mini|Langstreckenflugzeug Airbus A380 Vierstrahlige Flugzeuge sind Flugzeuge, die von vier Strahltriebwerken angetrieben werden. Diese Bauweise wird sowohl in der militärischen als auch in der zivilen Luftfahrt eingesetzt. Vierstrahlige Flugzeuge sind überwiegend klassische Langstreckenflugzeuge. Bedeutung im Passagierflugverkehr auf langen und ultralangen Strecken haben heutzutage insbesondere die Boeing 747, der Airbus A340, der Airbus A380, die Iljuschin Il-96 und in einigen Ländern auch beispielsweise die Iljuschin Il-76 und Iljuschin Il-86 sowie auf Kurz- und Mittelstrecken die Avro-RJ-/BAe-146-Familie. Im Jahre 2009 waren weltweit etwa 3200 vierstrahlige Modelle im zivilen und etwa 1100 im militärischen Bereich im Einsatz.
Die ersten im Luftverkehr bedeutsamen Strahlflugzeuge waren die De Havilland DH.106 Comet, Boeing 707, Douglas DC-8, Vickers VC-10 und die Iljuschin Il-62, von denen bis auf die Comet und die VC-10 jeweils noch wenige Exemplare in Betrieb sind.
Als Folge technischer Verbesserungen werden vierstrahlige Modelle auch auf Langstrecken zunehmend ersetzt durch zweistrahlige Flugzeuge, wie beispielsweise die Boeing 767, die Boeing 777, die Boeing 787 und den Airbus A330 sowie den Airbus A350.
Geschichtliche Entwicklung mini|Kurz- und Mittelstreckenflugzeug Avro RJ Als erstes vierstrahliges Flugzeug wurde eine Variante der ursprünglich zweistrahligen Arado Ar 234C noch während des Zweiten Weltkrieges 1945 in mehreren Prototypen zum Einsatz als Bomber konstruiert. Ab April 1949 flog als erstes Düsenverkehrsflugzeug die de Havilland Comet des britischen Herstellers de Havilland. Durch zwei schwere Unfälle in den Jahren 1950 und 1954, bei denen wegen Materialermüdung zwei Flieger in der Luft auseinanderbrachen, erhielten andere Unternehmen die Chance, sich ihrerseits mit vierstrahligen zivilen Flugzeugen auf dem Markt zu etablieren, darunter die US-amerikanischen Unternehmen Boeing mit der Modellreihe Boeing 707 und Douglas mit der Reihe DC-8. Im militärischen Einsatz wurden Neukonstruktionen ebenfalls forciert, z. B. in der Sowjetunion die Mjassischtschew M-4 und in den USA die North American B-45. Während des Kalten Krieges wurden insbesondere Bomber wegen der höheren Reichweite und der Möglichkeit einer größeren Zuladung mit vier Düsentriebwerken ausgestattet.
Als Folge des zunehmenden Passagierverkehrs seit den 1960er-Jahren wurden mehr zivile Flugzeugtypen mit vier Triebwerken gebaut, in teilweise sehr hohen Stückzahlen. Zu den auch heute noch bekanntesten frühen zivilen vierstrahligen Flugzeugen zählen Typen der Hersteller Boeing (z. B. Boeing 707, Boeing 747 „Jumbo Jet“), Douglas (z. B. DC-8), Iljuschin (z. B. Il-62, Il-86) und das vom französisch-britischen Joint-Venture Aérospatiale-BAC seit 1962 entwickelte Überschall-Verkehrsflugzeug Concorde. Eher erfolglos blieben die Convair CV-880 und Convair CV-990.
mini|Langstrecken-Transportflugzeug C-141 Starlifter
Eines der wenigen Geschäftsreiseflugzeuge mit vier Triebwerken ist die ab 1961 verkaufte Lockheed Jetstar, von der über 200 Exemplare gebaut wurden.
Besonders das Großraumflugzeug Boeing 747 Jumbo Jet veränderte seit seinem Erstflug im Jahre 1969 den zivilen Flugverkehr einschneidend. Es machte Verbindungen auf langen Strecken mit hohen Passagieraufkommen (ca. 400-550 Passagiere) problemlos und erhöhte durch ihre vier Triebwerke die Sicherheit bei transozeanischen Flügen. Auch das europäische Unternehmen EADS schuf mit seinem Airbus A340 seit Anfang der 1990er Jahre ein vierstrahliges Langstreckenflugzeug, das heute zu den Hauptverkehrsträgern auf Langstreckenflügen zählt. Neu eingeführt wird seit 2005 der Airbus A380 als derzeit weltgrößtes Passagierflugzeug mit maximal etwa 800 Passagieren auf zwei durchgehenden Decks.
Die Avro-RJ-Familie (vor 1993: BAe 146) mit guten Kurzstart- und Landeeigenschaften spielt eine große Rolle bei Städteverbindungen im Kurz- und Mittelstreckeneinsatz bis zu etwa 2800 km.
Auswirkungen der ETOPS Zunehmende Verbesserungen bei der Zuverlässigkeit der Turbofan-Triebwerke ermöglichen einen ausgedehnteren Einsatz zweistrahliger Flugzeuge im internationalen Flugfernverkehr. Diesen technischen Entwicklungen folgt auch ETOPS. Dies ist die umfassende Regelung der Langstreckenflüge mit zwei- und dreistrahligen Flugzeugen.
Als Auswirkung davon wird der Airbus 340 nicht mehr so häufig eingesetzt, und als vierstrahlige zivile Flugzeuge werden in Zukunft hauptsächlich die Boeing 747 und der Airbus 380 auf den Flughäfen der Welt starten und landen, für deren Größenklasse es keine zweistrahlige Alternative gibt.Marktanalyse für vierstrahlige Jets bei airliners.de
Eine Nische für vierstrahlige Flugzeuge werden wohl vorerst der private nicht-kommerzielle Flugzeugbetrieb (z. B. Luxusreiseflugzeuge) und der Langstreckenbetrieb neu gegründeter Fluggesellschaften sein. Privatjets erhalten von der US-Luftfahrtbehörde FAA zum Beispiel keine ETOPS-Zulassung. Auch Fluggesellschaften, die keine ausreichende Erfahrung im Betrieb von Langstreckenflugzeugen nachgewiesen haben, erhalten nicht notwendigerweise sofort nach Betriebsaufnahme die ETOPS-Zulassung. Aus diesem Grund setzt z. B. die tahitianische Fluglinie Air Tahiti Nui ausschließlich A340-300 ein: Zur Betriebsaufnahme Ende 1998 lag keine ETOPS-Zulassung vor und der Airbus A340 war damit für die junge Gesellschaft das einzige Muster, das sie in ihrem nur aus transozeanischen Langstrecken bestehenden Streckennetz einsetzen konnte.
Darüber hinaus gibt es auch heute noch Strecken im Bereich des Südpazifik, die nur mit drei- und vierstrahligen Flugzeugen beflogen werden dürfen, z. B. Auckland–Santiago de Chile.
Seit 2007 entwickelt Kawasaki Heavy Industries die vierstrahlige XP-1 als Flugzeug zur Seeraumüberwachung für die Japanischen Meeresselbstverteidigungsstreitkräfte.
Konstruktionsmerkmale mini|Boeing 747-400: Triebwerke unter den Tragflächen Triebwerke unterhalb der Tragflächen Vier paarweise, in Triebwerksgondeln unterhalb der Tragflächen angebrachte Turbofan-Triebwerke sorgen für den notwendigen Schub. Diese Anordnung hat sich für Verkehrsflugzeuge heute weitgehend durchgesetzt.
Obwohl dabei Nachteile bei Beherrschbarkeit während Triebwerksausfällen, Risiko von Fremdkörperansaugung und Kabinenlärm in Kauf genommen werden, überwiegen die Vorteile hinsichtlich Treibstoffverbrauch und Wartungskosten.
Triebwerke seitlich am Heck mini|IL-62: Hecktriebwerke Die Triebwerke sind beidseitig am Ende des Rumpfes in Triebwerksgondeln befestigt (beispielsweise bei Vickers VC-10 oder Iljuschin Il-62), meist mit Abstandshaltern. Diese Anordnung bedingt die Auslegung des Höhenleitwerks als T-förmiges Leitwerk.
Ein Vorteil ist es, aerodynamisch sehr „saubere“ Tragflächen konstruieren zu können, bei denen die Umströmung nicht durch Triebwerke und deren Aufhängungen gestört wird. Außerdem wird die Bodenfreiheit nicht durch die Abmessungen der herabhängenden Triebwerke diktiert, und das Risiko von Triebwerksschäden durch Ansaugen von Fremdkörpern ist massiv reduziert, da die Lufteinlässe sehr hoch über dem Boden liegen.
Bei Ausfall eines Triebwerkes ist das Flugzeug wesentlich leichter beherrschbar, da der Hebelarm des Schubverlusts äußerst kurz ist.
Durch die rumpfnahe Anordnung ist der Lärmpegel im hinteren Passagierbereich etwas erhöht, dafür aber im größten Teil der Kabine äußerst niedrig.
Ein erheblicher Nachteil ist die vergleichsweise schlechte Zugänglichkeit der Triebwerke für Kontroll- und Wartungszwecke.
Integration der Triebwerke in die Tragflächen mini|De Havilland DH Comet: Triebwerke in der Flügelwurzel Beim ersten strahlgetriebenen Verkehrsflugzeug, der De Havilland DH.106 Comet, wurden die Triebwerke paarweise in den Flügelwurzeln eingebaut.
Bei Ausfall eines Triebwerkes ist das Flugzeug wesentlich leichter beherrschbar, da der Hebelarm des Schubverlusts äußerst kurz ist. Dies wiederum erlaubte die Verwendung einer relativ kleinen und damit leichteren Seitenflosse.
Das Risiko von Triebwerksschäden durch Ansaugen von Fremdkörpern ist reduziert, da die Lufteinlässe relativ hoch über dem Boden liegen.
Ein Nachteil sind die notwendigen und gewichtsintensiven Strukturverstärkungen in den Tragflächen, um auch bei einer eventuellen Explosion eines Triebwerks die Stabilität der Flügel zu gewährleisten.
Vor- und Nachteile Vierstrahlige Flugzeuge zeichnen sich durch bessere Starteigenschaften aus als Flugzeuge mit weniger Triebwerken und unterliegen keinen Beschränkungen hinsichtlich der Routenführung durch ETOPS. Treibstoffverbrauch und vor allem Wartungskosten sind allerdings bei vierstrahligen Flugzeugen wegen der größeren Anzahl der Triebwerke höher.Report von EADS
Der Schub dreier Triebwerke muss ausreichen, um bei Ausfall eines Triebwerks sicher operieren zu können. Die Triebwerke können so im Gegensatz zu zweistrahligen Flugzeugen höher (etwa 3/4 des Maximums) ausgelastet und damit näher am optimalen Betriebspunkt betrieben werden.
Lange Zeit wurde mit vier Triebwerken Sicherheit auf der Langstrecke verbunden. Dies erklärt auch den Werbeslogan der britischen Fluggesellschaft Virgin Atlantic Airways „4 Engines 4 long-haul“ die bis zur Auslieferung der zweistrahligen Boeing 787 im Oktober 2014 ausschließlich vierstrahlige Boeing 747 und Airbus 340 betrieben hatte.
Die Triebwerke sind im Allgemeinen etwas kleiner als bei zweistrahligen Flugzeugen und führen in ihrer Gesamtheit zu einem höheren Treibstoffverbrauch je Passagierkilometer, der sich allerdings durch die modernen Entwicklungen nicht mehr so stark auswirkt. Das Verhältnis Passagierkilometer zu Treibstoffaufwand ist bei den modernen vierstrahligen Großraumflugzeugen im Vergleich zu früheren Modellen generell steigend (militärische Modelle sind nicht berücksichtigt).
Klassifizierung vierstrahliger Flugzeuge mit primär ziviler Nutzung 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 (2012)Die Stückzahlen sind entnommen aus (a) Übersichten in Flight International: „World Airliner Census“ für zivile Flugzeuge (Stand jeweils Jahresmitte) , „Directory World Air Forces“ für Militärflugzeuge (Stand jeweils Jahresende). In den Übersichten sind alle zum jeweiligen Stichtermin im Einsatz befindlichen Flugzeuge einschließlich vorübergehend stillgelegter („geparkter“) Exemplare zusammengefasst mit Ausnahme der von Leasingfirmen betriebenen Flugzeuge. (b) Produktionsangaben von Airbus bei www.airbus.com (stets aktualisiert) unter Aircraft families und Boeing bei www.boeing.com.