Schäden durch hohe G-Kräfte

Diskutiere Schäden durch hohe G-Kräfte im Bordwaffen Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; liebe FF-ler eine Frage meinerseits, durch hohe G-Kräfte werden Aussenlasten stark mitbeansprucht, wann kann man, oder sollte man von...

Moderatoren: Learjet
  1. #1 alien-arts, 12.07.2008
    alien-arts

    alien-arts Sportflieger

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    liebe FF-ler

    eine Frage meinerseits,

    durch hohe G-Kräfte werden Aussenlasten stark mitbeansprucht,
    wann kann man, oder sollte man von ausgehen das mitgeführte Waffensysteme nicht mehr funktionsfähig sind, bzw. Pods komplett abreissen können.

    Gibt es eine Faustregel dafür ??

    über Antworten Eurerseits währe ich sehr erfreut,

    sollte dieses Thema schon einmal behandelt worden sein bin ich zu blöd die Suche zu benutzen und bitte um einen LInk,

    MfG alien-arts
     
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  3. #2 FastEagle107, 13.07.2008
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    FastEagle107 Flieger-Ass

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    Hallo

    Jede Außenlast hat ein eigenes G-Limit, was nicht überschritten werden sollte. Sollte es doch überschritten werden, so ist ein "Abreißen" eher unwahrscheinlich. Es ist aber wohl möglich, dass die Außenlast dann nicht mehr funktioniert oder durch ihr Gewicht die Flugzeugzelle beschädigt.

    Hier ein paar generelle Regeln (Ausnahmen bestehen natürlich):

    Luft-Luft Lenkwaffen haben keine g-Limits, die unter der maximalen g-Belastung des Fliegers liegen

    Bomben haben in der Regel ein 5.5g Limit (sollte das überschritten werden sind Fehlfunktionen möglich).

    Bei Außentanks ist es von Tank zu Tank unterschiedlich, wobei der Füllstand der Tanks auch eine Rolle spielt.

    Bei anderen Außenlasten wie z.B LANTIRN gibt es auch g-Limits (LANTIRN = 7.33g).

    Bei Fliegern, die eine große Bandweite an Waffen und Außenlasten tragen können spielt dann auch noch die "Vermischung" von verschiedenen Waffen eine Rolle bei der Ermittlung der maximalen g-Limits.

    Moderne Flugzeuge regeln allerdings die Flugsteuerung so, dass der Pilot nicht in der Lage ist die Außenlasten zu überziehen (over-g).
     
  4. #3 Tester U3L, 13.07.2008
    Tester U3L

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    Bei unseren Su-22 ging es eher darum, dass die Außenlasten bei hohen g-Kräften nicht das Flugzeug beschädigten, d.h. die Zelle bzw. Tragflächen deformiert. Damit das nicht passierte, gab es am Anzeigegerät für das vertikale Lastvielfache einen Index (Anzeiger plus Schleppzeiger), der das für die Beladung maximal zulässige Lastvielfache ny angab. Dieses wurde an einem Block in der Bugluke über einen Dreistellungsschalter eigegeben. Bei Überschreitung des eingestellten Wertes blieb der Schleppzeiger beim maximal gezogenen Wert hängen und konnte vom Piloten selbst nicht zurück gestellt werden und war ein meldepflichtiger Vorfall, dies war nur von Außen durch Drücken eines Reset-Knopfes in der Bugluke möglich. In Abhängigkeit von der Höhe der Überschreitung war der nachfolgende Prüfaufwand vorgegeben, d.h. ggf. optische Vermessung des gesamten Flugzeugs auf Deformationen. Wegen Deformationen durch Überziehen wurde bei einer Su-22 der NVA der Austausch von Heck und Tragflächen nötig und durchgeführt.
    Der niedrigste ny-Grenzwert betrug 3,5 g und bestand für die Variante mit KKR-1T-Aufklärungscontainer (nicht abwerfbar!) und 2x PTB-1150-Zusatzbehälter (plus SPS-141-Störcontainer).

    Der Pilot war selbst dafür verantwortlich, dass das g-Limit der Konfiguration nicht überschritten wurde.

    Zusätzlich zu den genannten Grenzen für die Außenlasten selbst gab es auch g-Limits, die einen sicheren Abgang/Trennung der Waffen vom Flugzeug gewährleisteten (z.B. bei Raketen und Bomben).

    Gruß

    Tester
     
  5. bjs

    bjs Testpilot

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    Diese Schleppzeiger hatten auch frühere (vor-Telemetrie-Ära) Formel-Rennwagen. Damit sich der Fahrer nicht herausreden konnte, wenn er den Motor hochjagte...

    Allerdings hatten einige der Fahrer dann immer einen Magneten in der Jacke...:cool:
     
  6. #5 Schorsch, 14.07.2008
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    Schorsch Alien

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    Aus normalem Ingenieursverständnis würde ich schweren Außenlasten ja eine Art Sollbruchstelle geben. Jedenfalls muss es recht kitzelig sein, da nicht nur einfache vertikale Lastvielfache eine Rolle spielen, sondern auch:
    - Böen bei niedrigen Höhen und hohen Geschwindigkeiten
    - Lasten durch schnelles Rollen (siehe F-16)
    Und gerne auch eine Kombination von allen dreien.
    Dies ist auch einer der Gründe, weswegen die Freigabe neuer Waffen so lange dauert.

    Mal als Beispiel F-4F:

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    Qualität geht leider nicht besser.
     
  7. #6 donnert, 14.07.2008
    donnert

    donnert Flieger-Ass

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    Gilt das auch für den Augenblick in dem die Waffe abgefeuert wird? Glaube mich daran zu erinnern, daß die frühen AIM-9 diesbezüglich eine Beschränkung (max. 3g?) hatten.
     
  8. ESPEZ

    ESPEZ Astronaut

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    Und hier ist das "gute Stück" - Anstellwinkel- und Überlastungsanzeiger UAP-4-7.
    Die linke Seite (α) zeigt hier den laufenden Wert des momentanen Anstellwinkels der Maschine mittels des weißen Zeigers an.
    Der rot-schraffierte Marker dient hierbei zur Signalisation des zulässigen Wertes des Anstellwinkels in Abhängigkeit der Tragflächenpfeilung und der Rüstvariante.

    Die rechte Seite des Gerätes diente der Thematik "Lastvielfaches".
    weißer Zeiger - Momentanwert
    schwarz-gelber Schleppzeiger (durch weißen Zeiger mitgenommen) - zeigt das maximal erreichte Lastvielfache, welches aber den zulässigen Wert noch nicht überschritten hat, an und konnte jederzeit mittels des Drehknopfes in der Mitte des Anzeigegerätes wieder zurückgesetzt werden
    rot-schraffierter Marker - Anzeige des zulässigen Wertes in Abhängigkeit der Tragflächenpfeilung, der Rüstvariante, der Mach-Zahl und dem Kraftstoffvorrat, welcher durch den Techniker durch Einstellen am Dreistellungsschalter (Bild folgt) am Überbelastungsmesser in der Bugluke festgelegt wurde
    dreieckiger, roter Schleppmarker (durch weißen Zeiger betätigt) - Anzeige der Überschreitung des zulässigen Lastvielfachen
    Einmal betätigt (so wie in diesem Fall - ca.6,5g) konnte er nur mittels des Rückstellknopfes (Bild folgt) am Überbelastungsmesser in der Bugluke zurückgesetzt werden, wie Tester schon richtig erläutert hat.

    Bei Überschreitung des zulässigen Lastvielfachen, hatte der FF die Flugaufgabe abzubrechen und dem Flugleiter Meldung zu erstatten. :rolleyes: Am Boden wurde dann die weitere Verfahrensweise entschieden (Vermessen der Maschine, der angehängten Lasten usw.).
    Nach einer "Flugvorführung" konnten wir u.a. schon mal mit bloßem Auge die "Nichtfluchtigkeit" :eek: eines Zusatzbehälters bewundern, welcher mit den angelegten 6g bei erlaubten 3g nicht ganz so einverstanden war. Aber das nur so am Rande. ;)
     

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  9. ESPEZ

    ESPEZ Astronaut

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    Wie versprochen ein Foto des Überbelastungsgebers in der Bugluke einer Su-22 mit Dreistellungsschalter und Rückstellknopf für das überschrittene zulässige Lastvielfache.

    PB - ohne Rüstvariante oder mit zwei R-60 Raketen
    БB - alle anderen Lasten, außer 1150 Liter-Zusatzbehälter
    БАКИ 1150 - mit angehängten 1150 Liter-ZB´s

    Entsprechend diesen Einstellungen änderte der rot-schraffierte Marker des zulässigen Lastvielfachen seinen Wert am Anzeigegerät.

    СБРОС ПУ max - Rückstellknopf für roten Dreiecksmarker
     

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  10. ESPEZ

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    Und zum Abschluß noch die Werte des zulässigen Lastvielfachen in Abhängigkeit von Tragflächenpfeilung und Rüstvariante:
     

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  11. #10 Tester U3L, 14.07.2008
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    Danke ESPEZ!

    Wie ich grad sehe, waren es minimal (mit PTB-1150) sogar nur 3,0g. OK, aber ich war aus dem Gedächtnis sehr nah dran. :TOP:

    Tester
     
  12. ESPEZ

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    Du Glückspilz,
    ich war schon froh daß mir eingefallen ist wo ich die Vorschrift hingelegt habe. :?! :D
     
  13. #12 FastEagle107, 15.07.2008
    FastEagle107

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    Jede abwerfbare Außenlast oder jede Art von Waffe hat in der Tat auch noch andere g-Limits.

    1. Das Limit für den Flug an sich, wie oben schon beschrieben
    2. Das g-Limit zum Jettison (Abwerfen ohne die Waffen zu schärfen, wenn man sie einfach nur los werden will, auch Tanks).
    3. Das Limit zum Emergency Jettison (das schnelle Abwerfen in Notsituationen)
    und
    4. Das Limit für den scharfen Abwurf oder Verschuß.

    zu 4.
    Bei Lenkwaffen dürfte dieses Limit recht hoch sein (ca.6-9g) da man Lenkwaffen ja im Luftkampf (evtl. hohe G-Kräfte) einsetzen will.
    Bei Bomben gibt es generell einen 0-4g Einsatzbereich. Weniger als 0g würde bedeuten, dass es eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit gibt, dass man mit der Bombe kollidiert. Bei mehr als 4g kommt dann der Waffenrechner nicht mehr nach und ist nicht mehr in der Lage einen errechneten Aufschlagpunkt punktgenau vorherzusagen (dies mag von System zu System unterschiedlich sein).

    @Schorsch
    Von einer Sollbruchstelle habe ich bezüglich Außenlasten an Kampfflugzeugen noch nichts gehört. Ich schätze aber mal, das man eher die Überbeanspruchung der Zelle in Kauf nimmt als eine 2000lbs Bombe, die irgendeinem auf dem Kopf fällt. Zu mal Piloten nicht so doof sein sollten, die Limits im großen Stile zu überschreiten (oder überhaupt).

    Bei einigen Pods (z.B. ECM - Electronic Counter Measures) ist es sogar höchst unerwünscht, dass der jemals vom Flugzeug abfällt. Selbst in einer Notlage bleiben die Dinger meistens dran und werden entweder wieder mit nach Hause gebracht oder sie bohren sich mit dem Rest des Flugzeugwracks in den Boden und werden zerstört. Solche Technologie lässt man ungern in die Hände des Gegners fallen.
     
  14. #13 phantomas2f4, 15.07.2008
    phantomas2f4

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    Da hast Du aber ein sehr altes Dokument erwischt...zeigt auch nur die nutzbare Enveloppe der F4....

    Für die Außenlasten gibt es eine eigene Tabelle, nennt sich "External Stores Limitation" und ist im Pilotenhandbuch 1 F4F -1 enthalten...

    ...und `ne Sollbruchstelle für Außenlasten gibt es nicht. Die Aufhängung hält, eher verbiegst du den Flieger...

    KLaus
     
  15. #14 Tester U3L, 15.07.2008
    Zuletzt bearbeitet: 15.07.2008
    Tester U3L

    Tester U3L Space Cadet

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    Ja, bei dem Thema "Sollbruchstelle" habe ich als Ingenieur auch Bauchschmerzen bekommen. Ich denke, das man wohl kaum zwei z.B. Scherbolzen so genau dimensionieren kann, dass sie zum selben Zeitpunkt versagen und die Außenlasten freigeben. Die Frage ist auch, was die dann dadurch frei werdenden Lasten so anrichten. Ich kann mich z.B. daran erinnern, dass bei den Su-22, die mit dem BA-58 "Wjuga"-Container zur Steuerung der Anti-Funkmeßraketen ausgerüstet waren, das Schießen mit den Kanonen und der Bombenwurf von den inneren TF-Stationen (5 und 6) verboten wurde (nur in Friedenzeiten natürlich!), da die ausgeworfenen Hülsen bzw. die (kontrolliert!) ausgeklinkten Bomben die Außenhaut des Behälters beschädigten. Eine (oder mehrere) unkontrolliert abgetrennte Bomben, Raketen oder ZB's mag ich mir da in ihrer möglichen Wirkung auf das Flugzeug überhaupt nicht vorstellen.
    Des weiteren wäre bei einseitiger Wirkung einer solchen "Sollbruchstelle" auch der Abstand (Hebelarm) von der Flugzeuglängsachse für die Stabilität des Flugzeugs von Interesse. Darum wurden z.B. bei der Su-22 die Außenlasten (Bomben) an den äußeren TF-Stationen (3 und 4) immer paarweise ausgeklinkt, während die weiter innen liegenden auch einzeln geworfen werden konnten. Wie das ausgeht, wenn dies nicht so funktioniert, konnte man beim Absturz der "361" auf dem TÜP Klietz 1987 sehen.

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  17. #15 Franz-Klaus, 16.07.2008
    Franz-Klaus

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    Hallo,
    gibt es dazu neue Erkenntnisse?
    Gruß
    F.-K.
     
  18. #16 Tester U3L, 16.07.2008
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    Nicht soweit ich weiß, das war eine der damals (und heute) angegebenen Ursachen.

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  1. Absturz 1987 klietz

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