Kontrollierte Aufpralldemonstration - Controlled Impact Demonstration

Kontrollierte Aufpralldemonstration
CID-Array.jpg
Die kontrollierte Aufpralldemonstration
Absturzexperiment
Datum 1. Dezember 1984 ( 1984-12-01 )
Zusammenfassung Crash-Experiment zur Verbesserung der Überlebensfähigkeit
Seite? ˅ Rogers Dry Lake
34°53′13″N 117°49′12″W / 34,88694°N 117,82000°W / 34.88694; -117.82000 Koordinaten : 34°53′13″N 117°49′12″W / 34,88694°N 117,82000°W / 34.88694; -117.82000
Flugzeug
Flugzeugtyp Boeing 720
Operator FAA und NASA
Anmeldung N833NA
Flugherkunft Luftwaffenstützpunkt Edwards
Passagiere 0
Besatzung 0

Die Controlled Impact Demonstration (oder umgangssprachlich der Crash In the Desert ) war ein gemeinsames Projekt zwischen der NASA und der Federal Aviation Administration (FAA), das absichtlich ein ferngesteuertes Boeing 720- Flugzeug zum Absturz brachte , um Daten zu sammeln und neue Technologien zu testen, um das Überleben von Passagieren und Besatzungsmitgliedern zu unterstützen. Der Absturz erforderte mehr als vier Jahre der 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, der mehr als eine Stunde zum Löschen benötigte.

Die FAA kam zu dem Schluss, dass etwa ein Viertel der Passagiere überlebt hätte, dass der Antibeschlag-Kerosin-Testtreibstoff die Brandgefahr nicht ausreichend reduzierte und dass mehrere Änderungen an der Ausrüstung im Passagierraum von Flugzeugen erforderlich waren. 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

N833NA, das am Test beteiligte Boeing 720-Flugzeug

Die NASA und die Federal Aviation Administration (FAA) führten ein gemeinsames Programm für den Erwerb, die Demonstration und die Validierung von Technologien zur Verbesserung der Überlebensfähigkeit von Transportflugzeuginsassen durch, wobei ein großes, viermotoriges, ferngesteuertes Transportflugzeug in einer kontrollierten Aufpralldemonstration verwendet wurde ( CID). Das CID-Programm wurde in der Dryden Flight Research Facility des NASA Ames Research Center (Ames-Dryden) in Edwards, Kalifornien , mit einer ferngesteuerten Boeing 720 durchgeführt und Ende 1984 abgeschlossen. Die Ziele des CID-Programms waren: eine Reduzierung von Postcrash-Bränden durch die Verwendung von Antibeschlagkraftstoff demonstrieren, Strukturdaten für Transportcrashs erfassen und die Wirksamkeit bestehender verbesserter Sitzrückhalte- und Kabinenstruktursysteme demonstrieren. Die Boeing 720 (Hecknummer N833NA) wurde 1960 von der FAA als Trainingsflugzeug neu gekauft. Nach über 20.000 Stunden und 54.000 Start- und Landezyklen hatte er das Ende seiner Nutzungsdauer erreicht. Das Flugzeug wurde 1981 für das CID-Programm an das NASA-Ames/Dryden Flight Research Center übergeben.

Hinknallen
Vor dem Aufprall
Nach dem Aufprall 1
Nach dem Aufprall 2
Nach dem Aufprall 3

Das Additiv FM-9 von ICI , ein langkettiges Polymer mit hohem Molekulargewicht , bildet beim Vermischen mit Jet-A- Kraftstoff Antibeschlagskerosin (AMK). AMK hatte in simulierten Aufprallversuchen die Fähigkeit nachgewiesen, die Entzündung und Flammenausbreitung des freigesetzten Kraftstoffs zu hemmen. AMK kann aufgrund mehrerer möglicher Probleme, wie beispielsweise Filterverstopfung, nicht direkt in ein Gasturbinentriebwerk eingeführt werden . Der AMK muss fast auf Jet-A zurückgesetzt werden, bevor er zum Brennen in das Triebwerk eingeführt wird. Diese Wiederherstellung wird als Degradation bezeichnet und wurde auf der Boeing 720 mit einem Gerät namens Degrader durchgeführt. Jedes der vier Pratt & Whitney JT3C- 7-Triebwerke hatte einen Degrader, der von General Electric (GE) gebaut und installiert wurde , um den AMK zu zerlegen und auf nahezu Jet-A-Qualität zurückzubringen.

Neben der AMK-Forschung war das NASA Langley Research Center an einem Strukturlast-Messexperiment beteiligt, bei dem auch instrumentierte Crash-Dummys 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 würden.

In einer Serie von 14 Flügen installierte und testete General Electric vier Degrader (einen an jedem Triebwerk); die FAA verfeinerte AMK und mischte, testete und betankte ein Flugzeug in voller Größe. Während der Flüge führte das Flugzeug unter Fernsteuerung etwa 69 Anflüge auf etwa 46 m über der vorbereiteten Absturzstelle durch. Diese Flüge wurden verwendet, um AMK schrittweise in einige der Kraftstofftanks und Triebwerke einzuführen und gleichzeitig die Leistung der Triebwerke zu überwachen. Während dieser Flüge entwickelte das Dryden Flight Research Center der NASA auch die Fernsteuerungstechniken, die für den Flug der Boeing 720 als Drohnenflugzeug erforderlich sind. Ein erster Versuch eines groß angelegten Tests wurde Ende 1983 aufgrund von Problemen mit der Uplink-Verbindung zum 720 abgebrochen; Fällt der Uplink aus, hat der bodengestützte Pilot keine Kontrolle mehr über das Flugzeug.

Test Ausführung

Am Morgen des 1. Dezember 1984 startete das Testflugzeug von der Edwards Air Force Base in Kalifornien , machte einen Linksabflug und stieg auf eine Höhe von 2.300 Fuß (700 m) auf. Das Flugzeug wurde vom NASA-Forschungspiloten Fitzhugh Fulton aus der NASA Dryden Remotely Controlled Vehicle Facility geflogen . Alle Kraftstofftanks waren mit insgesamt 76.000 Pfund (34.000 kg) AMK gefüllt und alle Triebwerke liefen vom Start bis zum Aufprall (Flugzeit 9 Minuten) auf dem modifizierten Jet-A. Es begann dann ein Sinkflug zur Landung entlang des etwa 3,8-Grad- Gleitwegs zu einer speziell präparierten Landebahn auf der Ostseite des Rogers Dry Lake , wobei das Fahrwerk eingefahren blieb.

Nach Passieren der Entscheidungshöhe von 46 m über Grund (AGL) drehte das Flugzeug leicht nach rechts des gewünschten Weges. Das Flugzeug geriet in eine Situation, die als holländische Rolle bekannt ist . Etwas oberhalb des Entscheidungspunktes, an dem der Pilot einen " Durchstart " ausführen sollte , schien genügend Höhe vorhanden zu sein, um auf die Mittellinie der Landebahn zurück zu manövrieren. Das Flugzeug befand sich unterhalb des Gleitwegs und unterhalb der gewünschten Fluggeschwindigkeit. Datenerfassungssysteme waren aktiviert und das Flugzeug war zum Aufprall verpflichtet.

Das Flugzeug berührte den Boden, linker Flügel tief, mit Vollgas, wobei die Flugzeugnase links von der Mittellinie zeigte. Es war geplant, dass das Flugzeug während des CID mit den Gashebeln auf Leerlaufhöhe und genau auf der Mittellinie landen würde, so dass der Rumpf intakt bleiben würde, wenn die Flügel von acht in den Rumpf einzementierten Pfosten aufgeschnitten wurden Start- und Landebahn (genannt "Rhinos" wegen der Form der "Hörner", die an die Pfosten geschweißt sind). Die Boeing 720 landete schief. Eines der Rhinos schnitt durch das Triebwerk Nummer 3 hinter der Brennerdose und ließ das Triebwerk auf dem Flügelmast zurück, was bei einem Aufprall dieser Art normalerweise nicht vorkommt. Das gleiche Nashorn schnitt dann durch den Rumpf und verursachte ein Kabinenfeuer, als brennender Treibstoff in den Rumpf gelangen konnte.

Das Abschneiden des Triebwerks Nummer 3 und die Vollgassituation waren signifikant, da dies außerhalb des Testbereichs lag. Der Motor Nr. 3 arbeitete noch ungefähr 1/3 einer Umdrehung weiter, zersetzte den Kraftstoff und entzündete ihn nach dem Aufprall, wodurch eine bedeutende Wärmequelle bereitgestellt wurde. Das Löschen von Feuer und Rauch dauerte über eine Stunde. Der CID-Aufprall war spektakulär mit einem großen Feuerball, der vom Triebwerk Nummer 3 auf der rechten Seite erzeugt wurde und das Flugzeug einhüllte und verbrannte. Aus Sicht von AMK war der Test ein herber Rückschlag. Für NASA Langley wurden die gesammelten Daten zur Absturzsicherheit als erfolgreich und ebenso wichtig erachtet.

Ergebnisse

Die tatsächliche Auswirkung zeigte, dass das getestete Antibeschlagadditiv nicht ausreichte, um einen Brand nach dem Aufprall unter allen Umständen zu verhindern, obwohl die verringerte Intensität des anfänglichen Brandes auf die Wirkung von AMK zurückgeführt wurde.

FAA-Ermittler schätzten, dass 23–25 % der 113 Personen des Flugzeugs den Absturz hätten überleben können. Die Zeit vom Ausschieben bis zur vollständigen Rauchverdunkelung 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 erforderliche Zeit zum Erreichen und Öffnen der Türen und zum Betätigen der Rutsche ausmacht. Die Ermittler bezeichneten ihre Einschätzung der Möglichkeit, durch dichten Rauch zu entkommen, als "hochspekulativ".

Als Ergebnis der Analyse des Aufpralls führte die FAA neue Entflammbarkeitsnormen für Sitzkissen ein, die die Verwendung von feuerhemmenden Schichten erforderten, was zu Sitzen führte, die besser abschnitten als die im Test. Es wurde auch ein Standard implementiert, der die mechanische Befestigung von Bodennäherungsbeleuchtung erfordert, da sich zwei Arten von geklebten Notlichtern während des Aufpralls offensichtlich lösen. Die Bundesluftfahrtvorschriften für die Abtastraten von Flugdatenschreibern für Nick, Roll und Beschleunigung wurden als unzureichend befunden.

Die NASA kam zu dem Schluss, dass die Impact-Piloting-Aufgabe einen ungewöhnlich hohen Arbeitsaufwand darstellte, der durch die Verwendung eines Heads-up-Displays , der Automatisierung von mehr Aufgaben und eines höher auflösenden Monitors hätte reduziert werden können . Es empfahl auch die Verwendung eines Mikrowellen-Landesystems , um die Tracking-Genauigkeit gegenüber dem Standard- Instrumentenlandesystem zu verbessern . In der Praxis erfüllte das auf dem Global Positioning System basierende Wide Area Augmentation System diese Rolle.

Siehe auch

Verweise

Zitate

Quellen

Externe Links