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A340-300: Schwache Steigleistung?


Axel

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Geschrieben

Kürzlich hatte ich bei einem Urlaubsflug MUC- Johannesburg- Kapstadt die Gelegenheit eines Direktvergleichs der Langstreckenflugzeuge A340-300 und B747-400. Von MUC bis JNB flog man mit A340 und stieg dann auf eine 747 nach CPT um. Obwohl der 340 wahrlich kein kleines Flugzeug ist, war das doch noch ein Umsteigen in eine andere Welt. Die Kabine der 747 ist merklich breiter und vor allem höher, die Seitenwände sind gerade, so daß man gar nicht mehr das Gefühl hat, in einem Flugzeug zu sitzen. Daß die Kabine des A340 so sehr viel leiser ist, fand ich übrigens nicht. Für einen Nachtflug ist sie gleichwohl angenehmer, weil man nur eine 2-4-2 Bestuhlung hat und dadurch auf den Aussenplätzen nur zu zweit sitzt.

 

Jetzt meine Frage: Im Verlgeich zu den üblichen Kurzstreckenmaschinen (737, A320 usw.) aber auch im Vergleich zur 747 hatte ich den Eindruck, daß der A340 eine viel geringere Steigleistung hat. Bis der mal so an Höhe gewann, dauerte es Stunden! Wir haben jeweils an die vierzig Minuten gebraucht, um die Reiseflughöhe zu erreichen - man wurde schon ganz unruhig, weil die Maschine überhaupt keine Höhe gewann.

 

Ist das immer so? Eine mögliche Erklärung könnte sein, daß der 340 jeweils für einen 12-Stunden-Flug vollgetankt war, während die 747 nur Sprit für einen kurzen 2-Stunden-Inlandsflug dabei hatte, was sicherlich einige Gewichtsunterschiede ausmacht. Aber trotzdem hatte ich den Eindruck: Ein flinker Flitzer ist der A340 gerade nicht ...

 

A.

Geschrieben

Ja, der A340 ist nicht gerade ein Gipfelstürmer und ohne dies in einen Airbus vs. Boeing-Streit eskalieren zu lassen. Der berühmte Witz eines 747 Piloten besagt, daß ein Airbus A340 nur dank der Erdkrümmung steigt.........

 

Die CFM-56 Triebwerke sind halt nicht die optimale Lösung. Vor BRU nach ATL war damals mein Sabena-Airbus selbst über der irischen Westküste(!) noch nicht ganz auf Flughöhe!

Geschrieben

Die Menge an Treibstoff macht sehr viel aus. Steig mal in einer 737 von TXL nach FRA und dann vergleich das mal mit einer 737 von z.B: TXL nach TFS. Du wirst merken, dass der Start merklich flacher ausfällt.

Geschrieben

Sicherlich macht der Sprit eine ganze Menge am Gesamtgewicht aus und beeinflusst daher auch wesentlich die Steigleistung. Nichts desto trotz hat der A340 eine herausragend schlechte Anfangsteigleistung, kann dafür aber in der Regel dann in einem Zug auf sein Cruisinglevel durchstiegen, währen die 747 eine Pause zwischendurch machen muß.

Der A340 ist aber deswegen nicht das schlechtere Flugzeug - er wurde einfach konsequenter und besser optimiert, denn er erfüllt ebenso alle gesetzlichen Anforderungen bezüglich Steigleistung etc. und kann genauso gut fliegen (nur etwas langsamer halt).

 

Wer mal das krasse Gegenteil haben will, sollte mal mit einem relativ leeren A310 oder A300 fliegen.... FL410 gehen mit einem leeren A310 in gut 10 Minuten, ein halbvoller A300 schafft in der selben Zeit FL340 - und das ohne Mühe! Würde man es drauf anlegen könnte es noch schneller gehen..... icon_smile.gificon_smile.gificon_smile.gif

Geschrieben

@nabla

 

"...während die 747 eine Pause zwischendurch machen muß"

 

Meinst Du damit, daß (wie oben schon jemand schrieb) die eigentliche Reiseflughöhe wegen des Gewichts erst nach ein paar Stunden erreicht werden kann? Eine Art "Verschnaufen auf dem Treppenabsatz" um neue Kraft zu sammeln kann es ja eigentlich nicht sein.

 

@alle

 

Find ich aber interessant, daß das Phänomen allseits bekannt ist. Wir hatten uns beim Flug schon Sorgen gemacht. Und wenn es einem als Passagier schon auffällt ...

 

A.

Geschrieben

Schubkraftvergleich:

 

A330-200: ca. 32.000kp

A340-300: ca. 14.500kp

B747-400: ca. 26.000kp

B767-300: ca. 23.000kp

B777-200: ca. 40.000kp

 

Noch Fragen? Der A340-300 ist ein Ferrari mit einem Fiat Panda Motor. Ich hab lieber 40.000kp unterm Hintern, als murgle durch die Weltgeschichte rum...

Geschrieben

Aber für 20t braucht man keine 22.000kp. Der A340 ist einfach under powered. Wenn ich auf dem Weg nach Süden erst über der Ägäis auf cruising level komm, ist das schon ein Hammer. Ich kenne keinen 340'er-Piloten, der sich nicht mehr power unterm wing wünschen würde.

Geschrieben

Gibt's diese Leistungsangaben irgendwo in N/kg oder kp/kg, dass man die Werte besser vergleichen kann? Am besten noch für ein paar Narrows dazu...

 

JamesB

Geschrieben

@XQ-NUE:

Ein Kilopond (Krafteinheit) ist mit einem Kilogramm (Gewichtseinheit) gleichsetzbar. Stell' Dir einfach vor, ein Gewicht von X Tonnen ziehe das Flugzeug (horizontal natürlich icon_smile.gif ) hinter sich her.

Leistungsangaben sind meist in "lb" oder "lbs" (Pfund). Ein lb sind 0,454 kg. Damit kannst Du die Leistungsangaben in kp umrechnen.

Eine 737-800 hat in der stärksten Variante 27300lb Schub. (Bei den anderen Fliegern müßte ich jetzt nachschlagen...)

 

@OE-LPA:

Ein Twinjet muß im Gegensatz zu einem 4-Strahler überpowert sein.

Wäre der A340-300 zu schwach motorisiert, hätte er keine Zulassung bekommen.

Das Verhältnis von Schub und Gewicht sind bei 332 und 772 etwa gleich.

 

Wenn beim 332 ein Trieberk ausfällt, hat der 343 bei ebenfalls einem ausgefallenen Triebwerk immer noch mehr Schub pro Gewichtseinheit, als der 332.

Folgerung --> Alles im grünen Bereich.

 

Sicherlich hätte man dem A340 damals gerne ein etwas stärkeres Triebwerk spendiert, dies war aber entweder noch nicht verfügbar, oder es wäre nicht so wirtschaftlich gewesen, wie das CFM-56-5C.

Dies hat man jetzt aber mit dem RR Trent 556 (für 345 und 346) nachgeholt.

 

Der A340 ist zwar zugegeben schwach, aber eben nicht zu schwach. Und auf maximale Reisehöhe kommt man ohnehin erst, wenn man genügend Gewicht verbrannt hat, Schubkraft hin- oder her.

Geschrieben

Lieber dianzu,

 

eine nette Erklärung für einen Nicht-Insider wie mich. Hätt' ich mir ja gleich denken können, dass Twinjets mehr Leistung brauchen als multi-engine-acft, ist ja auch logisch. Sonst würden sie ja ETOPS nicht erreichen. Trotzdem ist die A340 verhältnissmäßig under powered, zu anderen wide-body-acft. Man darf aber auch nicht vergessen, dass es Schubstärkere Triebwerke gab bzw. in Entwicklung waren, doch Airbus die CFM56 draufgehängt hat. Ich möchte auch Äpfel mit Birnen nicht vergleichen, aber es gibt mehrere Gründe, warum die neuen A340 jetzt die "guten" Triebwerke haben. Von der Performance her, ist der A340-200/300 sicher ein gutes Flugzeug, leider fehlen im aber ein paar kp an power. Hätte er diese, könnte man auch die Australien-Zeiten der B777 einhalten... kann man aber nicht, es fehlt an Leistung.

 

Übrigens, bin seit 1978 im Besitz des PPL und seit 1981 "Verkehrsflugzeugführer"...

Geschrieben

Beim Start einer 747 wird man förmlich in den Sitz gedrückt, wenn der Pilot die Schubhebeln betätigt. Bei der 343 ist dies nicht der Fall. In MUC kann man immer beobachten wie sich die 343`s starten und kriegt den Eindruck, dass sie nicht hochkommen. Das Thema schwache Steigleistung hat sich wohl bei der 340-500/600 erledigt.

Geschrieben

@zulu

ich habe eine zeitlang in mörfelden gearbeitet, keine 5km von der 18w entfernt. ich kann deine beobachtungen im bezug auf die 342/3 nur bestätigen. im volksmund wird sie dort luftschnecke genannt (parallel zum lkw der dort asphaltschnecke heißt).

Geschrieben

Axel,

 

dieses Thema ist schon sehr oft diskutiert worden(kein Vorwurf an Dich), ich empfele Dir die Suchfunktion, am Besten auch mal im technical-forum von airliners.net

 

Man darf nicht vergessen, daß vernünftige Vergleiche gerade als Passagier kaum möglich sind, es spielen sehr viele Faktoren mit : Route, aktuelles Wetter, Pilot, ATC, Lärmpegel, Sitzkomfort, nervige Mitreisende, etc.

 

Meistens artet das in einen A-B Krieg aus, freut mich, daß das diesmal nicht so ist.

 

Ich glaube die Ansicht mit der die meisten leben können ist die, daß der A340 wohl gerade noch stark genug 'motorisiert' ist, andererseits Airbus eben ein sehr wirtschaftliches Langstreckenflugzeug bauen wollte und eben keinen Ferrari für die Luft trotz aller Schwierigkeiten beim Triebwerk.

 

Die meisten Airlines sind sehr zufrieden mit den A340.

 

(geile Beschleunigung gibbet anderswo, z.B. in der 752 outbound SMO(wenn ich mich richtig erinnere), oder bei diversen AirForces)

 

Gruß

Geschrieben

Ganz einfach: Aus dem Schub-/Gewichtsverhältnis (das beim A342/343 in der Tat sehr mäßig ist) kann man auf die Steigleistung schließen; ich verweise hierzu beispielsweise auf http://www.aniprop.de/aniprop_physbl01_frage07.html. Schub- und Gewichtsdaten sind z.B. bei den Flugzeugdaten auf dieser Site verfügbar.

 

Derartig schwache Triebwerke, wie sie der A340 besitzt, verbrauchen übrigens mehr Sprit als großzügig dimensionierte - da sie aber auch deutlich billiger sind, stimmt die Gesamtwirtschaftlichkeit.

 

Es zeichnet sich übrigens ab, dass auch der A380 vergleichsweise schwach motorisiert sein wird und entsprechend langsam steigen wird. Konsequenz: Auch wenn die Emission geringer sein sollte, wird er in größerer Entfernung vom Flughafen ein lauteres Flugzeug als die B747-400 sein. Besser wäre es, ihn mit den leistungsstarken B777-Triebwerken auszurüsten.

 

Airbus hat sich mit dem extrem gut steigenden A300 den Ruf erworben, leise Flugzeuge zu bauen - mit dem A340, der trotz geringer Emission aufgrund der geringen Steigleistung ein lautes FLugzeug ist, und künftig dem A380 wird dieser Ruf verspielt. Lohnen tut sich dies für die Fluggesellschaften nur, weil die großflächige Verlärmung nichts kostet.

 

 

Zu den Einheiten:

 

Masse ist in kg, Kraft wird in Newton angegeben. Die Gewichtskraft ist g*m; 1 kg sind 9,81 N Gewicht. Kilopond (kp) ist eine alte Krafteinheit; ein Kilopond ist die Gewichtskraft einer Masse von 1 kg. 1 kp sind also auch 9,81 N.

 

Birger

Geschrieben

@OE-LPA:

Ich konnte ja nicht wissen, daß Du Pilot bist. Das war mit halt nicht ersichtlich, sorry.

Ich hatte es ja nur gut gemeint...

 

Aber es ist sicherlich wie überall: Genug Power kann man nie haben. Auch wenn man sie nicht unbedingt benötigt, sie beruhigt icon_smile.gif

Geschrieben

@Birger:

(Herzlich willkommen im Forum!) Ein paar Anmerkungen zu Deinem Beitrag:

 

"Ganz einfach: Aus dem Schub-/Gewichtsverhältnis (das beim A342/343 in der Tat sehr mäßig ist) kann man auf die Steigleistung schließen;..."

Nein, nicht unbedingt! In der theoretischen Betrachtung läßt sich die Steigleistung so direkt herleiten. In der Praxis ist aber durchaus ein Unterschied in der aerodynamischen Güte der Flugzeuge gegeben. Der A340 ist z.B. sehr viel "sauberer" designt und benötigt entsprechend weniger Leistung - was durchaus in einem messbaren Rahmen ausfallen kann!

Hinzu kommt auch noch, das beim Bau des A340 andere Zulassungskriterien zu erfüllen waren, bzw. Rechenmodelle präziser gemacht werden konnten, so daß die Startleistung noch weiter reduziert werden kann, da auf unnötig große Sicherheitsmargen verzichtet werden konnte. Wie oben schon beschrieben werden trotzdem alle gesetzlichen Forderungen erfüllt. Würde jeder Flug ein Take-Off mit voller Leistung sein, sähe es auch mit der Steigleistung ganz anders aus (zumindest im Inital Climb, im Crusie Climb hängt der A340 die B747 eh ab).

 

"Derartig schwache Triebwerke, wie sie der A340 besitzt, verbrauchen übrigens mehr Sprit als großzügig dimensionierte - da sie aber auch deutlich billiger sind, stimmt die Gesamtwirtschaftlichkeit."

Interessante Aussage, die mir unverständlich ist. Gemäß meinem Wissen erreichen die Triebwerke ihren optimalen Wirkungsgrad, wenn sie im hohen Drehzahlbereich mit 80-95% Last gefahren werden. Nutze ich jetzt überdimensionierte Triebwerke (Warum überhaupt, würde der Kaufmann jetzt fragen, wenn es die kleineren auch tun...??) kann ich sie in der Regel nur im unteren Lastbereich fahren, lasse ich die anderen Parameter konstant. Will ich die größeren Triebwerke ebenfalls am Designpunkt laufen lassen würde das für mich in einer höheren TAS mit einem höheren Fuelflow resultieren. Sicherlich auch eine nette Sache, allerdings nicht direkt mit dem Pflichtenheft des A430 zu vereinen.

Wie gesagt, soweit mein Wissen - Ich bin gespannt auf Deine Erklärung.

 

Es zeichnet sich übrigens ab, dass auch der A380 vergleichsweise schwach motorisiert sein wird und entsprechend langsam steigen wird. Konsequenz: Auch wenn die Emission geringer sein sollte, wird er in größerer Entfernung vom Flughafen ein lauteres Flugzeug als die B747-400 sein. Besser wäre es, ihn mit den leistungsstarken B777-Triebwerken auszurüsten.

Richtig, der A340 steigt langsamer als die 747 und ist damit zeitlich gesehen länger in Bodennähe in einem Lärmsensitiven Höhenband. Wenn ich mich nicht irre, ist aber der Lärm-Footprint eines A340 deutlich kleiner als der einer B747, wodurch sich die Lärmeinwirkung angleichen sollte.

 

Airbus hat sich mit dem extrem gut steigenden A300 den Ruf erworben, leise Flugzeuge zu bauen - mit dem A340, der trotz geringer Emission aufgrund der geringen Steigleistung ein lautes FLugzeug ist, und künftig dem A380 wird dieser Ruf verspielt. Lohnen tut sich dies für die Fluggesellschaften nur, weil die großflächige Verlärmung nichts kostet.

Das der A300 so saugut steigt liegt einfach an den Bedingungen, zu denen er (vor allem in D) eingesetzt wird: Ein Flugzeug, das als Twin für ein MTOW von 175t ausgelegt ist und auch noch bei einem Triebwerksausfall bei 35° Außentemperatur auf einem hoch gelegenen Platz einen Start gemäß FAR fortsetzen kann ist bei einem innerdeutschen Flug mit deutschen OATs, zwei funktionierenden Engines (in der Regel icon_wink.gif) und einem TOW von 100-120 Tonnen heillos unterfordert - das ist alles! Würdest Du den A300 gemäß Auslegungekriterien einsetzen wäre er wieder genauso wie jeder andere Twin von der Steigleistung her. Zwar besser als jedes 4-Mot-Flugzeug, aber ansonsten nix besonderes - und besonders leise ist der A300 dann auch nicht.

Geschrieben

@ dianzu

 

das heist also auch das ein Flugzeug mit angenommen 23000 kp Triebwerksleistung ein Gewicht von 23000 kp hinter sich her ziehen könnte, stimmts?

Geschrieben

Hallo Nabla

 

<Nein, nicht unbedingt! In der theoretischen Betrachtung läßt sich die Steigleistung so direkt herleiten. In der Praxis ist aber durchaus ein Unterschied in der aerodynamischen Güte der Flugzeuge gegeben. Der A340 ist z.B. sehr viel "sauberer" designt und benötigt entsprechend weniger Leistung - was durchaus in einem messbaren Rahmen ausfallen kann!>

 

Die aerodynamische Güte beeinflußt natürlch auch das Steigverhalten - aber nicht sehr. In der genannten Formel steckt auch die Gleitzahl drin, die bei der B747 bei 18 und beim A340 bei 20 liegt (siehe http://www.haw-hamburg.de/pers/Scholz/arbe...Groencke.pdf=); für den Horizontalflug braucht man demnach ein Schub-/Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,06, was nur ein kleiner Teil des gesamten Schubs ist (Startschub-/max. Gewicht liegt typisch zwischen 0,21 und ca. 0,3; im Steigflug dürften i.d.R. wohl ca. 2/3 davon zur Verfügung stehen).

 

<Derartig schwache Triebwerke, wie sie der A340 besitzt, verbrauchen übrigens mehr Sprit als großzügig dimensionierte - da sie aber auch deutlich billiger sind, stimmt die Gesamtwirtschaftlichkeit."

Interessante Aussage, die mir unverständlich ist. Gemäß meinem Wissen erreichen die Triebwerke ihren optimalen Wirkungsgrad, wenn sie im hohen Drehzahlbereich mit 80-95% Last gefahren werden. >

 

Schub wird durch Beschleunigung von Luftmasse erzeugt; es gilt F=d/dt(mv). mv ist der Impuls einer Masse; die Impulsänderung ist J=m (v2-v1). Man kann also den gleichen Schub durch wenig Geschwindigkeitserhöhung und viel Masse oder durch hohe Geschwindigkeitsänderung und wenig Masse erzielen. Um Masse zu beschleunigen, muss man Energie aufwenden; es gilt hierfür E=1/2 m (v2^2 - v1^2)=1/2 m (v2-v1) (v2+v1) > (v2-v1). Wenn man den Quotienten E/J bildet, ergibt sich E/J=0,5(v2+v1); für den Energieaufwand ist es daher vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen ein- und auströmender Luft gering ist. Dies läßt sich nur durch großen Volumenstrom realisieren - hierfür sind jedoch entsprechende Triebwerksdurchmesser zwingend erforderlich. Große Triebwerke kosten jedoch zwangsläufig mehr Geld.

 

Auf der anderen Seite sinkt der thermodynamische Wirkungsgrad mit abnehmenden Verbrennugnstemperaturen - irgendwo gibt es einen Punkt, wo die Verbesserung des aeromechanischen Wirkungsgrad (Luftschlupfverluste)kompensiert wird durch die Verschlechterung des thermodynamischen. Insgesamt sind aber anscheinend die Triebwerke der B777 effizienter als die des A340 - ausweislich der Site http://cip.physik.uni-wuerzburg.de/~pschir...tion/flugzeuge/ verbraucht die B777 doch signifikant weniger als der A340-300. Die Triebwerke dürften aber insgesamt teurer sein.

 

<Zwar besser als jedes 4-Mot-Flugzeug, aber ansonsten nix besonderes - und besonders leise ist der A300 dann auch nicht.>

 

Es ist schon bemerkenswert, dass die mittlerweile 30 Jahre alte Kiste A300 in den für den Frankfurter Flughafen geltenden Lärmkategorien besser eingestuft ist als der A330 - und dies dürfte in erster Linie seinem Steigvermögen und der sich daruas ergebenden reduzierten Lärmimmission beim Steigflug zu verdanken sein. Der A300 ist auch für eine Twin sehr gut motorisiert, während man z.B. beim A330 ein Schub-/Gewichtsverhältnis realisiert hat, das sich nur marginal von dem einer B747-400 unterscheidet.

 

Birger

Geschrieben

...endlich wirds mal fachlich interessant! icon_smile.gif:)

 

@Gleitzahl: Vielen Dank für den ersten Link, die Arbeit ist ganz interessant (auch wenn am Anfang ein paar Definitionen falsch sind) und recht umfangreich (bezogen auf die bewerteten Flugzeuge). Die genauen Gleitzahlen kannte ich so auch noch nicht, ich denke, daß man sie aber durchaus nicht unterbewerten darf da sie ja linear mit in die Berechnung eingehen.

 

@Schub: Für den Theoretiker wäre das ideale Triebwerk so groß wie möglich. Damit hättest Du dann Deinen Volumendurchsatz maximiert und könntest das dv minimieren. Für den Praktiker hast Du damit aber keinen Gewinn. Abgesehen von dem deutlich höheren Gewicht der Triebwerke kannst Du diese wie gesagt nur in einem Teillastbereich betreiben, so daß der Gewinn durch das geringe dv durch eine ebenso abgesunkene t3 aufgehoben wird (wie Du ja ebenfalls einräumtest).

 

@Triebwerke/777: Also so erheblich sparsamer erscheinen mir die 777 Triebwerke nicht. Abgesehen davon, daß die Angabe beim A340 in lbs/h und bei der 777 in kg/h ist sind die 777-Triebwerke auch neuer, wenn es mich nicht täuscht, so daß es hier schon eine Verbrauchsreduzierung geben sollte - die ich aber nicht auf die Größe zurückführe.

 

@A300: Wie ich schon schrieb ist die LH-A300 Ops absolut untypisch für den A300. Dennoch macht die LH-A300 Ops den Großteil der A300-Flugbewegungen am Flughafen FRA aus, wogegen der A330 ex FRA fast nur Langstrecke fliegt (USAir, Emirates, Gulf Air, LTU, LH; Mir ist zumindest nichts kurzes bekannt).

 

@A330: Die Werte aus dem Skriptum (ich nehme sie mal als valide an, so ganz sicher bin ich mir da aber nicht... einzige Quelle ist nur Jane's...) zeigen schon eine gewisse Ähnlichkeit von den Zahlen her, das kann ich nicht bestreiten. Mein gesunder Menschenverstand sagt mir aber, das da ein Unterschied da sein muß, denn schließlich gehen dem A330 50% Schub und der B747 nur 25% im One-Engine-Out-Case verloren und beide müssen den gleichen FAR25 Forderungen genügen (ja, bis auf die Steiggradienten im 2. Segment). Irgendwo muß da was falsch sein... - oder das Schub/Gewichtsverhältnis ist halt doch nicht so signifikant entscheidend.

 

Gruß Nabla

 

P.S.: Wo studierst Du / hast Du studiert?

Geschrieben

@XQ-NUE und dianzu:

Wegen der Schubdefinitionen:

Stellt es Euch so vor: Die Erde ist eine Tischplate und am Rand der Platte ist eine Umlenkrolle. Auf der Erde steht jetzt ein Flugzeug, an der Nase ein Seil befestigt das über die Umlenkrolle liegt und an dessen anderem Ende ein Gewicht hängt. Läßt man das Gewicht jetzt fallen, beschleunigt es das Flugzeug mit seiner Gewichtskraft. Hat ein Flugzeug also 30 Tonnen Schub, entspricht das einem 30 Tonnen Gewicht, daß an der Schnur fallengelassen wird.

Geschrieben

ich bin vor kurzem mit der TK von BKK nach IST geflogen, bei angezeigten 660 km/h über Grunde und wenn ich einen Gegenwind von 100 kt dazurechne komme ich gerade auf 830 km/h, da fliegt ein Jumbo ein bisschen schneller.

 

also wenn man von BKK nach LHR 11:10 unf von BKK nach IST 10:50 fliegt, dann frage ich mich, ist das nicht ein Rückschritt in die 50er, da ist die gute alte Connie auch solche Speeds geflogen ( abgesehen von der Bequemlichkeit )

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