Was passiert, wenn ein normales Passagierflugzeug über längere Zeit Schallgeschwindigkeit fliegt?
Also z.B wenn eine normale Boeing 737, 747 etc. bei starken Rückenwind lange über der Schallmauer fliegt, ist das schlecht fürs Flugzeug?
3 Antworten
Das sind 2 Bezugssysteme:
Die Geschwindigkeit über Grund mag durch den Rückenwind höher sein als Schallgeschwindigkeit.
Die Geschwindigkeit bezogen auf die Luftteilchen durch die das Flugzeug hindurch fliegt ist aber immer noch im Unterschallbreich.
Und genau um die Luftteilchen geht es bei Überschallgeschwindigkeit, weil diese nicht mehr wie im Unterschallbereich abfliessen sondern Kompressibilitätserscheinungen auftreten.
Grundsätzlich gibt es für jedes Flugzeugmuster die Vne, die höchstzulässige Geschwindigkeit, häufig als Mach-Zahl angegeben. Diese liegt bei allen heutigen Verkehrsmaschinen im Unterschallbereich. Denn selbst wenn im Horizonntalflug das Erreichen der Überschallgeschwindigkeit nicht möglich ist, geläge dies im Bahnneigungsflug ohne Weiteres, wie das Beispiel der McDonnell Douglas DC-8 Verkehrsmaschine zeigt, die von einem Werks-Testpiloten auf Überschalltempo gebracht wurde:
Wenn heutige Verkehrsmaschinen im Überschallbereich fliegen könnten würde das erst einmal bedeuten dass der Spritverbrauch exorbitant anstiege. Für die Lebensdauer des Flugzeugs selbst kann der Überschallflug durchaus günstig sein, wie das Beispiel der inzwischen ausser Dienst gestellten Concorde beweist. Wegen der starken Erwärmung der Flugzeugzelle durch die hohe Luftreibung hatte Feuchtigkeit nie eine Chance, das Flugzeug trocknete dadurch bei jedem Flug komplett durch, Ergebnis: Korrosion war bei der Concorde unbekannt.
Achtung: Nem Flugzeug ist es vollkommen egal, wie schnell es in Relation zum Boden ist. Es interessiert nur der Vergleich zur umgebenden Luft. Wenn der Flieger 300km/h schnell sein muss, um sich in der Luft zu halten, und 300km/h Gegenwind hat, kann er fliegen, ohne sich überm Boden zu bewegen.
Und in Relation zur umgebenden Luft wird ein Flugzeug niemals die Schallgeschwindigkeit erreichen. Dafür haben auch moderne Passagierflugzeuge nicht genug Triebwerksleistung, denn durch die Konstruktion der Triebwerke (sehr großes Nebenstromverhältnis für geringen Verbrauch) bringen die ab einer bestimmten Geschwindigkeit keinen zusätzlichen Schub mehr, egal wie viel Sprit du da reinpumpst. Und diese Geschwindigkeit liegt unterhalb der Schallgeschwindigkeit.
Rückenwind hilft übrigens nicht... wenn ein Flieger normalerweise 900km/h fliegt und 100km/h Rückenwind hat, mag er vielleicht überm Boden 1000km/h fliegen und somit sein Ziel schneller erreichen... im Vergleich zur umgebenden Luft bleibt er aber 900km/h schnell.
Der alte Passagierflieger DC-8 hat mal im Sturzflug die Schallgeschwindigkeit überschritten... ist naturgemäß nicht dauerhaft machbar.
Allgemein haben die Flügel ja nen Luftwiderstand... und je schnelle der Flieger fliegt, desto stärker drückt dieser die Flügel nach hinten. Aufgrund der konstruktiven Belastungsgrenze hat jedes Flugzeug eine Maximalgeschwindigkeit, die niemals überschritten werden darf... sonst drohen die Flügel abzubrechen. Nebenbei heizt übrigens auch die Reibung der Luft an der Flugzeugnase diese auf... da gibts natürlich auch ne Grenze, was verträglich ist und was nicht.
- zum Rückenwind: bedeutet „Schallgeschwindigkeit“ nicht, dass sich die Luft mit Schallgeschwindigkeit an dem Luftfahrzeug vorbei bewegt?
- die „Geschindigkeit über Grund“ ist was anderes...
- wahrscheinlich funktioniert dann irgendwas mit der Strömung nich mehr richtig, so dass es von allein langsamer wird... wenn s das überhaupt strukturell aushält... LOL
Größtenteils gut und richtig, Danke. Aber die max. Machzahl eines Passagierflugzeugs wird nicht durch die strukturelle Tragfähigkeit der Tragflächen begrenzt, sondern durch die Ablösung der Luftströmung an der Tragfläche, was sich zuerst mit dem sog. Mach Buffet bemerkbar macht. Da reißt kein Flügel ab.
Wen es interessiert kann zu dem Thema "coffin corner" googlen.