Wie versorgen Segelflugzeuge und kleine Sportmaschinen den Funk sowie deren Avionik-Systeme?
Sie besitzen ein einfaches, batteriebetriebens Gleichstromnetz.
Wie versorgen Verkehrsflugzeuge den Funk, ECS sowie deren Avionik-Systeme?
Verfügen i. d. R. über drei Systeme zur Energieversorgung:
Hydraulik, für hohe Stellkräfte (z. B. Fahrwerk, Steuerflächen)
Elektrik (z. B. Avionik und Kabinensysteme)
Zapfluft (z. B. Bedruckung und Klimatisierung der Kabine)
Welchem ATA Chapter wird die Hydraulik zugeordnet?
ATA 29
Welchem ATA Chapter wird die Elektrik zugeordnet?
ATA 24
Welchem ATA Chapter wird die Pneumatikzugeordnet?
ATA 36
Welche Aufgaben hat das Hydrauliksystem?
Stellantriebe der Primärsteuerung versorgen.
Stellantriebe der Sekundärsteuerung
Triebwerkssysteme (Blattverstellung, Umkehrschub)
Fahrwerkssysteme (Bugradlenkung, Radbremsenanlage, Fahrwerksbetätigung)
Stellzylinder für einfache Betätigungen (Türen, Treppen, Frachttore)
Hydraulikmotoren zum Antrieb von Notgeneratoren
Welche Vorteile haben Hydrauliksysteme gegenüber elektrischen Aktuatoren? (Nenne 4 Vorteile)
Hohe Kraftdichte (3000-8000 psi / 209 - 552 bar)
Geringes Leistungsgewicht (E-Motor/Hydraulik: 14/1)
Gutes Zeitverhalten
Geringer Raumbedarf
Lineare Bewegung einfach zu erzeugen
Günstige Wärmeabfuhr
Gute Steuerbarkeit/Regelbarkeit
Einfache Energieübertragung
Welche Nachteile haben Hydrauliksysteme gegenüber elektrischen Aktuatoren? (Nenne 4 Nachteile)
Hohe Herstellungsgenauigkeiten
Relativ hohe Verluste
Schmutzempfindlichkeit
Gefahr von Leckage und Leitungsbruch
Dichtungsprobleme
Relativ geringe Federsteifigkeit der Ölsäule
Temperaturabhängige Systemeigenschaften
Gifigtkeit der meisten Hydraulikflüssigkeiten
Welche Verhältnis haben leistungsgleiche Hydraulikmotoren gegenüber Elektromotoren hinsichtlich der Größe, Gewicht sowie Massenträgheit?
Gewicht 12:1
Größe 16:1
Massenträgheit 50:1
Zähle alle Komponenten auf, die zu einem Hydrauliksystem gehören.
Vorratsbehälter (Reservoir)
Pumpen
Akkumulator
Aktuatoren (Arbeitsanlagen)
Wie werden die Pumpen eines Hydrauliksystems unterschieden?
konst. Volumenstrom: Zahnradpumpen
variabler Volumenstrom: Axialkolbenpumpe
Wie werden die Steller und Akuatoren eines Hydrauliksystems unterschieden?
Können als Aktuator sowie als Servo eingesetzt werden:
Translatorische Stellbewegung: Differentialzylinder
Rotatorische Stellbeweung: Gleiches Prinzip wie Pumpen
Wie werden die Hydraulikflüssigkeiten eines Hydrauliksystems unterschieden?
Mineralöle
Schwer entflammbare Öle
biologisch abbaubare Flüssigkeiten
Welche Aufgaben habe Hydraulikflüssigkeiten?
Druckübertragung
Schmierung der Gleitflächen
Abfuhr der örtlichen Wärme
Korrosionsschutz
Welche Anfoderungen werden an Hydraulikflüssigkeiten gestellt?
Geringe Abhänigkeit der Viskosität von Druck und Temperatur
Niedrigker Stockpunkt
Hoher Flammpunkt
Gutes Verschleißschutzvermögen
Gutes Luft- und Wasserabscheidevermögen sowie geringe Schaumneigung
Chemische Stabilität, hohe Alterungsbeständigkeit
Geringe Dichte und Viskosität
Welche Hydraulikflüssigkeit kommt am häufigsten in der zivilen Luftfahrt zum Einsatz? Nenne je 2 Vor- und Nachteile dieser Flüssigkeit
HFD-Flüssigkeiten.
Vorteile:
großer Temperaturbereich
Schwer entflammbar
Nachteile:
giftig
viele Dichtungsstoffe werden angegriffen
hohe Dichte teilweise problematisch bei Pumpen
Wie viele Zahnräder fördern bei der (Außen-) Zahnradpumpe (Fixed Displacement Pumps = FDP) die Flüssigkeit?
2
Bezeichne die Komponenten der FDP (Fixed Displacement Pump)
Bezeichne die Komponenten der VDP (Variable Displacement Pump)
Welche Arten von Aktuatoren existieren?
Differentialzylinder
Gleichgangzylinder / Gleichlaufzylinder
Gleiches Ein- & Augsgangsvolumen, gleiche Kraft in beide Richtungen
Welchen Vorteil haben Servo-Systeme gegenüber reinen Hydrauliksystemen?
Flugzeugkomponete trotz Ausfall der Hydraulik funktionsfähig
Direktes Feedback bezüglich der benötigten Stellkräfte
Welches Aktuator-System wird heute verstärkt eingesetzt und was wird in Zukunft noch kommen?
Elektro-hydraulischer Aktuator (EHA)
Pumpe elektrisch angetrieben
Steuerung und Regelung erfolgt elektrisch
Feedback direkt möglich
Nächste Stufe: Elektro-mechanische Aktuatoren (EMA)
Verzicht auf Hydraulik (s. B 787 Spoiler)
Welche Einlüsse sind Problematisch für die Hydraulikreservoirs?
Welche Lösungen gibt es dafür?
Druckunterschiede -> Bedruckung der Reservoirs durch Druckluft
starke Beschleunigungen -> Horizonalte Bleche im Tank
Was sind die Aufgaben des Akkumulators im Hydrauliksystem?
Abfangen von Lastspitzen über kurze Zeitspannen
Notversorgung bei Ausfall einer Pumpe bis Backup-System aktiv ist
Dämpfung von Druckimpulsen bei Ein und Ausschalten von Arbeitsanlagen
Beschreibe die Komponenten des Akkumulator
Beschreibe die unterschiedlichen Komponenten des Filters:
Welche Filtersysteme werden im Hydrauliksystem eingesetzt?
Mikronfilter
Papierelement zum Abfangen von Partikeln
Offenporiger Sintermetallfilter
Magnetfilter
Filtern metallische Partikel aus der Hydrualikflüssigkeit
Was passiert wenn der Filter verstopft ist?
Die Systeme besitzen ein Bypass-Ventil.
Welche Funktion hat eine Power-Transfer-Unit (PTU)?
Bei Ausfall eines Hydraulikkreises kann die PTU Energie zwischen zwei Systemen übertragen.
Systeme besitzen getrennte Ölkreise
Energieaustausch in beide Richtungen möglich
Wie viele unabhängige Hydrauliksystem haben zivile Luftfahrzeuge in der Regel?
3 unabhängige Systeme:
Blau
Grün
Gelb
Jede Analage kann min. von zwei Systemen versorgt werden
Wo werden normalerweise die Hydrauliksysteme positioniert und warum?
Zur Wartung der Systeme müssen diesen gut zugänglich sein
Diese finden sich meist im Belly-Fairings
Welche Schritte beinhaltet die Standardwartung der Hydrauliksysteme?
Nachfülllen der Hydraulikflüssigkeit
Probenahme von Hydraulikflüssigkeit
Überprüfungauf ußere und innere Undichtigkeiten
Überprüfung der Filter und Austausch bei zu starker Verschmutzung
Wie können äußere Undichtigkeiten erkannt werden?
Durch austretende Hydraulikflüssigkeit
Wie können innere Undichtigkeiten erkannt werden?
Leak test system einsetzten
Lecks durch defekte Dichtungen in Aktuatoren
führt zu Flüssigkeitsaustausch zwischen den Druckkammern (zusätzlicher Massenstrom
erkennen durch:
Bedruckung des Systems & Messen des Massenstroms
-> erhöhter Massenstrom kann Leck sein
Welche Probleme können bei Reservoirs auftreten und welche Lösungen gibt es dafür?
Zu wenig Hydrauliköl im System durch Änderung des Luftdrucks
Aufschäumen, Verdampfen und Kaviation
Schwappen der Flüssigkeit durch zu große Beschleunigungen->nicht genug Flüssigkeit im System verfügbar
Lösungen:
Bedrucken des Systems auf 50psi (3.4 bar) mit Zapfluft
Horizontale Bleche im Reservoir verhindern Schwappen
Wie kann ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit bedruckt werden?
Bedruckung mit Zapfluft
Selbstbedruckung mit Hydraulikdruck -> Bootstrap-Prinzip
Mechanische Bedruckung mittels Feder
Was ist der Unterschied zwischen einem Akkumulator und einem Reservoir?
Akkumulator: Energiespeicher
Reservoir: Flüssigkeitsspeicher
Mit welchem Druck muss der Akkumulator bedruckt sein?
Mit dem Arbeitsdruck des Hydrauliksystems
Welche Aufgaben hat ein Akkumulator?
Abfangen von Lastspitzen
Notversorgung bei Ausfall einer Pumpe, bis das Backup-System eingreift
Dämpfung von Druckimpulsen bei Ein- und Ausschalten
Warum werden Filter im Hydrauliksystem eingesetzt?
Um die Kontamination mit Fremdstoffen zu reduzieren und den Verschleiß der Komponenten zu minimieren.
Wo werden die Filter im Hydrauliksystem eingesetzt?
In den Hochdruck- und Rücklaufleitungen
Welche Filtersysteme werden in Hydrauliksystemen eingesetzt?
Enthalten ein Papierelemen, welches Partikel beim Druchfluss auffängt
Offenporige Sintermetallfilter
Filtern metallische Partikel
Was passiert, wenn die Filter verstopft ist?
Um eine Funktionsunfähigkeit des Hydrauliksystems zu vermeiden, existiert ein Bypassventil.
Wie kann weiterhin ein Hydrauliksystem versorgt werden, wenn die Bedruckung des Systems ausgefallen ist?
Durch die Power Transfer Unit (PTU) kann Energie zwischen zwei Hydrauliksystemen übertragen werden. Die Ölkreisläufe bleiben getrennt und der Austausch ist in beide Richtungen möglich.
Welche Besonderheit hat die Systemarchitektur des A380?
Er hat anstatt 3 nur 2 Hydrauliksysteme und ein elektrisches System als Backup.
Anstatt 3000psi beträgt der Hydraulikdruck 5000psi um kleinere Rohrleitungen zu verwenden.
-> Masseneinsparung von 1200kg.
Welche Besonderheit hat die Systemarchitektur der B747-400?
Sie besitzt aufgrund der Redundanzforderungen 4 unabhängige Hydrauliksysteme und jeweils 2 verschiedene Pumpensysteme (EDP und ADP)
Welche Parameter werden bei der Auslegung eines Hydrauliksystems bestimmt?
Druckniveau
Fläche des Kolbens und Kolbenhub
Stellgeschwindigkeit
max. Fluidfluss
Rohrdurchmesser
Was sind Vorteile eines kleineren Rohrdurchmessers?
Für den min. Rohrdruchm. gibt es Abschätzungsformeln
Geringere Masse
Geringere Reibungungsverluste
Kl. Druckdifferenzen am Verbraucher
Geringere benötigte Kolbenfläche
->Geringere Aktuatorgewichte
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