoller Betätigung der Seitenruder kompensiert werden, der Ausfall der Höhenruder durch Reduzierung oder Erhöhung des Schubes bzw. durch das Setzen / Einfahren der Flaps bzw. Speedbrakes.

 

Die Ruhe bewahren als eine mindestens genauso wichtige fliegerische Fähigkeit muss wohl hier kaum angesprochen werden.

 

Zumindest ein Pilot des Flightforums wurde schon einmal mit so einem Szenario konfrontiert ( Ausfall der Seitenruder ), ich bin sehr gespannt, welche Erfahrungen allgemein in dieser Hinsicht schon gemacht wurden und wie ein Airliner oder ein Kleinflugzeug in so einer Situation dennoch gelandet werden kann mit dabei möglichst geringen Beschädigungen und Verletzten.

 

Gruss Robert

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Bearbeitet 13. Mai 2018 von JMLAB

[Danix]

also bei einem Airliner ist dieses Szenario ziemlich unwahrscheinlich. Denn da hast du alles mehrfach geführt. Sollte mal eine Klappe oder ein Ruder versagen, hast du immer noch das andere. Beispiel: Ein Querruder versagt, obwohl die Kabel mehrfach geführt werden, dann hast du immer noch das andere Querruder. Damit hast du zwar nur noch die Häfte der Steuerautorität, aber kannst immer noch landen. Bei grösseren Flugzeugen hast du dann sogar mehrere Klappen für eine Achse, also z.B. 2 Klappen pro Seitenruder.

 

Moderne Grossflugzeuge haben sogar gar keine Seile mehr, sie werden nur noch hydraulisch angesteuert. Auch wenn sie nicht FBW sind. Du hast also eh keine direkte Verbindung mehr zwischen Cockpit und Klappe.

 

Man kann also getrost davon ausgehen, dass dieses Vorkommnis praktisch nie passieren wird. 

 

Etwas anderes ist ein teilweiser oder vollständiger Hydraulikausfall. Das hat es schon ein paar Mal gegeben: ANA 747 wegen Druckschottversagen, DC10 in Sioux City wegen Triebwerksexplosion und DHL A300 in Baghdad wegen Raketenbeschuss.

 

Dani

[Lubeja]

Ich weiss nicht, wie dies bei anderen Flugschulen/Vereinen gehandhabt wird und ich wäre sogar der Meinung, dass es im Ausbildungssyllabus des AeCS explizit enthalten sei. Die Übung exakt dieses Szenarios, meine ich.

 

De Fluglehrer hält den Steuerknüppel in Neutralstellung fest und das arme Opfer, ääh, ich meine der Flugschüler probiert, die Mühle mit Gas, Flaps, Höhenrudertrimmung und Seitenruder auf die Piste zu kriegen. Beim vierten oder fünften Anflug hat es bei mir prima geklappt - keine Bilderbuchlandung, aber für den uneingeweihten Zuschauer auch nicht erkennbar, dass da etwas Aussergewöhnliches daran war.

 

Ich will es nie IRL erleben müssen, aber aus eigener Erfahrung weiss ich, dass es möglich ist. Das hilft beim Thema 'cool bleiben' vermutlich ganz gut...

[FalconJockey]

Wir trainieren das alle 2 Jahre im Simulator: jammed aileron, jammed stabilizer, jammed elevator, jammed flaps. Das Ruder ist irrelevant, brauchen wir fast nicht.

[PAO1908]

Wenn ich mich richtig erinnere habe ich das mit meinem Fluglehrer schon geübt während der PPL Ausbildung. Zumindest die Sache mit Leistung und Trim sagt mir etwas.

[Flying Bull]

In der Hubschrauberfliegerei gehörts zum Checkflug - Heckrotorausfall bzw. Blockierung bei bestimmten Leistungseinstellungen.

Ob man damit anfliegen und landen oder autorotieren muss, erfliegt man sich schön behutsam.

Bei den anderen Steuerorganen ist es eher unwahrscheinlich, aber nicht 100% ausgeschlossen, da muss man dann schauen, wie man mit Leistung und Gewichtsverlagerung (auch das geht bei kleineren Hubis) sauber nach unten kommt.

Wichtig ist halt IMMER ein ordentlicher PreFlight, damit sowas nicht passiert!

Gruß Udo

FlyingBull

[IFixPlanes]

...Moderne Grossflugzeuge haben sogar gar keine Seile mehr, sie werden nur noch hydraulisch angesteuert. Auch wenn sie nicht FBW sind. Du hast also eh keine direkte Verbindung mehr zwischen Cockpit und Klappe.

...

Beim A320 sowie bei älteren A340 sind noch Steuerseile zum Rudder zu finden.

[Romair]

also bei einem Airliner ist dieses Szenario ziemlich unwahrscheinlich. Denn da hast du alles mehrfach geführt. Sollte mal eine Klappe oder ein Ruder versagen, hast du immer noch das andere. Beispiel: Ein Querruder versagt, obwohl die Kabel mehrfach geführt werden, dann hast du immer noch das andere Querruder. Damit hast du zwar nur noch die Häfte der Steuerautorität, aber kannst immer noch landen. Bei grösseren Flugzeugen hast du dann sogar mehrere Klappen für eine Achse, also z.B. 2 Klappen pro Seitenruder.

 

Moderne Grossflugzeuge haben sogar gar keine Seile mehr, sie werden nur noch hydraulisch angesteuert. Auch wenn sie nicht FBW sind. Du hast also eh keine direkte Verbindung mehr zwischen Cockpit und Klappe.

 

Man kann also getrost davon ausgehen, dass dieses Vorkommnis praktisch nie passieren wird. 

 

Etwas anderes ist ein teilweiser oder vollständiger Hydraulikausfall. Das hat es schon ein paar Mal gegeben: ANA 747 wegen Druckschottversagen, DC10 in Sioux City wegen Triebwerksexplosion und DHL A300 in Baghdad wegen Raketenbeschuss.

 

Dani

Hallo Dani

 

Darf ich Dich ein wenig korrigieren. Es war der Flug JL 123 der JAL (Japan Airlines) und nicht der ANA und es passierte am 12.August 1985. Der Grund war ein vorausgegangener Tailstrike mit anschliessender unsachgemässer Reparatur (Nieten vergessen) obwohl BOEING Techniker zugegen waren

und auch eine Abnahme durchführten. 

Für mich war das ein sehr grosser Schock da ich gerade meine neue Stelle in Tokio antrat und das ganze Disaster verfolgen konnte. Meine Flüge von und nach Tokyo waren damals auch mit der B747 (Swissair langes Oberdeck und damals noch mit Zwischenstopps in Anchorage.

Sogar die Inlandsflüge Tokyo - Osaka wurden ab Haneda mit einer prallvollen B747SR (500 Menschen Kapazität) durchgeführt und genau so ein Flug war der Unfall in der Nähe des Fuji-San. Selbst war ich eben auch auf solchen Flügen als Passagier. Danach fuhren die meisten Leute nur noch mit dem Shinkansen nach Osaka.

 

Gruess Roger

[Heiri_M]

Beim A320 sowie bei älteren A340 sind noch Steuerseile zum Rudder zu finden.

Natürlich. Steuerseile und Steuerstangen sind out. Und bei gewissen Grössen möglicherweise nicht mehr realisierbar. Aber

Sie sind billig.

Sie sind leicht überprüfbar.

Sie brauchen keinen Strom, deshalb keine Sicherung.

Sie brauchen keine Hydraulik.

Sie brauchen keine Software. (ich traue keiner, nicht einmal der eigenen)

Sie sind NEMP-sicher. Reagieren nicht auf elektomagnetische Impulse.

Sie sind in hohem Mass feuersicher.

Und wenn das richtige Material genommen wird, rosten sie auch nicht.

 

Ich könnte mir vorstellen, dass es die ganz vorne beruhigen würde, wenn noch eine rein mechanische Not-Verbindung zu den Steuerflächen bestehen würde, auch wenn sie dann die Muskeln spielen lassen müssten. Bei FBW Steuerungen müsste man sich schon etwas einfallen lassen...

 

Bei unserer alten Holzfllügel-Mooney wurden die Flaps mittels eines Hebels bedient. Bei dem Nachfolgemodell hatte es einen Schalter und einen Elektromotor. Coool. Airliner-Feeling.

Hatte aber Nachteile. Ich konnte die Flaps nicht mehr bedienen, ohne auf die Anzeige sehen zu müssen (was gerade bei Touch-and-go schlecht war). Ich hatte auch keinen Einfluss mehr auf die Verstellgeschwindigkeit. Anders jedoch beim Fahrwerk: Den Handknochenscheuernde Fahrwerkhebel habe ich nie vermisst. (Das war ein etwa 40 cm langer Hebel, der, um das Fahrwerk einzufahren, von der senkrechten Position zur waagrechten Position gebracht werden musste, und zwar mit Schwung.  Unten zwischen den Sitzen wurde es dann eng, und es brauchte Uebung, um Verletzungen an der rechten Hand zu vermeiden).

Mein Motto: Wenn etwas von Hand schneller und sicherer gemacht werden kann, verzichte ich auf Motörchen, auch und gerade bei den Sonnenstoren.

[FalconJockey]

Ich denke, dass die FBW-Software bei Boeing und Airbus in den letzten Jahrzehnten bewiesen hat, dass sie solide und sicher ist. Steuerseile braucht niemand mehr. In der Falcon haben wir zum Großteil Steuerstangen verbaut, aber das ist natürlich kein Airliner mit einer Rumpflänge von 50 Metern oder mehr.

[Danix]

also ich traue einem Elektrokabel mehr als einer alten verrosteten Steuerstange!

 

Der Vorteil an den Kabeln ist eben, dass sie redundant vorhanden sind.

 

Wobei ich mich natürlich auch habe überzeugen müssen. Meine Erleuchtung erlangte ich nach einem Defekt in einer A320. Es war eine der ältesten Modelle die noch herumflogen, etwa 20 Jahre alt, Seriennummer 36. Wir hatten einen ELAC-Ausfall. Die ELACs sind die primären Flugsteuerungsrechner. Von denen gibt es 3 (plus zwei bauungleiche SECs). Unsere Mechaniker wechselten also fleissig ELACs aus, aber nie wurde es besser. Bis sie mal die Verkabelung überprüften und feststellten, dass ein einzelnes Kabel durchgescheuert war! Völlig abgetrennt! Durch 20 Jahre lang leichte Berührungen an der kabelführenden Wand. Der ELAC hat sich einfach ausgeklinkt, aber abgestürzt sind wir nicht.

 

Ausserdem werden natürlich Flugzeuge mit diesen Einrichtungen wesentlich intensiver gewartet als eine Holzflügelmooney.

 

Dani

[FalconJockey]

Heutige Steuerstanden werden aus Kohlefaserverbundwerkstoffen oder ähnlich hergestellt, nix Metall. Da rostet also nix. Das einzige "Problem" ist, dass sie im Steigflug durch die abnehmende Temperatur schrumpfen und man entsprechend Querruder und Seitenruder nachtrimmen muss.

[Meerkat]

Steuerstangen aus Kohlefaserverbundwerkstoffen? Das halte ich für äusserst gewagt. Bei Kohlefaserverbund-Velos gab es bis vor ein paar Jahren das Dilemma dass man Beschädigungen/Sturkturinterne Risse nicht ermitteln konnte und so dann der Fahrer eines Tages mit einer harten Tatsache konfrontiert wurde. Wenn dem entsprechend jemand etwas schweres auf diese Steuerstangen fallen lässt und seinen Fehler vertuscht, dann kann es böse enden.

 

 

Aber zurück zum Thema. Wie können die Seile aus den Rollen springen? Gibt es da keinen Sprung-Schutz-Bügel? :huh:

[FalconJockey]

Ok, nennen wir es "composite material" ;) Und natürlich ist der Kram unzugänglich angebracht, da lässt keiner was fallen.

 

Das mit den Stahlseilen, die von den Rollen springen kann vorkommen: falsche Spannung, schlechtes Material, defekte Rollen, alles ist möglich.

[IFixPlanes]

also ich traue einem Elektrokabel mehr als einer alten verrosteten Steuerstange!

 

Der Vorteil an den Kabeln ist eben, dass sie redundant vorhanden sind.

 

Wobei ich mich natürlich auch habe überzeugen müssen. Meine Erleuchtung erlangte ich nach einem Defekt in einer A320. Es war eine der ältesten Modelle die noch herumflogen, etwa 20 Jahre alt, Seriennummer 36. Wir hatten einen ELAC-Ausfall. Die ELACs sind die primären Flugsteuerungsrechner. Von denen gibt es 3 (plus zwei bauungleiche SECs). Unsere Mechaniker wechselten also fleissig ELACs aus, aber nie wurde es besser. Bis sie mal die Verkabelung überprüften und feststellten, dass ein einzelnes Kabel durchgescheuert war! Völlig abgetrennt! Durch 20 Jahre lang leichte Berührungen an der kabelführenden Wand. Der ELAC hat sich einfach ausgeklinkt, aber abgestürzt sind wir nicht.

 

Ausserdem werden natürlich Flugzeuge mit diesen Einrichtungen wesentlich intensiver gewartet als eine Holzflügelmooney.

 

Dani

Wie nennt man eigentlich Seemannsgarn in der Luftfahrt?...

1. 2x ELAC und 3x SEC

2. ein "Völlig abgetrennt"-es Kabel ergibt ein ELAC Fault was nicht unbedingt gleich ein "Ausfall" sein muss.

3. der Mechaniker bekommt zum Fault im BP auch einen spezifische Fehlercode auf dem PFR (Post Flight Report) mit dem er in das TSM (Trouble Shooting Manual) einsteigt. Da wechselt man nicht einfach "fleissig" ELACs.

4. ein "Völlig abgetrennt"-es Kabel führt zu einem TSM-Task der zuerst die Kontrolle der Verkabelung fordert.

5. selbst bei einer Scheuerstelle geht der Fehler durch übereilten ELAC Wechsel nicht weg. Spätestens jetzt schaut man ins TSM.

6. Gerade F/CTL Wire werden nicht einfach so an der "Wand" geführt.

7. ...

[Volume]

 

Beim A320 sowie bei älteren A340 sind noch Steuerseile zum Rudder zu finden.

Und zum Höhenflossen-Trim Aktuator, d.h. man hat ein mechanisches Backup für das Höhenruder und für die laterale Steuerung.

Und auch das Fahrwerks-Notausfahren geht noch über Steuerseile.

 

 

Sie sind billig.

Sie sind leicht überprüfbar.

Sie brauchen keinen Strom, deshalb keine Sicherung.

Sie brauchen keine Hydraulik.

Sie brauchen keine Software. (ich traue keiner, nicht einmal der eigenen)

Sie sind NEMP-sicher. Reagieren nicht auf elektomagnetische Impulse.

Sie sind in hohem Mass feuersicher.

Und wenn das richtige Material genommen wird, rosten sie auch nicht.

 

Jein...

Steuerseile brauchen sehr viel Wartung. Sie längen sich, sie scheuern, sie ermüden, sie rosten (dann ermüden sie weniger, einen Tod muss man sterben...), sie springen von den Rollen, sie haben Drall der sich auf die Endfittinge auswirken kann, sie haben eine andere Wärmeausdehnung als die Flugzeugstruktur, sie können in Wasseransammlungen einfrieren, sie sind schwierig durch Druckschotts zu führen...

Natürlich gibt es für all diese Probleme technische Lösungen, aber Steuerseile sind jetzt nichts, dem man unglaublich nachweinen muss.

 

"Die Russen" (Antonov ist ja z.B. Ukrainer...) haben traditionell mit Steuerstangen gearbeitet, "die Amerikaner" mit Steuerseilen. Es ist mir kein Unfall bekannt, der auf ein Versagen der Steuerstangen zurückzuführen ist, in gut konstruiert sind die eine ziemlich zuverlässige Sache.

 

 

ich traue einem Elektrokabel mehr als einer alten verrosteten Steuerstange!

Spätestens mit SR111 haben wir gelernt, das Elektrokabel alles andere als trivial sind. Auch die korrodieren, auch die scheuern, brechen, sammeln Metallspäne in den Kabelbündeln wenn jemand bei einer Reparatur unbedacht bohrt und die Späne nicht sauber auffängt, die dann Kurzschlüsse verursachen können, die Isolation wird irgendwann brüchig (wenn Hydraulikflüssigkeit, Toilettenflüssigkeit, Öl, Sprit etc. draufläuft deutlich schneller), und Hitzeempfindlich sind sie auch noch.

Der einzige Vorteil ist, dass man viel einfacher Redundanz einbauen kann.

 

Ein anderer, gerade bei den heutigen digitalen Signalen hoch relevanter Aspekt, ist EMI / HIRF. In Kabeln wird eine zusätzliche Spannung induziert, wenn sie elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sind (z.B. in der Nähe von Gewittern, Antennen, Generatoren, Elektromotoren etc.), das kann das Signal stören. Auch da haben wir viel gelernt und treiben viel Aufwand, ein Schaden in der Abschirmung fällt aber praktisch erst auf, wenn tatsächlich ein entsprechendes Ereignis auftritt, trotz Redundanz kann man also ewig mit unentdeckten Defekten rumfliegen, die mehrere der redundanten Kanäle betreffen können.

 

Wirklich gute Redundanzen setzen daher auf völlig physikalisch unabhängige Übertragungswege, also z.B. elektrische Primärsteuerung mit mechanischem Backup. Bei identisch funktionierenden redundanten Übertragungswegen gibt es immer die Gefahr von gemeinsamem Versagen aus dem selben Grund.

 

 

Ausserdem werden natürlich Flugzeuge mit diesen Einrichtungen wesentlich intensiver gewartet als eine Holzflügelmooney.

In dem Kabeldjungel hinter dem Instrumentenbrett oder in der E/E Bay wartest du nicht viel... Es ist ziemlich unmöglich tatsächlich jede Ader jedes Kabelbündels vollständig zu inspizieren. Es ist auch keine gute Idee, Kabel mehr zu bewegen, als unbedingt nötig. Intensive Inspektionen können also kontraproduktiv sein, Kabelbrüche gerade erst verursachen.

 

 

Moderne Grossflugzeuge haben sogar gar keine Seile mehr, sie werden nur noch hydraulisch angesteuert. Auch wenn sie nicht FBW sind. Du hast also eh keine direkte Verbindung mehr zwischen Cockpit und Klappe.

 

Man kann also getrost davon ausgehen, dass dieses Vorkommnis praktisch nie passieren wird. 

 

Etwas anderes ist ein teilweiser oder vollständiger Hydraulikausfall.

 

Dann denk mal an THY981. Ob Kabel oder Steuerseile, sie müssen irgendwo langgeführt werden, es muss immer eine direkte Verbindung vom Cockpit zu den Klappen geben. Wird diese Verbindung mechanisch getrennt (z.B. Versagen der Fußbodenstruktur), dann verliert man die Kontrolle. Unabhängig von der Hydraulik, die liefert nur die Energie, nicht das Kommando. Im Prinzip sind elektrische Kabel sensibler, als Steuerseile, z.B. bei einem begrenzten Feuer, das kann ein Stahlseil durchaus 5 Minuten aushalten, ein Kabel sicher nicht. Auch wenn etwas von metallischen Bauteilen eingequetscht wird, da kann ein Stahlseil durchaus noch funktionieren, ein Kabel aber nicht, sobald dessen sensible Isolierung beschädigt ist, hat man einen Kurzschluss. 

 

Wenn man sich mal die Unfallhistorie der letzten Jahre anguckt, dann hatten wir doch einige Totalverluste die ihren Ursprung in einem kleinen, elektrischen Defekt hatten (Lötstelle im Toquesensor, Lötstelle im Rudder Travel Limiter, Kabelbruch im Avionikstecker), jeweils gepaart mit Pilotenfehlern, auf die Ausfälle adequat zu reagieren. Wie viele Unfälle wegen Steuerseilen hatten wir in der gleichen Zeit? Oder überhaupt, in der Großluftfahrt?

Das liegt natürlich zum Teil exakt an der Einstellung der Leute, Steuerseile werden intensiv gewartet, Elektronik hat "no user serviveable parts inside", und wird eigentlich nur getauscht wenn sie versagt, oder ihr Selbsttest sagt, sie sei defekt. Da sind wir noch in einem Lernprozess. Gerade die Selbsttests werden immer ausgefuchster.

So sind z.B. Feuersensoren schon lange keine einfachen "Schalter" mehr, sondern sie schalten auf verschedene Widerstände innerhalb des Sensors. Man kann also einen offenen Schalter von einem Kabelbruch unterscheiden. Früher war unendlicher Widerstand (Schalter offen) = alles OK, null Widerstand (Schalter geschlossen) = Feuer. Heute ist z.B. hoher Widerstand = alles OK, geringer Widerstand = Feuer,  unendlicher Widerstand = Fehler im System. Die Verkabelung wird somit ständig geprüft. Ähnliches gilt für elektronische Bussysteme.

 

Solange die Piloten vernünftig mit den Redundanzen umgehen können, und solange sie adequat gewartet werden, können elektronische Steuerungen zuverlässiger sein, als mechanische, vor allem weil Redundanzen technisch viel einfacher realisierbar, einfach und billig sind. Es ist viel einfacher, eine dreifache FBW Steuerung zu realisieren, als eine doppelte mechanische. Die allermeisten Bauteile einer elektronischen Steuerung sind hochzuverlässig, es ist allerdings ein Irrglaube, sie seien auch wartungsfrei. Und es ist ein noch größerer Irrglaube, man könne sie idiotensicher konstruieren. Die besten Backupsysteme helfen nur, wenn die Piloten sie auch bestimmungsgemäß nutzen.

 

Gruß

Ralf

[FalconJockey]

Super Beitrag, danke!

[sheckley666]

Wirklich gute Redundanzen setzen daher auf völlig physikalisch unabhängige Übertragungswege, also z.B. elektrische Primärsteuerung mit mechanischem Backup. Bei identisch funktionierenden redundanten Übertragungswegen gibt es immer die Gefahr von gemeinsamem Versagen aus dem selben Grund.

Noch mehr Redundanz erreicht man nur, indem man jede Reise zweimal macht. Einmal per Flugzeug, einmal per Schiff. B)

[cosy]

Steuerstangen aus Kohlefaserverbundwerkstoffen? Das halte ich für äusserst gewagt. Bei Kohlefaserverbund-Velos gab es bis vor ein paar Jahren das Dilemma dass man Beschädigungen/Sturkturinterne Risse nicht ermitteln konnte und so dann der Fahrer eines Tages mit einer harten Tatsache konfrontiert wurde. Wenn dem entsprechend jemand etwas schweres auf diese Steuerstangen fallen lässt und seinen Fehler vertuscht, dann kann es böse enden.

 

 

Aber zurück zum Thema. Wie können die Seile aus den Rollen springen? Gibt es da keinen Sprung-Schutz-Bügel? :huh:

doch, aus CFk. beim MCR und MCR4Ssind diese Stangen für das Pendelhöhenruder abgestützt resp. umgelenkt in der Rumpfhärlfte. übrigens sind die Schalenrümpfe vieler moderner und leichten 1 bis 4-Sitzer aus dem gleichen Material und ohne versteifungen. Pittier und Andere haben Steuerstangen für Querruder und Pendelhöhenruder, Seile für das Seitenruder.

Gemäss geltenden Designrichtlinien müssen Trimflächen unabhängig funktionieren. Man kann somit im Notfall mit den Trimflächen "runterkommen"

[JMLAB]

.

... . Sollte mal eine Klappe oder ein Ruder versagen, hast du immer noch das andere.

 

Beispiel: Ein Querruder versagt, ... , dann hast du immer noch das andere Querruder.

 

Damit hast du zwar nur noch die Häfte der Steuerautorität, aber kannst immer noch landen.

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Gemäss geltenden Designrichtlinien müssen Trimflächen unabhängig funktionieren.

 

Man kann somit im Notfall mit den Trimflächen runterkommen.

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Vielen Dank für die bisherigen Inputs !

 

 

Was habe ich aus diesem Thread für die Fliegerei mit Kleinflugzeugen für mich dazu gelernt, ich darf kurz zusammenfassen >

 

 

1. Die Seilzüge beider Querruder sind physisch von einander getrennt zu verstehen. Der Ausfall eines Querruders wirkt sich daher physikalisch nicht auf das andere Querruder aus. Die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls beider Querruder ist daher ausgesprochen gering. Mit nur einem Querruder kann selbstverständlich ein Flugzeug gelandet werden, wenn gleich auch nur mit halber Steuerautorität ( logisch ) .

 

2. Der Ausfall oder Riss des Seilzuges des Höhenruders hat keinen Einfluss auf die Funktionalität der Höhenruder Trimmung. Mit der Höhenruder Trimmung kann ein Flugzeug gelandet werden, wenn gleich auch nur mit deutlich eingeschränkter Steuerautorität ( logisch ) .

 

 

ad. 1. Ich war bisher der Meinung, dass der Riss des Stahlseiles der Querruder Steuerung bedingungslos _beide_ Querruder augenblicklich lahmlegt, weil beide Querruder mit nur einem einzigen Stahlseil über die Querruder Steuerung zusammenhängen würden.

 

Ist dieser Sachverhalt eine gesetzliche Vorschrift / Vorgabe für _alle_ Flugzeug Hersteller oder gibt es Flugzeug Hersteller, wo das eben nicht zutrifft !?

 

 

ad. 2. Die gleiche Frage stellt sich mir bei der von einander physisch unabhängigen Ansteuerung des Höhenruders und der Höhenruder Trimmung.

 

Ist dieser Sachverhalt eine gesetzliche Vorschrift / Vorgabe für _alle_ Flugzeug Hersteller oder gibt es Flugzeug Hersteller, wo das eben nicht zutrifft !?

 

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Bearbeitet 15. Mai 2018 von JMLAB

[DaMane]

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Vielen Dank für die bisherigen Inputs !

 

 

Was habe ich aus diesem Thread für die Fliegerei mit Kleinflugzeugen für mich dazu gelernt, ich darf kurz zusammenfassen >

 

 

1. Die Seilzüge beider Querruder sind physisch von einander getrennt zu verstehen. Der Ausfall eines Querruders wirkt sich daher physikalisch nicht auf das andere Querruder aus. Die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls beider Querruder ist daher ausgesprochen gering. Mit nur einem Querruder kann selbstverständlich ein Flugzeug gelandet werden, wenn gleich auch nur mit halber Steuerautorität ( logisch ) .

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ad. 1. Ich war bisher der Meinung, dass der Riss des Stahlseiles der Querruder Steuerung bedingungslos _beide_ Querruder augenblicklich lahmlegt, weil beide Querruder mit nur einem einzigen Stahlseil über die Querruder Steuerung zusammenhängen würden.

 

 

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Hallo Robert,

 

ich glaube, Dani hat das aus seiner spezifischen Sicht auf Airliner geschrieben. Mechanisch betätigte Querruder im Kleinflugzeug dürften immer gekoppelt sein, d.h., wenn eine Seite blockiert ist, wird sich auf der anderen auch nix tun. Nur wenn z.B. das Querruder auf einer Seite weggeflogen ist, bleibt evtl. noch das gegenüberliegende. Ich kann mir auch nicht vorstellen, daß es vom Cockpit her (Steuerknüppel bzw. Yoke) bis zur links-rechts-Verzweigung an der Tragfläche zwei unabhängige mechanische Übertragungen gibt.  

 

Gruß

Manfred

 

[Volume]

Jetzt verwechseln wir glaube ich das Kleinflugzeug, von dem in der Ursprungsfrage die Rede war, und Businessjets/Airliner für die hier viele gesprochen haben.

 

Auch wenn jedes Querruder einzeln angesteuert wird, ist es doch bei einer Seilsteuerung ein einziger geschlossener Kreis. Im besten Fall kann man je ein Querruder noch in je eine Richtung bewegen, das genügt u.U. noch für vorsichtige, flache Kurven.

Hier in größerer Detailfülle (Figure 66, Seite 162, pdf Seite 380)...

Das Querrudersteuerseil bildet einen geschlossenen Kreis, vom Steuer zwischen den Sitzen lang, eine Seitenwand hoch, zu einem Querruder, zum anderen Querruder, die andere Seitenwand wieder runter und zwischen den Sitzen zum Steuer. Je nach dem wo was reisst (z.B. zwischen den Querrudern) bleibt noch je ein Seil für jede Richtung zu je einem Querruder. Im schlimmsten Fall kann man nur in eine Richtung steuern, mit Seitenruder und Schiebewinkel kann man aber immer noch beschränkt Querlage und Richtung wählen.

 

Es gibt gerade bei moderneren Kleinflugzeugen, Segelflugzeugen und Ultraleichten oft nur noch Federtrimmungen, dann verliert man mit der Höhenruderverbindung auch die Trimmung.

In dem Fall bleiben aber noch Gas und Klappen, die beide die Längsneigung auch in Grenzen beeinflussen, und beschränkte Kontrolle erlaubt.

 

Die größte Skill die es dann braucht, ist ruhig und besonnen zu bleiben, geduldig und vorsichtig zu probieren welche Maßnahme zu welchem Effekt führt, und sich damit in die Position für eine Notlandung zu manövrieren.

 

Es gibt bei Kleinflugzeugen keine Vorschrift, die Redundanzen in der Steuerbarkeit fordert. Indirekt gibt es allerdings Stabilitätsforderungen, die dafür sorgen, dass man z.B. ausschließlich mit dem Quer- oder Seitenruder immer noch seinen Flugweg in Grenzen beeinflussen kann.

 

Gruß

Ralf

[cosy]

Steuerstangen aus Kohlefaserverbundwerkstoffen? Das halte ich für äusserst gewagt. Bei Kohlefaserverbund-Velos gab es bis vor ein paar Jahren das Dilemma dass man Beschädigungen/Sturkturinterne Risse nicht ermitteln konnte und so dann der Fahrer eines Tages mit einer harten Tatsache konfrontiert wurde. Wenn dem entsprechend jemand etwas schweres auf diese Steuerstangen fallen lässt und seinen Fehler vertuscht, dann kann es böse enden.

 

 

Aber zurück zum Thema. Wie können die Seile aus den Rollen springen? Gibt es da keinen Sprung-Schutz-Bügel? :huh:

doch, aus CFk. beim MCR und MCR4Ssind diese Stangen für das Pendelhöhenruder abgestützt resp. umgelenkt in der Rumpfhärlfte. übrigens sind die Schalenrümpfe vieler moderner und leichten 1 bis 4-Sitzer aus dem gleichen Material und ohne versteifungen. Pittier und Andere haben Steuerstangen für Querruder und Pendelhöhenruder, Seile für das Seitenruder.

Gemäss geltenden Designrichtlinien müssen Trimflächen unabhängig funktionieren. Man kann somit im Notfall mit den Trimflächen "runterkommen". Betreffend Seilrollen: in der Aviatik ist eine Sicherung gegen "rausspringenC seit vielen Jahren Pflicht.

[Meerkat]

Es gibt gerade bei moderneren Kleinflugzeugen, Segelflugzeugen und Ultraleichten oft nur noch Federtrimmungen, dann verliert man mit der Höhenruderverbindung auch die Trimmung.

In dem Fall bleiben aber noch Gas und Klappen, die beide die Längsneigung auch in Grenzen beeinflussen, und beschränkte Kontrolle erlaubt.

 

Mag sein dass dies bei der EASA zutrifft, habe da im Netz noch nichts gefunden.

 

FAA AC 23-17C steht Seite 23:

"Trim devices should be designed to continue normal operation with one failure of any connecting or transmitting element in the primary flight control system for (1) longitudinal trim in a single-engine airplane ..."

[Volume]

FAA ACs sind "guidance", rechlich sind sie nicht verbindlich, sondern nur gut gemeinte Hinweise.

 

2. Applicability.
a. The guidance provided in this document is directed to airplane manufacturers,
modifiers, civil aviation authorities, and Federal Aviation Administration (FAA) transport
airplane type certification engineers and their designees.
b. Like all advisory material, this AC is not, in itself, mandatory, and does not constitute a
regulation. It describes an acceptable means, but not the only means, for showing compliance
with the requirements for transport category airplanes. The FAA will consider other means of
demonstrating compliance that an applicant may elect to present. While these guidelines are not
mandatory, they are derived from extensive FAA and industry experience in determining
compliance with the relevant regulations. On the other hand, if we become aware of
circumstances that convince us that following this AC would not result in compliance with the
applicable regulations, we will not be bound by the terms of this AC, and we may require
additional substantiation or design changes as a basis for finding compliance.
c. This material does not change, create any additional, authorize changes in, or permit
deviations from, regulatory requirements.

In Europa haben wir kein vergleichbares Material zu diesem speziellen Thema.

 

Bei Großflugzeugen haben wir Paragraph 25.1309, der generell (also auch für die Steuerung) regelt, das kein einziger isolierter Fehler der statistisch öfter als einmal pro Milliarde Flugstunden auftritt zu einem Totalverlust führen darf. Daraus kann man individuelle Forderungen bezüglich Redundanz in der Steuerung ableiten. Bei Querrudern genügt es z.B. auch Rollspoiler oder Flaperons zu haben, schon ist ausreichende Redundanz gegeben.

 

"Kommerzielle" Kohlefaserbauteile (z.B. beim Velo oder beim Lenkdrachen) kann man mit Luftfahrtbauteilen nicht vergleichen. Kohlefasersteuerstangen sind inzwischen "Stand der Technik", natürlich sind sie für bestimmte Schäden anfälliger, für andere aber auch robuster (z.B. Korrosion). Ein Pionier auf dem Gebiet und heute typischer lokaler Anbieter ist Schütze.

Bezüglich Schäden:

 

Wir fertigen unsere Leichtbaustäbe in zwei Varianten: Die am meisten verwendete Variante A besitzt auf dem leichten Schaumkern eine schicht unidirektionaler C-Fasern, die umgeben ist von einem dünnen Glasfasergewebe. Dieser Stab hat eine hohe spezifische Biegesteifigkeit und auch hohe Zug- und Druckfestigkeiten. Das dünne Glasfasergewebe an der Oberfläche dient dabei dem Schutz des Stabes und erzeugt gleichzeitig durch „Weißfärbung“ eine Schadenserkennung für Schäden, die sich insbesondere nachträglich durch „Impact“ ergeben können.

Wie fast alles in der Luftfahrt: wenn man es richtig macht, ist es auch sicher. Wenn man Schäden nicht vermeiden kann, muss man sie wenigstens entdeckbar machen.

 

Gruß

Ralf