Benzinsystem bei Minus-G

[Lionel]

Kann mir mal jemand erklären, weshalb bei einem Flugzeug bei Minus-G trotzdem noch Benzin angesogen wird? Besteht da nicht die Gefahr eines Motorausfalls?

 

Gibts da einen Unterschied zwischen Hoch- und Tiefdecker?

[Markus "Tomcat"]

Flugzeuge die für Kunstflug ausgelegt sind haben ein inverted fuel system.

 

Siehe (auf English):

 

http://science.howstuffworks.com/question252.htm

 

In der Super Decathlon wird das zum Beispiel durch einen 2. Tank gelöst der sich unter dem Panel befindet und damit bei negativen G's bzw. Upsidedown Flight den Motor mit Most füttert. Allerdings nur für eine bestimmte Zeit, ich glaube 1 Minute in der Super Decathlon. Dann sollte man wieder umdrehen damit sich der Tank wieder aus den Haupttanks füllt.

 

Wie John Mohr in seiner Stock Stearman beweist, geht der Motor bei einem Flieger ohne inverted fuel system schon nach einer halben Barrel Roll aus, springt dann aber dank windmilling prop auch wieder an wenn der Flieger wieder rightsideup ist.

[Lionel]

Aber normale Flugzeuge sind auch Minus-G Zugelassen. Gilt das nur für die Zelle? Wird da das Benzin-System nicht mitberücksichtigt?

 

Kennt ihr die Vorstellung mit dem "Fliegenden Kugelschreiber" wenn man das Flugzeug in einen Sinkflug "drückt"? Ist das demzufolge gefährlich?

[Markus "Tomcat"]

Klar sind Flieger (je nach Category ... kenne nur das FAA System mit Normal, Utility, Aerobatic) zugelassen, aber da geht es um maximale Stressbelastungen und nicht längeren Flug in Extremlagen.

 

Ja, ich kenne das Kugelschreiber (Zero G) Manöver ... und auch das YouTube Video vom fliegenden Hund. Selber mehrfach ausprobiert und viel Spass dabei gehabt. War kein Hund dabei, nur ein CFII. Ist kein Problem auch ohne Inverted Fuel System weil Du es garnicht so lange schaffst die Zero oder Negative G zu halten bis Dir der Motor ausgeht. Edit - wenn Dir der Motor ausgeht ist das primär ja nicht gefährlich (as long as you don't run out of airspeed, altitude and options at the same time).

 

Allerdings kann in einem längeren Spin der Motor sehr wohl ausgehen, hängt aber auch mit dem "Unporting" der Fuel Tanks zusammen ... Sprit wandert nach aussen im Tank wegen Fliehkraft, abgezapft wird aber innen. Resultat - Fanstop. :eek: Nein, nicht wirklich. Wegen Wind -> windmilling prob und dann wenn Spin recovery -> Motor läuft von selber wieder.

 

Edit: Beim Low Wing der ja in Normallage eine motorgetriebe Fuel Pump und als Backup eine elektrische Fuel Pump hat müsste eigentlich beim Inverted oder Negative G Flight der Sprit automatisch (ohne Pumpe) von den Tanks Richtung Vergaser oder Einspritzpumpe fliessen. Muss mal ins Handbuch der Arrow reinschauen ...

[Lionel]

Haben alle Flugzeuge einen "Header Tank" der die Benzinzufuhr zum Motor bei Minus G während einer gewissen Zeit gewährleisten?

[Markus "Tomcat"]

Nein, ich kenne das nur von der Super Decathlon, und die ist für Aerobatic zugelassen. Die normalen Cessnas und Pipers haben sowas nicht.

[Niggi Moos]

Hoi zäme

 

Edit: Beim Low Wing der ja in Normallage eine motorgetriebe Fuel Pump und als Backup eine elektrische Fuel Pump hat müsste eigentlich beim Inverted oder Negative G Flight der Sprit automatisch (ohne Pumpe) von den Tanks Richtung Vergaser oder Einspritzpumpe fliessen. Muss mal ins Handbuch der Arrow reinschauen ...

 

Bei der Arrow sind zwei Gegebenheiten zu beachten (wir sprechen jetzt nicht von der Zulassung für Inverted Flight :001: ...). Durch die relativ starke V-Stellung der Flügel und den Ablauf der Tanks an nahezu der tiefsten Stelle, würden im Inverted Flight die Abläufe an der *höchsten* Stelle der Tanks liegen - ergo => die elektrische Quellenpumpe würde nur Luft schöpfen - ausser die Tanks wären wirklich platschvoll. Das hingegen wird man bei der Arrow doch eher selten machen (2 x 36 USG, wegen der Zuladung). Mit nur bis zu den Fillernecks gefüllten Tanks (2 x 25 USG) hat man ja auch schon etwa 5 h Endurance. Dann ist der Tank aber nicht mehr voll...

 

Positiv ist aber, dass neben dem Motor (linke Seite) ein Ausgleichsgefäss montiert ist, welches für eine kurze Zeit den Motor mit Sprit versorgt (das mit dem Drainvalve). Zudem ist die Arrow ein Einspritzer und von dem her nicht so empfindlich. Machst du hingegen mit einer Archer/Kadett eine Zero-G -Kugelschreiberparabel, so wird er mit Stottern antworten - das ist nämlich ein Vergasermotor - mit konventionellem Schwimmervergaser.

 

By the way: Der kleine, zusätzliche Akrodrucktank wird auch häufig bei grösseren Flugmodellen eingesetzt - aus denselben Gründen. Der enthält häufig auch noch einen Pendelschlauch, wie im US Artikel beschrieben.

 

Grüess vom Freakdaal

 

- niggi

[Markus "Tomcat"]

Niggi - danke für die Aufklärung. Also sollte ich die Arrow komplett volltanken bevor ich mit dem Kunstflug anfange. :007:

 

(just kidding natürlich)

 

Die 152 und 172 hab' ich mit Parabelflug noch nicht zum Husten gebracht ... hmm ... völlig neue Ueberlegungen. :D

[Lionel]

Und wenn der Motor dann tatsächlich mal abstellen würde, ist das kein Problem den wieder anzulassen? Kann trotz Luft in der Benzinleitung ohne weiteres wieder Benzin angesaugt werden?

[Niggi Moos]

• Der Motor dreht im Flug kaum je aus (Windmilling) - ausser du würdest extrem langsam fliegen (extrem ungesund), oder du hast eine Propellerbremse, wie beim Motorsegler.
  
• Sonst: Normalfluglage beim Hochdecker und /oder el. Benzinpumpe ein und der Motor beginnt wieder zu zünden.
  
• Sollte der Motor mal blockieren, nun, dann hast du ein anderes Problem :009: Ansonsten wird man eine normale Restartprozedur machen, solange man hoch genug dazu ist. Dies übt man normalerweise - mindestens mental - bei jedem Checkflug.
  

 

Grüess vom Freakdaal

 

- niggi

[Lionel]

Das heisst, dass wenn der Propeller weiterdreht die Magnete auch weiter zünden und die mechanische Benzinpumpe weiter ansaugt? Wenn dann wieder Benzin kommt läuft der Motor normal weiter?

[Markus "Tomcat"]

Lionel - ja, der Motor springt von selber wieder an sobald er Sprit bekommt. Das war meine Erfahrung nach längeren Spins in einer 150.

 

Ich glaube in diesem Video (Spin mit 52 1/2 Rotationen) ist das zu sehen:

 

http://www.avweb.com/avwebflash/votw/VideoOfTheWeek_52TurnSpin_BarbMacLeodMaxBell_194206-1.html

[Christian Forrer]

Das heisst, dass wenn der Propeller weiterdreht die Magnete auch weiter zünden und die mechanische Benzinpumpe weiter ansaugt? Wenn dann wieder Benzin kommt läuft der Motor normal weiter?

 

Hallo Lionel

 

Das ist ganz genau so :005: Ein schönes Beispile dafür ist der Kunstfug- Robin der kfva (Trainier); bei einem Looping dreht der Motor bis etwa 55, 60 Steigwinkel noch voll und verliert dann rasch an Leistung. Der ganze obere Bogen wird mit dem Schwung geflogen, der Propeller dreht aber noch immer voll mit, aber ohne Leistung abzugeben. Wenn es dann "hinten wieder hinunter geht", röhrt der Motor erst wieder auf, wenn mann etwa die letzten 60 Grad noch abfangen muss... :cool: Das heisst die Figuren müssen sauber geflogen werden, damit man mit dem Schwung in den Aufwärtspassagen und in Rückenlage auskommt :005:

 

Das gleich geschieht auch wenn man aus Versehen, anstelle der Vergaserheizung den Mixer auf "voll arm" stellt, der Motor also keinen Kraftstoff mehr bekommt. Es ist als ob man ganz im Leerlauf wäre; sobald man den Mixer wieder auf "fettes Gemisch" stellt, springt der Motor wieder an, da er wieder Kraftstoff bekommt...

 

gruss

Christian

[Niggi Moos]

... Das gleich geschieht auch wenn man aus Versehen, anstelle der Vergaserheizung den Mixer auf "voll arm" stellt, der Motor also keinen Kraftstoff mehr bekommt. Es ist als ob man ganz im Leerlauf wäre; sobald man den Mixer wieder auf "fettes Gemisch" stellt, springt der Motor wieder an, da er wieder Kraftstoff bekommt...

 

gruss

Christian

 

Dieser Effekt wird beispielsweise auch beim Endanflug mit einer Mustang eingesetzt (die richtige welche, die mit dem Merlin :005: ). Da der im Leerlauf drehende Merlin mit seinem Riesenventilator im Endanflug immer noch einen respektablen Restschub erzeugt und somit beim Flaren die Landung recht lang geraten kann, wird beim Überflug der Pistenschwelle der Mixer auf "lean-cutoff" gezogen. Am Ende der Rollstrecke ist immer noch genügend Restdrehzahl vorhanden. Der Mixer wird wieder auf "rich" gestossen und "Big Merlin" beginnt wieder zu blubbern. Man kann aus eigener Kraft an den Standplatz taxeln:cool:

 

Grüess vom Freakdaal

 

- niggi

[MarkusP210]

Etwas off-topic zum Thementitel aber durchaus passend zum Thema Rückenflug:

 

Was den Motor auch zum Stehen bringen könnte ist die ungenügende Versorgung mit Motoröl bei (extrem) langen Rückenflügen ohne Druckschmierung...

 

Markus

[Markus "Tomcat"]

Markus - genau deshalb gibt's ja passend zum inverted fuel system auch noch ein inverted oil system (zum Beispiel von Christen) in aerobatic fliegern. :005:

 

Gruss,

 

Markus

[MarkusP210]

inverted oil system

 

Wie immer im amerikanischen Sprachgebrauch ein äusserst geflügelter Begriff für eine einfache Einrichtung....:005:

 

Im deutschen Sprachgebrauch spricht man von Trockensumpfschmierung. Das inverted fuel system ist übrigens ebenfalls denkbar einfach ausgeführt: es besteht aus einem flexiblen Anschlusschlauch mit Filter am Ende (im inneren der Tanks).

 

Markus

[Markus "Tomcat"]

Markus ... (red ich mit mit selber? kommt vor ...)

 

Steckt im Inverted Oil System nicht auch noch irgendein Kugelventil drin?

 

Hier hat's 'ne gute Erklärung was alles zu einer "aerobatic engine" gehört, allerdings auf Englisch:

 

http://www.airborne-aviation.com.au/resources/tips/0510a.html

 

Most Lycoming engines are termed "wet sump" engines because oil is stored internally in a sump at the bottom of the crankcase. When the engine is inverted, the oil will be in the top of the crankcase rather than in the oil sump. To maintain a continuous flow of oil during inverted flight, an oil pick-up line must be provided near the top of the engine as well as in the oil sump. Lycoming aerobatic engines carrying an AEIO designation use inverted oil system hardware to adapt oil pickup lines at the top and bottom of the wet sump engine.

 

This inverted oil system comprises two major components: the oil valve and the oil separator. Several other items of hardware adapt the system to the Lycoming engine so that oil is available to the oil pump in either the upright or inverted position. These hardware items include a standpipe in the sump which acts as the engine breather during inverted flight, a special adapter or plug at the oil sump suction screen, and other hoses and fittings.

 

(aber gemäss JAA müssen wir ja alle eh Englisch können wenn wir ins Ausland wollen DUCKUNDWEG)

 

Gruss,

 

Markus "Tomcat"

[MarkusP210]

@Markus:)

 

Der Aufbau umfasst im Wesentlichen einen externen Öltank, eine Druckpumpe die das Öl zu den Schmierstellen befördert und eine Saugpumpe welche das Restöl wieder in den externen Sammeltank zurückbefördert. Inwiefern jetzt da bei den einzelnen Fabrikaten noch Rückschlag- und/oder Steuerventile eingebaut sind entzieht sich meiner Kenntnis.

 

Gruss

 

Markus