Entlüftungssysteme
Die Temperaturen in großen Höhen, in denen Flugzeuge operieren, können deutlich unter 0 °F liegen. In Kombination mit den saisonal kalten Temperaturen ist das Heizen der Kabine mehr als nur ein Luxus. Unter Druck stehende Flugzeuge, die Air-Cycle-Klimaanlagensysteme verwenden, mischen Zapfluft mit kalter Luft, die von der Expansionsturbine der Air-Cycle-Maschine erzeugt wird, um warme Luft für die Kabine zu erhalten. Dies wird in dem Abschnitt besprochen, der sich in diesem Kapitel mit der Luftkreislauf-Klimaanlage befasst. Flugzeuge, die nicht mit einer Luftkreislauf-Klimaanlage ausgestattet sind, können durch eine von wenigen möglichen Methoden beheizt werden.
Einige Flugzeuge mit Turbinenantrieb, die nicht mit Luftkreislaufsystemen ausgestattet sind, verwenden immer noch Triebwerkskompressor-Zapfluft, um die Kabine zu heizen. Es gibt verschiedene Anordnungen. Die Zapfluft wird mit Umgebungsluft oder Kabinenrückluft gemischt und über Leitungen im gesamten Flugzeug verteilt. Das Mischen von Luft kann auf verschiedene Weise erfolgen. Mischluftventile, Strömungssteuerventile, Absperrventile und andere verschiedene Steuerventile werden durch Schalter im Cockpit gesteuert. Ein Zapfluftheizsystem von STC verwendet Mini-Ejektoren in Hubschrauberkabinen, um Zapfluft mit Kabinenluft zu kombinieren. Alle diese Abzapfluftheizsysteme sind einfach und funktionieren gut, solange die Ventile, Leitungen und Steuerungen in betriebsfähigem Zustand sind.
Elektrische Heizsysteme
Gelegentlich wird eine elektrische Heizvorrichtung verwendet, um das Flugzeug zu heizen. Strom, der durch ein Heizelement fließt, erwärmt das Element. Zur Übertragung der Wärme wird ein Ventilator verwendet, der Luft über die Elemente und in die Kabine bläst. Andere Boden- oder Seitenwandelemente strahlen einfach Wärme ab, um die Kabine zu erwärmen.
Elektrische Heizelementheizungen benötigen einen erheblichen Teil der Generatorleistung des Flugzeugs, die besser für den Betrieb anderer elektrischer Geräte vorgesehen ist. Aus diesem Grund sind sie nicht sehr verbreitet. Ihre Verwendung am Boden, wenn sie von einer elektrischen Energiequelle am Boden angetrieben werden, heizt jedoch die Kabine vor, bevor die Passagiere einsteigen, und belastet das elektrische System nicht.
Auspuffverkleidungsheizungen
Die meisten einmotorigen Leichtflugzeuge verwenden Abgasummantelungs-Heizsysteme, um die Kabine zu heizen. Umgebungsluft wird in eine Metallabdeckung oder einen Mantel geleitet, der einen Teil des Abgassystems des Motors umschließt. Die Luft wird durch den Auspuff erwärmt und durch ein Firewall-Heizventil in die Kabine geleitet. Diese einfache Lösung erfordert keine elektrische oder motorische Energie und nutzt Wärme, die sonst verschwendet würde.
Ein Hauptanliegen von Abgasummantelungs-Heizsystemen ist die Möglichkeit, dass Abgase die Kabinenluft kontaminieren könnten. Selbst der kleinste Riss in einem Auspuffkrümmer könnte genug Kohlenmonoxid in die Kabine schicken, um tödlich zu sein. Strenge Inspektionsverfahren sind vorhanden, um diese Gefahr zu minimieren. Bei den meisten wird das Abgassystem mit Luft unter Druck gesetzt, während mit einer Seifenlösung auf Lecks geprüft wird. Einige erfordern, dass der Auspuff entfernt und unter Wasser getaucht wird, um Lecks zu erkennen. Die Häufigkeit der Erkennung von Abgaswärmelecks kann alle 100 Stunden betragen.
Gelegentlich wird die Abgasanlage leicht modifiziert in einer Haubenwärmekonfiguration. An einem Auspufftopf können beispielsweise zahlreiche Schweißbolzen angebracht sein, die die Wärmeübertragung an die Kabinenluft erhöhen. Jeder Schweißpunkt ist ein Ort für ein potenzielles Leck.
Unabhängig von Alter oder Zustand sollten Flugzeuge mit Auspuffverkleidungs-Heizsystemen eine Kohlenmonoxid-Erkennungsvorrichtung im Cockpit enthalten.
Verbrennungsheizungen
Ein Luftfahrzeug-Verbrennungsheizgerät wird in vielen kleinen bis mittelgroßen Luftfahrzeugen verwendet. Es ist eine von den Triebwerken des Flugzeugs unabhängige Wärmequelle, obwohl es Kraftstoff aus dem Hauptkraftstoffsystem des Flugzeugs verwendet. Verbrennungsheizgeräte werden von einigen verschiedenen Unternehmen hergestellt, die die Luftfahrtindustrie beliefern. Die meisten ähneln der folgenden Beschreibung. Die modernsten Geräte haben elektronische Zünd- und Temperaturkontrollschalter.
Verbrennungsheizungen ähneln Abgashaubenheizungen darin, dass Umgebungsluft erwärmt und in die Kabine geleitet wird. Die Wärmequelle ist in diesem Fall eine unabhängige Brennkammer, die sich innerhalb der zylindrischen Außenverkleidung der Heizeinheit befindet. Im luftdichten Innenraum wird die richtige Menge Brennstoff und Luft gezündet. Die Abgase der Verbrennung werden über Bord geleitet. Umgebungsluft wird zwischen die Brennkammer und das äußere Deckband geleitet. Es nimmt die Verbrennungswärme durch Konvektion auf und wird in die Kabine geleitet.
Verbrennungsluftsystem
Die im Verbrennungsprozess verwendete Luft ist Umgebungsluft, die von außerhalb des Flugzeugs oder aus dem Abteil, in dem das Verbrennungsheizgerät montiert ist, angesaugt wird. Ein Gebläse sorgt dafür, dass die richtige Luftmenge und der richtige Druck in die Kammer geleitet werden.
Einige Einheiten verfügen über Regler oder ein Entlastungsventil, um diese Parameter sicherzustellen. Die Verbrennungsluft ist vollständig von der Luft getrennt, die erwärmt und in die Kabine geleitet wird.
Belüftungssystem
Ventilationsluft ist der Name der Luft, die erwärmt und in die Kabine geleitet wird. Typischerweise gelangt es durch einen Staulufteinlass in das Verbrennungsheizgerät. Wenn sich das Flugzeug auf dem Boden befindet, arbeitet ein durch einen Schalter für das Andrücken des Fahrwerks gesteuertes Belüftungsgebläse, um die Luft einzusaugen. Sobald er in der Luft ist, hört der Lüfter auf zu arbeiten, da der Stauluftstrom ausreichend ist. Belüftungsluft strömt zwischen der Verbrennungskammer und der äußeren Ummantelung des Verbrennungsheizgeräts, wo sie erwärmt und in die Kabine geleitet wird.
Kraftstoffsystem
Wie erwähnt, wird Brennstoff für das Verbrennungsheizgerät einem Flugzeugtreibstofftank entnommen. Eine Konstantdruck-Kraftstoffpumpe mit Entlastungsventil zieht den Kraftstoff durch einen Filter. Ein nachgeschaltetes Hauptmagnetventil liefert den Kraftstoff an die Einheit. Das Solenoid wird durch den Kabinenheizungsschalter im Cockpit und drei Sicherheitsschalter am Verbrennungsheizgerät gesteuert. Der erste Sicherheitsschalter ist ein Kanalbegrenzungsschalter, der das Ventil geschlossen hält, falls das Gerät nicht über genügend Belüftungsluftstrom verfügt, um es innerhalb des korrekten Betriebstemperaturbereichs zu halten. Der zweite ist ein Druckschalter, der den Druck vom Verbrennungsluftgebläse erfassen muss, damit sich der Magnet öffnen kann. Kraftstoff wird nur dann in den Brennraum gefördert, wenn dort Luft vorhanden ist, mit der er vermischt werden kann. Schließlich steuert ein Überhitzungsschalter auch das Magnetventil der Hauptkraftstoffzufuhr.
Ein sekundäres Solenoid ist stromabwärts des Solenoids der Hauptkraftstoffzufuhr angeordnet. Es ist Teil einer Kraftstoffsteuereinheit, die auch einen Druckregler und einen zusätzlichen Kraftstofffilter enthält. Das Ventil öffnet und schließt auf Befehl des Verbrennungsheizungsthermostats. Während des normalen Betriebs wird die Heizung durch Öffnen und Schließen dieses Solenoids am Eingang zur Brennkammer ein- und ausgeschaltet. Beim Öffnen strömt Kraftstoff durch eine Düse, die ihn in den Brennraum sprüht.
Zündanlage
Die meisten Verbrennungsheizgeräte haben eine Zündeinheit, die dafür ausgelegt ist, Flugzeugspannung zu empfangen und sie zu erhöhen, um eine Zündkerze zu zünden, die sich in der Brennkammer befindet. Ältere Verbrennungsheizgeräte verwenden Vibrationszündeinheiten. Moderne Geräte haben eine elektronische Zündung. Die Zündung ist kontinuierlich, wenn sie aktiviert ist. Dies geschieht, wenn der Heizungsschalter im Cockpit auf ON steht und das Verbrennungsluftgebläse ausreichend Luftdruck in der Brennkammer aufbaut. Die Verwendung der richtigen Zündkerze für das Verbrennungsheizgerät ist unerlässlich. Überprüfen Sie die genehmigten Daten des Herstellers.
Kontrollen
Die Steuerung des Verbrennungsheizgeräts besteht aus einem Kabinenheizungsschalter und einem Thermostat. Der Kabinenwärmeschalter startet die Kraftstoffpumpe, öffnet das Magnetventil der Hauptkraftstoffversorgung und schaltet das Verbrennungsluftgebläse sowie das Belüftungsgebläse ein, wenn sich das Flugzeug am Boden befindet. Wenn das Brennluftgebläse Druck aufbaut, lässt es das Zündgerät anlaufen. Der Thermostat sendet Strom, um das Magnetventil der Kraftstoffregelung zu öffnen, wenn Wärme benötigt wird. Dadurch wird die Verbrennung in der Einheit ausgelöst und Wärme an die Kabine abgegeben. Wenn die vorgewählte Temperatur erreicht ist, unterbricht der Thermostat die Stromzufuhr zum Kraftstoffregelmagneten und die Verbrennung stoppt. Die Lüftungsluft zirkuliert weiter und transportiert Wärme ab. Wenn das Temperaturniveau unter das vom Thermostat eingestellte Niveau fällt, schaltet sich das Verbrennungsheizgerät wieder ein.
Sicherheitsvorrichtungen
Verschiedene automatische Verbrennungsheizungssteuerungen verhindern den Betrieb der Heizung, wenn gefährliche Bedingungen vorliegen. Wie bereits erwähnt, unterbricht ein Kanalbegrenzungsschalter die Kraftstoffzufuhr zum Heizgerät, wenn nicht genügend Luftstrom vorhanden ist, um den Heizkanal unter einer voreingestellten Temperatur zu halten. Dies wird normalerweise durch einen Mangel an Belüftungsluftstrom verursacht. Ein Überhitzungsschalter, der auf eine höhere Temperatur als der Kanalgrenzschalter eingestellt ist, schützt vor Überhitzung jeglicher Art. Es wurde entwickelt, um die Brennstoffzufuhr zum Verbrennungsheizgerät zu unterbrechen, bevor ein ungewolltes Feuer entsteht. Wenn dieser Schalter aktiviert wird, leuchtet im Cockpit ein Licht auf und die Heizung kann nicht wieder gestartet werden, bis die Wartung die Ursache ermittelt hat. Einige Heizgeräte enthalten einen Schaltkreis, der verhindert, dass Kraftstoff in die Brennkammer gefördert wird, wenn das Zündsystem nicht funktioniert.
Wartung und Inspektion
Die Wartung von Verbrennungsheizgeräten besteht aus Routineaufgaben wie der Reinigung von Filtern, der Überprüfung des Zündkerzenverschleißes und der Sicherstellung, dass die Einlässe nicht verstopft sind. Alle Wartungs- und Inspektionsarbeiten an Verbrennungsheizgeräten müssen gemäß den Anweisungen des Flugzeugherstellers durchgeführt werden. Die Hersteller von Verbrennungsheizgeräten erstellen auch Wartungsrichtlinien, die befolgt werden sollten. Die Intervalle zwischen der Durchführung von Wartungsarbeiten und die Zeit zwischen den Überholungen müssen eingehalten werden, um sicherzustellen, dass ein ordnungsgemäß funktionierendes Heizgerät verfügbar ist, wenn es benötigt wird.
Die Inspektion des Verbrennungsheizgeräts sollte nach dem vom Hersteller angegebenen Zeitplan oder immer dann durchgeführt werden, wenn eine Fehlfunktion vermutet wird. Ein- und Ausgänge sollten frei sein. Alle Bedienelemente sind auf Freigängigkeit und Funktion zu prüfen. Die Verbrennungskammer und/oder die Abdeckung sollten genau auf Anzeichen von Kraftstofflecks oder Rissen untersucht werden. Alle Komponenten sollten sicher sein. Auch eine Funktionsprüfung ist möglich. Befolgen Sie die Inspektionskriterien des Herstellers, um sicherzustellen, dass sich das Verbrennungsheizgerät in einem lufttüchtigen Zustand befindet.
