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Ein Doppelleitwerksträger ist eine Bauform von Flugzeughecks Es handelt sich dabei um zwei Längsausleger die die Tragflä
Doppelleitwerksträger
Ein Doppelleitwerksträger ist eine Bauform von Flugzeughecks. Es handelt sich dabei um zwei Längsausleger, die die Tragflächen mit dem Leitwerk verbinden. Die Ausleger können Zusatzausrüstung wie Kraftstofftanks beinhalten. Flugzeuge mit Doppelleitwerksträgern unterscheiden sich von wie der North American F-82 dadurch, dass sie über einen einzigen, zentralen Rumpf verfügen.
Konstruktion
Flugzeuge mit Doppelleitwerksträgern unterscheiden sich von Doppelrumpfflugzeugen durch einen getrennten, kurzen Vorderrumpf, der Cockpit und Zuladung enthält. Der Doppelleitwerksträger wurde entwickelt, um verschiedene Konstruktionsprobleme bei Flugzeugen mit konventionellem Rumpf zu lösen oder zu umgehen.
Triebwerkskonstruktion
Bei einmotorigen Flugzeugen mit einem Propeller in Pusher-Konfiguration oder einem Strahltriebwerk mit konventionellem Rumpf muss der Propeller oder der Triebwerksauslass sehr weit nach hinten gelegt werden, was eine sehr lange Antriebswelle beziehungsweise ein sehr langes Strahlrohr erfordert, wodurch die Effizienz des Antriebs reduziert wird. Ein Flugzeugentwurf mit Doppelleitwerksträger erlaubt eine wesentlich kürzere und effizientere Konstruktion. Ein Beispiel dafür sind die Typen Saab 21 (Propeller in Pusher-Konfiguration) und Saab 21R (Strahltriebwerk) des schwedischen Herstellers Saab. Bei diesen Konstruktionen ist das Höhenruder am oberen Teil der beiden Seitenruder montiert, um frei von Wirbelschleppen des Triebwerks zu bleiben. SpaceShipOne und SpaceShipTwo besitzen zwei getrennte Leitwerke, da die Raketenabgase in einem größeren Winkel austreten.
Doppelleitwerksträger werden auch bei zweimotorigen Flugzeugen wie der Lockheed P-38 Lightning eingesetzt, wenn die Triebwerke mit voluminösen Aggregaten wie Turboladern oder Kühlern ausgerüstet sind.
Sichtfeld
Damit Beobachtern oder Heckschützen ein ungehindertes Sichtfeld zur Verfügung steht, ist es bei einem konventionellen Rumpf notwendig, solche Positionen sehr weit ins Heck zu verlegen, was zu Problemen bei Weight and Balance führen kann. Ohne das konventionelle Heck kann diese Position wesentlich weiter nach vorne verlegt werden, was das Balanceproblem löst. Ein Beispiel dafür ist die Focke-Wulf Fw 189.
Dennoch behindert das durchgehende Höhenleitwerk die Sicht etwas und Heckgeschütze müssen so ausgelegt werden, dass sie nicht zur Seite feuern können.
Beladen
Das Be- und Entladen großer Fracht wie Fahrzeuge oder Container setzt große Luken voraus. Bei konventionellen Rumpfkonstruktionen müssen sich diese in der Seite oder in der Nase befinden, was schwere Verstärkungen nötig macht. Seitliche Türen begrenzen die Länge der Fracht auf die Breite der Türen. Zusätzlich können Triebwerke oder das Fahrwerk im Weg sein. Doppelleitwerksträger erlauben die Positionierung einer großen Luke im Flugzeugheck wie beispielsweise bei der Armstrong Whitworth Argosy. Dennoch bleibt der Zugang zum Heck besonders für heranfahrende LKW durch das Leitwerk begrenzt, so dass in vielen Fällen ein hohes Heck bevorzugt wird.
Leistungsvermögen
Flugzeuge mit Doppelleitwerksträger weisen im Allgemeinen einen größeren Luftwiderstand als konventionelle Konstruktionen auf. Typischerweise sind Doppelleitwerksträger flacher als der Rest des Rumpfes und somit weniger steif, was zusätzliche Verstärkungen notwendig macht, um ein starres Heck zu gewährleisten. Andererseits werden durch die beidseitige Befestigung der Höhenruder Verwirbelungen an den Enden vermieden und das Höhenruder kann kleiner und leichter ausgeführt werden. Des Weiteren kann die Verteilung der Last entlang der Tragfläche die strukturellen Kräfte zwischen den beiden Auslegern begrenzen und so zu einer Reduzierung des Gesamtgewichts führen.
Geschichte
Doppelleitwerksträger gibt es bereits seit der Zeit der frühen offenen Fachwerkskonstruktionen. Mit dem von Otto Trinks gebauten Trinks-Eindecker flog 1911 in Johannisthal wahrscheinlich erstmals erfolgreich eine Doppelrumpfkonstruktion. Mit der Erkenntnis, dass diese Bauweise einen enormen Luftwiderstand mit sich bringt, wurden während des Ersten Weltkriegs kompaktere, mit Stoff bespannte Konstruktionen entwickelt. Ein bekanntes Beispiel dafür sind die dreimotorigen Bomber des italienischen Herstellers Caproni.
Zur etwa gleichen Zeit entstanden die ersten Monocoquerümpfe und es dauerte nicht lange, bis diese Bauweise auch für Doppelleitwerksträger angewandt wurde. Eines der erste Flugzeuge dieser Art war die , deren Rumpf mit Bakelit-imprägniertem Papier bespannt war. Die bekannteren Muster waren jedoch die AGO C.I und C.II, deren Rumpf aus Schalen von über eine Form laminierten Holzleisten bestand. Nach der Entwicklung von aluminiumbeplankten Monocoques während des Ersten Weltkriegs wurde auch diese Technik ab Anfang der 1920er Jahre für den Bau von Doppelleitwerksträgern eingesetzt.
Viele der frühen Flugzeugkonstruktionen nutzten Doppelleitwerksträger, um Platz für einen Heckpropeller zu schaffen. Während des Ersten Weltkriegs wurden verschiedene größere Flugzeuge mit Doppelleitwerksträger entwickelt, um Platz für einen Heckschützen zu bieten, ohne diesen zu weit vom Schwerpunkt entfernt positionieren zu müssen und damit Balanceprobleme zu vermeiden. Während des Zweiten Weltkriegs entstand der Bedarf, große Lasten und Fahrzeuge per Flugzeug zu transportieren. Das Konzept der Doppelleitwerksträger bot hier wie zum Beispiel bei der Gotha Go 242 die Möglichkeit, eine große Ladeluke im Heck zu realisieren.
Mit dem Beginn des Jetzeitalters entfiel der Platzbedarf für einen Heckpropeller, wurde jedoch durch die Notwendigkeit eines freien Wegs für die heißen Abgase abgelöst. Die Effizienz von Strahltriebwerken wurde durch lange Ansaug- und Strahlrohre, die bei vielen der frühen Konstruktionen verwendet wurden, eingeschränkt. Eine Lösung für dieses Problem war der Einsatz von Doppelleitwerksträgern wie bei der de Havilland Vampire und der de Havilland Venom, wodurch die Strahlrohre wesentlich kürzer bemessen werden konnten.
Wenige Konstruktionen nutzten Doppelleitwerksträger auch aus anderen Gründen – so zum Beispiel die Lockheed P-38 Lightning, bei der die Ausleger die extrem langen Triebwerke mit Turboladern beherbergten, die sonst in ungewöhnlich langen Triebwerksgondeln hätten untergebracht werden müssen. Eine der neuesten Anwendungen von Doppelleitwerksträgern dient der Unterstützung von Tragflächen und Canards mit extrem großer Streckung wie bei der Rutan Voyager. Außerdem kann so der Großteil des Treibstoffs mittig mitgeführt werden, was die auf die Tragflächen wirkenden Kräfte maßgeblich reduziert.
Trotz der zu erwartenden Vorteile sind Flugzeuge mit Doppelleitwerksträgern eher die Ausnahme. Für die meisten Anwendungen sind die Ausleger weniger effizient in ihrer Struktur und erzeugen mehr Luftwiderstand. Beim Einsatz von Doppelleitwerksträgern zur Verbesserung des Schussfelds nach unten wird das Schussfeld zur Seite stark eingeengt. Für Transportflugzeuge bieten die Ausleger zwar besseren Zugang zum Rumpf, aber LKW müssen extrem vorsichtig an das Heck herangefahren werden, um das Höhenleitwerk nicht zu beschädigen. Daher blieb beispielsweise die Fairchild C-119 eine Ausnahme und die meisten Nachkriegstransportflugzeuge wie die Lockheed C-130 Hercules wurden wieder mit konventionellem Heck gebaut.
Literatur
- Gordon Swanborough, William Green: The complete book of fighters. Salamander Books Ltd., 1994, ISBN 978-1-84065-269-7 (englisch).
Weblinks
Einzelnachweise
- Martyn Chorlton, Tony Buttler: De Havilland’s First-Generation Interceptor. Aeroplane Icons, 2014, S. 6 (englisch).
- Gordon Swanborough, William Green: The complete book of fighters. Salamander Books Ltd., 1994, ISBN 978-1-84065-269-7, S. 512,513 (englisch).
- Günter Schmitt: Als die Oldtimer flogen. Die Geschichte des Flugplatzes Johannisthal. Dritte, bearbeitete Auflage, Aviatic, Oberhaching 1995, ISBN 3-925505-34-2, S. 40/41.
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Ein Doppelleitwerkstrager ist eine Bauform von Flugzeughecks Es handelt sich dabei um zwei Langsausleger die die Tragflachen mit dem Leitwerk verbinden Die Ausleger konnen Zusatzausrustung wie Kraftstofftanks beinhalten Flugzeuge mit Doppelleitwerkstragern unterscheiden sich von wie der North American F 82 dadurch dass sie uber einen einzigen zentralen Rumpf verfugen Nord Noratlasde Havilland Vampire T 11KonstruktionFlugzeuge mit Doppelleitwerkstragern unterscheiden sich von Doppelrumpfflugzeugen durch einen getrennten kurzen Vorderrumpf der Cockpit und Zuladung enthalt Der Doppelleitwerkstrager wurde entwickelt um verschiedene Konstruktionsprobleme bei Flugzeugen mit konventionellem Rumpf zu losen oder zu umgehen Triebwerkskonstruktion Saab 21 Bei einmotorigen Flugzeugen mit einem Propeller in Pusher Konfiguration oder einem Strahltriebwerk mit konventionellem Rumpf muss der Propeller oder der Triebwerksauslass sehr weit nach hinten gelegt werden was eine sehr lange Antriebswelle beziehungsweise ein sehr langes Strahlrohr erfordert wodurch die Effizienz des Antriebs reduziert wird Ein Flugzeugentwurf mit Doppelleitwerkstrager erlaubt eine wesentlich kurzere und effizientere Konstruktion Ein Beispiel dafur sind die Typen Saab 21 Propeller in Pusher Konfiguration und Saab 21R Strahltriebwerk des schwedischen Herstellers Saab Bei diesen Konstruktionen ist das Hohenruder am oberen Teil der beiden Seitenruder montiert um frei von Wirbelschleppen des Triebwerks zu bleiben SpaceShipOne und SpaceShipTwo besitzen zwei getrennte Leitwerke da die Raketenabgase in einem grosseren Winkel austreten Doppelleitwerkstrager werden auch bei zweimotorigen Flugzeugen wie der Lockheed P 38 Lightning eingesetzt wenn die Triebwerke mit voluminosen Aggregaten wie Turboladern oder Kuhlern ausgerustet sind Sichtfeld Damit Beobachtern oder Heckschutzen ein ungehindertes Sichtfeld zur Verfugung steht ist es bei einem konventionellen Rumpf notwendig solche Positionen sehr weit ins Heck zu verlegen was zu Problemen bei Weight and Balance fuhren kann Ohne das konventionelle Heck kann diese Position wesentlich weiter nach vorne verlegt werden was das Balanceproblem lost Ein Beispiel dafur ist die Focke Wulf Fw 189 Dennoch behindert das durchgehende Hohenleitwerk die Sicht etwas und Heckgeschutze mussen so ausgelegt werden dass sie nicht zur Seite feuern konnen Beladen Armstrong Whitworth Argosy Das Be und Entladen grosser Fracht wie Fahrzeuge oder Container setzt grosse Luken voraus Bei konventionellen Rumpfkonstruktionen mussen sich diese in der Seite oder in der Nase befinden was schwere Verstarkungen notig macht Seitliche Turen begrenzen die Lange der Fracht auf die Breite der Turen Zusatzlich konnen Triebwerke oder das Fahrwerk im Weg sein Doppelleitwerkstrager erlauben die Positionierung einer grossen Luke im Flugzeugheck wie beispielsweise bei der Armstrong Whitworth Argosy Dennoch bleibt der Zugang zum Heck besonders fur heranfahrende LKW durch das Leitwerk begrenzt so dass in vielen Fallen ein hohes Heck bevorzugt wird Leistungsvermogen Flugzeuge mit Doppelleitwerkstrager weisen im Allgemeinen einen grosseren Luftwiderstand als konventionelle Konstruktionen auf Typischerweise sind Doppelleitwerkstrager flacher als der Rest des Rumpfes und somit weniger steif was zusatzliche Verstarkungen notwendig macht um ein starres Heck zu gewahrleisten Andererseits werden durch die beidseitige Befestigung der Hohenruder Verwirbelungen an den Enden vermieden und das Hohenruder kann kleiner und leichter ausgefuhrt werden Des Weiteren kann die Verteilung der Last entlang der Tragflache die strukturellen Krafte zwischen den beiden Auslegern begrenzen und so zu einer Reduzierung des Gesamtgewichts fuhren GeschichteCaproni Ca 36 Doppelleitwerkstrager gibt es bereits seit der Zeit der fruhen offenen Fachwerkskonstruktionen Mit dem von Otto Trinks gebauten Trinks Eindecker flog 1911 in Johannisthal wahrscheinlich erstmals erfolgreich eine Doppelrumpfkonstruktion Mit der Erkenntnis dass diese Bauweise einen enormen Luftwiderstand mit sich bringt wurden wahrend des Ersten Weltkriegs kompaktere mit Stoff bespannte Konstruktionen entwickelt Ein bekanntes Beispiel dafur sind die dreimotorigen Bomber des italienischen Herstellers Caproni Zur etwa gleichen Zeit entstanden die ersten Monocoquerumpfe und es dauerte nicht lange bis diese Bauweise auch fur Doppelleitwerkstrager angewandt wurde Eines der erste Flugzeuge dieser Art war die deren Rumpf mit Bakelit impragniertem Papier bespannt war Die bekannteren Muster waren jedoch die AGO C I und C II deren Rumpf aus Schalen von uber eine Form laminierten Holzleisten bestand Nach der Entwicklung von aluminiumbeplankten Monocoques wahrend des Ersten Weltkriegs wurde auch diese Technik ab Anfang der 1920er Jahre fur den Bau von Doppelleitwerkstragern eingesetzt Viele der fruhen Flugzeugkonstruktionen nutzten Doppelleitwerkstrager um Platz fur einen Heckpropeller zu schaffen Wahrend des Ersten Weltkriegs wurden verschiedene grossere Flugzeuge mit Doppelleitwerkstrager entwickelt um Platz fur einen Heckschutzen zu bieten ohne diesen zu weit vom Schwerpunkt entfernt positionieren zu mussen und damit Balanceprobleme zu vermeiden Wahrend des Zweiten Weltkriegs entstand der Bedarf grosse Lasten und Fahrzeuge per Flugzeug zu transportieren Das Konzept der Doppelleitwerkstrager bot hier wie zum Beispiel bei der Gotha Go 242 die Moglichkeit eine grosse Ladeluke im Heck zu realisieren Mit dem Beginn des Jetzeitalters entfiel der Platzbedarf fur einen Heckpropeller wurde jedoch durch die Notwendigkeit eines freien Wegs fur die heissen Abgase abgelost Die Effizienz von Strahltriebwerken wurde durch lange Ansaug und Strahlrohre die bei vielen der fruhen Konstruktionen verwendet wurden eingeschrankt Eine Losung fur dieses Problem war der Einsatz von Doppelleitwerkstragern wie bei der de Havilland Vampire und der de Havilland Venom wodurch die Strahlrohre wesentlich kurzer bemessen werden konnten Fairchild C 119 beim Abwurf eines Jeeps uber das Heck Wenige Konstruktionen nutzten Doppelleitwerkstrager auch aus anderen Grunden so zum Beispiel die Lockheed P 38 Lightning bei der die Ausleger die extrem langen Triebwerke mit Turboladern beherbergten die sonst in ungewohnlich langen Triebwerksgondeln hatten untergebracht werden mussen Eine der neuesten Anwendungen von Doppelleitwerkstragern dient der Unterstutzung von Tragflachen und Canards mit extrem grosser Streckung wie bei der Rutan Voyager Ausserdem kann so der Grossteil des Treibstoffs mittig mitgefuhrt werden was die auf die Tragflachen wirkenden Krafte massgeblich reduziert Trotz der zu erwartenden Vorteile sind Flugzeuge mit Doppelleitwerkstragern eher die Ausnahme Fur die meisten Anwendungen sind die Ausleger weniger effizient in ihrer Struktur und erzeugen mehr Luftwiderstand Beim Einsatz von Doppelleitwerkstragern zur Verbesserung des Schussfelds nach unten wird das Schussfeld zur Seite stark eingeengt Fur Transportflugzeuge bieten die Ausleger zwar besseren Zugang zum Rumpf aber LKW mussen extrem vorsichtig an das Heck herangefahren werden um das Hohenleitwerk nicht zu beschadigen Daher blieb beispielsweise die Fairchild C 119 eine Ausnahme und die meisten Nachkriegstransportflugzeuge wie die Lockheed C 130 Hercules wurden wieder mit konventionellem Heck gebaut LiteraturGordon Swanborough William Green The complete book of fighters Salamander Books Ltd 1994 ISBN 978 1 84065 269 7 englisch WeblinksCommons Twin boom aircraft Sammlung von Bildern Videos und AudiodateienEinzelnachweiseMartyn Chorlton Tony Buttler De Havilland s First Generation Interceptor Aeroplane Icons 2014 S 6 englisch Gordon Swanborough William Green The complete book of fighters Salamander Books Ltd 1994 ISBN 978 1 84065 269 7 S 512 513 englisch Gunter Schmitt Als die Oldtimer flogen Die Geschichte des Flugplatzes Johannisthal Dritte bearbeitete Auflage Aviatic Oberhaching 1995 ISBN 3 925505 34 2 S 40 41