Cockpitsysteme: Was passiert, wenn

[Lufthansapilot]

Hallo zusammen!

 

Schon vor geraumer Zeit entstand bei mir der Wunsch, einmal etwas mehr darüber zu erfahren, was es mit einer Vielzahl von Schaltern in einem Cockpit so auf sich hat, sprich was geschieht, wenn man sie betätigt. Ich denke da nicht an Systeme wie den Autopiloten oder ähnliches, sondern eher an den Bereich Overhead Panel.

Nehmen wir als Beispiel einmal die APU: Für was brauche ich denn genau die APU, was passiert da genau, wenn ich sie einschalte? Strom liefert mir doch auch die Batterie?

Oder APU Bleed Air/ Engine Bleed: Was wird mit dem Umlegen dieser Schalter in die Wege geleitet?

 

Ein weiterer Grund, warum ich dieses Posting hier mache ist, dass ich jedes Mal feststellen muss, dass ich bei so komplexen Flugzeugen wie der pmdg oder auch des PSS Airbus die Checklisten abarbeite (ich beginne immer mit Cold and Dark Cockpit), diese als unentbehrliches Hilfsmittel benutze um mein Flugzeug startklar zu bekommen, aber im Endeffekt garnicht weiß, was ich da eigentlich mache und wieso.

 

Jetzt habe ich mir gedacht, dass das auch noch andere Simmer hier interessieren könnte und man vielleicht adäquate Informationen (die man hier nahezu immer von den kompetenten fachkundigen Kollegen dieser Luftfahrtgemeinde erhalten hat ;) )

zu diesem Thema zusammentragen könnte.

 

Ich bedanke mich schonmal, in der Hoffnung, dass dieser kleine Aufruf Anklang findet! :)

[Gast StuKa]

Hallo Eric

 

die APU liefert nicht nur Power, sondern versorgt die Klimaanlage (Bleed Air) und liefert Luft zum Starten der Triebwerke(Engine Bleed). Zudem ist die Batterie ziemlich schnell entladen und liefert nicht  genügend Leistung für alle Systeme.

 

Gruß

 

Dennis

 

 

edit wegen Rechtschreibfehlern

 

[DNovet]

Sali Eric!

 

Vielleicht ein wenig ungenau oder breit gefasst, deine Frage... ;)

 

Dennis hat es schon geschrieben, wie es sich mit dem Strom verhält. Ich empfehle zur weiteren Veranschaulichung den Vergleich zum Auto mit Standheizung. Du kannst die STandheizung schon auch ab reiner Batterie betreiben, aber früher oder später ist die leer... Deshalb hast du den Alternator, welcher Strom liefert, mit dem du erstens die Batterie wieder laden kannst (und damit den Strom wieder da rein bringst, welcher du zum starten benötigst) und zweitens Parallel dazu auch die elektrischen Verbraucher speisen kannst.

Nur musst du dir bewusst sein, in einem Flieger hats "ein paar" Systeme, die durchaus mehr Saft benötigen, wie eine Standheizung...

Konkretes Beispiel Embraer145 (sämtliche Systeme auf 28VDC), wenn du da am Boden die drei Öfen im Galley plus die Scheibenheizung einschaltest, verbratest du locker gerne mal um die 450A... Die Batterie (man schlage mich tot, wenns nicht genau stimmt, es geht ja aber um die Grössenordnung...) hat aber lediglich eine Kapazität von zweimal 13V/40Ah, wenn du also die als Stromquelle benutzt, hält die dir keine fünf Minuten durch...

 

Was GENAU passiert, wenn du die APU einschaltest, ist vielleicht ein wenig zu extensiv, um es hier detailiert wieder zu geben, zusätzlich variiert dies auch von Fliegertyp zu Fliegertyp.

Vereinfacht wird dafür gesorgt, dass fuel zur APU gelangt (boost pump und shut-off-valve), dass Strom zum Steuergerät des APU's kommt und dieses dann einen APU-Start initiiert. Sobald das Signal "ready-to-load" (erfolgreicher Start, APU ist bereit um belastet zu werden) gesendet wird, können dann Verbraucher manuell oder automatisch (falls zB vorselektiert) eingeschaltet werden (Generator, Bleed).

In den meisten Fällen ist der APU Generator 115VAC und liefert dir damit Wechselstrom, welcher die meisten Verbraucher benötigen (Avionik, Lichter, Scheibenheizungen, Öfen, usw) und damit auch nicht von der Batterie gespiesen werden können.

 

Mit dem Bleed Schaltern öffnest du das jeweilige Bleed-Valve und versorgst damit das Bleed-System mit Druck- und Temperatur-regulierter Druckluft, je nach Selektion ab Triebwerk oder APU. Damit können dann weitere Verbraucher betrieben werden, welche in den meisten Fällen durch Air-Conditioning, Engine-Starter und Anti-Ice vertreten sind. Auch hier variiert die Zahl und Möglichkeit der verschiedenen Verbraucher je nach Fliegertyp.

 

Södele, ich hoffe, dir fürs erste einen kleinen Einblick gegeben zu haben, Eric.

 

Auch ein heisser Tip: Suchfunktion! Hier im Technik-Corner sowie auch vereinzelt im Captain-Corner wurden schon viele technische Dinge abgehandelt und erklärt, eine Sucher ergibt meist mehrere Treffer.. Viel Spass beim Surfen!

 

Gruss vom Dani, der sich doch mal am liebsten einen Flieger zu Demonstrationszwecken ausleihen würde... ;)

[Gast StuKa]

Wäre keine Schlechte Idee, so ein reales Anschauungsmodell, wobei ich beim Thema APU ja den Avro favorisieren würde !

Oder gibt es sonst noch einen Flieger mit fünf APU's ? :007: :007: :007:

 

Bis dann

 

Dennis

[qowiboy]

Hallo zusammen

 

das mit Bleed -air, bitte korrigiert mich wenn ich's falsch verstanden habe:

 

damit beim Triebwerkstart durch den ins umdrehen versetzen der Turbinenschaufeln entstehenden Luftstroms von Anfang an schön fliessend zu machen (einen Stall zu verhindern) wird eine Klappe hinter der Brennkammer geöffnet, durch das die Luft rascher abweicht und so das Triebwerk "flüssig" anlaufen lässt? ist jetzt das die Bleed-Air? oder was ist das sonst? habe mal bei einem Heli-Triebwerk so eine klappe gesehen, die man also auf-und zu macht, so auf mittlerer Höhe der gesamt Turbinenlänge.

 

oder bläst die Bleed-Air sozusagen von "vorne" der Brennkammer Luft in das Triebwerk? oder ist das System gar "beidseitig" verkoppelt, also vorne Luft einblasend und hinten ein "Hintertürchen" auf, damit die Luft bei Startphase rascher entweicht?

 

Sorry ob dem unverständniss, ich weiss, manchen wird alles klar sein, doch einfach so lesend ist das manchmal schwer verständlich...

 

Saludos

 

Francis

[Gast StuKa]

Hallo Francis,

 

Engine Bleed Air von der APU gelangt zum Triebwerk (meist in den Hochdruckverdichter) und deren einzige Aufgabe ist es die Rotoren, also die Fanschaufeln auf Touren zu bringen, d.h. auf Anlassdrehzahl um die Kompression in Gange zu bringen, damit sich das Kerosin-Luftgemisch in der Brennkammer zünden kann.

Im Sim merkst du beim Triebwerksstart ein langsames Ansteigen von N1 N2 und N3 bis zu einer gewissen Drehzahl (Anlassdrehzahl), dann kommt die Zündung und die Drehzahlen wachsen stark und schnell an.

Bis zur Anlassdrehzahl ist die APU Zapfluft (Engine Bleed) für die ansteigenden N1/2/3 verantwortlich. Danach erfolgt die erste Zündung und die Verdichterstufen sorgen für eine fortlaufende Verbrennung und das Triebwerk läuft alleine.

 

Gruß

 

Dennis

[DNovet]

Kein Problem, Francis, Fragen kann man immer, solange gemerkt werden kann, dass es um echtes Fachinteresse geht... :)

 

Du vermengst leider ein paar Dinge...

 

Bleed-Air ist übersetzt Triebwerkzapfluft. Diese wird direkt mit Röhren am Kompressor oder Diffusor (kurz vor Brennkammer) abgenommen. Eine bewegende Klappe kann von aussen (bei einem intakten System ;) :D ) nicht gesehen werden, da sonst ja ein Leck vorhanden wäre... ;)

 

Diese Klappe, die du meinst, könnte ein System sein, welches man "start bleed valve" nennen würde.

Mit Ablassen von Kompressorluft sorgt man dafür, dass während dem Startvorgang (also unterhalb der normalen Drehzahlen) der Kompressor weniger load hat (da er eben weniger komprimiert).

Gerade beim starten ist es wichtig, dass das Triebwerk zügig auf Leerlauf gebracht werden kann. Dreht es zu langsam hoch oder stagniert vielleicht sogar, so handelt es sich primär um einen "hung-start" und kann in Beschädigungen durch Überhitzung führen (da kein genügender Luftdurchsatz vorhanden ist, der normalerweise intern für die Kühlung sorgen würde).

Dann gäbe es auch noch eine Art "acceleration bleed valve", welches beim laufenden Triebwerk direkt zur Schubsteuerung benutzt wird

Eine Turbine kann auch für eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit optimiert sein, ebenfalls der Kompressor. Man kann nun also das Triebwerk entweder für grosse Leistungen konzipieren, daraus resultiert dann ein Defizit oder Überschuss von geförderter Luft. Da ein Überschuss leichter eliminiert werden kann als ein Defizit sind viele Triebwerke so abgestimmt, dass das Verhältniss bei vollem Schub passt, im Idle jedoch ein Überschuss besteht. Dieser wird dann über Klappen oder sonstige Klapperatismen ins Cowling, resp in den Mantelstrom, und damit in die Umgebung abgelassen.

Auch kann mit einer Modulierung dieser Ventile (über Automatik wie zB FADEC) ein flinkeres Ansprechen des Triebwerkes erreicht werden. Anstatt einfach nur weniger Treibstoff einzuspritzen (was ein langsameres Rückspulen zur Folge hätte), reduziert man direkt den Druck (und damit erhitzbare Luftmenge) vor der Brennkammer, was zu einer unmitterlbaren Reaktion des Triebwerkes führt.

 

Das dritte meine ich als eine einfachere Startmethode des Triebwerks zu identifizieren können, welche ich von der F-5 her kenne. Da wird die Druckluft direkt auf die Turbinenschaufeln geleitet, welche damit zu rotieren beginnen. Die Luft wird jedoch direkt auf die 1. Turbinenstufe. Allerdings heutzutage eher selten anzutreffen.

 

Ein Startvorgang bei einem heutigen Triebwerk läuft ungefähr folgendermassen ab (Zahlen sind fiktiv):

Die Apu-bleed-air fliesst über ein Windrädchen, welches über ein Getriebe an die Getriebebox des Triebwerk verbunden ist (=Engine-Starter). Die Getriebebox ist ja direkt mit der Hochdruck-Welle verbunden (zB N2), weshalb diese nun zu drehen beginnt. Ab einer gewissen Drehzahl, zB 12%N2 hast du genug Luftdruchsatz um eine anständige Verbrennung zu gewährleisten (jedoch wird durch die Verbrennung noch nicht genügend Saft produziert um das Triebwerk von alleine weiter zu drehen...), weshalb nun spätestens die Zündung aktiviert und Treibstoff eingespritzt wird, was zum "light-off" führt (ansteigen er EGT). Von da an arbeitet der Starter mit der erzeugten Energie aus der Verbrennung zusammen, weshalb der Spin-Up beschleunigt wird. Die Drehzahl steigt an. Mit steigender Drehzahl wird auch mehr Treibstoff eingespritzt, weshalb die EGT weiter steigen wird (mehr Treibstoff = mehr Feuer = mehr Wärme). Ab einer gewissen Drehzahl ist der maximale fuelflow erreicht, jedoch noch nicht die leerlaufdrehzahl (Leerlaufluftdurchsatz), wodurch die EGT den peak erreichen wird und wieder abfällt. Mittlerweile sind wir bei ungefähr 40%N2 angelangt. Bis hierhin hat der Starter immer noch geholfen das Triebwerk zu drehen. Nun erreichen wir aber eine magische Drehzahl, zB 48%N2, wo dank genügendem Luftdurchsatz und Energieerzeugung das Triebwerk sich selbst "am Leben erhalten kann", und dies nennt man den "self sustaining speed", deshalb wird nun der Starter deaktiviert. Und von da an spult dann das Triebwerk von selbst auf die Leerlauf-Drehzahl hoch, zB 52%N2. Et voilà... :)

Und eben irgendwo da drin werden noch die start-bleed-valves geöffnet und später geschlossen, damit das zu Beginn doch noch sehr kleine Flämmchen nicht allzustark gegen den Kompressor krampfen muss und ungehindert durch den Starter unterstützt wachsen kann... ;)

 

Zum Gedanken zwischen Brennkammer und Turbine Luft abzulassen.

Dies seh ich sehr problematisch, da in den meisten Fällen über die Bauteile direkt hinter der Brennkammer ein "Kalt"-Luftfilm aufgebaut wird, welcher aus heisser Kompressorluft besteht (ist zwar schon heiss, so gegen die 300°C dürftens schon sein, aber immer noch kälter als die 1200°C von der Verbrennung... ;) ). Dieser Luftstrom über bewegliche Teile wie Klappen aufrechtzuerhalten ist problematisch...

Da das Volumen AUS der Brennkammer im direkten Verhältniss zum Volumen IN die Brennkammer ist, ist es wesentlich einfacher vor der Brennkammer die Luftmenge zu modulieren als nachher.

 

Grüsschen, Dani, Lord of the Flämmchen... ;)

[qowiboy]

Hallo Dani

 

 

jetzt hat es mich erschlagen... so sehe ich geistig vor meinen Augen das Triebwerk aufdrehend, und die Zusammenhänge sind einiges klarer geworden.... nur etwas verwirrt mich noch-einmal :( :

 

Du schreibts, dass bei ca. 12%N2 (was bedeutet die "2"?) die Zündung aktiviert wird und Treibstoff eingespritzt wird...? was passiert oder macht man dann, wenn man bei 48% den Starterknopf "drückt"? das ist doch dann, wo man im FS die Treibstoffzufuhr einschaltet? also das plötzliche "huiiiiiii", wo die Drehzahl rapide steigt... ja was ist oder passiert dann bei diesen ominösen 12% (oder etwas mehr oder weniger, ist mir klar)? das ist mir nicht ganz klar.

 

Ja, bei dem Heli -Cougar-Triebwerk waren das, jetzt wo Dui es sagst, die Start Bleed Valve, die man ja auch im FS bei z.B. Cit X auch öffnet, oder? oder ist das dort wieder was anderes? Ach ich würde so gerne mal das an einem echten Teil sehen, um die Zusammenhänge zu sehen (bin eher der "visuelle" Lerntyp)... aber gelernt oder klarer ist es mir schon geworden!

 

Merci nochmal vielmal für Deine "Ausführlichungen"

 

Saludos

 

Francis

[Siegfried]

Du schreibts, dass bei ca. 12%N2 (was bedeutet die "2"?)

 

Francis

 

Hallo Francis,

 

Die Nx sind die jeweiligen Drehzahlen der Wellen auf denen die Schaufeln

sitzen.

Bei B737 z.b. ist N1: der Hauptfan vorne und N2 die Kompressorwelle.

 

http://www.austrianaviationart.org/report/rho3/052657.html

 

zeigt einen Enginestart bei der 737.

 

Obige Reihe ist N1

.... rechts läuft das Triebwerk auf Leerlauf: N1=23.5% darunter die

Abgastemperatur: 474 Grad und N2 läuft mit 62,3%

 

Links wird es gerade angelassen:

 

Mit der "Bleedair" wird also jetzt gerade N2 hochgedreht (es sind gerade 22,7 % N2) ...der Hauptrotor dreht sich noch kaum....N1=1,6%

Bei 25% wird der "Fuelcutofflever" den der Cpt. gerade hält nach oben gegeben - sprich: Das Treibstoffventil wird geöffnet und die laufende Zündung zündet das Treibstoff/Luftgemisch und so das Triebwerk zum laufen.

 

Bezüglich des Zeitpunktes wann man dann durch Treibstoffzugabe startet:

zu jedem Triebwerk gibt es entsprechende Vorschriften.

Es werden auch verschiedene Meßwerte überwacht und wenn etwas nicht in seinen Grenzwerten läuft gibt es entsprechende Störmeldungen.

 

Es gibt auch Vorschriften, unter welchen Bedingungen ein Startversuch wiederholt werden darf und natürlich wie.

 

Außerdem ist es nicht so, dass die Bleedair ausreichen würde um sagen wir mal mehr als 35% N2 zu erreichen. Es ist eher so (bei B737) dass es schon ein Weilchen dauert, bis N2 25% erreicht hat.

(Umgekehrt aber reicht ab 250knt IAS das "Windmilling" dass man das Triebwerk starten kann)

 

 

Das alles braucht jedenfalls eine Menge Pressluft....entsprechend groß sind die Schläuche und Kompressoren wenn man keine APU Bleed hat sondern "Groundair" braucht:

 

Hier zb. der Schlauch dazu :

http://www.luftfahrt.net/galerie/showpix.php?id=7652

 

und dahinter steht ein recht großes Kompressorauto...das ziemlich viel Gas gibt, wenn man eine Enginge starten will.

[DNovet]

Sali Siegfried!

Besten Dank für die Ausführungen!

Allerdings ist mir ein Lapsus passiert und ich möchte Gerüchte aufklären:

Wie du unten bei deinem post erkennen kannst, steht dort, dass ich dir den post editiert hätte... Das ist jedoch nicht so, sondern ich bin halt eben anscheinend heute Morgen noch nimmer so fit und klickte in guter alter Manier unten rechts auf das linke der beiden Symbole um einen neuen post zu schreiben. Um die "Fehlfunktion" zu verifizieren hab ich dann den Prozess weitergeführt, jedoch in keinster Weise was an deinem post geändert.

 

Francis:

Hab ich jetzt vielleicht was im CX-manual verpasst? Start-bleed manuell öffnen? Bei ungefähr 48%? :confused: Ein Start-bleed valve wird meistens entweder durch die Elektronik selbst (FADEC) oder pneumatisch geöffnet oder geschlossen, ein manueller Eingriff (ausser ein mechanischer Murks am Triebwerk selbst... ;) ) ist nicht möglich... Ich hab die Zahlen der CX nicht grad im Kopf, 48% tönt mir aber eher nach einer Drehzahl, wo man die Bleed öffnen kann (um damit dann die packs zu betreiben).

Bei (in meinem Beispiel) 48%N2 tust du gar nix, sondern das System tut von selbst den Starter deaktivieren. Bei 12% tust du (wenns nicht automatisiert ist) das Betätigungselement für den Treibstoff betätigen (In der CX wäre das wenn die "IGN ON"message kommt der Throttle-Lever von Off auf Idle).

 

Södele, ein wenig klarer? :)

 

Gruss vom Dani, der wohl mal mit seinem Chef wegen Besuchern reden muss... ;)

[qowiboy]

Merci Dani und Siegfried, jetzt isches klar

 

..klar...klar...klar (?, ??, ???) nun, zumindest für dieses Mal werde ich wieder stillsein, aber wie gesagt, ein Anschauungsmodell wäre mir sympathischer. (Gibts irgendwo eine Cit X, oder G-IV/V die man besichtigen kann? ;) )

 

@Eric, sorry wege Deines "Themenmissbrauchs", hoffe aber auch dass es für Dich klarer geworden ist.

 

@Dani, darf man jetzt Themen editieren, bzw. ...aaah jetzt habe ich gesehen, Du-sein-Moderator-Du-können! :D

 

Saludos

 

Francis

[HeinzS]

Hallo Franis,

 

falls es erstmal ein paar Bilder sein dürfen schau mal hier rein: http://www.flightforum.ch/forum/showthread.php?t=25198&highlight=Triebwerk

[Lufthansapilot]

Hi!

 

Ich freue mich sehr über eure rege Beteiligung und die sehr ausführlichen Antworten. Es stört mich auch keineswegs (@Francis), dass man hier manchmal ein wenig von dem ursprünglichen Thema abschweift und als Missbrauch dessen seh ich das ganz und garnicht ;)

Ganz im Gegenteil, gerade das war ja meine Idee. Nämlich nicht einfach mal das Thema abhandeln und die Sache hat sich, sondern auch Dinge, die damit zusammenhängen erklären und so wiederum in neue Themenbereiche vordringen.

Gefällt mir sehr gut, nur weiter so! :)

[Reto Zimmerli]

Ein Anschauungsmodell habe ich nicht,

kann euch aber einen Besuch in der SR Technics organisieren.

 

Dann können wir ein Triebwerk und natürlich auch Flieger anfassen und bestaunen, und ich kann euch gerne eure Fragen beantworten. (So gut ich's selber weiss). Kurse und Schule ist ja gut, aber man verlernt auch einiges wieder.

 

Aber ich denke wenn man es zum anfassen hat ist vieles logischer.

 

Was meint Ihr dazu ??

[Micky Miranda]

Ein Anschauungsmodell habe ich nicht,

kann euch aber einen Besuch in der SR Technics organisieren.[...]Aber ich denke wenn man es zum anfassen hat ist vieles logischer.

 

Was meint Ihr dazu ??

Jaaaa!!!

büdde, büdde, büdde :D ;) :008:

 

Gruess Jimmy, hochinteressiert

[DNovet]

Hey Reto,

 

Das wäre Top!

Ich habe bei unserem Chef nachgefragt, wie's denn so mit einem "Besucher-Badge" für mich aussähe (damit ich eben mehrere Personen in den Flughafen nehmen kann), und die Antwort war diese, dass Unique will, dass wir die paar Badge's, die wir haben, noch weiter reduzieren... Sprich bis auf weiteres kann ich meine Idee von wegen Führungen gleich in den Auspuff eines Triebwerkes schmeissen... :002:

 

Aber wenn du natürlich 7 Leute rein nehmen kannst, so könnten wir das vielleicht koordinieren und wenn von uns ein Flieger im Hangar steht, können wir den fast auseinander nehmen und von A bis Z dokumentieren, diskutieren und erklären :008: ... :)

Und wenn keiner da drin steht, könnte man vielleicht einen, der nur dum rumsteht kurz rein tun... ;)

 

Gruss vom Dani, der wieder ein wenig Hoffnung sieht... :)

[qowiboy]

büdde, büdde, büdde :D ;) :008:

büdde, büdde, büdde :D ;) :008:!!!

[Reto Zimmerli]

Morgen zusammen,

 

gehe am Freitag für 2 Wochen in die Ferien, bin dann ab 18 September wieder hier. Danach könnten wir mal einen Besuch organisieren.

 

Also, wer mal Lust hat die SR Technics zu besichtigen soll mir doch mailen (PN oder E-Mail egal).

 

Und Dani, Dich nehmen wir doch auch gleich mit ein bisschen Spionage ist immer gut oder ???!!! :007: :007: :007:

 

Ich bin halt an der Quelle für riesen Vögel, aber falls wir Glück haben steht auch etwas kleines von Dani in der Werft, wir werden sehen.

 

Also, meldet euch.