Falten auf Tragfläche

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thespirit

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Hallo!

Ich hoffe ich bin hier im Richtigen Teil des Forums für meine Frage gelandet! 2000 bin ich mit United Airlines in die USA geflogen. Auf dem Rückflug von Las Vegas nach Chicago hatte ich einen Fensterplatz direkt auf der Tragfläche. Während des Fluges (ca. 10 - 15 min. nach dem erreichen der Reiseflughöhe) bildeten sich falten auf der Tragfläche, als wenn Wasser unter einer Plane ist. Diese Falten bewegten sich, von vorne nach hinten, die gesamte Tragfläche war voller Falten. Es war defintiv keine Vereisung. Die Falten glätteten sich nach einleitung des Sinkfluges.. bei der Landung sah die Tragfläche wieder ganz normal aus, wie beim start auch.

Bei der Maschine handelte es sich um eine B 757-200

Ich bin schon sehr sehr oft geflogen, aber so etwas habe ich noch nie beobachten können!

Weis vielleicht jemand von euch was dort auf der Tragfläche passiert ist?
 
#
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:?!
Kannst du es bisl genauer beschreiben?
 

thespirit

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man kann es sich vorstellen wie ein abgedecktes schwimmbad, mit einer plane. die falten waren sehr schmal und lang, sie veränderten ihre größe und ihren standort (sie wanderten also vor und zurück). die falten waren nicht lang, es waren ja mehrere einzelne. sie waren übrigens nur links!!
 

n/a

Guest
Hm, klingt für mich irgendwie nach Tape-Band. Ist bei den amerikanischen Airlines ja recht häufig benutzt worden (und UAL zudem vor zwei Jahren oder so verurteilt worden, weil die Stellen, die sie abdichteten doch größer waren als erlaubt).
 
Markus_P

Markus_P

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Also mit Tape hat das gar nichts zu tun, wenn
die gesamte Tragfläche [...] voller Falten
war.

Was Du beschreibst kenne ich unter dem Begriff "Beulen" während des Fluges wird die Tragfläche nach oben gebogen, die Flügelhaut auf der Oberseite wird dabei gestaucht. Die Flügelhaut ist sehr dünn in Relation zur Fläche. Unter gewissen Bedingungen kann es dabei zum Beulen der Oberfläche kommen, in dem von dir geschilderten Fall in Form von langen Falten. Da sich die Spannungszustände im Tragflügel ständig ändern, verschiebt sich auch das Beulbild. Die Tatsache, daß diese Falten nur links auftraten, kann ich mir nur durch Seitenwind erklären, dabei wird eine Fläche stärker belastet als die andere...

Wird der Flügel entlastet (Sinkflug oder am Boden), sieht alles wieder glatt aus, denn diese Form der Beulung bewegt sich im Rahmen der normalen Elastizität des Materials.
 
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Acela

Acela

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Ich denke das klingt eher nach Aerodynamischen Effekten wie z.B. Grenzschichtverwirbelungen die durch Kondensation sichtbar geworden sind...

Alles andere vorher vermutete klingt und ist meiner Meinung nach unlogisch...
 
Acela

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Sorry Markus, aber die Beulentheorie kann ich so nicht bestätigen. Eine Tragfläche arbeitet und ist extremen Biegebeanspruchungen ausgesetzt, aber Beulen entstehen dabei auf keinen Fall.

Denn Wenn das mit den Beulen wirklich so äre, wäre die Materialbelastung enorm, Blech was ständig gedehnt und entspannt wird reißt beizeiten, kein Flügel würde lange halten. Ich kann jetzt nur aus meiner Erfahrung mit Airbus sprechen, aber dort ist die Flügelaussenhaut über 5 mm stark, dieses Blech auszubeulen ist mit normalen Kräften gar nicht möglich...

Wenn sich die Tragfläche an der Spitze einem Meter nach oben biegt, merkt man davon an der Wurzel gar nix weil der Flügel ein in sich sehr bewegliches und hoch elastisches Element ist. Wenn ich auf dem Flügel von nem 300er arbeite und an der Spitze drauf steige fängt er unter meinem Gewicht an bis zu 30 cm zu schwingen, nach Markus´s Theorie müsste sich die Fläche dadurch schon leicht beulenhaft verformen. Tut sie aber nicht, da sie elastisch ist.

Ich will zwar nicht überheblich erscheinen, aber während meiner Ausbildung zum Flugzeugmechaniker hab ich schon ein bisschen was gelernt... :D


Ich denke was Du da gesehen hast war schon irgendwas aerodynamisches...
 

FBS

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Meine Empfehlung, das nächste mal ein Bügeleisen mitnehmen damit kann man dann die Falten auch wieder rausbügeln und die Welt ist wieder in Ordnung. :D

Was die Haifischhaut betrifft, damit müssten eigentlich doch nur zwei A340 unterwegs sein zur Erprobung und diese Haut befindet sich doch auch nur am Rumpf und nicht an den Tragflächen oder :confused:
 
Markus_P

Markus_P

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So gesehen war meine Antwort etwas übereilt, auf die Beschreibung von Falten im Material paßte für mich nur Schubbeulen, dabei hatte ich aber eher das Bild von z.B. der Rumpfhaut einer B-52... an einem Flügel habe ich dieses Phänomen bisher selbst auch noch nicht beobachtet

Leichtes(!) Beulen gehört m.W. aber durchaus auch zum elastischen Verhalten eines Bauteils, und bedeutet nicht zwingend eine Materialüberlastung, wohl aber ein Indiz für das Erreichen der normalen Belastungsgrenze. Ich spreche auch nicht von dicken Beulen, sondern von Größenordnungen von+/- 1mm un weniger... Ich könnte mir gut vorstellen, daß Lichtreflexe diese kleinen Unebenheiten einfach verstärkt haben...

acela schrieb:
Wenn ich auf dem Flügel von nem 300er arbeite und an der Spitze drauf steige fängt er unter meinem Gewicht an bis zu 30 cm zu schwingen [...]
dem Beispiel kann ich nicht ganz folgen, warum sollte sich da bereits was verformen, zumal Dein Gewicht die Flügelspitze ja nach unten drückt?? Die Kräfte, die auf einen Flügel wirken sind schon enorm, nicht ohne Grund werden für die Belastungstest ganze Reihen starken Hydraulikzylindern eingesetzt


http://www.airliners.net/open.file/430518/L/ Flügel einer 757, evtl kannst Du uns ja anhand dieses Bildes noch etwas genauer erklären, was Du wo gesehen hast?
 
Acela

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warum sollte sich da bereits was verformen, zumal Dein Gewicht die Flügelspitze ja nach unten drückt??
Da müssten ja unten Beulen entstehen. :D Mir is schon klar das Du Schubbeulen meinst, aber ich kann mir auch bei Lichtreflexen nicht vorstellen dass diese dann wie Falten aussehen würden. Zumal wie gesagt das Flügelblech so dick ist dass sich das kaum verbiegen wird...

Und warum sollen sie im Landeanflug auf einmal weggehen? Auch dort sind die Flächen ja noch nach oben gebogen...
 
_Michael

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Ich tippe auch ganz klar auf Aerodynamische Effekte. Wenn Luft komprimiert wird, verändert sie ja ihre Brechzahl (stimmt doch?) was einem die Tragfläche wie durch eine Lupe/einen Wassertropfen etc. aussehen lässt. Oder war es etwa kondensierender Wasserdampf? Sieht zwar meiner Erfahrung nach definitiv ziemlich anders aus.
 

beistrich

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Acela schrieb:
Wenn sich die Tragfläche an der Spitze einem Meter nach oben biegt, merkt man davon an der Wurzel gar nix weil der Flügel ein in sich sehr bewegliches und hoch elastisches Element ist. Wenn ich auf dem Flügel von nem 300er arbeite und an der Spitze drauf steige fängt er unter meinem Gewicht an bis zu 30 cm zu schwingen, nach Markus´s Theorie müsste sich die Fläche dadurch schon leicht beulenhaft verformen. Tut sie aber nicht, da sie elastisch ist.
A300, A330-300, A340-300, 737-300? Welche 300er?
 
Acela

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Du wagst doch nicht im entferntesten daran zu denken dass ich Hand an eine B***** lege? Frevler! Natürlich meinen ich einen A300... :D
 
Aziraphale

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Also als studierter Lufti muss ich Markus_P recht geben - es muss sich dabei um Schubbeulen der Panels handeln. Das hat mit aerodynamischen Effekten nichts zu tun. Interessant ist nur, dass das bei einer 757 zu beobachten ist - mir war das bislang nur von einem Geschäftsreiseflugzeug bekannt (First-Hand-Information).
Auch dass es im Normalflug vorkommt ist unüblich - eigentlich kommt dieses Beulen nur bei hohen Abfanglastvielfachen oder großer Auftriebserzeugung (gefahrende Landeklappen) vor, da dann die Tragflächenoberseite erhöhter Druckbelastung ausgesetzt ist.

Kontrolliertes (also bewußt zugelassenes) Schubbeulen MUSS im elastischen Bereich des Werkstoffs liegen - eine plastische Verformung wird da niemand zulassen - ganz zu schweigen davon, dass eine plastische Beanspruchung oft optisch sichtbar nach Entlastung des Werkstoffs verbleibt.
Die augenscheinliche "Höhe" oder Größe der Beulen, die mit ausreichender Sicherheit im elastischen Bereich eines metallischen Werkstoffs liegen darf man nicht unterschätzen - da geht oft viel mehr als man denkt... ;)

Es ist demnach ein vielleicht nicht gewünschtes (wg. aerodynamischer Einbußen) aber eben geduldetes Phänomen und ist bei der Ermüdungsbeurteilung des entsprechenden Bereichs abgedeckt. D.h. diese Beanspruchung ist kalkuliert.

So long, Gruß, Azi.
 
Barrie

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Aziraphale schrieb:
[...] eigentlich kommt dieses Beulen nur bei hohen Abfanglastvielfachen oder großer Auftriebserzeugung (gefahrende Landeklappen) vor, da dann die Tragflächenoberseite erhöhter Druckbelastung ausgesetzt ist.
[...]
Besonders ist mir das seinerzeit an "unserer" Rallye bei der Seilabwurfkurve aufgefallen: Plong, plong, plong ...

Aziraphale schrieb:
[...]
Die augenscheinliche "Höhe" oder Größe der Beulen, die mit ausreichender Sicherheit im elastischen Bereich eines metallischen Werkstoffs liegen darf man nicht unterschätzen - da geht oft viel mehr als man denkt... ;)
[...]
Bei entsprechender Beleuchtung (streifender Einfall) wachsen da sicher selbst kleine Wellen zu regelrechten Riesen-Beulen.

Barrie :)
 
Acela

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Die augenscheinliche "Höhe" oder Größe der Beulen, die mit ausreichender Sicherheit im elastischen Bereich eines metallischen Werkstoffs liegen darf man nicht unterschätzen - da geht oft viel mehr als man denkt...
Wir reden hier aber nich über kaum sichtbare Schubbeulen sondern richtige Falten. Das war nämlich die Ursprungsaussage, "Falten auf der Tragfläche"! Als studierter Lufti solltest Du wissen dass es technisch gar nicht möglich ist 4 mm starkes Blech zerstörungsfrei in Falten zu legen, so dass es wie eine Schwimmbadfolie aussieht! Das geht nicht mal mit 0.5 mm Blech dauerhaft gut...

Ausserdem bewegen sich diese Schubbeulen nicht von vorne nach hinten, sondern stehen fest, und zweitens findet man sie wenn dann in der Nähe der Flügelwurzel, nicht aber auf der ganzen Fläche wie beschrieben...
 
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Ich denke da auch an Schubbeulen. Mit entsprechendem Licheinfall können die schon ziemlich heftig erscheinen. Außerdem glaube ich schon, das sie ein wenig hin-und herwandern können. Und optishe Täuschungen durch Reflexionseffekte sollte man auch mit einkalkulieren, vor allem wenn die Maschine frisch gereinigt war.
 
Aziraphale

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Servus Acela,

ich könnte Dir jetzt aus dem HSB (Handbuch Strukturberechnung der deutschen Luftfahrt) die relevante Seite posten, wenn ich dürfte - das kann man sich ausrechnen, bei welcher Schubbelastung, welcher Panelgröße und welcher Blechdicke Beulen entstehen.
Diese Berechnungsmethode wurde aus langen Versuchsreihen mit eingespannten Blechen entwickelt und gibt sogar eine Aussage über die Anzahl der Beulen (hier gibt es verschiedene Modi), die entstehen. Beim Übergang von einem Modus in den nächsten wechselt die Anzahl der Beulen, was wie eine fließende Bewegung aussieht (der beschriebene Schwimmbadfolieneffekt). Die Beulen stehen somit keineswegs fest - das ist nur der Fall, wenn eine statische Belastung aufgebracht und gehalten wird. Sobald dynamisch belastet wird bewegen sich die Beulen.

Ich kann mir gut vorstellen, dass da auch der Übergang von Beulen zu Falten subjektiv fließend ist - wer schon einmal gesehen hat, was bei großen Belastungen an Effekten auftritt (ich rede hier nicht von Handkräften!!), kann das vermutlich bestätigen.
Falten sind in meinen Augen bei metallischen Werkstoffen zwingend plastische Verformungen, die so an Luftfahrzeugen nur bei bereits erfolgtem Versagen umliegender Strukturen oder im Crashfall auftreten dürften. Daher kann hier von echten Falten keine Rede sein - zumal ja beschrieben worden ist, dass sie vollständig reversibel waren - also nachher nichts mehr zu sehen war.

Die Aussage, dass Schubbeulen in der Nähe der Flügelwurzel entstehen kann ich auch nicht teilen - das hängt von sehr verschiedenen Faktoren ab. Generell gilt, dass Schubbeulen grundsätzlich an jedem Schubfeld (allseitig eingespanntes Blech) auftreten kann, sofern die Belastung dafür stimmt.
D.h. je nach Auslegung des Flügels kann ein Beulen durchaus auch weiter außen am Tragflügel auftreten.

Gruß, Azi.
 
Acela

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Daher kann hier von echten Falten keine Rede sein - zumal ja beschrieben worden ist, dass sie vollständig reversibel waren - also nachher nichts mehr zu sehen war.
Was anderes habe ich nie behauptet. Wegen obiger Aussage kam ich ja zu dem Entschluss das es sich um einen Kondensationseffekt gehandelt haben könnte, weil eben echte Falten nicht reversibel sind...
 
Blizzard

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@ Acela: Ich denke mal, das es echte falten waren? Ein unsauber gewählter Begriff, und Du hängst Dich voll an diesem aus. Warum? Ichw eiß auch, das eine Falte durch eine scharfe Richtungsänderung ( "knick" ) gekennzeichnet ist, aber es wurde ja beschrieben, das die Deformnationen refersiebel waren. Also gehen wir mal davon aus, das es keien Falten sondern Beulen waren. Ich bezweifel das Kondensationseffekte opisch wie eine glatte Blechoberfläche aussehen können.
@ Azira: Danke das du meine vermutung, das bei dynamischer Belastung siche in bewegtes Deformationsbild entwickeln kann, untermauert hast. wieder was gelernt :-)
 
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