Dreistrahliges Flugzeug

Bei dreistrahligen Flugzeugen (englisch trijet) sind typischerweise zwei der Strahltriebwerke seitlich am hinteren Rumpf oder unter den Tragflächen befestigt; das mittlere Triebwerk ist bei fast allen Modellen unterhalb des Seitenruders angebracht. Im Jahre 2010 waren weltweit etwa 3200 Trijets im zivilen und etwa 60 im militärischen Bereich im Einsatz, darunter die Schmalrumpfflugzeuge Boeing 727, Jakowlew Jak-40 und Jak-42 sowie Tupolew Tu-154, die Großraumflugzeuge DC-10, MD-11 und L-1011 sowie Geschäftsreiseflugzeuge der Dassault-Falcon-Familie.

Boeing 727-Passagierflugzeug von Iberia mit drei Triebwerken

Geschichtliche Entwicklung

HS Trident 1E – ein dreistrahliges, britisches Kurz- und Mittelstreckenflugzeug der 1960er und 1970er Jahre

Dieser Typus war bei Mittelstreckenflugzeugen und Langstreckenflugzeugen während der 1970er und 1980er Jahre verbreitet. Anfang der 1960er Jahre fand die dreistrahlige Bauweise zunächst Verwendung für größere Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge (Boeing 727, Hawker Siddeley Trident, später auch Tupolew Tu-154). Mit dem Aufkommen der Großraumflugzeuge (Indienststellung der Boeing 747 im Jahr 1970) wurden auch größere Modelle mit drei Triebwerken ausgerüstet. Zwischen dem Beginn der 1970er Jahre (DC-10) und Anfang der 1980er Jahre waren die großen dreistrahligen Muster DC-10 und Lockheed TriStar von aufkommensschwachen Langstrecken nicht wegzudenken und bedienten gleichzeitig insbesondere in den USA starkfrequentierte Kurz- und Mittelstrecken. Für die Überquerung von Ozeanen waren damals zweistrahlige Muster nicht zugelassen (siehe ETOPS). Von drei statt vier Triebwerken versprach man sich größere Wirtschaftlichkeit. Schlossen die dreistrahligen Muster dabei zunächst die Lücke zwischen den kleineren älteren Vierstrahlern (im Wesentlichen DC-8 und Boeing 707) und der deutlich größeren Boeing 747, bildeten sie mit Ausmusterung der kleineren Vierstrahler den „Unterbau“ der Mittel- und Langstreckenflotten. Mitte der 1980er Jahre hatten sich allerdings zweistrahlige Flugzeuge wie die Boeing 767 als derart zuverlässig erwiesen, dass sie auch die Zulassung für transozeanische Einsätze erhielten. Dies war Anlass für die Fluggesellschaften, ihre in die Jahre gekommenen dreistrahligen Großraumflugzeuge durch modernere Maschinen (zunächst Boeing 767, später auch Airbus A330 und A340 und Boeing 777) zu ersetzen, die fast durchweg zwei-, seltener vierstrahlig waren. Die Anfang der 1990er Jahre als Überarbeitung der DC-10 eingeführte MD-11 konnte sich nicht längerfristig am Markt etablieren. Im Laufe der 1980er Jahre verschwand auch die Boeing 727 langsam von den Kurz- und Mittelstrecken.

McDonnell Douglas-DC-10-Frachtflugzeug von FedEx mit drei Triebwerken

Dreistrahler heute

Insbesondere in den westlichen Industrieländern sind heute nur noch wenige dreistrahlige Flugzeuge im Passagierdienst anzutreffen. Das häufigste Muster ist derzeit die MD-11. Die älteren DC-10 und Boeing 727 sind dagegen fast völlig von europäischen Flughäfen verschwunden und fliegen in den Passagierversionen heute fast nur noch in Entwicklungsländern. Sie wurden durch Twinjets ersetzt.

Im Luftfrachtbereich sind dagegen noch viele Dreistrahler im Einsatz, da nach ihrer Ausmusterung aus dem Passagierdienst viele DC-10 und insbesondere MD-11 zu Frachtmaschinen umgerüstet worden sind. Gerade der MD-11 kommt als recht modernem, wirtschaftlichen Flugzeug in dieser Hinsicht besondere Bedeutung zu. Größter Betreiber dreistrahliger Flugzeuge ist heute die US-Frachtfluggesellschaft Federal Express, die weltweit die größte Flotte der Muster Boeing 727, DC-10 und MD-11 unterhält. Auch im militärischen Bereich (Fracht-, Truppentransport, Luftbetankung) sind weiterhin dreistrahlige Muster anzutreffen (z. B. KC-10). Allerdings befindet sich heute kein dreistrahliges Passagierflugzeug mehr in Produktion. Neue Modelle werden nur noch im Bereich der Geschäftsreiseflugzeuge (Dassault Falcon 8X und Dassault Falcon 900) gebaut.

Besondere Konstruktionsmerkmale

Lockheed TriStar der LTU mit S-förmigem Lufteinlass (engl. S-duct), der aus dem Leitwerk ins Heck führt

Leitwerk mit integriertem Triebwerk an einer Tu-154

Dreimotorige Flugzeuge erfordern grundsätzlich die Montage eines Triebwerkes an der Längsachse des Flugzeuges. Dies wirft bei Düsentriebwerken größere konstruktive Probleme auf als bei Propellermaschinen, wo wie bei der Junkers Ju 52/3m das mittlere Triebwerk direkt in die Rumpfnase integriert wurde. Die Positionierung des dritten Triebwerks wird generell als technisch schwierig eingeschätzt. Bei der Konstruktion dreistrahliger Passagierflugzeuge haben sich im Wesentlichen zwei Grundkonzepte für die Montage des mittleren Triebwerkes durchgesetzt:

1. Ein Triebwerk wird im Flugzeugheck montiert und der Lufteinlass befindet sich am unteren Ende der Seitenflosse.
2. Das Triebwerk sitzt unter der Seitenflosse in einer durchgehenden Röhre (Heckgondel), die vor ihr beginnt und hinter ihr endet.

Der S-förmige Lufteinlass

Bei der Bauform (engl. als S-duct bezeichnet) befindet sich lediglich der Lufteinlass am vorderen Rand der Seitenflosse und führt in einem etwa S-förmigen Bogen ins Flugzeugheck, wo das eigentliche Triebwerk montiert ist. Den Auslass der Turbine bildet dann meist die Heckspitze. Das Triebwerk ist in das hintere Ende des Rumpfes integriert. Diese Bauform hat besonders starke Verbreitung gefunden und kommt bei diesen Passagierflugzeugen zum Einsatz:

• Boeing 727
• Dassault Falcon 50
• Dassault Falcon 900
• Dassault Falcon 7X
• Hawker Siddeley Trident
• Lockheed L-1011 TriStar (größtes je mit S-förmigem Einlass gebautes Flugzeug)
• Tupolew Tu-154
• Jakowlew Jak-40
• Jakowlew Jak-42

Mit Ausnahme der Lockheed TriStar wird der S-förmige Einlass dabei immer mit den beiden anderen Triebwerken am Rumpfheck kombiniert. Lediglich Lockheed entschied sich für eine Montage der beiden verbleibenden Triebwerke unter den Tragflächen. Eine der TriStar vergleichbare Triebwerksanordnung plante Boeing in den 1970er Jahren für eine verkürzte dreistrahlige Variante der Boeing 747, die aber nicht realisiert wurde.

Die Heckgondel

Triebwerk oberhalb des Rumpfhecks an einer MD-11 der KLM

Bei der Heckgondel handelt es sich um eine Triebwerksaufhängung, bei der die Seitenflosse komplett auf das Triebwerk aufgesetzt ist. Das mittlere Triebwerk ist dabei auf das Rumpfheck montiert und oberhalb der Gondel befindet sich das Seitenleitwerk. Diese Konstruktion fand im Wesentlichen für die Großraumflugzeuge DC-10 und MD-11 der amerikanischen Firma McDonnell Douglas Anwendung.

Weitere Konstruktionen

Bei einigen Experimentaltypen (z. B. Sud-Ouest S.O.9000/9050) wurde das dritte Triebwerk direkt im Rumpf eingebaut.

Künftige Entwicklungen

Eine künftige Produktion von Trijets im Bereich der Schmalrumpf- und Großraumflugzeuge ist unwahrscheinlich. Airbus S.A.S. ließ sich zwar eine Trijet-Konstruktion mit dem dritten Triebwerk in einer Gondel oberhalb des Rumpfhecks und mit einem doppelten Seitenleitwerk im Jahre 2008 patentieren, ob dieser Typ allerdings jemals produziert wird, ist sehr ungewiss.

Die Geschäftsflugzeuge Falcon 900 und Falcon 8X von Dassault Aviation werden voraussichtlich auch weiterhin mit drei Strahltriebwerken hergestellt. Neuentwicklungen anderer Hersteller sind momentan nicht angekündigt.

Boeing hat durch die Verschmelzung mit McDonnell Douglas im Jahre 1997 Entwürfe für eine neue Trijet-Familie mit der Bezeichnung MD-XX übernommen. Dieses Projekt einer größer dimensionierten und modernisierten DC-10 mit höherer Reichweite wurde allerdings 1996 beendet.

Seit 2004 experimentieren Boeing und die NASA mit der Boeing X-48, einem 6,4 m langen unbemannten dreistrahligen Experimentalflugzeug, um die Eigenschaften eines Blended Wing Body (BWB), einer speziellen Form des Nurflüglers, zu erproben.

Die Zukunft der russischen nicht von Kerosin, sondern von Wasserstoff oder Erdgas angetriebenen Tupolew Tu-155/156 ist unklar.

Klassifizierung dreistrahliger Flugzeuge nach Einsatz, Abmessung und Produktion

Hinweis zur Tabelle: Zum schnellen Überblick sind die im Jahre 2012 eingesetzten Flugzeugtypen hellblau hinterlegt. Die Spalten lassen sich durch Anklicken der kleinen Pfeile in der Überschriftenleiste sortieren.

Flugzeugtyp	Bild	Produktion (Zeitraum)	Stück Produktion (2012)	Stück einsatz- fähig (2012)	Land	Länge (von–bis) in m	Spannweite (von–bis) in m	Reichweite in km	Start- masse in t	Bemerkung
Boeing 727		1963–1984	1.832	169	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	40–46 m	32 m	4.020 km	95 t	Schmalrumpfflugzeug
Boeing C-22		1963–1984	5	–	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	40 m	33 m	3.220 km	77 t	militärische Variante der Boeing 727-100/200
Boeing X-48		2004–	2(?)	1	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	7 m (?)	6 m (?)			unbemanntes Experimentalflugzeug eines Blended Wing Body (BWB)
Dassault Falcon 50		1976–2008	352	342+	Frankreich Frankreich	18 m	18 m	6.480 km	18 t	Geschäftsreiseflugzeug
Dassault Falcon 900		1984–	500+	500	Frankreich Frankreich	20 m	19 m	8.300 km	21 t	Geschäftsreiseflugzeug
Dassault Falcon 7X		2001–?	200+	200+	Frankreich Frankreich	23 m	25 m	11.000 km	31 t	Langstrecken-Geschäftsreiseflugzeug, Serienproduktion ab 2005
Hawker Siddeley Trident		1950er–1971 (ca.)	117	–	Vereinigtes Konigreich Vereinigtes Königreich	35–40 m	27–29 m	4.600 km	68 t	ursprünglich von de Havilland, Schmalrumpfflugzeug
Jakowlew Jak-40		1967–1981	1.011	104	Russland Russland (frühere Sowjetunion Sowjetunion)	20 m	25 m	1.450 km	16 t	Kurzstreckenverkehrsflugzeug
Jakowlew Jak-42 Clobber		1979–2002	184	57	Russland Russland (frühere Sowjetunion Sowjetunion)	36 m	34 m	4.100 km	57 t	Schmalrumpfflugzeug
Jakowlew Jak-141 Freestyle (=Yak-141, Yak-41M)		1987–1991	1	–	Russland Russland (frühere Sowjetunion Sowjetunion)	19 m	10 m	2.100 km	19 t	Überschall-VTOL-Kampfflugzeug, Prototyp; 1 Turbofan (Schub), 2 Turbojets (Hub)
Lockheed L-1011 TriStar		1970–1984	250	11	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	50–54 m	47–50 m	9.900 km	231 t	Großraumflugzeug, Einsatz als Transporter und Tankflugzeug
Martin XB-51		1949	2	–	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	26 m	16 m	1.730 km	28 t	Bomber, Prototypen 1952 und 1956 durch Unfälle zerstört
McDonnell Douglas DC-10		1968–1988	386	79	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	55 m	47–50 m	7.400 km	251 t	Großraumflugzeug
McDonnell Douglas KC-10 Extender		1979–1990	60	59	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	55 m	50 m	7.080 km	267 t	militärisches Großraumtank- und Transportflugzeug, Variante der DC-10
McDonnell Douglas MD-11		1988–2000	200	173	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	61 m	51 m	13.000 km	285 t	Großraum-Passagier- und Frachtflugzeug
Sud Ouest SO.9000/9050 Trident I/II		1953–1958	2	–	Frankreich Frankreich	13 m	7 m		5 t	militärischer Experimentaltyp mit zwei Strahl- und einem Raketentriebwerk
Tupolew Tu-154 Careless		1968–2006	915	83	Russland Russland (frühere Sowjetunion Sowjetunion)	48 m	37 m	4.000 km	100 t	Schmalrumpfflugzeug
Tupolew Tu-155 / 156		1988–1989, 2008	1	–	Russland Russland (frühere Sowjetunion Sowjetunion)	48 m	38 m	4.800 km	100 t	Varianten der Tu-154 mit Wasserstoff- und Erdgas-Antrieb, Testflüge der Tu-155 im Jahr 1989, Tu-156 nicht realisiert, Schmalrumpfflugzeug

Siehe auch

• Einstrahliges Flugzeug
• Zweistrahliges Flugzeug
• Vierstrahliges Flugzeug
• Sechsstrahliges Flugzeug
• Achtstrahliges Flugzeug

Literatur

• Rainer W. During: Wettkampf der Tri-Jets. In: FliegerRevue, Nr. 9/2020, S. 44–47

Weblinks

Commons: dreistrahlige Flugzeuge – Sammlung von Bildern

• Übersicht der 2008 weltweit eingesetzten Zivilflugzeuge bei Flightglobal (englisch)
• weitere Übersichten bei Flightglobal (englisch)
• Fotosammlung bei Planespotters
• Fotosammlung bei Airliners-Net
• Flightglobal Fachzeitschrift (englisch)
• Aviation Week Fachzeitschrift (englisch)
• Flugrevue Fachzeitschrift