Tragflächen

Die Falcon 7X weist – wie in der Zivilluftfahrt seit Jahrzehnten üblich – eine Tiefdeckerauslegung auf. Nachdem sich die Tragflächen der Falcon 50 – die ersten zivilen superkritischen Tragflächen überhaupt – so bewährt hatten, dass sie für die Falcon 900 und 2000 fast unverändert übernommen wurden, erhielt die 7X wieder komplett neu entwickelte Tragflächen. Dabei wurde einerseits die Pfeilung deutlich erhöht und andererseits die Streckung von 7,6 auf 9,72 gesteigert. Zu letzterem leisten die Blended Winglets aber einen unterdurchschnittlichen Beitrag, da sie erst im Laufe der Entwicklung hinzu kamen. Es wäre zwar möglich gewesen, die Streckung und die Effizienz durch größere Winglets weiter zu steigern, dies hätte jedoch aufgrund der nachträglichen Einplanung eine Verstärkung der Tragflächenstruktur nötig gemacht, was das Gewicht und die Entwicklungsdauer deutlich erhöht hätte. Die Tragflächen weisen, wie bereits die Flügel der Falcon 50, einen Knick in der Flügelvorderkante auf. Beide Pfeilungen wurden gegenüber dem Ausgangsdesign deutlich um jeweils 5° erhöht, wobei die innere Pfeilung nun 34° und die äußere Pfeilung 30° beträgt. Sowohl die erhöhte Streckung als auch die höhere Pfeilung senken den induzierten Widerstand und ermöglichen somit höhere Geschwindigkeiten und Effizienz. Ebenfalls zur Effizienz trägt das verbesserte Profil der Tragflächen bei, die nun an der Wurzel dicker, am Ende jedoch dünner sind. Durch den Knick in der Tragflächenvorderkante, Vorflügel (slats) über die ganze Spannweite, Spaltklappen (slotted flaps) und die um 44 % vergrößerte Flügelfläche – was trotz der hohen erreichten Streckung erreicht wurde – konnte der Auftrieb bei geringen Geschwindigkeiten maßgeblich erhöht werden. Dadurch sollen die guten Langsamflug-, Start- und Landeeigenschaften der bisherigen Falcons bewahrt werden können. Dassault selbst bezeichnet die neuen Tragflächen als die wichtigste Innovation in der Falcon-Serie seit 30 Jahren. Insgesamt sollen die Tragflächen um 30 % effizienter sein als das Vorgängermodell, weshalb dieselbe Konstruktion auch bei künftigen Falcon-Modellen genutzt werden soll.

Triebwerke

Dassault hat mit der Falcon 50 in den 1970er-Jahren die für Geschäftsreiseflugzeuge einmalige Auslegung als Dreistrahler eingeführt und diese Tradition seither mit jedem neuen Topmodell – in den 1980er-Jahren die Falcon 900 und nun die Falcon 7X – fortgeführt. Das mittlere Triebwerk wird dabei als sogenannter S-Duct ausgeführt, wobei der Lufteinlauf mittig über dem Rumpf angeordnet ist und anschließend S-förmig zum im Rumpfheck gelegenen Triebwerk führt.

Als Dassault in den 1970er-Jahren die Falcon 50 einführte, mussten zweistrahlige Flugzeuge noch ausnahmslos auf Routen fliegen, die in der Nähe von adäquaten Ausweichflughäfen verliefen, während für Dreistrahler diese Beschränkungen seit 1964 bereits aufgehoben waren. Mit der dreistrahligen Auslegung konnten also auf schnelleren und wirtschaftlicheren Routen geflogen werden. Noch heute werden Geschäftsreiseflugzeuge von der FAA von ETOPS grundsätzlich nicht zertifiziert (müssen also nach wie vor immer „in der Nähe“ von Ausweichflughäfen fliegen), während die EASA mittlerweile ETOPS-Zertifizierungen für Geschäftsreiseflugzeuge erteilt und diese daher mit zwei Triebwerken auf optimierten Routen fliegen dürfen. Trotzdem weisen Dreistrahler auch heute noch Vorteile auf, sei es die geringfügig höhere Sicherheit, die kürzeren Startstrecken unter Hot-and-High-Bedingungen oder die besseren Steigleistungen. Andererseits sind das Gewicht und der Treibstoffverbrauch tendenziell höher, und das dritte Triebwerk stellt einen zusätzlichen Wartungsaufwand dar.

Bei der 7X kommen drei Mantelstromtriebwerke vom Typ PW307A von Pratt & Whitney Canada – einem Tochterunternehmen des US-amerikanischen Unternehmens Pratt & Whitney – zur Anwendung, die je 28,48 kN (6.402 lb_f) Schub liefern. Damit kann im Horizontalflug eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 0,90 erzielt werden, was in etwa 970 km/h entspricht. Im Bahnneigeflug konnte während der Flugtests eine Geschwindigkeit von Mach 0,93 erzielt werden. Die typische Reisegeschwindigkeit liegt bei Mach 0,85, die Langstreckenreisegeschwindigkeit beträgt Mach 0,80. Bei letzterer kann bei elf Personen an Bord (drei Besatzung, acht Gäste) unter IFR-Reserven nach National Business Aviation Association (NBAA) eine Reichweite von 11.020 km (5.950 sm) erreicht werden. Ursprünglich hätte eine rund 460 km (250 sm) niedrigere Reichweite erzielt werden sollen, durch die nachträgliche Einplanung von Winglets und zusätzlichen Treibstofftanks konnte die Reichweite jedoch gesteigert werden. Mit den sehr hohen Geschwindigkeiten schließt Dassault zu den Spitzenreitern in diesem Bereich – die Cessna Citation X und die Gulfstream G650 – auf. Allerdings sind beide Konkurrenzmodelle nicht direkt vergleichbar, da die Citation X bezüglich Reichweite und Größe mehrere Klassen tiefer angesiedelt ist. Bei der Reichweite muss sich die 7X lediglich der Gulfstream G550 und der Bombardier Global XRS knapp geschlagen geben, die G650 übertrifft die 7X je nach Version um maximal 2.880 km.

Jedes der drei Triebwerke wird von einem eigenen Set von Treibstofftanks versorgt. Die Kapazität der beiden äußeren Sets ist dabei identisch, während das innere etwas mehr Treibstoff fasst, um die APU (siehe unten) versorgen zu können. Die gesamte Treibstoffkapazität liegt bei rund 14.500 kg, was etwa 1.360 kg mehr sind als für die ursprünglich geplante niedrigere Reichweite vorgesehen war. Jedes der drei Sets von Treibstofftanks verfügt über zwei von einem bürstenlosen Gleichstrommotor angetriebene Pumpen, wobei eine Pumpe jeweils Reserve für den Ausfall der anderen Pumpe darstellt.

Strom und Hydraulik

Für die Stromversorgung an Bord gehört zu jedem Triebwerk ein bürstenloser Gleichstromgenerator. Um die Triebwerke am Boden nicht treibstoffintensiv laufen lassen zu müssen und um auch nicht auf eine externe Stromversorgung angewiesen zu sein, verfügen alle 7X zudem über eine Hilfsturbine (Auxiliary Power Unit, APU) vom Typ GTCP 36-150F2M von Honeywell International. Aufgrund der sehr hohen Abhängigkeit der Fly-by-Wire-Steuerung von der Stromzufuhr (siehe unten) verfügt die 7X über mehrere Notstromversorgungen. An den Triebwerken 1 und 2 steht neben den Hauptgeneratoren jeweils noch ein permanenterregter Gleichstromgenerator als Notstromquelle sowie zwei Bleiakkumulatoren zur Verfügung. Als erstes Geschäftsreiseflugzeug von Dassault verfügt die 7X über eine Ram Air Turbine (RAT), die beim Ausfall aller fünf Generatoren die wichtigsten Funktionen des Flugzeugs mit Strom versorgen würde.

Das Hydrauliksystem der 7X besteht im Gegensatz zu früheren Flugzeugen der Falcon-Serie aus drei Kreisläufen, genannt A, B und C. Angetrieben wird jeder Kreislauf von einer triebwerksgetriebenen Pumpe, und für den Notfall steht eine vierte (elektrisch betriebene) Pumpe zur Verfügung. Die Hauptpumpen erzeugen einen Druck von jeweils 3.000 psi (207 bar), die Notfallpumpe einen von 2.800 psi (193 bar). Die verwendete Hydraulikflüssigkeit ist vom Typ MIL-H-5606.

Kabine

Die Kabine der 7X weist den Rumpfquerschnitt auf, den Dassault mit der Falcon 900 einführte und auch für die Falcon 2000 verwendete. Die Höhe von 1,88 m entspricht durchgehender Stehhöhe, und die Breite von 2,35 m zählt zu den größten unter den Geschäftsreiseflugzeugen. Die Kabinenlänge wurde gegenüber der Falcon 900 um rund 1,8 m auf 11,91 m gestreckt. Das Volumen der Kabine beträgt 43,96 m³ und wird durch weitere 4,4 m³ an Raum für Gepäck ergänzt. Befördert werden können bei enger Bestuhlung bis zu 19 Personen, üblich sind aber je nach Betreiber nicht mehr als acht bis vierzehn Personen. Der Kabinendruck ist auf jenen normiert, der in 6.000 Fuß (1.830 m) Höhe herrscht, womit die Höhenäquivalenz ein Viertel unter dem bei der Einführung der Falcon in der Branche üblichen Niveau liegt. Des Weiteren ist die Kabine mit einer Dreizonenklimaanlage ausgestattet, wobei das Cockpit, der vordere sowie der hintere Teil der Kabine je eine Zone darstellen. Gegenüber der Falcon 900 wurde die Anzahl der Fenster von 12 auf 14 erhöht, wobei die Fensterfläche aufgrund größerer Fenster um 40 % wuchs. Zudem wurden die Fenster etwas höher im Rumpf positioniert, was eine bessere Aussicht ermöglichen soll. Gegenüber der Falcon 900 konnte aufgrund leiserer Triebwerke und verbesserter Lärmdämmung der Lärmpegel um 4 dB SIL auf 50 bis 52 dB SIL erheblich gesenkt werden, was aufgrund der logarithmischen Skala der Einheit Dezibel einer Reduktion von etwa 50 % entspricht. Gemäß NetJets besitzt die 7X die leiseste Kabine aller Langstreckenjets. Je nach Kundenwunsch können eine oder zwei Toiletten sowie eine Küche eingebaut werden. Die hierfür notwendigen Anschlüsse (vor allem für Wasser) stehen sowohl am Ende als auch am Anfang der Kabine zur Verfügung. Die Größe des Flugzeugs ermöglicht es, auch für die Besatzung einen abgetrennten Ruhebereich vorzusehen.

Die eigentliche Inneneinrichtung wird für jeden einzelnen Kunden individuell gefertigt und kann auch bei Drittanbietern durchgeführt werden. Der größte Betreiber, Saudia Private Aviation, ließ seine 7X bei Jet Aviation in Basel ausstatten. Die Inneneinrichtung und die Lackierung für NetJets Europe wurde von Norman Foster gestaltet, und auf der EBACE 2009 in Genf stellte Dassault ein neues Interieur vor, das von BMW Group DesignworksUSA – einer Tochterfirma von BMW – gestaltet wurde.

Cockpit und Avionik

Die 7X ist das erste Geschäftsreiseflugzeug, dessen Steuerung komplett mit der Fly-by-Wire-Technik (FBW) erfolgt. Das FBW-System der 7X lässt keine Flugmanöver zu, die das Flugzeug (beispielsweise durch einen Strömungsabriss) gefährden würden, woraus eine erhöhte Sicherheit resultiert. Das volldigitale System übernimmt außerdem Aufgaben, welche bislang durch die Piloten manuell durchgeführt werden mussten, wie beispielsweise die Trimmung, wodurch deren Arbeitsbelastung sinkt. Im Vergleich zu den ebenfalls mit FBW gesteuerten Modellen von Airbus erlaubt das System der 7X eine erhöhte Wendigkeit. Konkret erlaubt die Programmierung eine Belastung von bis zu 3,5g anstelle der 2,5g bei Airbus-Maschinen, und die von Airbus auf maximal 15°/s begrenzte Rollrate wird bei der 7X nur durch die Aerodynamik begrenzt. Weitere Einschränkungen, die das FBW vorgibt, sind ein maximaler Nickwinkel von +45° respektive −20°.

Das Cockpit ist mit der Avioniksuite EASy ausgestattet, die von Dassault und Honeywell auf Basis des Honeywell Primus II Epic gemeinsam entwickelt wurde und in allen aktuellen Geschäftsreiseflugzeugen von Dassault Verwendung findet. Für die Zukunft entwickeln beide Unternehmen derzeit den Nachfolger EASy 2. Zentrales Element des EASy sind vier farbige Aktiv-Matrix-Flüssigkristalldisplays mit einer Diagonalen von 16,4 in respektive 42 cm. Den beiden Piloten steht dabei jeweils eines dieser Displays als sogenannter Primary Flight Display (PFD) zur Verfügung, der hauptsächlich für „taktische“ Informationen wie Flugdaten dient. Die beiden anderen Displays, Multifunktionsdisplays genannt, sind mittig übereinander angeordnet und stellen „strategische“ Informationen wie die Flugroute dar. Die Piloten profitieren außerdem vom FBW-System, das sie nicht nur von einzelnen Aufgaben, die nun automatisch durchgeführt werden, entlastet, sondern es verschwinden auch die klassischen Steuerhörner. Die Steuereingaben erfolgen nun über zwei – jener für den Piloten links und jener für den Copiloten rechts – sogenannte Sidesticks, eine Art Joystick. Von diesen werden die Steuerbefehle an die Flugcomputer und weiter an die Steuerflächen übertragen. Diese werden nicht mehr mit mechanisch betätigter Hydraulik, sondern von bürstenlosen Gleichstrommotoren bewegt.

Das Herz des FBW-Systems der 7X sind drei digitale Zweikanalflugcomputer (Main Flight Computer, MFC), wovon im normalen Flugbetrieb lediglich einer benötigt wird. Im Falle eines Ausfalls würde der zweite MFC und schließlich der dritte MFC übernehmen. Würden alle drei MFC ausfallen, so würde die Flugsteuerung von drei digitalen Einkanalflugcomputern (Secondary Flight Computer, SFC) übernommen, die sich jeweils gegenseitig überwachen. Würden auch die SFC ausfallen, steht noch ein letzter Backup-Computer zur Verfügung, mit dem das Flugzeug nach wie vor sicher gesteuert werden könnte. Im Falle, dass auch dieser ausfallen würde, könnte die 7X schließlich noch manuell gesteuert werden.

Zur Avionikausstattung zählt ferner ein zweifach ausgelegtes Flight Management System (FMS), ein zweifach ausgelegtes Inertiales Navigationssystem, zwei 24-Kanal-GPS-Empfänger, ein Wetterradar vom Typ Primus 880, Bodenkollisionswarnssystem der neuen Generation (Enhanced Ground Proximity Warning System, EGPWS) und ein Radarhöhenmeter. Ferner sind vier redundante Flugdatencomputer und vier zugehörige SmartProbe-Sensoren eingebaut. Diese von Goodrich zugelieferten Sensoren messen Anstellwinkel, Schiebewinkel, statischen Druck und Pitotdruck. Zusammen mit ebenfalls vier Temperatursensoren können die Flugdatencomputer daraus alle weiteren relevanten Daten wie Höhe und Geschwindigkeit berechnen. Optional ist zudem ein Satellitenkommunikationssystem erhältlich. Ebenfalls optional erhältlich sind Head-Up-Displays (HUD) für die Cockpitbesatzung von Rockwell Collins.