Hubschrauber: Kraftstoffsysteme

Das Kraftstoffsystem in einem Hubschrauber besteht aus zwei Komponenten: Versorgung und Steuerung.

Kraftstoffversorgungssystem

Das Versorgungssystem besteht aus einem oder mehreren Kraftstofftanks, Kraftstoffmengenmessern, einem Absperrventil, einem Kraftstofffilter, einer Kraftstoffleitung zum Motor und ggf. einem Primer und Kraftstoffpumpen. Die Kraftstofftanks werden normalerweise so nahe wie möglich am Schwerpunkt an der Flugzeugzelle montiert. Auf diese Weise gibt es beim Abbrennen des Kraftstoffs eine vernachlässigbare Auswirkung auf den Schwerpunkt. Ein Ablassventil am Boden des Kraftstofftanks ermöglicht es dem Piloten, Wasser und Sedimente, die sich möglicherweise im Tank angesammelt haben, abzulassen. Eine Kraftstoffentlüftung verhindert die Bildung eines Vakuums im Tank, und ein Überlaufablass ermöglicht die Ausdehnung des Kraftstoffs, ohne den Tank zu beschädigen.

Der Kraftstoff fließt vom Kraftstofftank durch ein Absperrventil, das im Notfall oder Brandfall eine Möglichkeit bietet, den Kraftstofffluss zum Motor vollständig zu stoppen. Das Absperrventil bleibt für alle normalen Vorgänge in der offenen Position.

Die meisten Kraftstoffsysteme ohne Schwerkraftzufuhr enthalten sowohl eine elektrische Pumpe als auch eine mechanische motorbetriebene Pumpe. Die elektrische Pumpe wird verwendet, um einen positiven Kraftstoffdruck zur Motorpumpe aufrechtzuerhalten, und kann auch als Backup im Falle eines Ausfalls der mechanischen Pumpe dienen. Die elektrische Pumpe wird über einen Schalter im Cockpit gesteuert. Die motorbetriebene Pumpe ist die Primärpumpe, die den Motor mit Kraftstoff versorgt und immer dann arbeitet, wenn der Motor läuft. Ein Kraftstofffilter entfernt Feuchtigkeit und andere Ablagerungen aus dem Kraftstoff, bevor er den Motor erreicht. Diese Verunreinigungen sind normalerweise schwerer als Kraftstoff und setzen sich am Boden des Kraftstofffiltersumpfs ab, wo sie vom Piloten abgelassen werden können.

Einige Kraftstoffsysteme enthalten eine kleine handbetriebene Pumpe, die Primer genannt wird. Ein Primer ermöglicht, dass Kraftstoff vor dem Motorstart direkt in die Einlassöffnung der Zylinder gepumpt wird. Die Grundierung ist bei kaltem Wetter nützlich, wenn der Kraftstoff im Vergaser schwer zu verdampfen ist.

Eine Kraftstoffmengenanzeige auf der Instrumententafel des Piloten zeigt die Kraftstoffmenge an, die von einer Sensoreinheit im Tank gemessen wird. Die meisten Tankanzeigen zeigen Gallonen oder Pfund an und müssen nur im leeren Zustand genau sein.

Es ist erwähnenswert, dass gemäß Titel 14 des Code of Federal Regulations (14 CFR), Abschnitt 27.1337(b)(1), Kraftstoffmengenanzeiger „so kalibriert werden müssen, dass sie während des Horizontalflugs „Null“ anzeigen, wenn die verbleibende Kraftstoffmenge angezeigt wird im Tank ist gleich dem unbrauchbaren Kraftstoffvorrat.“ Daher ist es von größter Bedeutung, dass der Pilot oder Betreiber ein genaues Mittel zur Überprüfung von Teil- oder Vollkraftstoffbeladungen bestimmt. Es ist immer eine gute Angewohnheit, wenn möglich, den Treibstoff an Bord vor dem Flug visuell zu überprüfen und festzustellen, ob ausreichend Treibstoff für die Dauer des Fluges vorhanden ist.

Darüber hinaus verlangt 14 CFR Abschnitt 27.1305(l)(1), dass neuere Hubschrauber über Warnsysteme verfügen, „die der Flugbesatzung eine Warnung geben, wenn ungefähr 10 Minuten nutzbarer Kraftstoff im Tank verbleiben“. Es ist Vorsicht geboten, um unnötige oder unberechenbare Manöver zu vermeiden, die zu einer Unterbrechung des Kraftstoffflusses zum Motor führen könnten. Obwohl diese Systeme kalibriert werden müssen, gehen Sie niemals davon aus, dass die gesamte Menge verfügbar ist. Viele Piloten haben ihr Ziel aufgrund schlechter Treibstoffplanung oder fehlerhafter Treibstoffanzeigen nicht erreicht.

Motorkraftstoff-Steuersystem 

Unabhängig von der Vorrichtung verwenden sowohl der Hubkolbenmotor als auch der Turbinenmotor die Zündung und Verbrennung des Kraftstoff/Luft-Gemisches, um die Quelle ihrer Energie bereitzustellen. Motorkraftstoffsteuersysteme verwenden mehrere Komponenten, um die richtige Kraftstoffmenge zu dosieren, die notwendig ist, um die erforderliche Leistungsmenge zu erzeugen. Das Kraftstoffsteuersystem kombiniert zusammen mit den Luftansaugkomponenten die richtige Menge an Kraftstoff und Luft, die in der Brennkammer gezündet werden soll.

Vergaser Eis

Die Wirkung der Kraftstoffverdampfung und/oder ein Abfall des Luftdrucks im Venturi verursacht einen schnellen Abfall der Lufttemperatur im Vergaser. Wenn die Luft feucht ist, kann der Wasserdampf in der Luft kondensieren und Eis im Vergaser bilden. Wenn sich Eis im Vergaser bilden kann, ist ein Motorausfall eine sehr reale Möglichkeit und die Möglichkeit, den Motor neu zu starten, wird stark eingeschränkt. Vergaservereisung kann in jeder Flugphase auftreten, ist aber besonders gefährlich, wenn Sie mit reduzierter Leistung arbeiten, z. B. während eines Sinkflugs. Sie werden es während des Abstiegs möglicherweise nicht bemerken, bis Sie versuchen, Kraft hinzuzufügen. Anzeichen für eine Vereisung des Vergasers sind eine Abnahme der Motordrehzahl oder des Ladedrucks, die Vergaserlufttemperaturanzeige, die eine Temperatur außerhalb des sicheren Betriebsbereichs anzeigt, und Motorrauhigkeit.  

Da es aus verschiedenen Gründen zu Änderungen der Drehzahl oder des Ladedrucks kommen kann, überprüfen Sie bei möglichen Vereisungsbedingungen des Vergasers die Lufttemperaturanzeige des Vergasers genau. Vergaserlufttemperaturanzeigen sind mit einem gelben Warnbogen oder grünen Betriebsbögen gekennzeichnet. In den meisten Fällen ist es am besten, die Nadel außerhalb des gelben Bogens oder im grünen Bogen zu halten. Dies wird durch die Verwendung eines Vergaserheizsystems erreicht, das das Eis beseitigt, indem Luft über eine Wärmequelle, wie z. B. einen Auspuffkrümmer, geleitet wird, bevor sie in den Vergaser eintritt. 

Kraftstoffeinspritzung

In einem Kraftstoffeinspritzsystem werden Kraftstoff und Luft an der Kraftstoffsteuereinheit zugemessen, aber nicht gemischt. Der Kraftstoff wird direkt in die Einlassöffnung des Zylinders eingespritzt, wo er kurz vor dem Eintritt in den Zylinder mit der Luft vermischt wird. Dieses System sorgt für eine gleichmäßigere Kraftstoffverteilung zwischen den Zylindern und eine bessere Verdampfung, was wiederum eine effizientere Nutzung des Kraftstoffs fördert. Außerdem eliminiert das Kraftstoffeinspritzsystem das Problem der Vereisung des Vergasers und die Notwendigkeit eines Vergaserheizsystems.