Demonstration kontrollierter Auswirkungen – Wikipedia

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Experiment mit gezieltem Absturz einer Boeing 720, durchgeführt für die NASA und die FAA

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Das Demonstration kontrollierter Auswirkungen (oder umgangssprachlich die Absturz in der Wüste) war ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und der Federal Aviation Administration (FAA), bei dem ein ferngesteuertes Boeing 720-Flugzeug absichtlich zum Absturz gebracht wurde, um Daten zu erfassen und neue Technologien zu testen, die das Überleben von Passagieren und Besatzungen unterstützen. Der Absturz erforderte mehr als vier Jahre Vorbereitung durch das NASA Ames Research Center, das Langley Research Center, das Dryden Flight Research Center, die FAA und General Electric. Nach zahlreichen Testläufen stürzte das Flugzeug am 1. Dezember 1984 ab. Der Test verlief im Allgemeinen nach Plan und erzeugte einen spektakulären Feuerball, dessen Löschen mehr als eine Stunde dauerte.

Die FAA kam zu dem Schluss, dass etwa ein Viertel der Passagiere überlebt hätte, dass der vorbestehende Kerosin-Testkraftstoff die Brandgefahr nicht ausreichend verringert und dass mehrere Änderungen an der Ausrüstung im Passagierraum von Flugzeugen erforderlich sind. Die NASA kam zu dem Schluss, dass ein Head-up-Display und ein Mikrowellenlandesystem dem Piloten geholfen hätten, das Flugzeug sicherer zu fliegen.

Hintergrund und Versuchsaufbau[edit]

Die NASA und die Federal Aviation Administration (FAA) führten ein gemeinsames Programm zum Erwerb, zur Demonstration und zur Validierung von Technologien zur Verbesserung der Überlebensfähigkeit von Insassenunfällen von Transportflugzeugen mit einem großen viermotorigen, ferngesteuerten Transportflugzeug in einer Demonstration mit kontrolliertem Aufprall durch ( CID). Das CID-Programm wurde in der Dryden Flight Research Facility des NASA Ames Research Center (Ames-Dryden) in Edwards, Kalifornien, mit einem ferngesteuerten Boeing 720-Transport durchgeführt und Ende 1984 abgeschlossen. Ziel des CID-Programms war es Demonstrieren Sie eine Reduzierung des Brandes nach dem Absturz durch die Verwendung von Antististil-Kraftstoff, erfassen Sie strukturelle Daten zu Transportunfällen und demonstrieren Sie die Wirksamkeit bestehender verbesserter Sitzrückhalte- und Kabinenstruktursysteme.[2]

Die Boeing 720 (Hecknummer N833NA[1]) wurde 1960 von der FAA als Trainingsflugzeug neu gekauft.[3] Nach mehr als 20.000 Stunden und 54.000 Start- und Landezyklen war das Ende seiner Nutzungsdauer erreicht.[3] Das Flugzeug wurde 1981 für das CID-Programm an das NASA-Ames / Dryden Flight Research Center übergeben.[3]

Das Additiv FM-9 von ICI, ein langkettiges Polymer mit hohem Molekulargewicht, bildet in Mischung mit Jet-A-Kraftstoff antimististisches Kerosin (AMK). AMK hatte in simulierten Aufpralltests die Fähigkeit demonstriert, die Zündung und Flammenausbreitung des freigesetzten Kraftstoffs zu hemmen. AMK kann aufgrund mehrerer möglicher Probleme wie Verstopfen der Filter nicht direkt in ein Gasturbinentriebwerk eingeführt werden. Der AMK muss fast auf Jet-A zurückgesetzt werden, bevor er zum Verbrennen in den Motor eingeführt wird. Diese Wiederherstellung wird als Degradation bezeichnet und wurde auf der Boeing 720 mit einem als Degrader bezeichneten Gerät durchgeführt. Bei jedem der vier Pratt & Whitney JT3C-7-Triebwerke wurde von General Electric (GE) ein Degrader gebaut und installiert, um den AMK zu beschädigen und wieder in die Nähe der Jet-A-Qualität zu bringen.

Zusätzlich zur AMK-Forschung war das NASA Langley Research Center an einem Experiment zur Messung der strukturellen Belastung beteiligt, bei dem instrumentierte Crash-Dummies in den Sitzen des Fahrgastraums und des Cockpits verwendet wurden. Vor dem letzten Flug im Jahr 1984 wurden mehr als vier Jahre Anstrengungen unternommen, um endgültige Aufprallbedingungen zu schaffen, die von der FAA als überlebensfähig angesehen werden.

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Auf einer Reihe von 14 Flügen installierte und testete General Electric vier Degrader (einen an jedem Motor). Die FAA hat AMK verfeinert, ein Flugzeug in voller Größe gemischt, getestet und betankt. Während der Flüge machte das Flugzeug ferngesteuert ungefähr 69 Anflüge bis ungefähr 46 m über der vorbereiteten Absturzstelle. Diese Flüge wurden verwendet, um AMK Schritt für Schritt in einige der Kraftstofftanks und Motoren einzuführen und gleichzeitig die Leistung der Motoren zu überwachen. Während dieser Flüge entwickelte das Dryden Flight Research Center der NASA auch die Fernsteuerungstechniken, die erforderlich sind, damit die Boeing 720 als Drohnenflugzeug fliegen kann. Ein erster Versuch des vollständigen Tests wurde Ende 1983 aufgrund von Problemen mit der Uplink-Verbindung zum 720 abgebrochen. Wenn die Aufwärtsverbindung fehlschlug, hätte der bodengestützte Pilot keine Kontrolle mehr über das Flugzeug.

Test Ausführung[edit]

Am Morgen des 1. Dezember 1984 startete das Testflugzeug von der Edwards Air Force Base in Kalifornien, startete links und stieg auf eine Höhe von 700 m. Das Flugzeug wurde vom NASA-Forschungspiloten Fitzhugh Fulton von der NASA Dryden Remote Controlled Vehicle Facility aus der Ferne geflogen. Alle Kraftstofftanks waren mit insgesamt 34.000 kg AMK gefüllt, und alle Triebwerke liefen vom Start bis zum Aufprall (Flugzeit 9 Minuten) auf dem modifizierten Jet-A. Anschließend begann ein Abstieg zur Landung entlang der etwa 3,8-Grad-Gleitbahn zu einer speziell vorbereiteten Landebahn auf der Ostseite des Rogers Dry Lake, wobei das Fahrwerk eingefahren blieb.

Das Flugzeug passierte die Entscheidungshöhe von 46 m über dem Boden (AGL) und drehte sich leicht rechts vom gewünschten Pfad. Das Flugzeug geriet in eine Situation, die als niederländische Rolle bekannt ist. Etwas oberhalb des Entscheidungspunkts, an dem der Pilot ein “Go-Around” durchführen sollte, schien es genügend Höhe zu geben, um zurück zur Mittellinie der Landebahn zu manövrieren. Das Flugzeug befand sich unterhalb der Gleitbahn und unterhalb der gewünschten Fluggeschwindigkeit. Datenerfassungssysteme waren aktiviert worden, und das Flugzeug war dem Aufprall verpflichtet.

Das Flugzeug berührte den Boden mit niedrigem linken Flügel und Vollgas, wobei die Flugzeugnase links von der Mittellinie zeigte. Es war geplant worden, dass das Flugzeug auf Flügelhöhe landen würde, wobei die Drosseln während der CID auf Leerlauf und genau auf der Mittellinie eingestellt waren, so dass der Rumpf intakt bleiben konnte, wenn die Flügel durch acht in den Zement geklebte Pfosten aufgeschnitten wurden Landebahn (wegen der Form der an die Pfosten geschweißten “Hörner” “Nashörner” genannt). Die Boeing 720 landete schief. Eines der Nashörner schnitt hinter der Brennerdose durch den Motor Nummer 3 und ließ den Motor auf dem Flügelmast, was bei einem Aufprall dieses Typs normalerweise nicht der Fall ist. Das gleiche Nashorn schnitt dann durch den Rumpf und verursachte einen Kabinenbrand, als brennender Kraftstoff in den Rumpf eindringen konnte.

Das Abschneiden des Motors Nummer 3 und die Situation mit Vollgas waren erheblich, da dies außerhalb des Testbereichs lag. Der Motor Nummer 3 lief ungefähr 1/3 Umdrehung weiter.[4] Abbau des Kraftstoffs und Entzündung nach dem Aufprall, wodurch eine signifikante Wärmequelle bereitgestellt wird. Das Löschen von Feuer und Rauch dauerte über eine Stunde. Der CID-Aufprall war spektakulär mit einem großen Feuerball, der vom Motor Nummer 3 auf der rechten Seite erzeugt wurde und das Flugzeug umhüllte und verbrannte. Aus Sicht von AMK war der Test ein großer Rückschlag. Für die NASA Langley wurden die zur Absturzsicherheit gesammelten Daten als erfolgreich und ebenso wichtig angesehen.

Ergebnisse[edit]

Die tatsächliche Auswirkung zeigte, dass das getestete Antimisting-Additiv nicht ausreichte, um ein Feuer nach dem Absturz unter allen Umständen zu verhindern, obwohl die verringerte Intensität des anfänglichen Feuers auf die Wirkung von AMK zurückgeführt wurde.[5][6]

FAA-Ermittler schätzten, dass 23–25% der 113 Flugzeuge des Flugzeugs den Absturz überlebt haben könnten. Die Zeit vom Herausrutschen bis zur vollständigen Rauchverdeckung für die vordere Kabine betrug fünf Sekunden. Für die Achterkabine waren es 20 Sekunden. Die Gesamtzeit für die Evakuierung betrug 15 bzw. 33 Sekunden, was die Zeit berücksichtigt, die erforderlich ist, um die Türen zu erreichen und zu öffnen und den Schieber zu bedienen. Die Ermittler bezeichneten ihre Einschätzung der Fähigkeit, durch dichten Rauch zu entkommen, als “hochspekulativ”.[7]

Als Ergebnis der Analyse des Unfalls führte die FAA neue Entflammbarkeitsstandards für Sitzkissen ein, die die Verwendung von Brandschutzschichten erforderten, was zu Sitzen führte, die eine bessere Leistung zeigten als die im Test.[8] Es wurde auch ein Standard implementiert, nach dem die Bodennäherungsbeleuchtung mechanisch befestigt werden muss, da sich während des Aufpralls offensichtlich zwei Arten von mit Klebstoff befestigten Notlichtern lösen.[9] Die bundesstaatlichen Luftverkehrsvorschriften für Flugdatenschreiber-Abtastraten für Nick-, Roll- und Beschleunigungswerte wurden als unzureichend befunden.[10]

Die NASA kam zu dem Schluss, dass die Aufgabe der Auswirkungssteuerung eine ungewöhnlich hohe Arbeitsbelastung aufwies, die möglicherweise durch die Verwendung eines Heads-up-Displays, die Automatisierung weiterer Aufgaben und eines Monitors mit höherer Auflösung verringert wurde. Es wurde auch die Verwendung eines Mikrowellenlandesystems empfohlen, um die Tracking-Genauigkeit gegenüber dem Standard-Instrumentenlandesystem zu verbessern. In der Praxis hat das auf dem Global Positioning System basierende Wide Area Augmentation System diese Rolle übernommen.[11]

  • Zusätzliche Fotos und Videos

  • CID-Sequenz (Controlled Impact Demonstration)

  • CID-Flugzeuge im Übungsflug über der Zielaufprallstelle mit Flügelschneidern

  • Video der CID-Heckkamera (Controlled Impact Demonstration)

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Zitate[edit]

  1. ^ ein b Pither, Tony (1998). Die Boeing 707 720 und C-135. England: Air-Britain (Historians) Ltd., S. 110–115. ISBN 0 85130 236 X..
  2. ^ Horton und Kempel 1988, p. 1.
  3. ^ ein b c FAA / CT-87/10 1987, p. 5.
  4. ^ FAA / CT-87/10 1987, p. 17.
  5. ^ FAA / CT-87/10 1987, S. 20–22.
  6. ^ “Warum Flugzeuge brennen”. NOVA: Frühere Fernsehprogramme, Staffel 15: Januar – Dezember 1988. PBS. Abgerufen 9. März 2019.
  7. ^ FAA / CT-87/10 1987, S. 39–40.
  8. ^ FAA / CT-87/10 1987, p. 33.
  9. ^ FAA / CT-87/10 1987, p. 38.
  10. ^ FAA / CT-87/10 1987, p. 39.
  11. ^ Horton und Kempel 1988, S. 15–19.

Quellen[edit]

  • Federal Aviation Administration (September 1987). “Transportkontrolliertes Auswirkungsprogramm in vollem Umfang” (PDF). Internationaler Flughafen Atlantic City, New Jersey: FAA Technical Center. DOT / FAA / CT-87/10, NASA-TM-89642. Abgerufen 17. März, 2009. Dies war das erste Mal, dass ein viermotoriges Düsenflugzeug (Boeing 720) erfolgreich per Fernbedienung geflogen wurde. Es war auch das erste Mal, dass ein Flugzeug ausschließlich und erfolgreich mit Antimisting Kerosin Fuel (AMK) geflogen wurde.
  • Horton, Timothy W.; Kempel, Robert W. (November 1988). “Flugtesterfahrung und kontrollierte Auswirkungen eines ferngesteuerten Jet-Transportflugzeugs” (PDF). Edwards, Kalifornien: NASA Ames Research Center. NASA-TM-4084. Abgerufen 20. November 2007. Die Ziele des CID-Programms waren (1) der Nachweis einer Verringerung des Brandes nach dem Absturz durch die Verwendung von Antististilbrennstoff (Klueg, 1985), (2) die Erfassung von Strukturdaten für Transportunfälle (Hayduk und Alfaro-Bou, 1985) und ( 3) um die Wirksamkeit bestehender verbesserter Sitzrückhaltungs- und Kabinenstruktursysteme zu demonstrieren (Hayduk und Alfaro-Bou, 1985).

Externe Links[edit]

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