Britten-Norman BN-2 Islander

Flugzeug

Basiswissen

Die Britten-Normal BN-2 Islander ist ein zweimotoriger Hochdecker, der unter anderem in Ostfriesland als Lufttaxi zu den Urlaubsinseln (z. B. Borkum, Juist, Norderney, Wangerooge, Helgoland) eingesetzt wird. Hier stehen einige Daten zu diesem Flugzeugtyp.

Angaben aus der deutschsprachigen Wikipedia

Baujahr(e) ab 1965

Hersteller Britten-Norman Group

Besatzung 1–2

Passagiere bis zu 9

Spannweite 14,94 m

Länge 10,86 m

Höhe 4,18 m

Leermasse 1627 kg

Startmasse 2993 kg

Höchstgeschwindigkeit 273 km/h

Reisegeschwindigkeit max. 273 km/h

Dienstgipfelhöhe 4024 m

Reichweite 1400 km

Triebwerke 2 × Lycoming O-540-E4C, je 195 kW (260 PS)

Angaben aus Jane's All the World's Aircraft 1988-89

Maximum speed: 148 kn (170 mph, 274 km/h) at sea level

Cruise speed: 130 kn (150 mph, 240 km/h) at 12,000 ft (3,700 m) (59% power)

Stall speed: 40 kn (46 mph, 74 km/h) (flaps down)

Never exceed speed: 183 kn (211 mph, 339 km/h)

Range: 755 nmi (869 mi, 1,398 km) at 130 kn (150 mph; 241 km/h) and 12,000 ft (3,700 m) (59% power, standard fuel)

Service ceiling: 11,300 ft (3,400 m)

Rate of climb: 860 ft/min (4.4 m/s) at sea level

Take-off run to 50 ft (15 m): 1,218 ft (370 m) (at sea level)

Landing run from 50 ft (15 m): 980 ft (300 m) (at sea level)

Der Startlauf der Britten-Norman BN-2 mit 400 Startstrecke

31. Juli 2024: Daten von drei Startläufen einer Britten-Norman BN-2 Islander auf der Nordseeinsel Wangerooge. Der Wind wehte schwach von links (in Startrichtung) gesehen, die Startstrecke lag bei etwa 400 Metern.

Das Das Video gibt am Ende auch die intervallweisen Daten für einzelne Abschnitte des Startlaufs. Aufgrund der ungünstigen Filmposition war es schwer, genau zu bestimmen, wann das Flugzeug an welcher Position auf der Starbahn war. Die folgenden Werte aus dem Video sind also möglicherweise mit durchaus größeren Fehlern behaftet:

1. Streifen (30 m): etwa 1,76 s (unsicher)

1. Leeraum (20 m): etwa 2,04 s (unsicher)

2. Streifen (30 m): etwa 1,96 s

2. Leeraum (20 m): etwa 1,12 s

3. Streifen (30 m): etwa 1,36 s

3. Leeraum (20 m): etwa 0,84 s

4. Streifen (30 m): etwa 1,15 s

4. Leeraum (20 m): etwa 0,68 s

5. Streifen (30 m): etwa 1,00 s

5. Leeraum (20 m): etwa 0,64 s

6. Streifen (30 m): etwa 0,92 s

6. Leeraum (20 m): etwa 0,56 s

7. Streifen (30 m): etwa 0,80 s

7. Leeraum (20 m): etwa 0,56 s

8. Streifen (30 m): etwa 0,80 s

8. Leeraum (20 m): etwa 0,48 s (Parallaxe-Fehler sehr wahrscheinlich)

Mit diesen Angaben kann man ein Weg-Zeit-Diagramm für den Startlauf erstellen. Damit kann man für die einzelnen Streckenabschnitte (Intervalle) die Geschwindigkeit berechnen. Man erkennt dann, wie die Geschwindigkeit mit der Zeit zunimmt. Und die Zunahme einer Geschwindigkeit ist Beschleunigung.

Der Startlauf der Britten-Norman BN-2 mit 300 Startstrecke

1. August 2024: drei weitere Startläufe mit Daten. Die Startstrecke lag jetzt bei nur knapp über 300 Metern.

Ein Hochdecker vom Typ Britten-Norman BN-2 Islander beschleunigt in etwa 14 Sekunden von etwa 7 m/s (taxiing-speed) auf über 30 m/s Abhebegeschwindigkeit. Wäre die Beschleunigung gleichmäßig, also konstant, müsste sie rechnerisch bei etwas über 1,6 m/s² liegen. Trifft das zu?

Über eine eingeblendete Stoppuhr werden Weg-Zeit-Informationen entlang des Startlaufs erfasst und in einer Übersichtzusammengestellt. Ab dem Beginn der geraden Mittellinie wurde der Startlauf ab 0 Meter hochgezählt. Ab dieser Position hatte das Flugzeug beim Taxiing schon mindestens eine Geschwindigkeit von etwa 7 m/s erreicht: Die letzten 45 Meter auf dem Taxi-way brauchten 6,48 Sekunden

00,00 Sekunden: 000 Meter [Beginn geradliniger Startlauf]

04,68 Sekunden: 030 Meter

04,68 Sekunden: 050 Meter

06,24 Sekunden: 080 Meter

07,16 Sekunden: 100 Meter

08,40 Sekunden: 130 Meter

09,16 Sekunden: 150 Meter

10,19 Sekunden: 180 Meter

10,92 Sekunden: 200 Meter

11,84 Sekunden: 230 Meter

12,44 Sekunden: 250 Meter

13,44 Sekunden: 280 Meter

14,16 Sekunden: 305 Meter [take-off]

Zur Physik des Beschleunigungsvorganges während des Startlaufs: als näherungsweise konstant kann man die Motorleistung betrachten. Diese wird in der Literatur mit jeweils 195 Kilowatt für jeden der zwei Motoren angegeben. Was würde das für die Schubkraft in Abhängigkeit von der Zeit bedeuten?

Mögliche Fehlerquellen: Schwierigkeiten bei der Beobachtung der Position des Bugrades, etwa bedingt durch Licht- und Schatten, vor allem aber Parallaxenfehler, Rasterung des Timers, möglicherweise unsaubere Übertragung von Zeitinformation von der Kamera hin zur Computerauswertung (Shotcut), echte Auswertungsfehler durch mich.

Ein Pilot gab als eine typische Abhebegeschwindigkeit 55 bis 60 Knoten an, also bis zu etwa 31 m/s. Die Startstrecke lag hier bei etwas über 300 Meter. Bei einer Beobachtung am Tag zuvor (weniger Wind, mehr von der Seite) lag die Startstrecke bei gut 400 Metern.
Zwei weitere Startläufe am selben Tag bieten Material für weitere Analysen. Die Beschleunigung ist geradlinig. Ist sie auch gleichmäßig? Was kann beim Startlauf näherungsweise als konstant angenommen werden? Die Beschleunigungssleistung der Motoren? Die (Schub)Kraft?

Abschätzung der Hubleistung

Wenn sich die Steigrate (climb rate) von etwa 4,4 m/s auf die Startmasse von 3000 Kilogramm bezieht, dann liegt die Hubleistung des Flugzeuges bei rund 130 Kilowatt. Ein Pilot auf der Nordseeinsel Wangerooge (Stand 2024) hat die Steigrate in der Praxis mit rund 500 bis 1000 fpm angegeben. Zur Berechnung siehe auch Hubleistung ↗

Die Britten-Norman BN-2 Islander auf Wangerooge

Auf der Nordseeinsel Wangerooge verkehren mehrere Flugzeuge dieses Typs in einer der kürztesten Liniendienste der Welt. Nur etwa 5 Minuten dauert der Flug zwischen der Insel und Harlesiel auf dem Festland. Ein Pilot gab im Sommer 2024 die Abhebegeschwindigkeit mit rund 55 bis 60 Knoten an und die Steigrate mit 500 bis 1000 Fuß pro Minute (fpm).

Eine eigene Beobachtung bei leichtem Nordwind und einer Startrichtung von West nach Ost brachte die folgenden Daten für eine Abschätzung der Beschleunigung beim Start:

Dauer des Startlaufs: etwa 10 bis 12 Sekunden (Messung über Video)

Geschwindigkeit beim Abheben: etwa 55 bis 60 Knoten (Aussage Pilot)

Länge der Startstrecke: etwa 400 Meter^[1]

Fußnoten

Zur Abschätzung der Startstrecke: bei drei beobachteten Start begann der Startlauf ganz am westlichen Ende der Startbahn. Die Flugzeuge hoben etwa auf Höhe der Pumpstation ab. Eine Streckenmessung über Google Maps ergab dafür rund 420 Meter (Mitte des Wasserbeckens). Eine eigene Messung auf dem Deichkronenweg parallel zur Startbahn über die Zählung von Schritten kann auf etwa 430 Meter. Schwer abschätzbar - auch mit den gedreht Videos - war der genaue Zeitpunkt des Abhebens, des Take-offs. Den Fehler schätze ich auf einige wenige Zehnermeter. Die Länge eines der Startstreifen ist nach einer Messung von Google Maps etwa 30 Meter, der Abstand zwischen zwei benachbarten solchen Streifen etwa 20 Meter. Ein Streifen plus seine Lücke zum nächsten Streifen sind also 50 Meter. Das kann bei der Schätzung der Entfernung mit Photos und Videos helfen.