Turboprop richtig fliegen

[Spidi]

Salue zusammen

Mit dem Risiko mich zu blamieren frage ich trotzdem. Kann mir jemand möglichst einfach erklären wie ich ein Turboprop Flugzeug möglichst korrekt starten fliegen und landen muss. Insbesonders die Einstellungen und zusammenhänge mit Gashebel, Prop. und Mixer interessieren mich.

 

Vielen Dank und Gruess

Peter

[zebra]

Hallo Peter

Wieso blamieren? Wo kämen wir denn hin wenn man nicht mehr fragen darf. Früher jedenfalls war das Forum genau dafür da. Heute ist es eher Arena der Kampfhähne...

Also, nach dem das geklärt ist versuche ich es mal mit dem Starten der Turbine:

Es gibt natürlich viele verschiedene Turboprop Flugzeuge und es gibt Unterschiede. Ich fliege die Caravan und kenne daher die PT6 Turbine, welche ja auch in vielen anderen Typen verbaut ist, wie z.B. PC-12, Kodiak, Twin Otter und viele mehr.

Der Startvorgang einer Turbine ist nicht kompliziert, ja sogar eher einfacher als ein Kolbenmotor. Problem dabei ist nur, dass man bei einer Fehlbedienung oder Fehlstart ganz schnell ganz viel kaputt machen kann und das ist, um mal zu untertreiben: Sehr, sehr teuer... Deshalb legt man Wert auf korrektes und gut überwachtes Starten, wo vor allem die Temperatur in der Turbine wichtig ist. Zu heisse Temperaturen lassen Turbinenschaufeln und Brennkammern extrem schnell altern.

Also, zum Starten bleibt der "Gashebel" in Leerlaufposition, der blaue Prop Hebel kommt ganz nach vorne (kleiner Anstellwinkel des Propellerblattes).

Einen Mixer gibt's in der Küche, im Flugzeug ist dies die "Mixture" und auch das nur beim Kolbenmotor. In der Caravan gibt es auch einen roten Hebel, aber der erfüllt eine andere Funktion: Die drei Positionen sind ganz vorne: Hohe Leerlaufdrehzahl, Mitte: Niedriger Leerlauf (für Taxi), und Cutoff: Zum Abstellen der Turbine. Diesen roten sogenannten Fuel Conditioner Lever oder FCL lassen wir erstmal in Cutoff.

So, und nun nehmen wir an dass du alle Preflight Checks gemacht hast und nun bereit bist zum Starten der Turbine. Die Treibstoffventile sind offen, die Batterie oder Ground Power Unit liefert genug Strom und du schaltest die elektrische Spritpumpe ein. Anschliessend betätigst du den Starter - was auch gleich die Zündung aktiviert. Der Generator welcher im Flug Strom erzeugt funktioniert nun anders rum als Startermotor und die Turbine beginnt sich zu drehen. Du beobachtest dabei die Ng Anzeige (Drehzahl der Turbine in %) wie die Turbine hoch dreht. Bei der Caravan kannst du nun ab 12% Ng den FCL in Stellung Niedriger Leerlauf bringen, was nun Sprit durch die erste Reihe Einspritzdüsen in die Brennkammer bringt und sich dort (hoffentlich) durch die Zündfunken endzündet. Sobald da Feuer ist, dreht die Turbine weiter hoch, eine zweite Reihe Düsen spritzen nun noch mehr Sprit ein und die Turbine dreht nun noch schneller hoch. Und dies muss nun genau überwacht werden. Auch genau überwachen tust du dabei die Turbinentemperatur, (ITT) welche nun sehr schnell steigt. Steigt diese Temperatur zu schnell oder dreht die Turbine nicht richtig hoch, bringst du sofort den FCL wieder in Cutoff Stellung und betätigst weiter den Anlasser, damit kühle Luft durch die Turbine geht und sich die Temperaturen in Grenzen halten. Nach so einem Event muss der Mechaniker ran und die Ursache geklärt werden. Wird eine gewisse Temperatur für eine gewisse Zeit (max. Temperatur bis max. 2 Sekunden bei der Caravan). überschritten, ist die Turbine mindestens Überprüfungsbedürftig wenn nicht sogar zerstört.

Aber im Normalfall dreht die Turbine ganz brav hoch, die Temperatur hält sich in Grenzen und die Turbine läuft nun selbständig. Der Starter wird ausgeschaltet, die Zündung im Normalfall auch und der Startermotor liefert nun Strom um die Batterie zu laden und Systeme zu versorgen.

Nach den Checks rollst du dann los - immer noch im Low Idle. Beim Auflinieren auf der Piste kurz vor dem Takeoff kommt der rote FCL Hebel ganz nach vorne, die Turbine dreht dann etwas höher und der Takeoff kann beginnen. Das Bedienen des "Gashebels" bedarf auch etwas Respekt. Es ist darauf zu achten, dass das maximale Drehmoment sowie maximale Turbinentemperaturen nicht überschritten werden. Der Hebel wird also nicht einfach bis zum Anschlag geschoben, sondern zügig aber vorsichtig bis ca. 100 - 50 lbs/ft unter das maximale Drehmoment. Während des Startlaufs steigt dies dann noch von selber um ca. 50 lbs/ft.

In unserer Firma berühren wir den blauen Hebel kaum, wir lassen die Propellerdrehzahl bei 1900 RPM auch im Reiseflug, ausser in Notfällen würden wir evtl. mal eine tiefere Drehzahl setzen oder den Propeller feathern um bei Triebwerkausfall weniger Widerstand und bessere Gleiteigenschaften zu erhalten.

So, ich hoffe das war einfach genug Ich lasse nun andere ran um mein Geschreibe zu präzisieren.

Bearbeitet 22. Januar 2021 von zebra
Rechtschreibung

[Spidi]

Salue Ueli

Da nenne ich eine eine kompetente, fachliche Anleitung auch für ältere Semester (71) . Ganz herzlichen Dank für Deine Mühe. Ich werde morgen versuchen das alles nachzuvollziehen.

 

Liebe Grüsse 

Peter

[Gulfstream]

Danke Ueli!

D.h. dass du die v der Maschine ausschliesslich mit dem Gashebel beeinflusst, da der rote und blaue lever konstant vorne sind?

Danke.

Markus


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[reverser]

vor 3 Stunden schrieb zebra:

Das Bedienen des "Gashebels" bedarf auch etwas Respekt. Es ist darauf zu achten, dass das maximale Drehmoment sowie maximale Turbinentemperaturen nicht überschritten werden. 

...und bei den vorherrschend winterlichen Minustemperaturen versuche ich meiner Frau beizubringen,  im Auto das Gaspedal beim Kaltstart mit "etwas mehr Respekt" zu bedienen.

 

Sie sollte mal Deinen Bericht lesen;--)

Der ist super!

Gruß Richard

[zebra]

vor 15 Stunden schrieb Spidi:

...fachliche Anleitung auch für ältere Semester (71) . Ganz herzlichen Dank für Deine Mühe...

Gerne doch Peter! Zähle mich auch zu den älteren Semester, das passt doch ganz gut. Für weitere Fragen stehe ich gerne zur Verfügung, hier im Thread oder per PM. Bin allerdings viel unterwegs und habe nicht immer eine Internetverbindung. Es kann schon mal dauern bis eine Antwort kommt.

Vielleicht noch zur Leistungssetzung bei der Caravan:

Takeoff - wie beschrieben, bis max 1650 ft-lbs Drehmoment bei der 670hp Grand Caravan

Nach dem Takeoff wird auf 1500 ft-lbs reduziert

Steigflug: Da in zunehmender Höhe der Luftdruck abnimmt, muss der Gashebel immer weiter nach vorne um die 1500 ft-lbs zu halten. Steigen mit 107kt.

Reiseflug: Beim Übergang in den Reiseflug, ab 130kt IAS reduzieren wir auf 1200 ft-lbs.

Sinkflug: 1000 ft-lbs ergibt in etwa 500ft/min Sinken.

Downwind: Auf ca. 700 ft-lbs reduzieren und Geschwindigkeit abbauen, erste Stufe Flaps ca. 100kt.

Base: ca. 450 ft-lbs und zweite Stufe Flaps. ca 90kt

Final: dritte Stufe Flaps, reduzieren auf final approach speed (variiert je nach Gewicht).

Drehmomente unter ca. 400 ft-lbs erzeugen eine massive Bremswirkung (Discing) - so kann die Caravan wunderbar im Zaum gehalten werden.

Nach dem Touchdown wird der Gashebel entsperrt, so dass er vom Leerlauf weiter zurück gebracht werden kann (Beta Position). Der Anstellwinkel des Propellers geht auf null zurück. Ganz coole Piloten bringen den Hebel noch weiter zurück in Stellung Reverse und kreieren so ein Aufmerksamkeit erregendes Geräusch. Dabei stellen sie fest, dass sie a) Sprit brauchen zum Bremsen b) Viel Lärm verursachen c) Der Vogel plötzlich zur Seite ausbricht, weil schlagartig die Anströmung auf dem Seitenruder verloren geht d) obschon der Hebel auf Full Reverse ist sie nur gerade maximal 10% Rollstrecke sparen (und 10% von einer ohnehin sehr kurzen Strecke ist nicht viel) und e) Die Turbine leidet, weil aufgewirbelte Fremdkörper in die Turbine gelangen. Lange Rede kurzer Sinn: Reverse bei der Caravan auf befestigten und normal langen Pisten ist eher selten angebracht. By all means: Wenn das Pistenende schneller entgegenkommt als erhofft, dann braucht man die Funktion! Und erst beim Ausrollen kommt der rote Hebel dann wieder in Low-Idle.

 

@Gulfstream

vor 14 Stunden schrieb Gulfstream:

D.h. dass du die v der Maschine ausschliesslich mit dem Gashebel beeinflusst, da der rote und blaue lever konstant vorne sind?

Im Prinzip und etwas unpräzise ausgedrückt: Ja. Die Geschwindigkeit hängt natürlich von vielen anderen Faktoren auch ab wie z.B. Luftdichte, Zuladung, Schwerpunkt, Klappenposition und natürlich Anstellwinkel (steigen/sinken).

Der rote Hebel ist in der Luft immer vorne - korrekt. Der blaue Hebel bleibt bei uns ebenso vorne. Andere Operator senken die Prop RPM im Reiseflug vielleicht etwas. Aber dies hat mehr mit einem angenehmeren Geräusch zu tun. Unter dem Headset ist es vielleicht etwas angenehmer mit einer tieferen Drehzahl zu fliegen - für die PAX welche oft ohne Gehörschutz unterwegs sind und weiter hinten in der Kabine sitzen, ist eher das Gegenteil der Fall. Mir ist bekannt dass Militär und Grenzschutz welche die C208 operieren, die Drehzahl bis 1600 RPM reduzieren wenn sie im Tiefflug unterwegs sind, zur Lärmreduktion am Boden. Da wo ich fliege freut man sich jedoch noch am Caravan Geräusch Sie ist sowieso ein recht lärmarmes Flugzeug.

Du siehst: Verglichen mit der Bedienung eines Kolbenmotors ist die Turbine sehr einfach.

 

@reverser

vor 12 Stunden schrieb reverser:

...Sie sollte mal Deinen Bericht lesen;--)

 

Bloss nicht! Dann will sie ein Auto mit Turbine!

 

Bearbeitet 22. Januar 2021 von zebra
Ergänzung

[Gulfstream]

Danke Ueli, diese Beschreibung hoffte ich zu bekommen!

Markus

Gesendet von meinem SM-G975F mit Tapatalk

[Andy_Fly2Sky]

vor 17 Stunden schrieb zebra:

Bei der Caravan kannst du nun ab 12% Ng den FCL in Stellung Niedriger Leerlauf bringen

 

vor 17 Stunden schrieb zebra:

Beim Auflinieren auf der Piste kurz vor dem Takeoff kommt der rote FCL Hebel ganz nach vorne, die Turbine dreht dann etwas höher und der Takeoff kann beginnen.

 

Lieber Ueli

Vielen Dank für deine super-tolle Beschreibung!

 

Das erinnert mich an eine Geschichte indessen der Pilot auf seiner PA46T den FCL (Fuel condition Lever) so bedient hat, also ob er eine "High-Idle" oder "Low-Idle" Stellung "hätte", dort gibt es aber nur "Cutoff" oder "Run" und nichts dazwischen. Der Ausgang war Materialtechnisch fatal. 

 

Die Geschichte gibt es hier zu lesen, und geht unter die Haut:

How to unintentionally spend $200K with a PA-46 - Casey Aviation, Inc. (flycasey.com)

 

Bearbeitet 22. Januar 2021 von Andy_Fly2Sky
Typo

[zebra]

vor 8 Minuten schrieb Andy_Fly2Sky:

Das erinnert mich an eine Geschichte indessen der Pilot auf seiner PA46T den FCL (Fuel condition Lever) so bedient hat, also ob er eine "High-Idle" oder "Low-Idle" Stellung "hätte", dort gibt es aber nur "Cutoff" oder "Run" und nichts dazwischen. Der Ausgang war Materialtechnisch fatal.

Hi Andy,

Ja, das kann man auch auf der Caravan! Während dem Ausrollen, vielleicht sitzt einem noch ein grösserer Jet im Nacken und man ist bemüht, die Landebahn so schnell wie möglich zu verlassen, also kurz den FCL auf Low Idle gestellt und - hoppla, aus Versehen nach Cutoff bewegt. Da gibt's nur eins: Finger weg vom roten Hebel! Turbine runter fahren lassen, den Jet hinten dran mit einem Go-Around beglücken und dann die Turbine wieder ganz zivilisiert starten um von der Piste zu rollen. Alles andere endet sehr teuer. Ich glaube nicht dass $200K reichen bei der Caravan sondern würde etwa mit dem Doppelten rechnen. Auf jeden Fall definitiv genug um den Feierabend zu ruinieren.

[FalconJockey]

vor 11 Stunden schrieb zebra:

Nach dem Touchdown wird der Gashebel entsperrt, so dass er vom Leerlauf weiter zurück gebracht werden kann (Beta Position). Der Anstellwinkel des Propellers geht auf null zurück. Ganz coole Piloten bringen den Hebel noch weiter zurück in Stellung Reverse und kreieren so ein Aufmerksamkeit erregendes Geräusch. Dabei stellen sie fest, dass sie a) Sprit brauchen zum Bremsen b) Viel Lärm verursachen c) Der Vogel plötzlich zur Seite ausbricht, weil schlagartig die Anströmung auf dem Seitenruder verloren geht d) obschon der Hebel auf Full Reverse ist sie nur gerade maximal 10% Rollstrecke sparen (und 10% von einer ohnehin sehr kurzen Strecke ist nicht viel) und e) Die Turbine leidet, weil aufgewirbelte Fremdkörper in die Turbine gelangen. Lange Rede kurzer Sinn: Reverse bei der Caravan auf befestigten und normal langen Pisten ist eher selten angebracht. By all means: Wenn das Pistenende schneller entgegenkommt als erhofft, dann braucht man die Funktion! Und erst beim Ausrollen kommt der rote Hebel dann wieder in Low-Idle.

Aber wenn man es nicht regelmässig übt, kann es einem dann auf einer kurzen Bahn, auf der man es wirklich benötigt, böse verreissen. Zum Glück ist mein Jet mit Umkehrschub sehr zahm, aber der Unterschied zwischen idle-reverse und full-reverse ist schon beträchtlich. Die Falcon kann ich alleine mit Umkehrschub sehr einfach auf der Bahn zum Stoppen bringen. Selbstverständlich kann man das nicht mit einem Turboprop vergleichen, weil da schon der normale Beta-Mode schon wie full-reverse im Jet bremst. Auf der Saab 340B, die ich nur kurz flog, war das so. Anflüge auf Bern waren immer ein Spass.

[Roland Grunder]

Guten Abend

Erst einmal vielen Dank an Ueli für diese ausführliche Beschreibung. Zu deiner Aussage:

 

Bloss nicht! Dann will sie ein Auto mit Turbine!

 

Man nehme ein PT6 Aggregat, passt es an ein Auto an, und nennt es ST6, und fertig ist der Rennwagen mit Flugzeugmotor.

So geschehen 1968 mit dem Lotus 56.

Und so hört sich der Start des Lotus 56 an.

 

 

 

[Andy_Fly2Sky]

Am 22.1.2021 um 07:08 schrieb zebra:

Nach dem Touchdown wird der Gashebel entsperrt, so dass er vom Leerlauf weiter zurück gebracht werden kann (Beta Position)

Hi Ueli

Wie machst du das während des Taxiing, brauchst du den Beta/Reverse Range auch um das "Riding the Break" zu reduzieren? Wie verhält sich da die Caravan?

[zebra]

vor 7 Stunden schrieb Andy_Fly2Sky:

Wie machst du das während des Taxiing, brauchst du den Beta/Reverse Range auch um das "Riding the Break" zu reduzieren? Wie verhält sich da die Caravan?

Hi Andy,

Ja, genau so. Im Normalfall rollt sie praktisch von selbst im Low Idle los und würde zu schnell ohne in Beta zu gehen.

Sobald wir anhalten, gehen wir mit dem Schubhebel aber wieder in Normalposition, sonst wird der GFK Cargopod zu heiss von den Abgasen neben dem Turbinenauslass.

Bearbeitet 24. Januar 2021 von zebra

[Andy_Fly2Sky]

vor 10 Stunden schrieb zebra:

Hi Andy,

Ja, genau so. Im Normalfall rollt sie praktisch von selbst im Low Idle los und würde zu schnell ohne in Beta zu gehen.

Sobald wir anhalten, gehen wir mit dem Schubhebel aber wieder in Normalposition, sonst wird der GFK Cargopod zu heiss von den Abgasen neben dem Turbinenauslass.

... und spätestens wenn der Marshaller einem in die Endposition einwinkt, sonst hat der Winkemann eine neue Frisur dank Beta/Reverse Position

[Michi Moos]

Danke Ueli. Auch wenn das Flightforum in letzter Zeit öfters mal kritisiert wurde, solche Beiträge machen es für mich weiter lesenswert!