Wie stoppen Flugzeuge?

Ein Verkehrsflugzeug nähert sich der Landung. Es fliegt mit rund 145 Meilen pro Stunde. Der Pilot fliegt zieht sich sanft auf die Steuersäule zurück, um die Sinkrate und das Aufflackern für die Landung zu verlangsamen. Die Räder landen in einer Wolke aus verbranntem Gummi. Das Fahrwerk und die Räder absorbieren den Aufprall des massiven Flugzeugs.

Und wie genau kommt es dann zum Stillstand? Und wie viel von dieser Bremswirkung wird von den Piloten ausgeführt, im Vergleich zu einem automatisierten System, das in das Flugzeug eingebaut ist?

Ich habe mich bei Chris Brady, einem langjährigen Boeing 737- und Airbus A320-Piloten in Europa, der die technische Website und die Facebook-Seite von Boeing 737 betreibt, eingecheckt.

Er erklärte, dass das Bremsen aus drei Quellen kommt: Bodenspoiler, Radscheibenbremsen und Rückwärtsstrahlruder.

Bodenspoiler

Wenn die Räder den Boden berühren, wird im Allgemeinen ein Spoilersatz schnell angehoben, wodurch der von den Flügeln bereitgestellte Auftrieb aufgehoben wird. (Im Bild unten sind zwei Sätze zu sehen: Bodenspoiler, die sich nur bei der Landung entfalten, und Spoiler, die im Flug als Geschwindigkeitsbremse sowie bei der Landung verwendet werden.) Während die Spoiler etwas Luftwiderstand bieten, besteht ihr Hauptzweck darin, das Flugzeug daran zu hindern, tatsächlich zu fliegen, das gesamte Gewicht auf das Fahrwerk zu legen und die Bremsen so viel effektiver zu machen.

Vor der Landung, wenn das Fahrwerk abgesenkt wird, bewaffnen die Piloten die Bodenspoiler, um sich beim Aufsetzen automatisch auszulösen.

“ Wir könnten es manuell machen, aber es würde bedeuten, die Hände während der Landung schnell zu bewegen, was niemals eine gute Idee ist, da Sie versehentlich den falschen Hebel bewegen könnten „, sagte Brady. „Vor langer Zeit gab es Vorfälle, bei denen Piloten das Fahrwerk nach der Landung versehentlich eingefahren haben, sodass die Bodenspoiler automatisch ausgelöst wurden, um dieses peinliche Szenario zu vermeiden. Wenn die Spoiler für den automatischen Einsatz bewaffnet sind, werden sie schneller bereitgestellt und nicht vergessen.“

Auf die Bremse treten

Flugzeuge verfügen über hochentwickelte Mehrscheibenbremsen aus Kohlenstoffstahl. Zu den Herstellern gehören Honeywell und Goodrich, Teil von Collins Aerospace. Im Allgemeinen bestehen die Bremsen aus Scheiben, die sich mit dem Rad drehen, und separaten Scheiben, die fixiert sind. Wenn Druck ausgeübt wird — und unten sehen Sie den Druck, der von der rechten festen Scheibe auf alle Scheiben ausgeübt wird -, komprimiert sich die gesamte Baugruppe, um die Bremswirkung zu erzeugen. Carbonbremsen sind heute Standard; Sie kühlen schneller ab als Stahlbremsen (ihr Vorgänger) und können bis zu 700 Pfund weniger wiegen. Dies bedeutet eine erhebliche Gewichtseinsparung für Fluggesellschaften.

Autobrakes

Radbremsen werden normalerweise so ausgewählt, dass sie nach der Landung automatisch einrasten, erklärte Brady. Diese werden „Autobrakes“ genannt. Brady sagt, dass alle Flugzeuge mehrere Ebenen der Autobrake „Schwere“ haben. Die Besatzung entscheidet, welche für jede Landung am besten geeignet ist, abhängig von Faktoren wie der Länge der Landebahn, ob es nass oder trocken ist oder ob die Piloten die Landebahn an einem bestimmten Punkt verlassen möchten. „Für eine kurze nasse Landebahn können Sie Autobrake 3 oder MED auf dem Airbus wählen. Für eine lange trockene Landebahn wählen Sie möglicherweise Autobrake 1 oder LOW on the Airbus „, sagt Brady.

“ Für den ersten Teil des Bremsens, sagen wir bis zu 70 Knoten, lassen wir die Autobrakes die Arbeit machen, aber danach müssen wir auf die Zehenbremsen kommen, um die Autobrake zu lösen „, sagt Brady. Dementsprechend tritt der fliegende Pilot zu Beginn nicht auf die Ruderpedale, mit denen das Ruder des Flugzeugs oder, wenn er mit den Zehen gedrückt wird, die Radbremsen betätigt werden.

„Dieser Übergang von Autobrake zu manuellen Bremsen kann besonders bei Seitenwind ziemlich schwierig sein, da Sie das Flugzeug mit den Ruderpedalen steuern und dann gleichmäßig auf die Ruderpedale drücken müssen, um die Autobrakes zu deaktivieren und das manuelle Bremsen zu starten“, sagte Brady.

Als Passagier kann man manchmal einen Ruck spüren, wenn der Pilot es nicht reibungslos geschafft hat.

Rückwärtsschub in Aktion

Das letzte Element der Bremswirkung sind die Schubumkehrer. In einem modernen High-Bypass-Turbofan-Motor werden volle 90 Prozent der durch den Motor strömenden Luft einfach angesaugt, beschleunigt und aus dem Motor gedrückt, ohne sich mit Kraftstoff zu vermischen. Bei diesen Motoren öffnen sich Kanäle an der Seite des Motors und leiten diese Luft entgegen der Fahrtrichtung nach vorne. Dies wird als Kaltstrom-Rückwärtsschub bezeichnet und ist Teil des Motordesigns der meisten modernen Motoren. (Möglicherweise haben Sie bei älteren Flugzeugen auch Rückwärtsantriebe im Muschelschalenstil gesehen, die die Rückseite des Motors bedecken.)

“ Der Rückwärtsschub wird immer manuell ausgewählt „, sagt Brady. „Wir ziehen die Schubhebel zurück und heben dann den Rückwärtsschubwähler an. Wir können dann die Menge des Rückwärtsschubs steuern, die wir entsprechend den Landebedingungen anwenden.“

Er erklärte, dass Piloten heutzutage nach Möglichkeit versuchen, den Rückwärtsschub in den Leerlauf zu bringen, der weniger laut und leiser in der Kabine ist — was dazu beiträgt, Nervosität bei einigen Passagieren zu vermeiden — und weniger Kraftstoff verbraucht und somit umweltfreundlich ist. Bei Bedarf kann der Pilot den Motor jedoch neu aufrollen, um vollen Rückwärtsschub zu bieten – das heißt, der Motor erzeugt mehr Leistung und der Lüfter dreht sich schneller, aber mit dem Effekt, dass diese Kraft nach vorne gerichtet wird, um die Rolle zu stoppen. (Ziemlich kontraintuitiv, auf das Gas treten, um langsamer zu werden.)

Das orange Leuchten einer abgebrochenen Startrolle

Flugzeughersteller testen die Bremswirkung im Rahmen des Zertifizierungsprozesses. Hier sehen Sie beispielsweise Aufnahmen von Boeing, die die Bremsen einer vollbetankten Boeing 747-8 bei maximalem Startgewicht testen. Die Piloten drosselten auf volle Leistung und rollten die Landebahn hinunter, brachen dann aber den Start ab. Die Carbonbremsen allein stoppen die Rolle, ohne dass Rückwärtsantriebe eingesetzt werden. Die Bremswirkung erwärmt die Bremsbeläge auf bis zu 1.400 Grad Celsius oder 2.550 Fahrenheit, was ziemlich toasty ist. Im GIF unten sehen Sie, wie sich die Bremsen auf leuchtendes Orange erwärmen. Die Reifen waren geschmolzen, die Bremsen waren zerstört, aber das Flugzeug kam wie beabsichtigt zum Stillstand.

Mike Arnot ist der Gründer von Boarding Pass NYC, einer in New York ansässigen Reisemarke, und Privatpilot.

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