Aérospatiale / BAC Concorde

Rumpf:

  • Ganzmetall-Halbschalenbauweise; Rumpfnase um 12° absenkbar
  • Tragfläche:

  • freitragender Tiefdecker; Ganzmetall-Deltaflügel in ovigaler Form; Torsionskastenbauweise mit mehreren Holmen; vordere Flügelteile als Einzelteile an den Rumpf angebaut; drei Klappen an jeder Hinterkante; elektrische Nasenenteisung
  • Fahrwerk:

  • einziehbares Bugfahrwerk mit Zwillingsrädern (Reifengröße 31x10.75-14) und 2 Haupt-Fahrwerksschlitten mit je vier Rädern (Reifengröße 47x15.75-22); einziehbarer Sporn
  • Leitwerk:

  • Seitenleitwerk in Ganzmetallbauweise; zwei Seitenruder; keine Enteisung
  • Versionen:

  • Prototyp: Nicht verglastes Visier, Bug kann nur auf 12.5° (statt 17.5°) abgesenkt werden.
  • Rollout:

  • 11.12.1967 (Prototyp)
  • Erstflug:

  • 2.3.1969 (001 in Toulouse)
  • 9.4.1969 (002 in Bristol)
  • Zulassung:

  • 13.10.1975 (Frankreich)
  • 5.12.1975 (Großbritannien)
  • 6.8.2000 (beide Zulassungen nach dem Absturz von Paris wiederrufen)
  • 5.9.2001 (Wiederzulassung)
  • Indienststellung:

  • 21.1.1976 (London-Bahrein/Paris-Rio de Janeiro über Dakar)
  • 26.5.1976 (London-Washington D.C.)
  • 7.11.2001 (Erste kommerzielle Flüge nach der Wiederzulassung.)
  • Rekorde:

  • 7.2.1996 (NY JFK - London Heathrow in 2.52.59h)
  • Unfälle:

  • Paris Charles-de-Gaulle, 25.7.2000 (Nach einem Reifenplatzer beim Start Triebwerksschaden (Nr. 2 komplett, Nr. 1 Aussetzer) und Loch im Tank)
  • Sonstiges:

  • Charterpreis: 60000DM pro Flugstunde
  • Entwicklungskosten: 9^9 DM (1976)
  • Es sind noch 4 Maschinen bei Air France und 7 bei British Airways im Einsatz (7/00).
  • FlugzeugnameConcordeConcorde PrototypConcorde Prototyp
    Spannweite25.56m25.56m25.56m
    Länge62.74m58.83m58.83m
    Höhe11.32m11.58m11.58m
    Höhenleitwerk (Fläche)32.00m2 (incl. Querruder)  
    Seitenleitwerk (Fläche)10.40m2  
    Rumpfdurchmesser2.88m2.88m2.88m
    Kabinenlänge39.32m  
    Max. Kabinenbreite2.63m2.63m2.63m
    Max. Kabinenhöhe1.96m  
    Kabinenvolumen238.5m3  
    Flügelfläche358.25m2358.25m2358.25m2
    Geom. Flügelstreckung1.821.821.82
    Flächenbelastung517kg/m2465kg/m2465kg/m2
    Fahrwerk (Spur)7.72m  
    Fahrwerk (Radstand)18.19m  
    Max. Tankkapazität119786l  
    Max. Rollgewicht186880kg  
    Max. Startgewicht185066kg166468kg166468kg
    Max. Startgewicht181437kg (US-Airports)  
    Max. Landegewicht111130kg  
    Max. Nullkraftstoffmasse92079kg  
    Einsatz-Leergewicht78698kg72121kg72121kg
    Einsatz-Leergewicht85910kg  
    Max. Treibstoffgewicht96069kg (total)  
    Max. Treibstoffgewicht95799kg (usable)  
    Max. Nutzlast11340kg12020kg12020kg
    Max. Nutzlast12066kg  
    Höchstgeschwindigkeit2639km/h  
    Höchstgeschwindigkeit2.23Mach  
    Max. Reisegeschwindigkeit2180km/h (51000ft)  
    Max. Reisegeschwindigkeit2.04Mach (51300ft)  
    Startgeschwindigkeit359km/h  
    Startgeschwindigkeit396km/h  
    Landegeschwindigkeit300km/h  
    Startrollstrecke2804m  
    Startrollstrecke3414m (auf 35ft)  
    Landerollstrecke2012m  
    Landerollstrecke2225m (aus 35ft)  
    Max. Steigleistung25.2m/s  
    Max. Flughöhe18288m  
    Max. Reichweite8334km  
    Max. Reichweite6223km (12t, M2.02)  
    Max. Reichweite6575km (8.8t, M2.02)  
    Max. Passagiere125 (86cm)  
    Max. Passagiere100 (94cm)  
    Max. Passagiere128 (Exit Limit)  
    Frachtvolumen (Unterflur, gesamt)19.74m3  
    Besatzung3/3-633
    TriebwerkeRR / SNECMA Olympus 593 Mk 610-14-28Olympus-593-1 (1)Olympus-593-1 (1)
    Triebwerke Olympus-593-4 (2)Olympus-593-4 (2)
    Triebwerksanzahl444
    Schubkraft128.2kN / 28800lbs (Dauerleistung)128.4kN / 28800lbs (1)128.4kN / 28800lbs (1)
    Schubkraft139.5kN / 31300lbs (Start)155.7kN / 35000lbs (2)155.7kN / 35000lbs (2)
    Schubkraft165kN / 37100lbs (Start, Nachbrenner)  
    Schubkraft169.7kN / 38100lbs (für 2.5s)  
    Geräuschpegel (Start)119.5EPNdB  
    Geräuschpegel (Sideline)112.2EPNdB  
    Geräuschpegel (Anflug)116.7EPNdB  
    Verbrauch50000lbs/h  
    Listenpreis80Mil. $  

    Die Concorde beweist in überzeugender Form, daß es in internationaler Zusammenarbeit möglich ist, selbst mit so riesigen Luftfahrtindustrien wie denen der Sowjetunion und der USA zu konkurrieren. Die Entwicklung und Produktion des ersten westlichen Überschall-Verkehrsflugzeuges wurden von England und Frankreich zu gleichen Teilen finanziert. Die formellen Verträge wurden Ende November 1962 unterzeichnet. Mitte der 50er Jahre waren in England vom RAE (Royal Aircraft Establishment) schon Grundlagenforschungen über die Eigenschaften schlanker Deltaflächen durchgeführt worden. Auch einige Merkmale der von Sud-Aviation auf der Luftfahrtschau 1961 in Paris als Modell gezeigten "Super Caravelle" wurden übernommen. Die für Geschwindigkeiten um Mach 2.2 ausgelegte Concorde erhielt Doppelsichelflächen, deren Eigenschaften intensiv mit der aus der Rekordmaschine Fairey Delta 2 des Jahres 1956 entstandenen BAC-221 erprobt worden waren. Das Flugverhalten bei niederen Geschwindigkeiten konnte entsprechend aus der Erprobung der Handley Page H.P.115, einem Forschungsflugzeug mit schlanken Deltatragflächen, abgeleitet werden. Als Antrieb dient eine von Rolls-Royce/SNECMA weiterentwickelte Variante der Bristol Siddeley Olympus-Strahlturbine, dem Triebwerk des Vulcan-Bombers. Das Mk. 602-Triebwerk liefert bei 17% Nachverbrennung zunächst 17260kp Schub, die Leistung soll jedoch bei dem in 2 Jahren zur Verfügung stehenden Mk. 612-Triebwerk auf 18116kp steigen. Alle 4 Triebwerke werden mit Schubumkehr ausgestattet. Das Entwicklungsprogramm umfaßt 6 Flugzeuge, davor 2 Zellen für Festigkeitsuntersuchungen. Aérospatiale ist für den Bau des ersten Prototyps sowie der 3. (Zelle für Strukturtests) und 5. Maschine (Vorserienausführung) verantwortlich, BAC für den 2. Prototyp, die 4. (Vorserienmaschine) und 6. Maschine (Zelle für Strukturtests). Beide Prototypen erhielten "konstruierte" Registrierungen: die französische 001 trägt das Kennzeichen F-WTSS (Transport SuperSonique), die in England gebaute 002 das Kennzeichen G-BSST (British SuperSonic Transport). Die Erstflüge erfolgten am 2. März 1969 (001 in Toulouse) und am 9. April 1969 (002 in Bristol). 1964 erlaubte der Entwicklungsstand der Olympus 593-Triebwerke eine leichte Vergrößerung des Flugzeuges, die Länge der Passgierkabine nahm dadurch um 5.90m zu, so daß 128 Fluggäste, maximal auch 144, untergebracht werden können. Die beiden Vorserienmaschinen (01 und 02) wurden in dieser Form gebaut. Die Serienversion soll mit verlängertem Rumpfende und anderen Änderungen der Maschine 02 entsprechen. Die Concorde 01 (G-AXDN) war im Frühjahr 1971 fertiggestellt. Ihr Erstflug wurde für Oktober des Jahres erwartet. Die 02 soll 1973 in Frankreich fliegen, das erste Serienflugzeug - ebenfalls in Frankreich - im Januar 1973. Die Concorde wird jedoch auch mit einer einklassigen Standardeinrichtung für 112 Passagiere angeboten, die einen gewinnbringenden Einsatz bei Flugpreisen verspricht, die etwa 15% unter den üblichen Erste-Klasse-Preisen liegen.

    Mit dem Beginn der Lieferungen an die Luftfahrtgesellschaften ist im Frühjahr 1974 zu rechnen. 16 Fluggesellschaften besitzen Optionen für insgesamt 74 Concorde. Man erwartet, daß Air France, BOAC und PanAm die ersten Concorde-Maschinen einsetzen werden. Bis Mitte 1971 hatten die englische und französische Regierung den Bau der ersten 10 Serienflugzeuge sowie die Beschaffung von Material und Ausrüstung für die nächsten sechs genehmigt. Alle 16 Luftfahrtgesellschaften erneuerten ihre Optionen. Das Entwicklungsprogramm verlief inzwischen mit beiden Prototypen vollkommen zufriedenstellend. Mach 1 wurde von der Concorde 001 am 1. Oktober 1969, Mach 2 am 4. November zum ersten Mal überschritten. Beide Prototypen sind inzwischen (1973) oft über Mach 2 geflogen. Bis Mitte Juli führten sie 288 Flüge mit insgesamt 593 Flugstunden durch, davon 155.5 Stunden mit Überschallgeschwindigkeit.

    Die britisch-französiche Zusammenarbeit bei der Entwicklung des Überschall-Verkehrsflugzeugs "Concorde" beruht auf einem Regierungsabkommen, das am 29. November 1962 unterzeichnet wurde. Das Flugzeug wird sowohl in Toulouse als auch in Filton zusammengebaut und eingeflogen. Die Hauptteile werden in beiden Werken nach einer vereinbarten Aufteilung produziert und an beide Hersteller geliefert. Die "Concorde" unternahm als zweites Überschall-Verkehrsflugzeug der Welt am 2. März 1969 in Toulouse-Blagnac ihren Erstflug. Der Flug dauerte 28min, bei der Landung wurde der Bremsschirm ausgefahren. Beim zweiten Flug am 8. März 1969, der 1h dauerte, wurde das Fahrwerk eingezogen und die abgeschwenkte Rumpfnase von 12° auf 5° hochgeklappt. Der Erstflug des in Großbritannien gebauten Prototyps 002 der BAC war am 9. April 1969. Die erste Maschine der Serie 200 flog erstmals am 6. Dezember 1973, nachdem die Prototypen sowie zwei Vorserienmaschinen erprobt worden waren. Bis zur Aufnahme des Liniendienstes im Jahre 1976 hatten lediglich Frankreich und Großbritannien die "Concorde" in Dienst gestellt.


    Die Concorde gehört zu den berühmtesten Flugzeugen der Geschichte und war das erste Überschallflugzeug für planmäßige Passagierflüge. Diese begannen am 21. Januar 1976, als Air France und British Airways von Paris nach Rio de Janeiro bzw. London nach Bahrein flogen. 1985 blieb die Concorde das einzige Überschallflugzeug, das planmäßige Flüge durchführte. Die sowjetische Tu-144 wurde nach einer verhältnismäßig kurzen Zeit zurückgezogen.

    Die Entwicklung von Überschallverkehrsflugzeugen wurden nach Versuchen mit Überschallbombern für möglich gehalten. Man erwartete eine große Nachfrage, da durch sie die Möglichkeit gegeben wurde, auf langen Flügen Zeit zu sparen. Die frühen Versuch, Vorführungen und Verkaufsreisen wurden erfolgreich beendet und über 70 Maschinen von 12 Fluglinien bestellt. Aber als 1976 die Verkehrsflüge begannen, reduzierten sich durch steigende Unkosten und Proteste der Umweltschützer die Bestellungen auf neun Maschinen für Air France und British Airways. Danach wurden noch sieben Concordes hergestellt. Jeder Hersteller hat eine Maschine für Entwicklungszwecke behalten, und die beiden Gründerlinien behielten jeweils sieben. Trotz begrenzter Herstellung ist die Concorde technologisch gesehen ein großer Erfolg.


    Das Überschallflugzeug Concorde fliegt doppelt so schnell wie der Schall. Herkömmliche Leichtmetallegierungen und standardmäßige Konstruktionsmethoden der meisten Teile können den Auswirkungen der kinetischen Erwärmung bei dieser Geschwindigkeit gerade noch standhalten, obgleich die Grenzen der Technik erreicht worden sind.

    Der Bug der Concorde ist einer Temperatur von rund 150°C und die Flügelvorderkante 130°C ausgesetzt. Die übrigen Flächen erhitzen sich auf unter 125°C. Durch einen weißen Farbanstrich läßt sich interessanterweiße in manchen Bereichen die Temperatur um mehr als 10°C senken.

    Um der Erwärmung standzuhalten, bestehen die grundlegenden Formteile aus einer speziellen hitzebeständigen Aluminiumlegierung, die anfänglich für Bauelemente der Turbojet-Triebwerke entwickelt worden war. Die Zähfestigkeit dieser Legierung wird erst bei Temperaturen von mehr als 130°C in Mitleidenschaft gezogen. Bei 130°C ist die Dauerfestigkeit jedoch gut. In der Tat wurde eine Verbesserung der Dauerfestigkeit festgestellt, die bei 150°C immer noch gut war.

    Die Concorde ist, wie bereit erwähnt, größtenteils mit herkömmlichen Konstruktionverfahren hergestellt. Der größte Teil der Rumpfstringer ist stranggepreßt und, wo möglich, an der Außenbeplankung angeschweißt. Die Tragfläche besteht aus in Integralbauweise hergestellten Bauelementen und wurde für besonders beanspruchte Bauteile und den Großteil der Außenbeplankung verwendet. Beim Flugzeugrumpf zwischen der Brandwand des Triebwerks und dem Flügelhinterholm sowie bei den aus korrosionsbeständigem Stahl in Wabenbauweise hergestellten Steuerflächen wandte man sich von der herkömmlichen Konstruktionmethode ab. Die gebräuchliche Stahlkonstruktion des Heck- und Hinterholms wurde beibehalten.

    Die Aerodynamische Formgebung der britisch-französischen Concorde war ein sorgfältig ausgearbeiteter Kompromiß zwischen geringem Strömungswiderstand und guter Handhabung und Steuerung bei niedrigen Geschwindigkeiten. Der schmale Deltaflügel ist durch eine natürlich hohe Auftriebskraft während des Starts und der Landung gekennzeichnet, wenn der Luftstrom eine gleichmäßige Winkelbildung entlang der Tragflächenvorderkante auslöst. Dies stellt zusammen mit dem Bodeneffekt des Flügels Sicherheitsfaktoren dar. Die kinetische Erwärmung brachte neue Probleme für die Konstruktion mit sich. Die Reibungshitze entsteht im Überschallflug durch die Luft. Die thermischen Belastungen bei der Beschleunigung zum Überschallflug und umgekehrt, sowie die Herstellung der Maschine in zwei Ländern waren gleichsam schwierige Aufgaben. Die Festlegung der Höchstgeschwindigkeit auf Mach 2.2 bzw. 2333km/h ergab sich daraus, daß die verwendeten speziellen Aluminiumlegierungen bei dieser Geschwindigkeit der entstehenden durchschnittlichen Außenhauttemperatur von 120°C gerade noch standhalten konnten. Die Konstruktion besteht beinahe ausschließlich aus herkömmlichen Legierungen, wobei moderne und bewährte Herstellungsverfahren eingesetzt wurden. Der Rumpf ist im Grunde ein Druckzylinder mit fast gleichbleibendem Querschnitt. Die Deltaflügelkonstruktion besteht aus Mehrfachholmen in Torsionskastenbauweise. Im Flügel sind die Integraltreibstofftanks, Triebwerke und das Fahrwerk untergebracht. Äußerst beanspruchte Bauteile, wie Flügel- und Flügelklappenbeplankung sowie Rumpffenster,sind aus einem einzigen Metallstück in Integralbauweise hergestellt.

    Jedes Federbein des Bogiefahrwerks der Concorde hat eine Anhebevorrichtung, die über ein Hydrauliksystem betrieben wird. Der ausgefahrene Seitenträger arretiert das ausgefahrene Federbein mechanisch und dient zugleich als seitliche Stützstrebe. Beim Einziehen des Fahrwerks übernimmt er jedoch keine Aufgabe. Ein mechanisches Verbindungsstück verkürzt das Federbein automatisch, indem der Stoßdämpfer bis zum sich anhebenden Federbein eingezogen wird. Damit wird die Länge des Federbeins verkürzt, so daß es in den kleineren Fahrwerkschacht paßt. Die Fahrwerkmechanik ist eigentlich sehr unkompliziert mit der einzigen Ausnahme, daß die Fahrwerkschächte während des Flugs durch die Abluftanlage der Kabine gekühlt werden müssen. Die Temperatur wird somit unter 80°C gehalten.

    Das Bugrad der Concorde. Bei allen Deltaflugzeugen muß der Bug höher sein, als es normalerweise der Fall ist, insbesondere wenn die Triebwerke unter den Tragflächen angebracht sind. Die gesamte Anordnung ist dreieckig und verfügt daher über eine größere Biegefestigkeit. Um das Gewicht niedrig zu halten, wurden besondere Legierungen verwendet.

    Die größte Anforderung an die Triebwerkanbringung stellte das Überschallflugzeug Concorde von BAC/Sud-Aviation. Die vier Rolls-Royce Bristol/SNECMA Olympus Triebwerke erzeugten eine Schubkraft von jeweils rund 15912kp. Sie sind außenbords des Hauptfahrwerks in zwei Triebwerkzellen unter der Tragfläche montiert. Auf diese Weise sind die Ansaugöffnungen durch die Tragfläche geschützt, die einen geradlinigeren Luftstrom und die Wirkung der Anstellwinkelveränderung auf die Ansaugleistung auf ein Mindestmaß herabsetzt.

    Wie bereits erwähnt, hängt die Leistungsfähigkeit eines Überschalltriebwerkes hauptsächlich von der Leistungsfähigkeit der Ansaugöffnung und Abgassysteme ab. Bei der Concorde verfügen die Ansaugöffnungen über eine verstellbare Rampe in den oberen Flächen. Die Rampe verändert den Verlauf der Stoßwellen und wird zusammen mit den Überströmöffnungen der unteren Ansaugöffnungsfläche eingesetzt, um die Luftzufuhr zum Triebwerk zu regulieren.

    Die Abgasanlage verfügt über eine veränderliche erste Austrittsdüse, eine zweite Austrittsdüse, einen Schubumkehrer und ein System zur Schalldämpfung bei niedrigem Schubverlust. Ein Nachbrenner, der eine geringe Vortriebskraftsteigerung in bestimmten Flugbedingungen erzeugt, war bei der Concorde nicht mehr erforderlich.

    Das Treibstoffsystem der Concorde wird nicht nur zur Treibstoffversorgung der Triebwerke benutzt, sondern auch zur Kühlung und Veränderung der Trimmlage. Jede Haupttankgruppe hat zwei Sammeltanks, die stets gefüllt sind und die Triebwerke auf ihrer Seite mit Treibstoff versorgen. Der Treibstoff wird als "Hitze-Becken" verwendet, um die Luft der Belüftungsanlage, die Hydrauliksysteme, elektrischen Ausrüstungen und Triebwerkschmierung zu kühlen. Besondere Tanks am Ende jeder Rumpfseite werden zur Trimmung benutzt (d.h. um das korrekte Verhältnis zwischen Schwerpunkt und aerodynamischem Druckzentrum aufrechtzuerhalten). Treibstoff wird nach hinten gepumpt, während die Maschine auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt, und nach vorne, wenn der Flug im Unterschallbereich fortgesetzt wird.

    Während des Überschallflugs wird der Schwerpunkt innerhalb enger Richtwerte gehalten. Hierbei wird der Treibstoff gemäß den Abbildungen aus den schräg gegenüber liegenden Haupttanks zu den kleineren Sammeltanks gepumpt. Der Außenbord-Haupttank leitet Treibstoff direkt in den Hecksammeltank, wenn der Steigflug beendet ist. Im Lauf des Steigfluges werden sie stets voll gehalten, um das Biegemoment der Tragfläche zu reduzieren.

    Die Einströmpositonen dieser Stoßwellen können sich plötzlich und beträchtlich verändern, außer wenn der Luftstrom in der Ansaugleitung wirksam und schnell gesteuert werden kann. Ein recht kompliziertes Layout, bestehend aus miteinander verbundenen Zusatzansaugklappen, Überstromventilen und Ablaßklappen, wird beim Triebwerk der Concorde eingesetzt. Neben den Möglichkeiten, zu viel und zu wenig Luft abzuleiten bzw. abzusaugen, verfügt der Ansaugbereich der Concorde über ein Profil, das mit einem hydraulischen Verstellersystem verändert wird, wodurch sich die Anwinklung der gesamten oberen Wand der Ansaugleitung verändert. Bei niedrigen Geschwindigkeiten werden die Platten nach oben bewegt, um einen maximalen Ansaugbereich zu gewährleisten. Im Überschallflug werden die Scharnierplatten nach unten bewegt, um damit den Luftstrom durch den verengten Einlaß zu verringern. Die normale Stoßwelle wird im Hals positioniert, und die divergierende Ansaugleitung hinter diesem Punkt wirkt wie ein Diffusor, um den Verdichtungsvorgang, der im konvergierenden Abschnitt vorher im Überschallflug begann, im Unterschalluftstrom fortzusetzen.

    20 Jahre der Strahltriebwerkentwicklung des Antriebs für Zivilflugzeuge werden durch den Unterschied zwischen dem Triebwerk der Comet 1 und dem der Concorde veranschaulicht. Die de Havilland Ghost-Strahlturbine der Comet 1 erzeugte eine Schubkraftentwicklung von 2268kp und beschleunigte das wegweisende Düsenflugzeug mit einem Rüstgewicht von 47627kg auf eine Reisegeschwindigkeit von 789km/h. Die Rolls-Royce SNECMA Olympus 593 Strahlturbine der Concorde erzeugt eine Schubkraft von 15912kp und bringt das Überschallverkehrsflugzeug mit einem Rüstgewicht von 16783kg (?) auf eine Geschwindigkeit von 2333km/h. Obwohl die Comet 1 weitaus umfangreicheren Flugbedingungen ausgesetzt als es zuvor der Fall gewesen war, deshalb waren die Triebwerke, die eine unbewegliche Triebwerkinstallation besaßen, den Anforderungen doch noch voll gewachsen. Ein einfacher Staulufteinlaß führte direkt zu dem einseitigen Zentrifugalkompressor, zehn Brennkammern, der einstufigen Turbine und einem einfachen Strahlrohr. Da Concorde jedoch über ein weitaus größeres Geschwindigkeits- und Dienstgipfelspektrum verfügt, muß es viele Möglichkeiten geben, um die Triebwerkinstallation den sich verändernden Flugbedingungen anzupassen. Zusatzklappen, bewegliche Ablenkbleche und Scharnierklappen befinden sich im vorderen Teil des Triebwerks (nicht abgebildet), und der Schubumkehrer direkt vor der verstellbaren SNECMA Spezialausstoßdüse zeugt von erstklassigem Maschinenbau. Das einfache Nachbrennersystem bewirkt praktisch keine Gewichtserhöhung und kann die Schubkraft bei Bedarf um 20 Prozent steigern. Doch das Triebwerk hat die ursprünglich festgelegte Schubkraft ohne Nachbrenner überschritten. Die enormen Unterschiede in Bezug auf Luftstromvolumen, Druck und Temperatur zwischen den Triebwerken von 1947 und 1967 zeugten von den unzähligen Arbeitsstunden, die diese sorgfältige Einrichtung gekostet hat.

    Concorde ist mit dem Triebwerk Olympus 593 ausgerüstet. Dabei handelt es sich um ein Zweitrommeltriebwerk, das eigentlich eine Weiterentwicklung des ersten Triebwerks dieser Art ist, und die beiden Niederdruckkompressoren haben sieben Stufen. Das Verdichtungsverhältnis beträgt 1:14.8 und ist für ein Triebwerk mit einer Geschwindigkeit von Mach 2.2 überraschend hoch. Der Luftstrom steht beim Eintritt in das Triebwerk unter einem Druck von 2bar und hat eine Temperatur von 150°C. Dies steht im krassen Gegensatz zur Außentemperatur von 0.07bar und einer Außentemperatur von -57°C in 18288m. Danach wird der Druck auf 5.86bar und die Temperatur auf 550°C durch mechanische Verdichtung erhöht. Wenn der Luftstrom die Brennkammer erreicht, beträgt die Temperatur rund 1180°C. Beide einstufigen Turbinen sind luftgekühlt.

    Nach der Turbine vermischt sich die Kühlluft der Turbine, Lager und anderen Triebwerkteile mit dem Hauptgasstrom, und der gesamte Gasstrom wird durch die Rückstoßdüse auf Überschallgeschwindigkeit unter gleichzeitiger Druckabnahme auf den Außendruck beschleunigt. Das Verdichtungsverhältnis in der Rückstoßdüse im Unterschallbereich liegt gewöhnlich bei 1:2 oder 1:3. Bei Concorde liegt es bei 1:15. Um eine maximale Antriebsleistung zu erreichen, ist eine "Con-di"-Düse erforderlich. Diese Düse ist zuerst konvergierend, um den Gasstrom mit Unterschallgeschwindigkeit zu beschleunigen und dessen Druck zu vermindern. Wenn der Gasstrom Schallgeschwindigkeit erreicht, verändert sich die Düse zu einem divergierenden Profil, um die Überschallgeschwindigkeit zu vergrößern und den Druck weiter zu vermindern.

    Die Tatsache, daß der Überschallstrom im Gegensatz zum Unterschallstrom nur in einem expandierenden Leitkanal beschleunigt und der Druck vermindert werden kann, bedeutet, daß die Rückstoßdüse eines SST- Triebwerks nicht nur vollständig verstellbar, sondern im Flug ebenfalls sehr groß sein muß. Bei Mach 3 wird der Durchmesser der Düse beträchtlich größer sein als irgendein anderes Triebwerksteil, und bei Mach 4 wird dies noch auffallender. Bei der Concorde ist die Austrittsdüse rund. Man hatte jedoch einmal in Erwägung gezogen, sie, ähnlich wie die Eintrittsdüse, rechteckig zu konstruieren, in der Hoffnung, dadurch die variable Geometrie einfacher bewerkstelligen zu können.

    Die Form der Düse muß den unterschiedlichen Flugbedingungen angepaßt werden können. Überdies ist ein einwandfreier Betrieb des pneumatischen Verstellsystems bei Temperaturen von 400°C erforderlich. Bei Niedrigflug-Mach-Zahlen wird die Düse geschlossen, und durch darüber- und darunterliegende Hilfseinlaßöffnungen strömt zusätzliche Luft ein. Bei Reisegeschwindigkeit ist die Düse jedoch vollständig geöffnet. Nach der Landung wird die Schubumkehr in Betrieb genommen. Hierzu entweicht der Gasstrom durch herkömmliche Kaskaden oben und unten, die sich direkt hinter den Zusatzklappen der Düse befinden.

    Da der Flugzeugrumpf der Concorde schlank ist und der Bug spitz zuläuft, ist das Cockpit nicht sehr groß. Dennoch stehen dem Kapitän (links), Copiloten (rechts), dritten Besatzungsmitglied (vor der System-Management-Bedientafel rechts dahinter) sowie einem außerplanmäßigen Besatzungsmitglied (hinter dem Kapitän) bequeme Sitzplätze zur Verfügung. Die Abbildung verdeutlicht die Sicht des Kapitäns während des Überschallflugs mit Bug und Visier in "Hochstellung". Die Schalter sind gruppenweise am Cockpithimmel an Bedientafeln angeordnet. In den Seitenkonsolen sind Wetterradaranzeige, Fernschreiber, Sauerstoff- und Bordsprechanlagenanschlüsse untergebracht. In der Mittelkonsole befinden sich die Kontrollhebel für Triebwerk, Funkgerät, Navigationscomputer und andere Geräte. Die Bedientafel des Piloten ist auf der gegenüberliegenden Seite dargestellt.

    Die Abbildung auf Seite 236 stellt das Cockpit des britisch-französischen Überschallflugzeugs Concorde dar. Da der Flugzeugrumpf recht schmal konzipiert wurde, ist das Cockpit nicht sehr geräumig. Es ist dennoch bequem und stellt den beiden Piloten sowie dem Bordingenieur alle notwendigen Gerätschaften zur Verfügung, um die Maschine auf genau festgelegten Flugwegen zwischen zwei Orten bei jedweden Witterungsverhältnissen - mit oder ohne Hilfe von Bodenstationen - zu fliegen und auch bei sehr schlechten Sichtverhältnissen zu landen.

    Einige Grundinstrumenten unterscheiden sich sehr von denen eines Privatflugzeugs, obwohl ihre Funktion die gleiche ist. Der Luftgeschwindigkeitsmesser hat beispielsweise zwei Anzeiger: einen für die Knotengeschwindigkeit und einen für den Sicherheitsgrenzwert. Eine dritte Indexmarkierung wird automatisch an der Anzeigenblattkante zur Darstellung der Mindestsicherheitsgeschwindigkeit festgelegt, während die Digitalablesung - ähnlich wie beim Kilometerzähler eines Autos - die korrekte Geschwindigkeit bis auf drei Stellen nach dem Komma angibt. Trotz dieser Kompliziert wird das Instrument ähnlich wie ein einfacher Geschwindigkeitsmesser durch Differentialluftdrücke angetrieben.

    Der Höhenmesser arbeitet wie in einem einfachen Flugzeug, hat jedoch eine vollkommen andere Art der Anzeige. Die einfache Nadel wird nur für Feineinstellungen verwendet und bewegt sich jeweils nach 100 Fuß Dienstgipfelhöhe um das gesamte Anzeigenblatt. Die tatsächliche Anzeige der Dienstgipfelhöhe ist wieder eine Digitalablesung wie beim Kilometerzähler im Auto. Das Fenster ganz rechts zeigt 10...20...30 Fuß in Bezug auf die fortbewegte Nadel an. Ferner ist ein zweites Display zu sehen, das den Atmosphärendruck in Millibar anzeigt. Denn sollte der Atmosphärendruck sich verändern, ändert sich die Höhe ebenfalls. Deshalb sollte es bei Neueinstellung des Instruments vor dem Start die Höhe des Flughafens über dem Meer anzeigen.

    Ein Flugzeug wie die Concorde hat außerdem eine zweiten Höhenmesser, den sogenannten Radarhöhenmesser. Dieses Gerät sendet Radiowellen zur Erdoberfläche, die zurückgestrahl werden, wobei die Zeit zur Zurücklegung der gesamten Entfernung gemessen wird. Ein Radarmesser mißt den leeren Raum zwischen dem Flugzeug und dem darunterliegenden Land oder Meer. Die Ablesung verändert sich beim Überflug von Bergen.

    Die beiden größten Instrumententafeln des Piloten sind der Richthorizont und das (integrierte) Kurslageanzeigegerät, die über und unter dem Feinseitenabrutschanzeiger liegen. Der Richthorizont ist eine ausgereifte und weiterentwickelte Version des künstlichen Horizonts, der ab ca. 1930 in Verkehrsflugzeugen eingesetzt wird. Dem Piloten wird damit unter anderem die genaue Fluglage des Flugzeugs in beuzg auf die Erde angezeigt. Bei Flugzeugen, die so schnell fliegen wie die Concorde, muß die präzise Fluglage jederzeit bekannt sein. Denn eine Veränderung der Horizontal- oder Vertikalebene um 1° oder 2° würde bald zu einer Abweichung vom geplanten Flugweg um mehrere Kilometer führen. Die Horizontalanzeige ist außerdem eine ausgereifte und komplizierte Weiterentwicklung des einfachen Magnetkompasses. Damit sind zahlreiche Anzeigen, wie z.B. Flugzeugkurs, gewünschte Ablesung, verbleibende Entfernung zum Zielort und Ankunftszeit, möglich.

    Andere Instrumente besitzen sowohl runde Blatt- als auch Skalenanzeigen. Es ist üblich, daß die Triebwerksanzeigen gruppenweise in der Mitte angebracht werden, so daß sie von beiden Piloten gesehen werden können. Die vier Drehzahlmesser des Triebwerks geben die Prozentablesung der Drehzahl pro Minute an. Beim Start würden die vier Instrumente 100 Prozent anzeigen und im Flug wahrscheinlich 90 Prozent. Darunter befinden sich vier Anzeigen für die Gasstromtemperatur in den Stahlrohren der Düsentriebwerke. Eine typische Ablesung wäre 800°C. Darunter sind Anzeigelampen der Schubumkehrer; wenn man die beiden Gruppen von Instrumenten in Backbord- und Steuerbordpaare aufteilt, befindet sich in der Mitte eine kombinierte Vertikalskala zur Anzeige des Gasstromdrucks in den Strahlrohren der Düsentriebwerke.

    Auf der linken Seite der Fluginstrumente des ersten Offiziers sind die Anzeigen des Bug- und Visierposition sowie des Schwerpunkts des Flugzeugs zu finden. Wie bereits beschrieben ist der Bug der Concorde absenkbar und verfügt über eine einziehbare Visierverkleidung. Der Schwerpunkt kann außerdem während des Flugs durch Umpumpen von Treibstoff verlagert werden. (Das Treibstoffsystem der Concorde wurde bereits beschrieben.)

    Der Schwerpunktanzeiger ist recht kompliziert. Wenn die Besatzung "zero fuel c.g." eingibt, d.h. die Position des Schwerpunkts ohne Treibstoff unter Berücksichtigung der Nutzlast, wird automatisch die Schwerpunktsposition mit Hilfe der verschiedenen Treibstoffmeßdaten berechnet. Der Besatzung steht eine zweite Prüfung der Schwerpunktposition zur Verfügung. Hierzu wird die aerodynamische Positionsanzeige benutzt, die bestätigt, daß eine automatische Berücksichtigung in der bedeutenden Veränderungen der Trimmung vorgenommen wurde, die sich während der Beschleunigung oder Verlangsamung im Bereich der Überschallgeschwindigkeit ereignet.

    Ein Transportmittel, das so "produktiv" ist wie die Concorde, darf keine Minute am Boden vergeuden, wenn es Erträge erwirtschaften könnte. Dem Druck, Flugzeuge in der Luft zu halten, war man sich vor 1939 kaum bewußt. Erst mit dem Beginn des Düsenzeitalters im Jahr 1952 wurde diese Tatsache immer wichtiger. Dies spiegelt sich teilweise auch in den gewaltigen Design- und Konstruktionsverbesserungen wider. Obgleich die Flugzeuge zusehends komplizierter geworden sind, sind die Zeitabstände zwischen den Wartungen und den Routineüberprüfungen von Stunden auf Monate und sogar Jahre angewachsen. Dies spieglet sich ebenfalls in den Bestrebungen wider, Flugzeuge mit überaus verläßlichen Systemen auszurüsten, so daß der Einsatz auch bei den widrigsten Witterungsverhältnissen gewährleistet ist.

    Der Vereisungsschutz war recht unkompliziert bei der Entwicklung eines allwettertauglichen Flugzeugs. Dagegen war die Blindlandung wesentlich schwieriger. Bei der Concorde wurden von vorn herein Vorkehrungen für die Blindlandung und Allwettertauglichkeit eingeplant.

    Das Kernstück des Navigations- und Flugsteuersystems der Concorde sind die Trägheitsplattform und ein Digitalcomputer. Die Trägheitsplattform ist eine kleine Baugruppe, die sich um jede Achse drehen kann; trotzdem befinden sich im Flugzeug zusätzlich drei befestigte Kreiselkompasse. Jeder Kreiselkompaß ist speziell angefertigt und übertrifft die Genauigkeit der Feinwerktechnik.

    Die natürliche Schwingungsperiode eines Trägheitskompasses ist 84 Minuten und dauert genauso lange wie bei einem Perpendikel, der so lange wäre, wie der Erdumfang. Indem man drei Kreiselkompasse perpendikulär zueinander anbringt - einen davon parallel zur Querachse, den zweiten zur Längsachse und den dritten vertikal - kann die Plattformlage stets mit den Fixsternen übereinstimmen. Die Trägheitsplattform ist sokit ein perfekter Bezugspunkt, an dem drei weitere, genaue Beschleunigungsmesser angebracht werden, die die Beschleunigung der Plattform und des Flugzeugs in den gleichen Ebenen feststellen und aufzeichnen. Diese Beschleunigungen werden automatisch durch den Digitalcomputer integriert, und das Ergebnis zeigt die genaue lineare Verschiebung vom Start des Flugzeugs. Da der Startpunkt bekannt ist, zeichnet das Trägheitsnavigationssystem ständig die genaue Position des Flugzeugs ohne extern Hilfe auf.

    Die Trägheitplattform dient bei der Concorde außerdem als Bezugspunkt für die Fluginstrumente, des Autopiloten und des Wetterradars für die genaue Fluglage. Es gibt zwei Trägheitsplattformen und zwei Computer, die sich jeweils selbst überwachen und überdies die Leistung des anderen überprüfen.

    Die Besatzung bringt eine winzige Kassette mit an Bord. Sie enthält ein Videoband, das auf dem in der Instrumententafel befindlichen 8-Zoll-Bildschirm die Einzelheiten der erforderlichen Flugroute und mögliche Umleitungen zu anderen Flughäfen einspielt. Das Trägheitsnavigationssystem überwacht fortwährend die Videobanddarstellung, so daß sich die Lage des Flugzeugs immer im Mittelpunkt des Bildschirms befindet. Das Display zeigt darüber hinaus die Lage des Flugzeugs mit Hilfe anderer Navigationsmethoden an, wozu externe oder bodenunabhängige Funk- und Radarsysteme herangezogen werden.

    Obgleich die gesamte Flugstrecke vor dem Start in die zwei Computer gespeichert werden kann, ist es auch möglich, die Kartenvorlage manuell zu betätigen, bis der gewünschte zukünftige Punkt, der sogenannte Wegpunkt, in der Bildschirmmitte liegt. Durch Knopfdruck werden die geographischen Koordinaten dieser Stelle in einen der Computer gespeichert. Wenn wieder auf Navigationsmodus gestellt wird, zeigt das Display eine zentrierte Position, doch dabei sind Kompaßkurs Entfernung und Zeit zum gewünschten Wegpunkt sofort eingespielt. Außerdem werden andere berechnete Informationen dargestellt, wie z.B. Treibstoff, der sich an Bord befindet. Der Computer kann zur vollständigen Überwachung des Treibstoffmanagements benutzt werden. Überdies kann er entscheiden, welcher Flugweg für die horizontale und vertikale Ebene am besten ist, um Flugzeit und Treibstoffverbrauch auf das Minimum zu beschränken.

    Wenngleich die Doppelcomputer die Steuerinformationen liefern können, wird der Ist-Flugweg der Concorde durch duplizierte Elliott-Bendix Autopiloten gesteuert. Die Autopiloten überwachen sich gegenseitig. Sollte ein Autopilot versagen, einen erlaubten Grenzwert überschreiten oder sollte ein Fehler auftreten, übernimmt der andere automatisch die gesamte Steuerung.

    Der Autopilot übernimmt die folgenden Funktionen: Einhaltung der Fluglage (Führung des Flugzeugs in der gewünschten Lage), Festlegung und Einhaltung der Dienstgipfelhöhe oder eines vorberechneten Vertikalprofils mit unterschiedlichen Höhenveränderungen; Einhaltung der Mach- Zahl oder eine vorberechnete Veränderung der Mach-Zahl; Einhaltung der Geschwindigkeit; Festlegung und Einhaltung der Vertikalgeschwindigkeit (Steig- oder Sinkfluggeschwindigkeit); ILS-Funkstrahlkoppelung und Landeleitstrahlsteuerung (automatische Kopplung für das optimale Anflug- und Landeprofil); Profilführung beim Fehlanflug, so daß die Maschine problemlos ohne Eingriff des Piloten steigen kann; Kursfestlegung, -erfassung und -einhaltung (Erfassung heißt, die Maschine dreht sich genau in die gewünschte Kursrichtung und hält sie durch Abtasten ein); Flugwegfestlegung, -erfassung und -einhaltung (Flugweg über dem Boden unter Berücksichtigung des Windes); VOR (eine Funkhilfe) und Trägheitsnavigationskopplung; Landekurserfassung und -kopplung, um die Maschine in der Horizontalebene während der Blindlandung zu steuern; bei wirklichen Blindflugbedingungen ist die Steuerung auf der Landerollstrecke und dem Abrollweg wesentlich.

    Zur Elekronik der Concorde gehören verschiedene Funkkommunikationssysteme, zwei VOR-Navigations- und Instrumentenlandesysteme, zwei Entfernungsmeßsysteme, zwei Funkhöhenmessser, ein Markierungsfunkfeuer- Empfänger von Bodenstationen und ein Wetterradar im Bug, das Stürme, dichte Wolkenschichten und auf dem Flugweg befindliche Turbulenzen (und auch Berge - obgleich das Radar hierfür nicht benötigt wird) erfaßt. Das Flugkommando-Computersystem steuert die Triebwerkleistung während der Blindlandung oder wenn immer erforderlich automatisch. Die bereits beschriebene Kartenanzeige stellt Checklisten und Verhaltensmaßregeln im Notfall dar und eliminiert dadurch die Schreibarbeit.


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    Last modified: 22.02.2009, 23:24