Triebwerks- & Treibstofffragen :-)

[mmaisch]

hallo!

ein paar fragen, die mich sehr interessieren an die experten unter euch: :008:

 

- wie wird ein triebwerk gestartet?

- wird die schubkraft alleine durch die menge des eingespritzen treibstoffes bestimmt, oder gibt es noch andere parameter?

- die schubregler im cockpit: sind die 2 oder 4 Hebel (je nach anzahl triebwerke) nicht etwas ungenau für die steuerung des schubes? oder kann das elektronisch noch feiner geregelt werden?

- wärmeausdehnung: was werden für legierungen für die triebwerke verwendet? eine ausdehnung im milimeterbereich kann doch durchaus dazu führen, dass das triebwerk nicht mehr "rund läuft"? Zumal ja temperaturunterschiede vom "kalten" triebwerk bis zum warmen mehrere hundert oder sogar tausend grad betragen.

- werden beim start die triebwerke auf vollen schub gestellt und dann so belassen? oder wie sieht das mit der schub-regelung während eines fluges aus?

- auf wieviel umdrehungen/min kommt der fan auf reiseflughöhe?

 

- betanken des flugzeuges: wie weiss der mann des tankwagens, wann der tank voll ist? Und von wo erhält er anweisungen, wiviel getankt werden muss?

- wie sieht es mit dem "einlassstutzen" des treibstoffes in den tank aus? muss der treibstoff bei zunehmender tankfüllung mit stärkerem druck hineingepresst werden, da das gewicht des bereits getankten treibstoffes darauf drückt?

- der tank ist mit versch. kammern ausgestattet, oder? gibt es da bestimmte schemen oder wie ist so ein tank strukturiert?

- ablassen von treibstoff für notfälle: wie wird das dosiert? wie funktioniert das ablassen? wird eine düse ausgefahren? usw.

- wie funktioniert die treibstoffanzeige im flugzeug? über eine Waage im tank?

- wie funktioniert das ansaugen des treibstoffen im flug (für die triebwerke)? hat der tank eine leichte trichterform, damit alles nach unten läuft?

 

 

so viele fragen, die mich im wahrsten sinne des wortes brennend interssieren :007:

 

lg manuel

[HeinzS]

Hallo Manuel,

 

schaue doch erst mal bei Wikipedia vorbei und stelle dann deine Restfragen noch einmal:

http://de.wikipedia.org/wiki/Strahltriebwerk

[mmaisch]

ich kenne wikipedia :008:

die meisten meiner fragen bleiben nach wie vor offen oder wurden nicht so konkret beantwortet wie ich es gerne hätte ;)

[Wilko Wiedemann]

Dann musst du aber sehr konkret formulieren, was du genau wissen willst. Die Antworten zu den meisten deiner Fragen findest du unter dem Link von Heinz.

 

Gruss

 

Wilko

[HeinzS]

ich kenne wikipedia :008:

die meisten meiner fragen bleiben nach wie vor offen oder wurden nicht so konkret beantwortet wie ich es gerne hätte ;)

Das Anlassen des Triebwerkes erfolgt, indem der Verdichter auf eine Mindestdrehzahl gebracht wird. Dies kann durch Einblasen von Luft, elektrisch, mittels einer getrennten Turbine mit Untersetzungsgetriebe (Luftstarter/Kartuschenstarter) oder durch einen kleinen Verbrennungsmotor erfolgen. Im Allgemeinen wird heute ein elektrischer Anlasser für kleinere Triebwerke verwendet, alle kommerziellen Triebwerke der Airbus oder Boeing Flugzeuge besitzen Luftstarter. Boeing geht allerdings bei der Boeing 787 den Weg, auch bei großen Triebwerken (GE Nx) einen Elektrostarter einzusetzen. Dies ist ein weiterer Schritt zum neuen Konzept "Electric Engine".

Wie genau willst du denn deine Antwort haben, wenn du nur so allgemeine Fragen stellst. :001:

[Wilko Wiedemann]

Also, ich versuche mal ein paar deiner Fragen zu beantworten.

 

- betanken des flugzeuges: wie weiss der mann des tankwagens, wann der tank voll ist? Und von wo erhält er anweisungen, wiviel getankt werden muss?

Der Betankungsvorgang läuft eigentlich immer gleich ab. Ich erkläre es mal am Beispiel der MD-11, die ich selber dutzende Male betankt habe. In Zürich läuft das jeweils wie folgt ab: Der Mechaniker fragt beim Dispatch die geplante Fuelmenge nach, die für einen bestimmten Flug als Standard nach Flugzeugtyp festgelegt ist. Diese Menge gibt er dann via MCDU ins Fuelsystem ein. Der Flieger weis nun, wieviel Treibstoff er aufnehmen muss.

Unter dem Flügel befinden sich die Anschlüsse für die Fuelschläuche des Tank-, oder Pumpenwagens. Der Tankwagenfahrer schliesst die Schläuche an und startet die Pumpen. Je nach Flugzeugtyp kann man voreinstellen, wieviel Treibstoff in jeden Tank soll. Moderne Flugzeuge verteilen den Treibstoff selber, je nach eingegebener Beladungssituation und Schwerpunktlage. Nun wird Treibstoff hereingepumpt, bis die gewünschten Füllstände erreicht sind. Dann schliessen die Einlassventile. Ist kein Einlassventil mehr offen, stellt auch der Pumpenwagen ab.

Sobald die Crew erscheint, korrigiert sie die gewünschte Fuelmenge auf die aktuell benötigte Menge. Ist sie bei Kurzstreckenflugzeugen schon anwesend, gibt sie natürlich alles gleich selber ein.

Eine MD-11 mit 118 Tonnen Treibstoff zu betanken dauert etwa eine Stunde.

 

- wie sieht es mit dem "einlassstutzen" des treibstoffes in den tank aus? muss der treibstoff bei zunehmender tankfüllung mit stärkerem druck hineingepresst werden, da das gewicht des bereits getankten treibstoffes darauf drückt?

Nein, eigentlich nicht. Der Druck, mit dem betankt wird, ist sowieso hoch genug. Die Tanks sind belüftet, es baut sich also mit steigendem Füllstand kein Druck im Tank auf. Das Gewicht des Treibstoffs kann vernachlässigt werden, da sich die Tankstutzen meistens etwa mitte des Flügels liegen und meistens höher liegen als die Centertanks und die inneren Flügeltanks.

 

- der tank ist mit versch. kammern ausgestattet, oder? gibt es da bestimmte schemen oder wie ist so ein tank strukturiert?

Heutige Flugzeuge besitzen meistens Integraltanks, das heisst, der Treibstoff befindet sich in der Struktur des Flügels oder auch des Rumpfes. Diese Können unterteilt sein, was von Typ zu Typ unterschiedlich sein kann. Ein A330-200 besitzt Outer wing tanks, Inner wing tanks, Center tank und trimtank. Allesammt Integraltanks. Zuerst wird der Centertank leergeflogen, danach bezieht man den Treibstoff aus den Inner tanks, welche automatisch aus den Outer tanks nachgefüllt werden.

 

- wie funktioniert das ansaugen des treibstoffen im flug (für die triebwerke)? hat der tank eine leichte trichterform, damit alles nach unten läuft?

Der Treibstoff läuft nicht von selbst zum Triebwerk, er wird dahin gepumpt. Jeder Tank besitzt an der tiefsten Stelle des Tanks Treibstoffpumpen für die Förderung zum Triebwerk.

 

- wie funktioniert die treibstoffanzeige im flugzeug? über eine Waage im tank?

In kleinen Flugzeugen hat man wie im Auto einen Schwimmer, der den Füllstand anzeigt. Für Verkehrsflugzeuge natürlich ungeeignet.

In grossen Flugzeugen sind in den Tanks Messsonden eingebaut, die mittels kapazitivem Messverfahren den Füllstand ermitteln. Damit diese Messung auf jedem Untergrund auch stimmt, ist das System auch mit dem Inertial Reference System verbunden, das dem Fuelcomputer sagt, wie der Flieger gerade steht. Die Angaben erfolgen nicht in Litern, sondern in Kilogramm.

 

- ablassen von treibstoff für notfälle: wie wird das dosiert? wie funktioniert das ablassen? wird eine düse ausgefahren? usw.

Der Treibstoffablass ist relativ einfach. Der Notablass besteht eigentlich nur aus einem Ventil und einer Auslassdüse, über die bei Bedarf Treibstoff über Bord gepumpt werden kann. Normalerweise wird nur soviel Treibstoff abgelassen, bis das Flugzeug ein Gewicht erreicht, das unter dem maximalen Landegewicht liegt.

Ablassvorrichtungen brauchen nur Flugzeuge, deren maximales Abfluggewicht über dem maximalen Landegewicht liegen kann.

Ablassvorrichtungen sind meistens optional und nicht jede Airline bestellt sie. Swiss beispielsweise hat bei ihren A330 drauf verzichtet.

 

So, ich hoffe, diese Antworten bringen dich weiter. Bei Bedarf nachfragen.

 

Gruss

 

Wilko

[mmaisch]

Vielen Dank, Wilko.

Dass Ablass-Vorrichtungen nicht Pflicht sind, erstaunt mich sehr.

gab es nicht einmal ein Fall, als ein Malaysia über dem Schwarzwald Fuel ablassen musste und dann nach ZRH zurückgekehrt ist? ohne Ablassmechanismus hätte er so das landegewicht ganz sicher überschritten...

 

lg

[Wilko Wiedemann]

hne Ablassmechanismus hätte er so das landegewicht ganz sicher überschritten...

Das bedeutet aber nicht, dass er nicht hätte landen können. Bei einer Landung mit zu hohem Gewicht können Beschädigungen an Struktur und Fahrwerk auftreten. Das heisst aber nicht, das Beschädigungen auftreten müssen. Airlines die auf die Ablassvorrichtung verzichten, nehmen einfach eine übergewichtige Landung im Falle eines Falles in Kauf. Eine Overweight Landung bedeutet einfach einen grossen Aufwand, da danach aufwändige Kontrollen erforderlich sind und eventuell Reparaturen erforderlich sind.

 

Gruss

 

Wilko

[Wilko Wiedemann]

Bei andern Flugzeugtypen, wo dies nicht der Fall ist (z.B B747, B777, wo auch das das emergency landing weight weit unter dem MTOW liegt), kann ich mir nicht vorstellen, dass die Company auf Dump Valves verzichtet

Ich nehme an, dass bei solchen Typen ein Verzicht auf die Ablassvorrichtung gar nicht als Option möglich ist. Einen grossen technischen Aufwand stellt eine Ablassvorrichtung ja nicht dar, aber es sind halt Kosten und Gewicht.

 

Gruss

 

Wilko

[Tigerstift]

hallo!

ein paar fragen, die mich sehr interessieren an die experten unter euch: :008:

Hallo Manuel

Hier wurden ja schon einige Fragen beantwortet. Werde sie aber der einfachheit halber alle beantworten.

 

- wie wird ein triebwerk gestartet?

Ganz einfach! Entweder über einen elektrischen Starter oder einem pneumatischen Starter. Diese bringen das Triebwerk erstmal auf eine bestimmte Drehzahl (meist um die 20%). Danach beginnt die Zündung., Kraftstoff wird eingespritzt und das TWK beginnt mit der weiteren Beschleunigung. Diese findet aber immer noch mit unterstützung des Starters statt. ab ca. 40%-50% Drehzahl beginnt die Selbsterhaltung des TWK. Ab diesen Zeitpunkt wird der Starter abgekoppelt und das Triebwerk kann bis zur Leerlaufdrehzahl eigenständig weiterbeschleunigen.

 

- wird die schubkraft alleine durch die menge des eingespritzen treibstoffes bestimmt, oder gibt es noch andere parameter?

Ich hoffe, dass ich das richtige meine.

Die Schubkraft wird durch die sogenannte EPR (Engine Pressure Ratio) bestimmt. Dabei wird der Einlass- mit dem Auslassdruck verglichen. Der Quotient daraus zeigt die EPR. Dies hat mit dem Eingespritzten Kraftstoff nur sekundär etwas zu tun. Vielmehr hat es was mit der Fluggeschwindigkeit (Staudruck) und der Triebwerksdrehzahl zu tun.

 

- die schubregler im cockpit: sind die 2 oder 4 Hebel (je nach anzahl triebwerke) nicht etwas ungenau für die steuerung des schubes? oder kann das elektronisch noch feiner geregelt werden?

Damit lässt sich schon sehr genau die Triebwerksdrehzahl regeln. Mit ein bisschen Fingerspitzengefühl und erfahrung sogar Plus / Minus 0.5%.

 

- wärmeausdehnung: was werden für legierungen für die triebwerke verwendet? eine ausdehnung im milimeterbereich kann doch durchaus dazu führen, dass das triebwerk nicht mehr "rund läuft"? Zumal ja temperaturunterschiede vom "kalten" triebwerk bis zum warmen mehrere hundert oder sogar tausend grad betragen.

Ganz einfach: Ein Triebwerk dehnt sich vom Kalten bis zum Warmen Zustand sogar mehrere Centimeter aus! Dies wird durch Kühlung von verschiedenen Bauteilen gesteuert. Diese erfolgt durch Luftkühlung. Bei den Legierungen wird es schon ein bisschen schwieriger. Aber im großen und ganzen werden Hochwarmfeste Legierungen wie Chrom-Nickel- oder Titanlegierungen verwendet. Zudem gibt es dann noch Monokristalliene Werkstoffe oder z.B. Turbinenschaufeln die mit Keramik beschichtet sind.

 

- werden beim start die triebwerke auf vollen schub gestellt und dann so belassen? oder wie sieht das mit der schub-regelung während eines fluges aus?

Da ja meistens der Kollege Computer einen Großteil der Kalkulationen übernimmt, berechnet dieser auch meist die Takeoff Drehzahl eines Triebwerkes. Und die Triebwerksregelung während des Fluges wird auch meist durch Autopiloten bzw. durch eine Automatische Schubkontrolle gewährt.

 

- auf wieviel umdrehungen/min kommt der fan auf reiseflughöhe?

Da müsste ich erstaml wieder meine Trainingsunterlagen besuchen:005:

 

- betanken des flugzeuges: wie weiss der mann des tankwagens, wann der tank voll ist? Und von wo erhält er anweisungen, wiviel getankt werden muss?

Der Tankwagenfahrer hat meist eine Fueling Order die er via von den Piloten oder vom Dispatch der Airline erhält. Auf dieser steht dann die zu betankende Menge und die Fuel Config drauf. Der Tankwagenfahrer stellt dann diese Menge an dem Refuelling Panel ein, welches aussen am Flieger unter einer Klappe versteckt ist. Danach läuft alles automatisch. Weiter funktioniert es wie Wilko beschrieben hat.

Weiter ist zu sagen: Wenn der Tank die voreingestellte Menge erreicht hat (er muss nicht voll sein!) schließen die Ventile automatisch. Wenn die Betankung abgeschlossen ist geht ein Licht an und er kann den Rüssel abnehmen.

 

- wie sieht es mit dem "einlassstutzen" des treibstoffes in den tank aus? muss der treibstoff bei zunehmender tankfüllung mit stärkerem druck hineingepresst werden, da das gewicht des bereits getankten treibstoffes darauf drückt?

Nein muss er nicht.

 

- der tank ist mit versch. kammern ausgestattet, oder? gibt es da bestimmte schemen oder wie ist so ein tank strukturiert?

Ein Flugzeug (Airliner) hat ja nicht nur einen Tank. meist sind es 6 oder mehr Tanks. Aber betrachten wir einen Flugeltank (Integraltank), welcher doch einige besonderheiten aufweisst. Dieser ist in viele verschiedene Zellen unterteilt welche ein unkontrolliertes herumschwappen des Kraftstoffes verhindern. Und somit z.B. ein aufschaukeln des Fliegers verhindern.

 

- ablassen von treibstoff für notfälle: wie wird das dosiert? wie funktioniert das ablassen? wird eine düse ausgefahren? usw.

Du kannst entweder eine Menge vorwählen die gedumpt werden soll oder es Manuell machen bis der Tank leer ist. Dies ist aber von Flugzeugtyp zu Flugzeugtyp verschieden. Da wird keine Düse ausgefahren, sondern es ist ein Rohr welches meist an den Tragflächen ist. Im Prinzip werden einfach ein Paar Ventile geöffnet und schon läuft der Most aus dem Flieger.

 

- wie funktioniert die treibstoffanzeige im flugzeug? über eine Waage im tank?

Wie Wilko schon richtig gesagt hat. Über eine kapazitive Messung. Zudem wird noch die Dichte des Kraftstoffes über "Densitometer" und die Flugzeuglage und Position über die Navigationplattformen gemessen. Diese Daten werden von einem Computer interpretiert und als Anzeige ins Cockpit gebracht.

 

- wie funktioniert das ansaugen des treibstoffen im flug (für die triebwerke)? hat der tank eine leichte trichterform, damit alles nach unten läuft?

Da hat ja Wilko auch schon alles gesagt

 

Linktipps: :005:

 

http://www.smartcockpit.com

 

oder

 

http://www.wikipedia.de

[mmaisch]

vielen dank, vorallem tigerstift :)