Zum Inhalt springen
airliners.de

Temperaturen der Flugzeughaut


Flieger2411

Empfohlene Beiträge

Hallo zusammen,

ich habe eine eher physikalische Frage:

Wie verändern sich die tatsächlichen Temperaturen der äußeren Flugzeughaut in Abhängigkeit

der Flughöhe und ggf. der Geschwindigkeit der Maschine. Mich interessiert hauptsächlich

die Erwärmung des Körpers durch die Sonneneinstrahlung in Streckenflughöhe, also ca 10.000 m.

 

Ich kann mir vorstellen daß es auch innen an der Beplankung Sensoren gibt, so daß die

Temperatur des Materials erfaßbar ist.

 

Vielen Dank im voraus. :rolleyes:

 

Flieger2411

 

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Um ehrlich zu sein scheint die Sonneneinstrahlung nur einen kleinen Einfluß zu haben, wenn überhaupt. Primär wird die Temperatur von der Flughöhe (Still Air Temperature, SAT) und der Fluggeschwindigkeit bestimmt.

 

Angezeigt wird normalerweise die Total Air Temperature (die Temperatur am Staupunkt) und die SAT. Je schneller man fliegt desto größer ist die Differenz. Davon hängt die dann in Folge auch die Sprit-Temperatur ab, wenn diese zu niedrig wird muss man entweder schneller fliegen (10kts mehr bringen ca. 1 Kelvin mehr) oder tiefer, oder beides.

 

Die Concorde war tatsächlich in der Geschwindigkeit primär durch die Temperatur der Nase und der Flächenvorderkante limitiert. Bei der Concorde hatte die Sonneneinstrahlung tatsächlich einen Effekt da man generell durch die Temperatur limitiert war. Daher war auch die Bemalung limitiert und musste zum größten Teil aus hochreflektivem weißem Lack bestehen, damit konnte die Temperatur um ca.6 bis 11 Kelvin niedriger gehalten werden bzw. entsprechend schneller geflogen werden was erst die M 2.x ermöglichte. Air France hatte mal eine Concorde in Blau bemalt in einem Werbedeal mit Pepsi, das Flugzeug war deswegen auf maximal 20 Minuten auf Mach 2 limitiert, erst unter Mach 1.7 gab es keine Limits mehr.

 

Normale Verkehrsflugzeuge erreichen im Reiseflug keine allzu hohen Temperaturen, daher hat die Crew da keine Limits, aber es gibt untere Grenzen, aus verschiedenen Gründen, es kann sich um die Sprit-Temperatur handeln, aber auch Limits weil die Batterie zu kalt werden könnte. 

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Hallo lieber Dummi,

ich sehe in Ihrerm Text zwei divergierende Antworten:

 

1) "Um ehrlich zu sein scheint die Sonneneinstrahlung nur einen kleinen Einfluß zu haben, wenn überhaupt."

2)"...musste zum größten Teil aus hochreflektivem weißem Lack bestehen, damit konnte die Temperatur um ca.6 bis 11 Kelvin niedriger   gehalten werden."

 

Ferner scheint es ein Problem zu sein, den Sprit warm genug zu halten! Bei 6 bis 11 °K hat die Sonne doch einen erheblichen Einfluß,

oder habe ich etwas falsch verstanen?

 

Vielen Dank im voraus. :rolleyes:

 

Flieger2411

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Hallo lieber Dummi,

ich sehe in Ihrerm Text zwei divergierende Antworten:

 

1) "Um ehrlich zu sein scheint die Sonneneinstrahlung nur einen kleinen Einfluß zu haben, wenn überhaupt."

2)"...musste zum größten Teil aus hochreflektivem weißem Lack bestehen, damit konnte die Temperatur um ca.6 bis 11 Kelvin niedriger   gehalten werden."

 

Ferner scheint es ein Problem zu sein, den Sprit warm genug zu halten! Bei 6 bis 11 °K hat die Sonne doch einen erheblichen Einfluß,

oder habe ich etwas falsch verstanen?

 

Vielen Dank im voraus. :rolleyes:

 

Flieger2411

 

Nicht unbedingt: die Sonneneinstrahlung hat tatsächlich nur einen geringen Einfluss, der sich in den besagten 6 bis 11 Kelvin äussert, die man mit dem geeigneten Lack beeiflussen kann. Der Temperaturunterschied zwischen einem in der Sonne geparkten Flugzeug (ohne kühlenden Fahrtwind, sagen wir mal +60°C) und einem in 12'000 Meter Höhe, bei -56°C und Mach 0.8, kann problemlos 100 Kelvin überschreiten. Wobei die Flugzeughaut in diesem Fall deutlich unter den Gefrierpunkt abgekühlt wird (sonst gäbe es ja keine Vereisungsprobleme...). Der Windchilleffekt, zusammen mit der niedrigen Umgebungstemperatur überwiegen unter diesen Bedingungen.

 

Die Sache mit dem weissen Lack ist hingegen eine Concorde-spezifische, denn erst im Überschallbereich wird die Luftreibung so gross, dass die Flugzeugzelle dadurch erhitzt wird. Von den -50°C im Unterschallbereich auf über +120°C bei Mach 2. Da sind die ~10 Kelvin durch die Sonne tatsächlich der geringste Teil und nur bei Überschallmaschinen von Belang. Wie Dummi schon schrieb, wurde die Concorde am thermischen Limit der Aluminiumstruktur berieben (weshalb noch schnellere Maschinen aus Titan oder Edelstahl gebaut werden), da sind diese paar Kelvin für die erreichbare Endgeschwindigkeit matchendscheidend. Für Unterschallflugzeuge ist die Einstrahlung hingegen vernachlässigbar. Die Concorde wurde bei Mach 2 durch die Wärmeausdehnung etwa 30 Zentimeter länger, als am Boden - eine 747 ist hingegen in Reiseflughöhe durch die Abkühlung etwa einen halben Meter kürzer, als im Typenblatt angegeben.

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Nicht unbedingt: die Sonneneinstrahlung hat tatsächlich nur einen geringen Einfluss, der sich in den besagten 6 bis 11 Kelvin äussert, die man mit dem geeigneten Lack beeiflussen kann.

 

Ich weiß zwar nicht welcher Lack bei der Concorde verwendet wurde, aber im sichtbaren Licht weißer Lack muss noch lange nicht im kompletten Spektrum weiß sein. Der könnte dann z.B. auch bei den immer noch relativ niedrigen Temperaturen bei Reisegeschwindigkeit so ausgelegt sein, dass er gut im infraroten Spektrum abstrahlt. Dadurch kriegt man auch zusätzlich Wärme weg.

Der Lack kann also sogar noch mehr Unterschiede machen als nur die Sonnenstrahlung gut oder schlecht zu reflektieren.

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Nicht unbedingt: die Sonneneinstrahlung hat tatsächlich nur einen geringen Einfluss, der sich in den besagten 6 bis 11 Kelvin äussert, die man mit dem geeigneten Lack beeiflussen kann. Der Temperaturunterschied zwischen einem in der Sonne geparkten Flugzeug (ohne kühlenden Fahrtwind, sagen wir mal +60°C) und einem in 12'000 Meter Höhe, bei -56°C und Mach 0.8, kann problemlos 100 Kelvin überschreiten. Wobei die Flugzeughaut in diesem Fall deutlich unter den Gefrierpunkt abgekühlt wird (sonst gäbe es ja keine Vereisungsprobleme...). Der Windchilleffekt, zusammen mit der niedrigen Umgebungstemperatur überwiegen unter diesen Bedingungen.

 

Die Sache mit dem weissen Lack ist hingegen eine Concorde-spezifische, denn erst im Überschallbereich wird die Luftreibung so gross, dass die Flugzeugzelle dadurch erhitzt wird. Von den -50°C im Unterschallbereich auf über +120°C bei Mach 2. Da sind die ~10 Kelvin durch die Sonne tatsächlich der geringste Teil und nur bei Überschallmaschinen von Belang. Wie Dummi schon schrieb, wurde die Concorde am thermischen Limit der Aluminiumstruktur berieben (weshalb noch schnellere Maschinen aus Titan oder Edelstahl gebaut werden), da sind diese paar Kelvin für die erreichbare Endgeschwindigkeit matchendscheidend. Für Unterschallflugzeuge ist die Einstrahlung hingegen vernachlässigbar. Die Concorde wurde bei Mach 2 durch die Wärmeausdehnung etwa 30 Zentimeter länger, als am Boden - eine 747 ist hingegen in Reiseflughöhe durch die Abkühlung etwa einen halben Meter kürzer, als im Typenblatt angegeben.

 

 

Vielen Dank an Sie beide!

 

Schön, daß Sie sich solche Mühe gemacht haben. Meine Frage ist damit komplett beantwortet.

An das Überschallfliegen hatte ich gar nicht gedacht.

 

Lieben Gruß

 

Flieger2411

Link zu diesem Kommentar
Auf anderen Seiten teilen

Archiviert

Dieses Thema ist jetzt archiviert und für weitere Antworten gesperrt.

×
×
  • Neu erstellen...