Flugzeugsysteme

[Marty_81]

Hallo,

ich habe mich hier angemeldet, um folgende Frage zu stellen, weil mich das schon länger beschäftigt: Wie genau werden eigentlich Flugzeugsysteme wie Elektrik, Hydraulik und Pneumatik mit der Energie des Triebwerkes versorgt? Wie wird die Energie des Triebwerks abgezapft?

In dem Wiki-Eintrag finde ich, dass einfach Zapfluft miterhöhtem Druckniveau abgezapft werden. Ist das auch schon die einzige Möglichkeit? Ein Getriebe, der direkt über die Welle mechanische Arbeit weitergibt, scheint mir erst mal zu schwierig. Dies würde ja den Luftstrom behindern.

Vielleicht kann mir auch jemand einfach gute Quellen mit Skizzen und Zeichnung zur Verfügung stellen.

Noch eine Frage: Wie genau funktioniert der Anlasser? Mit welcher Energie wird er versorgt?

Sowie eine dritte Frage: Welche Getriebearten gibt es in einem Flugzeug und wo genau? Zahnrad, Kurbel, Riemen, Nocken, etc.

Wie vielleicht erkannt, mir geht es um den Blutkreislauf eines Flugzeugs.

Ich bedanke im Voraus für jegliche Antworten.

Vielen Dank und Grüße
Marty

PS: Bitte verschieben, falls ich im falschen Forum bin.

 

[Jens F.]

.

 

[Marty_81]

Perfekt!! Vielen Dank!

 

[atlantic]

Noch eine Frage: Wie genau funktioniert der Anlasser? Mit welcher Energie wird er versorgt?

So ein Anlasser ist so was ähnliches wie ein Druckluftmotor. und er wird halt mit Luft , entweder von ausserhalb mit Bodenfahrzeugen, von der APU und/oder von dem anderen Triebwerk.

Sowie eine dritte Frage: Welche Getriebearten gibt es in einem Flugzeug und wo genau? Zahnrad, Kurbel, Riemen, Nocken, etc.
Wie vielleicht erkannt, mir geht es um den Blutkreislauf eines Flugzeugs.

Es gibt die unterschiedlichsten Kraftübertragungsmöglichkeiten
Und der Blutkreislauf eines grossen Flugzeuges ist das Hydrauliksystem

 

[phantomas2f4]

So ein Anlasser ist so was ähnliches wie ein Druckluftmotor. und er wird halt mit Luft , entweder von ausserhalb mit Bodenfahrzeugen, von der APU und/oder von dem anderen Triebwerk.

Ergänzung:
Es gibt aber auch elektrische Anlasser oder welche , die mit (Sonder-) Kraftstoff betrieben werden....
Klaus

 

[Schorsch]

Ein Getriebe, der direkt über die Welle mechanische Arbeit weitergibt, scheint mir erst mal zu schwierig. Dies würde ja den Luftstrom behindern.

Doch, dies ist genau der Ansatz:
Mechanical power transmission systems by Safran Transmission Systems
Bei allen Flugzeugen außer der B787 wird Hydraulik und Elektrik über die "Accessroy Drive" betrieben.
Die Klimaanlage wird über Zapfluft betrieben.
Dabei ist das Verhältnis der entnommenen Leistung etwa 1-4: 80% geht in die Klimatisierung, 20% ist der Rest.
Der Gesamtbedarf ist 3-5% der Gesamtleistung, also braucht ein Flugzeug 95% seines Sprits zum Fliegen (gemittelt über eine Flugmission).

 

[Chopper80]

Ergänzung:
Es gibt aber auch elektrische Anlasser oder welche , die mit (Sonder-) Kraftstoff betrieben werden....
Klaus

Eine Sonderform ist auch das Starten mit pyrotechnischen Kartuschen:

C80

 

[Marty_81]

Also vielen Dank Leute!! Das war mir so echt nicht klar.

Ich bin gerade dabei mir alle Video aus dem ersten Link anzuschauen und habe nicht alle durch. Die sind aber echt sehr gut.

Paar Unklarheiten im Ablauf des Startens und Anlassens habe ich noch. Also der APU wird erst mal vom Bord-Akkus betrieben. Der saugt dann Luft an und versorgt zum einen die Kabine sowie die Turbine mit Druckluft. Aus dem Safran-Video sehe ich aber auch, dass es einen Starter gibt, der direkt die Welle des Triebwerks antreiben kann. Wie wird dieser Starter angelassen? Kann ja ebenfalls nur über Bord-Akkus sein, oder? Sind das zwei verschiedene Möglichkeiten, um das Triebwerk zu starten und wird das in Kombination genutzt? Werden die Akkus wieder aufgeladen oder geschieht dies am Boden?

Irgendwann zündet also das Triebwerk und fährt von sich aus weiter hoch. Pneumatik (über Zapfluft), Hydraulik und Elektrik (über die Mechanik - also Getriebe/Welle) erhält fortan ihre Energie über das laufende Triebwerk.

Wenn bis hier noch Mist drin steckt, bitte melden.

Jetzt habe aber noch eine andere Frage: Wie genau ist ein Triebwerk gelagert? Wo ist die Aufhängung? Es müsste ja die Triebwerkswelle an mindestens zwei Stellen gelagert werden und dies dann an den Flügel angebunden sein. Rein über das Gehäuse kann ich mir das irgendwie nicht vorstellen.

 

[Chopper80]

Nur der Starter der APU wird durch die Bordbatterie versorgt. Läuft die APU ( ist ja im Prinzip ein kleines Triebwerk ) , dann braucht sie nur noch Treibstoff und kann alle angeschlossenen Systeme versorgen. Am Flughafen werden auch oft GPUs verwendet ( GroundPowerUnit ) , das sind im Prinzip fahrende Generatoren, die den zum Starten des/der Triebwerke benötigten Strom liefern.


C80

 

[pilotms]

Nur der Starter der APU wird durch die Bordbatterie versorgt. Läuft die APU ( ist ja im Prinzip ein kleines Triebwerk ) , dann braucht sie nur noch Treibstoff und kann alle angeschlossenen Systeme versorgen. Am Flughafen werden auch oft GPUs verwendet ( GroundPowerUnit ) , das sind im Prinzip fahrende Generatoren, die den zum Starten des/der Triebwerke benötigten Strom liefern.


C80

Dann gehört aber auch die ASU (Air Start Unit) erwähnt. Mit dieser können bei Ausfall der APU die Triebwerke gestartet werden. Bei der ASU handelt es sich im Prinzip um eine APU die auf einem Fahrzeug installiert ist.

 

[Augsburg Eagle]

Sprich: Eine 400Hz-Versorgung, sei es stationär oder mobil.

 

[cool]

Also der APU wird erst mal vom Bord-Akkus betrieben. Der saugt dann Luft an und versorgt zum einen die Kabine sowie die Turbine mit Druckluft.

Die APU ist ein kleines Triebwerk und liegt je nach Flugzeugtyp irgendwo zwischen 350 und 900kW Wellenleistung. Also wir gehen jetzt mal von Verkehrsflugzeugen aus. Diese wird dann in der Regel über einen elektrischen Starter angelassen. Das System ist so ausgelegt, dass man die APU auch mit den Bordbatterien anlassen kann. Meist ist es aber so, dass das Flugzeug über Bodenstrom versorgt wird, damit sind die elektrischen Systeme versorgt und die APU wird dann über die Gleichrichter angelassen (oder Gleichrichter und Batterie helfen zusammen, beim Start können kurzzeitig über 1200A fließen).
In ganz wenigen Fällen kann die APU zusätzlich noch über Druckluft angelassen werden (B777), aber das ist eher eine Ausnahme und hat mit dem Systemaufbei bei der B777 zu tun.

Läuft die APU, dann kann das Flugzeug mit Druckluft und Elektrik versorgt werden. Meistens gibt es keine Hydraulik über die APU direkt, sondern diese wird dann später durch elektrische oder druckluftbetriebene Pumpen erzeugt.

Aus dem Safran-Video sehe ich aber auch, dass es einen Starter gibt, der direkt die Welle des Triebwerks antreiben kann. Wie wird dieser Starter angelassen?

Bei größeren Verkehrsflugzeugen ist fast immer ein Airstarter verbaut, der das innere Wellensystem des Triebwerks antreibt. Dieser wird dann mittels Druckluft der APU (oder Zapfluft von einem anderen Triebwerk) angetrieben. Der Starter dreht dann über die Zapfwelle quasi "rückwärts" das Triebwerk und ist eine Mindestdrehzahl erreicht, dann kommt Zündung und Sprit dazu und das Triebwerk zündet. Anschließend läuft es auf Leerlaufdrehzahl hoch.
Der Airstarter sieht aus wie eine kleine Turbine und hat kleine Schaufeln und ein Untersetzungsgetriebe.

Irgendwann zündet also das Triebwerk und fährt von sich aus weiter hoch. Pneumatik (über Zapfluft), Hydraulik und Elektrik (über die Mechanik - also Getriebe/Welle) erhält fortan ihre Energie über das laufende Triebwerk.

Jupp, genau so.

Jetzt habe aber noch eine andere Frage: Wie genau ist ein Triebwerk gelagert? Wo ist die Aufhängung? Es müsste ja die Triebwerkswelle an mindestens zwei Stellen gelagert werden und dies dann an den Flügel angebunden sein. Rein über das Gehäuse kann ich mir das irgendwie nicht vorstellen.

Doch, funktioniert in etwa so

Ist halt wieder Typabhängig. Ein einfaches Triebwerk hat zwei Lagerstellen. Triebwerke mit mehr Wellensystemen und vor allem größere Triebwerke mit längeren Wellen haben dann auch mehrere Lagerstellen. Aber alle haben jeweils ein Festlager und ein oder mehrere Loslager. Der Lagersumpf mit den Festlagern liegt meist irgendwie im vorderen Bereich des Triebwerks (der Fan "erzeugt" ja den meisten Schub und muss sich entsprechend abstützen) und ist im Triebwerksgehäuse gelagert. Sieht man aber bei geschlossenen Verkleidungen nicht von aussen. An diesen Gehäusen sind dann die Triebwerksaufhängungen angebracht und darüber werden die Triebwerke mit dem Pylon verschraubt.
Die Triebwerksverkleidungen sind so ausgeführt, dass der Luftstrom um all diese Komponenten drumrum geführt wird.

 

[lutz_manne]

Man kann ja auch mal beim Anfang anfangen... ;)
Riedel Anlasser für BMW 003 und JUMO 004 Triebwerke.

Norbert Riedel – Wikipedia

 

[cool]

Ist ne gute Idee, aber mit sowas lässt man kein "richtiges" Triebwerk an. Die Airstarter bauen in etwa gleich groß, sind wahrscheinlich gleich schwer, liefern aber ein vielfaches an Leistung. Ich schau mal, ob ich das was recherchiert bekomme, aber mir war so, als braucht man für ein TW der 70klbs-Klasse (A380, ect.) rund 300-400kW Starterleistung.

 

[Marty_81]

Super vielen Dank!! Bei mir sind einige Lichter aufgegangen. Mittlerweile habe ich mir auch bisschen Lektüre besorgt.
Bzgl. Aufhängung: So richtig habe ich dennoch keine schöne Zeichnung gefunden, die die Aufhängung schematisch dargstellt. Höchstens das hier:



Also das Triebwek wird tatsächlich einfach von außen gehalten. Dann muss aber die Struktur richtig steif aufgebaut sein, sonst hängt das doch durch! Das kann kein dünnes Alu-Blech sein. Ich hätte zunächst gedacht zwei Verbindungen zwischen der genannten Pylon und direkt zur Triebwerkswelle würde es geben. Andererseits wären dann bestimmt die Momente zum Abstützen zu hoch.

Mal was ganz anderes: E-Fan X. Bestimmt schon gehört.
Wie darf ich mir das eigentlich vorstellen? Also ein Generator wandelt die mechanische Energie der Gasturbine in elektrische Energie um. Womit wird die Gasturbine betrieben? Den "normalen" Treibstofftanks? Am Boden Angelassen durch Akku oder Ground Power Unit?
Der Generator lädt dann in der Luft ein Akku und betreibt auch das E-Triebwerk an.
Übernimmt die Gasturbine eigentlich auch die Funktion des APU's, bzw. ersetzt sie? D.h. auf dem Boden Anlassen der "normalen" Triebwerke sowie Druckluftversorgung?

 

[cool]

Ich hätte zunächst gedacht zwei Verbindungen zwischen der genannten Pylon und direkt zur Triebwerkswelle würde es geben. Andererseits wären dann bestimmt die Momente zum Abstützen zu hoch.

Der Schub in deinem Bild wird von den Thrust Links übertragen. Die sind einmal an der Pylon Box oder auch Torque-Box angeschlagen und eben einmal im Triebwerksgehäuse. Nennt man auch manchmal Hub-Frame oder Fan-Hub-Frame. Dort befindet sich das Festlager des Fans (oder N1-Welle) und dort wird dann auch der meiste Schub von der Welle in das Gehäuse übertragen.

Es gibt aber auch Versionen (meistens), da ist der vordere Mount dort am Triebwerk, wo auch die Thrust-Links enden. Manchmal hat es große Thrust-Links, manchmal kleine. Es gibt ja viele verschiedene Varianten. Die Thrust-Links sind aber eigentlich nur voluminös, das ist recht dünnwandiges Material, ich vermute Titan. Das sieht erstmal nach mehr aus, als es ist.