Wie können manche Flugzeuge auch nach einem Triebwerksausfall überleben?

Im seltenen Fall eines Triebwerksausfalls können Flugzeuge durch Reduzierung der Flughöhe und aggressiven Einsatz der Flugsteuerung in Sicherheit gebracht werden.

Ironischerweise ist die Luftfahrt in einer Höhe von etwa 35.000 Fuß über dem Meeresspiegel das sicherste Transportmittel, wenn man bedenkt, dass wir Geschöpfe sind, die nicht zum Fliegen geschaffen sind.

Die Geschichte der Luftfahrtindustrie ist jedoch mit sporadischen Zwischenfällen übersät, von denen einige in Beinahe-Unfällen enden, während andere in einer Katastrophe enden. Ein solches Szenario ist der Ausfall von Flugzeugtriebwerken in der Luft.

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Im Gegensatz zu anderen potenziellen Gefahren beim Fliegen kommt es im Flug relativ häufig zu Triebwerksausfällen. Dies muss jedoch nicht unbedingt in tödlichen Unfällen enden. Es ist hilfreich, die Ursachen und die Auswirkungen auf Passagiere und Flugzeuge zu verstehen. Obwohl es verschiedene Arten von Flugzeugtriebwerken gibt, dreht sich diese Diskussion hauptsächlich um die gebräuchlichsten zweimotorigen Verkehrsflugzeuge.

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Aufgrund ihres überlegenen Designs und ihrer Zuverlässigkeit werden die meisten Verkehrsflugzeuge von Strahltriebwerken angetrieben. Allerdings können diese Motoren sowohl aus externen als auch internen Gründen ausfallen.

Jeder Fehler, der die internen Komponenten des Motors betrifft, wird als mechanischer Fehler eingestuft. Dies ist ungewöhnlich, aber bei Turbinentriebwerken nicht ungewöhnlich und wird oft auf Herstellungsfehler oder Wartungsfehler zurückgeführt.

Zu den schwerwiegenden mechanischen Ausfällen gehört das Ablösen von Lüfterblättern von Kompressoren und Turbinen. Dies kann dann zu Schäden an anderen Triebwerkskomponenten und sogar an der Flugzeugzelle führen. Andere mechanische Ausfälle sind auf das Austreten brennbarer Flüssigkeiten wie Kraftstoff und Hydrauliköl zurückzuführen.

Turbinentriebwerke funktionieren nur mit einer Sache gut: Luft. Sie können sich jedoch als besonders wankelmütig erweisen, wenn sie mit Fremdkörpern in Kontakt kommen – Vögeln, Vulkanasche oder sogar Werkzeugen oder winzigen Ersatzteilen, die während der Wartung übersehen werden.

In größeren Höhen und in kälteren Klimazonen kann sich am Lufteinlass Eis bilden, das zu Schäden an stromabwärts gelegenen Bauteilen führt.

Verstopfte Kraftstoffleitungen und Pumpenfehler können verhindern, dass Kraftstoff den Motor erreicht. Flugkraftstoff ist anfällig für Verunreinigungen, die sich negativ auf seine Verbrennungseigenschaften auswirken. Bei völliger Kraftstofferschöpfung kann es auch zu einem Kraftstoffentzug des Motors kommen.

Es ist bekannt, dass Flugzeugmotoren, genau wie Automotoren, ausfallen! Allerdings ist das Abwürgen in der Luftfahrt etwas ganz anderes als bei Autos, bei denen die Motoren nicht mehr laufen, was zu einem Leistungsverlust führt.

Flugzeuge treten häufig in einem Winkel in den Wind ein, der zwischen seiner Richtung und der Neigung des Flügels gemessen wird und als Anstellwinkel (AOA) bezeichnet wird. Jenseits der kritischen AOA ist der Luftstrom unter den Flügeln nicht ausreichend, um den Auftrieb des Flugzeugs aufrechtzuerhalten, was dazu führt, dass es sehr schnell an Höhe verliert.

Ein Triebwerksausfall führt zum Verlust des Schubs, der erforderlich ist, damit Flugzeuge die Höhe halten oder weiter steigen können. Allerdings führt ein Triebwerksausfall nicht zwangsläufig zum vollständigen Verlust der Kontrolle über das Flugzeug. Durch den aggressiven Einsatz der Flugsteuerung, insbesondere der Seiten- und Querruder, kann der Flug in Sicherheit gebracht werden.

Flugzeuge kompensieren einen Schubverlust durch Höhenverlust. Sie haben ein Schub-zu-Widerstandsverhältnis von 10:1, was bedeutet, dass sie für jede verlorene Meile an Höhe 10 Meilen vorwärts fliegen können. Bei Reiseflughöhen von 35.000 Fuß (ca. 6 Meilen) haben Flugzeuge eine Entfernung von 60 Meilen, um einen geeigneten Ort für eine Notlandung zu finden.

In größeren Höhen ist ein Triebwerksausfall leichter zu bewältigen als in tieferen Höhen, beispielsweise beim Start.

Piloten, die mit einem Triebwerksausfall konfrontiert sind, müssen eine Notlandung auf dem für sie günstigsten Untergrund durchführen. Hier ist ein interessanter Haken: Diese Oberfläche muss nicht nur Land sein. Flugzeuge können abgeworfen, also auf Wasser oder Eis gelandet werden, ohne dass die Sicherheit der Passagiere gefährdet wird.

Ähnlich wie Knautschzonen in Autos verfügen Flugzeuge über Verschleißteile in ihrer Struktur, um die Kraft bei der Landung in unebenem Gelände abzuleiten. Dazu gehören die Tragflächen, das Fahrwerk und sogar der untere Teil des Rumpfes.

Bei der Landung aus großen Höhen haben Piloten den Vorteil, aus der Entfernung geeignete Orte auswählen zu können, und können so die Notlandung „entspannter“ durchführen. Das Anheben des Nasenkegels zum Halten der Höhe erhöht das Risiko eines Strömungsabrisses und damit eines schnelleren Höhenverlusts.

Die Piloten senken den Nasenkegel ab, bringen das Flugzeug in einen sanften Gleitflug und manövrieren es mit den ihnen zur Verfügung stehenden Flugsteuerungen. Es ist wünschenswert, so flach wie möglich zu landen, um zu verhindern, dass das Flugzeug schlägt oder gegen die Flügelspitzen schlägt.

Kurz vor der Landung unterbrachen die Piloten zudem sämtliche Strom- und Treibstoffzufuhr zum Triebwerk, um Brandgefahr vorzubeugen.

Motorabwürge und -ausfälle lassen sich in geringer Höhe nur sehr schwer beheben. Der erste Instinkt war es, sich wieder dem Feld zuzuwenden, von dem aus das Flugzeug gestartet war. Es ist jedoch wichtig, die normale Flughöhe zu erreichen, bevor Sie versuchen, ein Flugzeug zu wenden. Notlandungen von Flugzeugen auf Flugplätzen sind aufgrund der unmittelbaren Verfügbarkeit von Feuerlöschsystemen am Boden sicherer.

Ein mechanischer Fehler kann häufig dazu führen, dass Komponenten wie Rotorblätter bei hoher Geschwindigkeit aus dem Triebwerk geschleudert werden und andere Teile des Flugzeugs beschädigen. Um dies zu verhindern, werden Motoren so konstruiert, getestet und zertifiziert, dass solche Schäden bereits in der Triebwerksgondel eingedämmt werden.

ETOPS, auch bekannt als Extended-Range Twin-Engine Operational Performance Standards, ist eine obligatorische Zertifizierung für Fluggesellschaften. Es demonstriert ihre Fähigkeit, Verkehrsflugzeuge mit einem Triebwerk zu fliegen, wenn das andere außer Betrieb ist, und zwar für eine Flugzeit von 60 Minuten.

Angesichts der geringen Wahrscheinlichkeit, dass beide Triebwerke gleichzeitig ausfallen, wird dies als ausreichend angesehen, um einen Flughafen für eine Notlandung zu finden.

Flugzeuge sind mit elektronisch betriebenen Feuerlöschern ausgestattet. Wenn der Motor Feuer fängt, wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen und Feuerlöscher eingesetzt. Dadurch wird verhindert, dass das Feuer andere Teile des Flugzeugs in der Luft erfasst.

Durch die Neigung des Bugkegels nach unten wird der Anstellwinkel verringert, wodurch die Gefahr eines Motorabwürgens verhindert wird. Flugzeuge, bei denen ein Triebwerksstillstand auftritt, verlieren viel schneller an Höhe, es sei denn, sie nehmen einen sanfteren Anstellwinkel ein, der ihnen das Gleiten ermöglicht.

Die Reduzierung menschlicher Fehler bei Wartungsarbeiten ist eine entscheidende Möglichkeit, die meisten Ausfälle von Flugzeugtriebwerken zu verhindern. Gleichzeitig trainieren Piloten intensiv das Fliegen mit ausgefallenen Triebwerken, um auf künftige Eventualitäten vorbereitet zu sein.

Moderne Motoren werden ausgiebig getestet und mit Sensoren ausgestattet, um ihren Zustand in Echtzeit abzubilden. Dies ist sehr hilfreich, um mechanische Ausfälle und Versehen aufgrund menschlicher Fehler zu vermeiden.

Gleichzeitig werden die Flugsicherheitsprotokolle mit der Zeit strenger, was das Risiko eines Triebwerksausfalls aufgrund von Pilotenfehlern weiter verringert. Dies trägt wesentlich dazu bei, dass Flüge das sicherste Transportmittel bleiben, das uns zur Verfügung steht!

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Prashant ist Maschinenbauingenieur und MBA der NMIMS University, Mumbai. Als Autofanatiker mit einem unstillbaren Verlangen nach Geschwindigkeit ist er ständig auf der Suche nach neuen Technologien im Automobilbereich. Wenn er nicht arbeitet, liest er gerne, bloggt über Autos, testet die neuesten Fahrzeuge auf dem Markt und wäscht seine eigenen Fahrzeuge.