Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

[Gepard]

Ich bin mir nicht sicher, ob das Thema hier an der Stelle richtig ist. Falls nicht kann der Admin es ja dorthin schieben, wohin es besser paßt.

Also, ich habe mir gestern wieder einmal einen James Bond angetan. GoldenEye. Für diejenigen, die ihn nicht kennen: das ist der Teil, wo ein Eurocopter Tiger geklaut wird und der Bösewicht mittels einer satelittengestützen Superwaffe mittels EMP ein Forschungslabor in die Luft jagt und ein paar MiG-29 vom Himmel fallen läßt. Wie immer gibts ziemlich viel Spinnerei, ziemlich viel Blödsinn, aber lustig und spannend ist GoldenEye. Mir hat er jedenfalls gefallen.

Nun meine Fragen an die Spezialisten unter Euch. Fällt ein stabil ausgelegtes Flugzeug wie die MiG-29, also eins, das der Pilot ohne Computerunterstützung fliegen kann, durch EMP vom Himmel? Wie sieht das bei Fly-by-Wire Maschinen, wie der F-16, der F-18 oder der Su-27 aus? Kann man mit denen noch weiterfliegen, wenn der Computer durchbrennt? Oder gibt es bei Fly-by-Wire Flugzeugen einen eingebauten Schutz gegen EMP?
Ich weiß, daß der Tiger ein Kupfernetz unter oder in der Außenhaut hat um die Wirkungen des EMP zu reduzieren. Wie ist das beim Flugzeug?

 

[cool]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

Ich kann dir nur ein wenig aus der Airliner-Gegend erzählen:

Sollte ein EMP tatsächlich die Computer dahinraffen, also alle, dann nehmen wir mal, dass nur noch mechanische Systeme funktionieren:

Ich vermute (aufgrund des Baujahres der MIG29), dass das TW über einen mech. Regler gesteuert wird (vielleicht noch mit einem "Huckepack"-Elektronik-System), solange das Feuer anbleibt, laufen dann auch die Triebwerke weiter.
Das Hydrauliksystem ist eigentlich bei allen Flugzeugen druckgesteuert und benötigt keinerlei Rechner oder sowas, die Triebwerksbetriebenen Pumpen regeln einfach einen definierten Druck aus.

Dann kommt es drauf an, wie die Steuerflächen angesteuert werden. Bei einer 737 ist das noch vollens mechanisch über Seile (wobei die ja auch ohne Hydraulik noch fliegt), eine 747 ist auch mechanisch angesteuert benötigt aber Hydraulik.

Mit dem Einzug der FADEC-Motoren Ende der 80er sind die Triebwerke nur noch über Rechner gesteuert, wenn die hinüber sind, dann laufen auch die TW nicht mehr.

Im A340/A330 gibt es nun verschiedene Varianten, aber die anfänglichen Muster hatten noch Seile für Rudder und Stabilizer, diese wurden dann um die Jahrtausendwende eingespart, sodass nur noch ein THS-Seil vorhanden ist.
Rudder und THS waren als "mech. Backup" vorgesehen, aber ob man damit alleine ein Flugzeug sicher steuern kann

DIe B777 ist auch ein FBW-Flugzeug und hat ebenfalls Seile für den THS und ein Spoilerpaar eingerüstet, die sollen dann auch noch bei totalem Stromverlust funktionieren.

Ab A380 (und ich vermute Nachvollgende) besitzten kein mechanisches Backup-System mehr, da bedeuten keine Rechner auch keine Kontrolle.

 

[Schorsch]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

Interessantes Thema. Im Gefrage nach Kampfjethelmen in diesem Forum wie üblich untergegangen.

Dieser Wikipedia-Artikel ist halbwegs erklärend:
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electromagnetic_pulse#Characteristics_of_nuclear_EMP

Bei GoldenEye wurde ja eine Explosion oberhalb der Atmosphäre dargestellt.

Wenn ich es richtig verstehe, dann ist der Haupteffekt ein kurzfristig induzierter Strom. Der macht viele Systeme halt kaputt.
Ich denke ein Flugzeug wie die MiG-29 würde erst mal weiter fliegen.
Von der Elektronik würde wohl nicht mehr viel übrig bleiben, aber das Flugzeug würde vermutlich nicht zwangsläufig abstürzen.

 

[LFeldTom]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

Oder gibt es bei Fly-by-Wire Flugzeugen einen eingebauten Schutz gegen EMP?

Keine direkte Antwort auf die Frage - aber zumindest fallen mir spontan zwei Unfälle ein, die die Empfindlichkeit gegenüber externen elektromagnetischen Feldern verdeutlichen:

Triebwerksausfall einer israelischen F-16 durch den Sender Voice of America - Verlust der Maschine. Anschließend viel Gezank wer für die Kosten der verbesserten Abschirmung aufkommen sollte.

Verlust eines Tornados der Bundeswehr durch den Sender Holzkirchen (Radio free Europe) in den 1980er Jahren.

 

[Wolfsmond]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

Interessantes Thema. Da muß ich spontan an den EuFi denken, der zu Anfang ungefragt seine Außentanks abgeschmissen hat wenn das PAR eingeschaltet wurde... Moderne (Kampf)flugzeuge sind ohne Elektronik nicht mehr flugfähig, die Frage dürfte also sein wie weit man diese tatsächlich abschirmen kann. Gegen elektromagnetische Quellen vom Boden wie Radiosender oder gezielte Störimpulse dürfte das sicher machbar sein, aber ein echter EMP nach Detonation einer Nuklearwaffe ist sicherlich eine völlig andere Liga. Wirklich gesicherte Informationen dürfte da wohl nur die Praxis erbringen, also hoffen wir mal daß wir es nie herausfinden.

 

[Katertoni]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

....als kleiner Hobbystromschrauber meine Meinung... ( es gibt hier im Forum doch bestimmt auch alte erfahrene Funker und Elektroniker ... )
EMP = ein grober Ausdruck für "Überspannung" oder "Stromimpuls"...
...Dann die Frage, wodurch wird der Impuls erzeugt....; wie dringt er in den Stromkreis ein; wie ist die Schaltung abgeschirmt.
Alle "Halbleiter" sind für einen bestimmten Strom- bzw Spannungsbereich ausgelegt, der nur wenig Reserven nach oben hat.
... zB. ein 150W Verstärkerbaustein kann kaputtgehen, wenn man beim Austauschen elktrostatisch aufgeladen ist
(..Hände am "Plastikpulover" reiben, dass sich die Haare aufstellen ).
Wenn eine elektronische Schaltung Spulen enthält, können die wie eine Trafo die elektromagnetischen Impulse als Spannungsspitzen oder Impulsstörungen aufnehmen.

Lange haben die Sowietischen-Entwickler die "RadioRöhren" (Vakuumröhren) weiterentwickelt, und als "Bleistift-Röhren" bzw Miniaturröhren für die Steuerung von Flugzeugen verwendet. Röhren sind gegen EMP ("relativ") unempfindlich, soweit die Spannungsspitzen in der Röhre nicht als "Schweißbrenner" die Anoden, Kathoden oder Steuergitter verschmoren. (der Heizdraht ist das empfindlichste Teil der Röhre, wenn der durchbrennt geht auch nichts mehr).
( ..es wäre schön, wenn da mal ehemalig technisch Aktive aus dem Nähkästchen plaudern... )
Es sind in der Vergangenheit schon mehr als genug Versuche mit "Nuklearexplosionen" gemacht worden, nur findet man öffentlich wenig sinnvolle technische Berichte über die Ergebnisse der vielen zerstörten Geräte.

"Blitzschäden" in der Fliegerei sind reale physikalischen Auswirkungen von EMP.
Zum einen sind Metallflugzeuge "Faradaisch Käfige", aber die Antennen und viele Sensoren sind dabei ungeschützt, weil sie nicht "im Käfig" geschützt sind.
Bei den "KunststoffFliegern" (vom Segelflieger bis A380) ist "Gewitterfliegen" interressanter da können uns doch bestimmt viele Piloten aus Erfahrung berichten.
gruß Kater Toni

(.. dieser Beitrag ist als kurzer Erklärungsversuch für die gedacht, die ihre Kernkompetenzen in anderen Bereichen haben, sowie an die mit starkem Expertenwissen, die sich nur noch knap mit WissensKonzentrat äußern.
zum anderen war ich zu langsam zum schreiben, wenn andere Berichte einen Überholen)

 

[n/a]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

Moin katertoni:
1. Hobbyelektroniker bin ich.
2. Blitzschlag am EF habe ich als Folge bearbeitet.
3. Die Röhrentechnik habe ich von "klein" auf kennengelernt. (auch die Miniaturröhren)
4. Die Röhrentechnik hat gegenüber Halbleiter den Vorteil des kurzzeitigen "Blackouts" infolge von Überschlägen, aber das System läuft dann auch wieder. (um inerhalb der Röhre was zum schmelzen zu bringen braucht man etwas mehr wie einen direkten Einschlag, selbst bei direkter Heizung haben wir es nicht geschafft mal was kaputt zu bekommen)
5. Bei unserem Flieger hat das ganze Bonding/Ableitung augenscheinlich funktioniert. Es war nach Blitzschlag ohne Blackout weiterhin im Einsatz.

PS.: Ich meinte eigentich die beiden Beiträge oben. Aber nun back to Topic.

 

[cool]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

(vom Segelflieger bis A380) ist "Gewitterfliegen" interressanter

Bei Airliner sind die Blitzschläge aus "avionischer Sicht" (gibts das Wort ) eher weniger schlimm. Die wenigsten Flugzeuge haben nach einem Blitzschlag Probleme mit dieser. Aus technischer Sicht sind hier auch keine weiteren Kontrollen erforderlich, sofern die Eigendiagnosesysteme der Avionik nach dem Blitzschlag keine Fehler meldeten.
Gefährlicher sind da die von Katertoni angesprochenen elektrostatischen Aufladungen beim Hantieren mit diesen Komponenten, nahezu alles ist da mittlerweile als ESD (Elektrostatic Sensitive Device) deklariert und nur mit entsprechendem Armband zu "handeln".

Strukturell schlagen die Blitze aber zu, vor allem angesengte Nietköpfe oder auch teilweise Löcher in Kompositbauteilen sind die Folge. Bei Kohlefaserbauteilen kann man mit "Wiremesh" unterm Lack oder auch leitfähigem Lack selbst arbeiten.
Die "Feedercable" der Generatoren, also die dicken Leitungen vom Generator zum Verteilerschrank und damit ins Flugzeug werden über (ich nenns mal) Funkenstrecken auf Masse gelegt, falls die Spannung zu hoch sein sollte.



Der Unterschied bei einem EMP (und man möge mich bitte korrigieren), dass dieser eben in den Bauteilen eine entsprechende Spannung induziert, oder kann man diesen auch entsprechend Schirmen.

 

[Wolfsmond]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

@xena, was würden denn die "Macher" gerne haben/wollen?
@wolfsmond, welcher EF hat beim PAR die Tanks weggeworfen?

Gruss Uwe

Soll wohl mal in Ingolstadt passiert sein. Fakt ist daß wir tatsächlich einige Zeit lang das PAR ausschalten mußten wenn ein EuFi approachen wollte. Ist allerdings schon eine ganze Weile her und dürfte ein sehr früher Vogel gewesen sein.

 

[Schorsch]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

....als kleiner Hobbystromschrauber meine Meinung... ( es gibt hier im Forum doch bestimmt auch alte erfahrene Funker und Elektroniker ... )
EMP = ein grober Ausdruck für "Überspannung" oder "Stromimpuls"...
...Dann die Frage, wodurch wird der Impuls erzeugt....; wie dringt er in den Stromkreis ein; wie ist die Schaltung abgeschirmt.
Alle "Halbleiter" sind für einen bestimmten Strom- bzw Spannungsbereich ausgelegt, der nur wenig Reserven nach oben hat.

Tatsächlich ist es etwas komplexer. Eine nukleare Explosion regt das gesamte elektronmagnetische Spektrum an. Eine Explosion in der hohen Atmosphäre aufgrund der Interaktion mit der Ionosphäre ist widerum ne ganze andere Hausnummer als eine "herkömmliche" Explosion. Generell gilt (lt dem verlinkten Artikel), dass "normale" Kernwaffenzündungen nur einen begrenzten EMP besitzen, da viele Teile des Spektrums schon von der Atmosphäre gefiltert werden. Wenn der Segen von oben kommt, dann klappt das weniger gut. Ist ja auch logisch, 5km Luft auf Meereshöhe stellt einem mehr Atome in den Weg als die ganze Strecke von Meereshöhe bis Weltraum.

Was ist der/die/das PAR?

 

[Schramm]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

...Was ist der/die/das PAR?

Präzisionsanflugradar (engl. Precision Approach Radar)

 

[JohnSilver]

AW: Elekromagnetischer Impuls und Flugzeuge

Lesenswertes zum Thema EMP: klick mich

The damage wrought by an EMP, whether created through nuclear or non-nuclear means, varies with the object being bombarded. Transformers and electrical switching gear tend to suffer most from the obscenely high voltages induced in conductors. This high degree of induction is more than capable of causing transformer coil ruptures, casing bursts, fires, and other damage. Switching gear can burn or spot weld. Arc shorting is easily possible across phases in a transformer substation, causing yet more damage.

Solid-state electronics, such as microchips and integrated circuits, suffer severe damage from the inductance pulse. Microminiaturized transistors, which ordinarily operate in the range of millivolts, are suddenly exposed to energies exponentially greater than design or even tolerance levels, leading to the abrupt destruction of the logic and memory elements of the electronics.

Ich verstehe das so, dass gerade die Bauteile, die üblicherweise mit nur wenig Spannung arbeiten, am meisten unter einem EMP leiden.