Fahwerksdesign

[JeZe]

Wenn man sich die verschiedenen Flugzeugtypen bei der Landung ansieht, dann bemerkt man ja, dass Winkel, wie die Doppelräder in der Luft hängen extrem unterschiedlich sind.

 

Bei der B747 z.B. hängen die beiden äußeren Räder ganz extrem in einem nach oben gerichteten Winkel der Luft, während die inneren nur etwas nach oben angewinkelt sind.

 

Bei der A380 ist es umgekehrt, da haben die Räder einen etwas nach unten gerichteten Winkel, d.h. die vorderen Räder setzen zuerst auf.

 

Bei der A340 ziegen die außeren Räder nach obern die inneren nach unten.

 

Kann mir jemand den tieferen Sinn darin erklären. hat das was damit zu tun, wie das Flugzeug bei der Landung ausbalanciert wird?

[744pnf]

Verschiedene Einflussfaktoren spielen hier eine Rolle:

- Lage und Funktionslogik der weight-on-wheels Annäherungsschalter

- Fähigkeit zur Absorption von Landebahn-Unebenheiten

- typischer Anstellwinkel des Flugzeugtyps bei der Landung, vor allem aber

- Geometrie der Fahrwerksschächte

[JeZe]

Ok, das macht alles Sinn. Danke für die Erklärung.

[nabla]

Wie 744pnf schon schrieb, ist es in erster Linie eine Frage der Geometrie der Fahrwerksschächte. Bei dem A330/A340 hat es aber auch mit der Tailclearance zu tun: Die Bogies (https://en.wikipedia.org/wiki/Bogie) werden unter großer Vorspannung mit der hinteren Axe nach unten gedrückt - unter Kollegen schwankt der Wert immer zwischen 10 und 20 Tonnen (also etwa 100 oder 200 kN) Druckkraft.

Während des Startvorgangs steigt die Auftriebskraft in dem Moment drastisch an, in dem sich die Nase vom Boden hebt und das Flugzeug rotiert. Das Gewicht auf den Fahrwerken nimmt ab, bis die Bogies die Vorderachse anheben können. Durch diesen Vorgang hebt sich das ganze Flugzeug etwa 50cm höher, wodurch die Marge am Heck ebenfalls größer wird (Tail clearance). Dadurch kann die Nase weiter angehoben werden, so dass das Flugzeug abhebt.

Wären die Bogies nicht vorgespannt, müsste das Flugzeug entweder schneller sein beim Start, das Fahrwerk länger (Gewicht!) oder der Flügel mehr Auftrieb produzieren.

 

Gruß,

 

Nabla

[FKB]

@Nabla: Danke für die Erklärung! Wieder was gelernt - passiert in letzter Zeit leider viel zu wenig hier.

[JeZe]

 

Wie 744pnf schon schrieb, ist es in erster Linie eine Frage der Geometrie der Fahrwerksschächte. Bei dem A330/A340 hat es aber auch mit der Tailclearance zu tun: Die Bogies (https://en.wikipedia.org/wiki/Bogie) werden unter großer Vorspannung mit der hinteren Axe nach unten gedrückt - unter Kollegen schwankt der Wert immer zwischen 10 und 20 Tonnen (also etwa 100 oder 200 kN) Druckkraft.

Während des Startvorgangs steigt die Auftriebskraft in dem Moment drastisch an, in dem sich die Nase vom Boden hebt und das Flugzeug rotiert. Das Gewicht auf den Fahrwerken nimmt ab, bis die Bogies die Vorderachse anheben können. Durch diesen Vorgang hebt sich das ganze Flugzeug etwa 50cm höher, wodurch die Marge am Heck ebenfalls größer wird (Tail clearance). Dadurch kann die Nase weiter angehoben werden, so dass das Flugzeug abhebt.

Wären die Bogies nicht vorgespannt, müsste das Flugzeug entweder schneller sein beim Start, das Fahrwerk länger (Gewicht!) oder der Flügel mehr Auftrieb produzieren.

 

Gruß,

 

Nabla

Super Erklärung, Danke!

[GEC MD-11]

Wie 744pnf schon schrieb, ist es in erster Linie eine Frage der Geometrie der Fahrwerksschächte. Bei dem A330/A340 hat es aber auch mit der Tailclearance zu tun: Die Bogies (https://en.wikipedia.org/wiki/Bogie) werden unter großer Vorspannung mit der hinteren Axe nach unten gedrückt - unter Kollegen schwankt der Wert immer zwischen 10 und 20 Tonnen (also etwa 100 oder 200 kN) Druckkraft.

Während des Startvorgangs steigt die Auftriebskraft in dem Moment drastisch an, in dem sich die Nase vom Boden hebt und das Flugzeug rotiert. Das Gewicht auf den Fahrwerken nimmt ab, bis die Bogies die Vorderachse anheben können. Durch diesen Vorgang hebt sich das ganze Flugzeug etwa 50cm höher, wodurch die Marge am Heck ebenfalls größer wird (Tail clearance). Dadurch kann die Nase weiter angehoben werden, so dass das Flugzeug abhebt.

Wären die Bogies nicht vorgespannt, müsste das Flugzeug entweder schneller sein beim Start, das Fahrwerk länger (Gewicht!) oder der Flügel mehr Auftrieb produzieren.

 

Gruß,

 

Nabla

sicher, dass dieser effekt beim startvorgang relevant ist? selbst 20t sind nur 5,2-7,7% vom MTOW, die da noch auf dem fahrwerk sind... da fliegt es quasi schon.

wenn man drüber nachdenkt, hat es wohl eher bei der landung den beschriebenen effekt. ich hab zwar noch nicht an nem airbus gearbeitet, aber ich könnte mir vorstellen, dass diese 50cm früher bodenkontakt und durch die vorspannung sicherer wheel speed für ground sensing vorteilhaft sind. so kann der pilot früher die nase wieder runter nehmen und die gefahr eines tail strikes ist geringer. man sieht ja bei den großen bussen immer schön, wie sie bei der landung auf der hinteren achse balancieren...

 

 

dass es etwas mit der wheel well geometry zu tun hat, dem kann ich nicht ganz zustimmen. die position des bogies ist während des ein- und ausfahrens eine andere, als im ausgefahrenen zustand. die 747 ist da vielleicht ne ausnahme, bei den anderen wird der truck beam auf jeden fall beim einfahren 90° zum shock strut gestellt, und bei manchen auch nach dem ausfahren in eine bestimmte position gestellt.

 

 

ein aspekt, der auch relevant sein könnte ist der, dass der bogie beim bremsen eine vorwärtsneigung bekommt. um die belastung der achsen gleich zu halten wird der bogie hinten durch den trim cylinder belastet.

 

warum es allerdings auch fahrwerke gibt, deren bogies vorne tiefer sind, wie bei der 767 oder dem a380 weiß ich nicht. hab gehört dass bei solchen fahrwerken das aufsetzen generell unsanfter ist... kann aber auch subjektiv sein.

[744pnf]

warum es allerdings auch fahrwerke gibt, deren bogies vorne tiefer sind, wie bei der 767 oder dem a380 weiß ich nicht.

 

U.a. eben wegen der wheel well geometry.

[Mech]

Also beim A380 sind die Bogie Trim Actuator immer unter Druck solange die Hydraulik läuft. Also während des Flugs im Fahrweksschacht, beim ausfahren und während der Landung immer in der selben Position.

Zum einen wie schon richtig beschrieben wegen der Fahrwerksschacht Geometrie, den nur so passen WLG als auch BLG in die Schächte. Zusätzlich vermindern die nach vorne geneigten Bogie`s den Luftwiderstand, da sie so mit dem Anstellwinkel im Anflug weniger Stirnfläche bieten.

Die anderen gründe sind ein zusätzlicher Dämpfungseffekt beim Aufsetzen. Denn das Flugzeuggewicht muss den immer anliegenden Hydraulikdruck überdrucken. Das verhindert zusätzlich eine aufschaukeln (bogie pitch oscillation) während der Landung und Taxi.

 

Bei den Boeing`s ging es meist hauptsächlich um die Fahrwerksschachtgeometrie, sowie dem oben beschriebenen Dämpfungseffekt bei Touchdown.

 

Warum es mal vorne oder hinten (ge)tilted ist liegt am vorgegeben Design der Fahrwerke selber und der Fahrwerksschächte. So wie es halt am besten passt.

[PEOPLES]

Nur kleine Anmerungen:

 

Die A380 hat recht kleine Pitch Trimmer im Vergleich zum Fahrwerk, ich fürchte, hier kann man den Drehpunkt nicht auf die Hinterachse "umleiten". Bei der A330/A340 ist das definitiv so, die Kinematik ist da recht "straff" ausgelegt, wobei hier " nur" etwas Kraft nach hinten geleitet wird.

Die B777-300ER hat wohl den größten Pitch Trimmer, da heisst das dann auch Semi gear lever und der verriegelt während des Starts, so dass das FLugzeug wirklich nur über die Hinterachse rotieren kann.

[Mech]

Für das WLG beim A380 stimmt das , aber der BLG BTA ist 1, 50 lang beindick und wiegt 70kg. Einen größeren mit mehr Kraft wird man kaum finden.

[PEOPLES]

ich habs ja schon geschrieben: 777 Semi Geared Lever.

 

Bei dem A380 hängt das BLG ja auch mit den vorderen Rädern.

[Acela]

 

warum es allerdings auch fahrwerke gibt, deren bogies vorne tiefer sind, wie bei der 767 oder dem a380 weiß ich nicht. hab gehört dass bei solchen fahrwerken das aufsetzen generell unsanfter ist... kann aber auch subjektiv sein.

Das ist in der Tat geometrisch bedingt. Der A310 hat das auch. Das Fahrwerk ist leicht schräg und fährt übertrieben gesagt nach vorn ein, damit das Gear in die Bay passt und dort "gerade" ist, muss es draußen nach vorn geneigt sein.

 

Was den Pitch Trimmer am 330 angeht, der hat tatsächlich die Aufgabe, den Landestoss etwas zu reduzieren. Die Hinterachsen setzen zuerst auf, der Pitch Trimmer nimmt die etwa 20 Tonnen auf und erst wenn die vorderen Räder Kontakt haben, nimmt der Main Strut das restliche Landegewicht auf. Der Stoß ist dabei etwas geringer... Geometrisch spielt der Trimmer zumindest keine Rolle, weil der Bogie Beam beim einfahren durch das verkürzen es Fahrwerkes eh gerade steht....