Hydrauliksysteme für Flugzeuge

Das Wort „Hydraulik“ basiert auf dem griechischen Wort für Wasser und bedeutete ursprünglich die Lehre vom physikalischen Verhalten von Wasser in Ruhe und in Bewegung. Heute hat sich die Bedeutung auf das physikalische Verhalten aller Flüssigkeiten einschließlich der Hydraulikflüssigkeit ausgeweitet. Hydrauliksysteme sind in der Luftfahrt nichts Neues. Frühe Flugzeuge hatten hydraulische Bremssysteme. Als Flugzeuge ausgefeilter wurden, wurden neuere Systeme mit hydraulischer Kraft entwickelt. 

Hydrauliksysteme in Flugzeugen stellen ein Mittel zum Betreiben von Flugzeugkomponenten bereit. Der Betrieb von Fahrwerk, Klappen, Flugsteuerflächen und Bremsen wird weitgehend mit hydraulischen Antriebssystemen bewerkstelligt. Die Komplexität des Hydrauliksystems variiert von kleinen Flugzeugen, die Flüssigkeit nur für den manuellen Betrieb der Radbremsen benötigen, bis zu großen Transportflugzeugen, bei denen die Systeme groß und komplex sind. Um die notwendige Redundanz und Ausfallsicherheit zu erreichen, kann das System aus mehreren Subsystemen bestehen. Jedes Subsystem verfügt über eine Stromerzeugungsvorrichtung (Pumpe), Reservoir, Akkumulator, Wärmetauscher, Filtersystem usw. Der Betriebsdruck des Systems kann von einigen hundert Pfund pro Quadratzoll (psi) in kleinen Flugzeugen und Drehflüglern bis zu 5.000 psi in großen Transportern variieren .

Hydraulische Systeme haben viele Vorteile als Energiequellen zum Betreiben verschiedener Flugzeugeinheiten; Sie vereinen die Vorteile von geringem Gewicht, einfacher Installation, vereinfachter Inspektion und minimalem Wartungsaufwand. Der hydraulische Betrieb ist außerdem zu fast 100 Prozent effizient, mit nur vernachlässigbaren Verlusten durch Flüssigkeitsreibung.

Hydraulikflüssigkeit 

Hydraulikflüssigkeiten dienen in erster Linie zur Übertragung und Verteilung von Kräften auf verschiedene zu betätigende Aggregate. Flüssigkeiten sind dazu in der Lage, weil sie nahezu inkompressibel sind. Das Gesetz von Pascal besagt, dass Druck, der auf einen beliebigen Teil einer eingeschlossenen Flüssigkeit ausgeübt wird, mit unverminderter Intensität auf jeden anderen Teil übertragen wird. Wenn also in einem System mehrere Durchgänge vorhanden sind, kann der Druck mittels der Flüssigkeit durch alle verteilt werden. 

Hersteller von Hydraulikgeräten spezifizieren normalerweise die Art der Flüssigkeit, die für die Verwendung mit ihren Geräten am besten geeignet ist, im Hinblick auf die Arbeitsbedingungen, den erforderlichen Service, die erwarteten Temperaturen innerhalb und außerhalb der Systeme, die Drücke, denen die Flüssigkeit standhalten muss, die Korrosionsmöglichkeiten und andere Bedingungen das muss man bedenken. Wenn Inkompressibilität und Fließfähigkeit die einzigen erforderlichen Eigenschaften wären, könnte jede Flüssigkeit, die nicht zu dickflüssig ist, in einem Hydrauliksystem verwendet werden. Aber eine zufriedenstellende Flüssigkeit für eine bestimmte Installation muss eine Reihe anderer Eigenschaften besitzen. Einige der Eigenschaften und Merkmale, die bei der Auswahl einer zufriedenstellenden Flüssigkeit für ein bestimmtes System berücksichtigt werden müssen, werden in den folgenden Abschnitten erörtert.

Viskosität 

Eine der wichtigsten Eigenschaften jeder Hydraulikflüssigkeit ist ihre Viskosität. Die Viskosität ist der innere Fließwiderstand. Eine Flüssigkeit wie Benzin mit niedriger Viskosität fließt leicht, während eine Flüssigkeit wie Teer mit hoher Viskosität langsam fließt. Die Viskosität steigt mit sinkender Temperatur. Eine zufriedenstellende Flüssigkeit für ein bestimmtes Hydrauliksystem muss ausreichend dick sein, um Pumpen, Ventile und Kolben gut abzudichten, darf aber nicht so dick sein, dass sie dem Durchfluss Widerstand entgegensetzt, was zu Leistungsverlust und höheren Betriebstemperaturen führt. Diese Faktoren tragen zur Belastung und zum übermäßigen Verschleiß der Teile bei. Eine zu dünne Flüssigkeit führt auch zu schnellem Verschleiß von beweglichen oder stark belasteten Teilen. Die zur Messung der Viskosität einer Flüssigkeit verwendeten Instrumente sind als Viskosimeter oder Viskosimeter bekannt. Heutzutage werden verschiedene Arten von Viskosimetern verwendet. Das Saybolt-Viskosimeter misst die Zeit in Sekunden, die erforderlich ist, damit 60 Milliliter der getesteten Flüssigkeit bei 100 °F eine Standardöffnung passieren. Die gemessene Zeit wird verwendet, um die Viskosität der Flüssigkeit in Saybolt Universalsekunden oder Saybolt FUROL Sekunden auszudrücken. 

Chemische Stabilität 

Chemische Stabilität ist eine weitere Eigenschaft, die bei der Auswahl einer Hydraulikflüssigkeit außerordentlich wichtig ist. Es ist die Fähigkeit der Flüssigkeit, Oxidation und Verfall über lange Zeiträume zu widerstehen. Alle Flüssigkeiten neigen unter harten Betriebsbedingungen zu ungünstigen chemischen Veränderungen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine Anlage über einen längeren Zeitraum bei hohen Temperaturen betrieben wird. Überhöhte Temperaturen haben einen großen Einfluss auf die Lebensdauer einer Flüssigkeit. Es ist zu beachten, dass die Temperatur der Flüssigkeit im Vorratsbehälter eines arbeitenden Hydrauliksystems nicht immer einen wahren Betriebszustand darstellt. Lokalisierte heiße Stellen treten an Lagern, Zahnradzähnen oder an der Stelle auf, an der Flüssigkeit unter Druck durch eine kleine Öffnung gedrückt wird. 

Flüssigkeiten mit hoher Viskosität haben eine größere Hitzebeständigkeit als leichte oder niedrigviskose Flüssigkeiten, die aus derselben Quelle stammen. Die durchschnittliche Hydraulikflüssigkeit hat eine niedrige Viskosität. Glücklicherweise steht eine große Auswahl an Flüssigkeiten zur Verfügung, die innerhalb des für Hydraulikflüssigkeiten erforderlichen Viskositätsbereichs verwendet werden können.

Flüssigkeiten können zerfallen, wenn sie Luft, Wasser, Salz oder anderen Verunreinigungen ausgesetzt werden, insbesondere wenn sie in ständiger Bewegung oder Hitze ausgesetzt sind. Einige Metalle wie Zink, Blei, Messing und Kupfer haben eine unerwünschte chemische Reaktion mit bestimmten Flüssigkeiten. Diese chemischen Prozesse führen zur Bildung von Schlamm, Harzen und Kohlenstoff oder anderen Ablagerungen, die Öffnungen verstopfen, dazu führen, dass Ventile und Kolben festsitzen oder undicht werden, und beweglichen Teilen eine schlechte Schmierung verleihen. Sobald sich kleine Mengen Schlamm oder andere Ablagerungen bilden, steigt die Bildungsgeschwindigkeit im Allgemeinen schneller an. Während sie gebildet werden, finden bestimmte Änderungen in den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit statt. Die Flüssigkeit wird normalerweise dunkler, viskoser und es bilden sich Säuren.

Flammpunkt 

Der Flammpunkt ist die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit Dampf in ausreichender Menge abgibt, um sich kurzzeitig zu entzünden oder aufzuflammen, wenn eine Flamme angelegt wird. Ein hoher Flammpunkt ist für Hydraulikflüssigkeiten wünschenswert, da er auf eine gute Verbrennungsbeständigkeit und einen geringen Verdampfungsgrad bei normalen Temperaturen hinweist. 

Feuerpunkt 

Der Brennpunkt ist die Temperatur, bei der ein Stoff Dampf in ausreichender Menge abgibt, um sich zu entzünden und weiter zu brennen, wenn er einem Funken oder einer Flamme ausgesetzt wird. Wie beim Flammpunkt ist ein hoher Flammpunkt von wünschenswerten Hydraulikflüssigkeiten erforderlich.  

Arten von Hydraulik 

Flüssigkeiten Um einen ordnungsgemäßen Systembetrieb zu gewährleisten und Schäden an nichtmetallischen Komponenten des Hydrauliksystems zu vermeiden, muss die richtige Flüssigkeit verwendet werden. Verwenden Sie beim Nachfüllen von Flüssigkeit in ein System den Typ, der im Wartungshandbuch des Flugzeugherstellers oder auf dem Anweisungsschild angegeben ist, das an dem zu wartenden Behälter oder der zu wartenden Einheit angebracht ist. 

Die drei Hauptkategorien von Hydraulikflüssigkeiten sind: 1. Mineralien 2. Polyalphaolefine 3. Phosphatester.

Bei der Wartung eines Hydrauliksystems muss der Techniker sicher sein, dass er die richtige Kategorie von Ersatzflüssigkeit verwendet. Hydraulikflüssigkeiten sind nicht unbedingt kompatibel. Beispielsweise kann eine Verunreinigung des feuerfesten Fluids MIL-H-83282 mit MIL-H-5606 das MIL-H-83282 nicht feuerfest machen.

Flüssigkeiten auf Mineralbasis 

Hydraulikflüssigkeit auf Mineralölbasis (MIL-H-5606) ist die älteste und stammt aus den 1940er Jahren. Es wird in vielen Anlagen eingesetzt, insbesondere dort, wo die Brandgefahr vergleichsweise gering ist. MIL-H-6083 ist einfach eine rostgeschützte Version von MIL-H-5606. Sie sind vollständig austauschbar. Lieferanten versenden Hydraulikkomponenten im Allgemeinen mit MIL-H-6083. Hydraulikflüssigkeit auf Mineralölbasis (MIL-H-5606) wird aus Erdöl verarbeitet. Es riecht ähnlich wie Kriechöl und ist rot gefärbt. Einige synthetische Hydraulikflüssigkeiten sind je nach Art der Flüssigkeit violett und sogar grün gefärbt. Synthetische Gummidichtungen werden mit Flüssigkeiten auf Erdölbasis verwendet.

Flüssigkeiten auf Polyalphaolefin-Basis 

MIL-H-83282 ist eine feuerbeständige hydrierte Flüssigkeit auf Polyalphaolefinbasis, die in den 1960er Jahren entwickelt wurde, um die Entflammbarkeitseigenschaften von MIL-H-5606 zu überwinden. MIL-H-83282 ist deutlich flammfester als MIL-H-5606, ein Nachteil ist jedoch die hohe Viskosität bei niedriger Temperatur. Sie ist im Allgemeinen auf –40 °F begrenzt. Es kann jedoch im selben System und mit denselben Dichtungen, Dichtungen und Schläuchen wie MIL-H-5606 verwendet werden. MIL-H-46170 ist die rostgeschützte Version von MIL-H-83282. Kleine Flugzeuge verwenden überwiegend MIL-H-5606, aber einige haben auf MIL-H-83282 umgestellt, wenn sie die hohe Viskosität bei niedriger Temperatur aufnehmen können. 

Flüssigkeit auf Phosphatesterbasis 

Diese Flüssigkeiten werden in den meisten kommerziellen Transportflugzeugen verwendet und sind extrem feuerbeständig. Sie sind jedoch nicht feuerfest und brennen unter bestimmten Bedingungen. Außerdem sind diese Fluide sehr anfällig für Verunreinigungen durch Wasser in der Atmosphäre. Die früheste Generation dieser Flüssigkeiten wurde nach dem Zweiten Weltkrieg als Ergebnis der wachsenden Zahl von Bränden bei hydraulischen Flugzeugbremsen entwickelt, die die kollektive Besorgnis der kommerziellen Luftfahrtindustrie auf sich zogen. Die fortschreitende Entwicklung dieser Flüssigkeiten erfolgte als Ergebnis der Leistungsanforderungen neuerer Flugzeugdesigns. Die Flugzeughersteller nannten diese neuen Generationen von Hydraulikflüssigkeiten, wie Skydrol® und Hyjet®, basierend auf ihrer Leistung als Typen. 

Heute werden Flüssigkeiten vom Typ IV und V verwendet. Es gibt zwei unterschiedliche Klassen von Flüssigkeiten des Typs IV, basierend auf ihrer Dichte: Flüssigkeiten der Klasse I haben eine niedrige Dichte und Flüssigkeiten der Klasse II haben eine Standarddichte. Die Flüssigkeiten der Klasse I bieten Gewichtseinsparungsvorteile gegenüber Klasse II. Zusätzlich zu den derzeit verwendeten Typ-IV-Flüssigkeiten werden Typ-V-Flüssigkeiten als Antwort auf die Forderungen der Industrie nach einer thermisch stabileren Flüssigkeit bei höheren Betriebstemperaturen entwickelt. Flüssigkeiten vom Typ V sind widerstandsfähiger gegen hydrolytischen und oxidativen Abbau bei hohen Temperaturen als Flüssigkeiten vom Typ IV.

Vermischen von Flüssigkeiten 

Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung mischen sich Flüssigkeiten auf Erdölbasis und auf Phosphatesterbasis nicht; auch sind die Dichtungen nicht für irgendein Fluid verwendbar mit oder tolerant gegenüber irgendeinem der anderen Fluide. Sollte ein Flugzeughydrauliksystem mit dem falschen Öltyp gewartet werden, entleeren und spülen Sie das System sofort und warten Sie die Dichtungen gemäß den Herstellerangaben.

Kompatibilität mit Flugzeugmaterialien 

Flugzeughydrauliksysteme, die auf Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis ausgelegt sind, sollten bei ordnungsgemäßer Wartung praktisch störungsfrei sein. Auf Phosphatester basierende Flüssigkeiten beeinträchtigen übliche Flugzeugmetalle – Aluminium, Silber, Zink, Magnesium, Cadmium, Eisen, Edelstahl, Bronze, Chrom und andere – nicht nennenswert, solange die Flüssigkeiten frei von Verunreinigungen gehalten werden. Thermoplastische Harze, einschließlich Vinylzusammensetzungen, Nitrozelluloselacke, Farben auf Ölbasis, Linoleum und Asphalt, können aufgrund von Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis chemisch aufgeweicht werden. Diese chemische Wirkung erfordert jedoch normalerweise mehr als nur eine vorübergehende Exposition, und Verschüttungen, die mit Wasser und Seife aufgewischt werden, schaden den meisten dieser Materialien nicht. Farben, die gegen Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis beständig sind, umfassen Epoxide und Polyurethane. Heute,

Hydrauliksysteme erfordern die Verwendung von speziellem Zubehör, das mit der Hydraulikflüssigkeit kompatibel ist. Geeignete Dichtungen, Dichtungen und Schläuche müssen speziell für die Art der verwendeten Flüssigkeit bestimmt sein. Es ist darauf zu achten, dass die im System verbauten Komponenten mit dem Fluid verträglich sind. Wenn Dichtungen, Dichtungen und Schläuche ersetzt werden, sollte eine positive Identifizierung vorgenommen werden, um sicherzustellen, dass sie aus dem richtigen Material bestehen. Typ-V-Flüssigkeit auf Phosphatesterbasis ist kompatibel mit Naturfasern und einer Reihe von Kunststoffen, einschließlich Nylon und Polyester, die in den meisten Flugzeugen in großem Umfang verwendet werden. Dichtungen für Erdöl-Hydrauliksysteme aus Neopren oder Buna-N sind nicht kompatibel mit Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis und müssen durch Dichtungen aus Butylkautschuk oder Ethylen-Propylen-Elastomeren ersetzt werden.

Verunreinigung der Hydraulikflüssigkeit 

Die Erfahrung hat gezeigt, dass Probleme in einem Hydrauliksystem unvermeidlich sind, wenn die Flüssigkeit verunreinigt wird. Die Art der Störung, ob eine einfache Fehlfunktion oder die vollständige Zerstörung eines Bauteils, hängt teilweise von der Art der Verunreinigung ab. Zwei allgemeine Verunreinigungen sind: 

• Schleifmittel, einschließlich solcher Partikel wie Kernsand, Schweißspritzer, Bearbeitungsspäne und Rost. 

• Nicht scheuernde Stoffe, einschließlich solcher, die durch Öloxidation entstehen, und weiche Partikel, die von Dichtungen und anderen organischen Komponenten abgenutzt oder zerfetzt werden. 

Spülen des Hydrauliksystems 

Wenn die Inspektion von Hydraulikfiltern oder die Auswertung der Hydraulikflüssigkeit anzeigt, dass die Flüssigkeit verunreinigt ist, kann es erforderlich sein, das System zu spülen. Dies muss gemäß den Anweisungen des Herstellers erfolgen; Ein typisches Verfahren zum Spülen ist jedoch wie folgt:

1. Schließen Sie einen Bodenhydraulikprüfstand an die Einlass- und Auslassprüfanschlüsse des Systems an. Stellen Sie sicher, dass die Flüssigkeit der Bodeneinheit sauber ist und die gleiche Flüssigkeit wie das Flugzeug enthält. 

2. Wechseln Sie die Systemfilter. 

3. Saubere, gefilterte Flüssigkeit durch das System pumpen und alle Subsysteme betreiben, bis bei der Inspektion der Filter keine offensichtlichen Anzeichen einer Verunreinigung gefunden werden. Kontaminierte Flüssigkeit und Filter entsorgen. Hinweis: Eine Sichtprüfung von Hydraulikfiltern ist nicht immer effektiv. 

4. Trennen Sie den Prüfstand und verschließen Sie die Anschlüsse. 

5. Stellen Sie sicher, dass der Behälter bis zur vollen Linie oder dem richtigen Wartungsniveau gefüllt ist.

Es ist sehr wichtig zu prüfen, ob die Flüssigkeit im hydraulischen Prüfstand oder Maultier sauber ist, bevor der Spülvorgang beginnt. Ein kontaminierter hydraulischer Prüfstand kann schnell andere Flugzeuge kontaminieren, wenn er für Bodenwartungsarbeiten verwendet wird.

Gesundheit und Handhabung 

Einige Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis werden mit Leistungsadditiven gemischt. Phosphatester sind gute Lösungsmittel und lösen einige der Fettstoffe der Haut auf. Wiederholter oder längerer Kontakt kann zu Austrocknung der Haut führen, was bei Nichtbeachtung zu Komplikationen wie Dermatitis oder sogar Sekundärinfektion durch Bakterien führen kann. Auf Phosphatester basierende Flüssigkeiten können Hautjucken verursachen, es ist jedoch nicht bekannt, dass sie allergische Hautausschläge verursachen. Verwenden Sie immer die richtigen Handschuhe und einen Augenschutz, wenn Sie mit jeder Art von Hydraulikflüssigkeit hantieren. Wenn eine Exposition gegenüber Phosphatester-basiertem Nebel oder Dampf möglich ist, muss ein Atemschutzgerät getragen werden, das organische Dämpfe und Nebel entfernen kann. Das Verschlucken jeglicher Hydraulikflüssigkeit sollte vermieden werden. Obwohl kleine Mengen nicht sehr gefährlich zu sein scheinen,

Grundlegende Hydrauliksysteme 

Unabhängig von seiner Funktion und Konstruktion hat jedes Hydrauliksystem eine minimale Anzahl von Grundkomponenten zusätzlich zu einem Mittel, durch das die Flüssigkeit übertragen wird. Ein Basissystem besteht aus einer Pumpe, einem Behälter, einem Wegeventil, einem Rückschlagventil, einem Druckentlastungsventil, einem Wahlventil, einem Aktuator und einem Filter.  

Open-Center-Hydrauliksysteme 

Ein Open-Center-System ist eines mit Fluidfluss, aber ohne Druck im System, wenn die Betätigungsmechanismen im Leerlauf sind. Die Pumpe wälzt das Fluid aus dem Vorratsbehälter durch die Auswahlventile und zurück zum Vorratsbehälter. Das Open-Center-System kann eine beliebige Anzahl von Subsystemen mit einem Auswahlventil für jedes Subsystem verwenden. Im Gegensatz zum Closed-Center-System sind die Wahlventile des Open-Center-Systems immer in Reihe miteinander geschaltet. Bei dieser Anordnung geht die Systemdruckleitung durch jedes Wahlventil. Der Flüssigkeit wird immer freier Durchgang durch jedes Auswahlventil und zurück zum Behälter ermöglicht, bis eines der Auswahlventile positioniert ist, um einen Mechanismus zu betätigen.

Wenn eines der Auswahlventile positioniert ist, um eine Betätigungsvorrichtung zu betätigen, wird Fluid von der Pumpe durch eine der Arbeitsleitungen zu dem Aktuator geleitet. Wenn sich das Auswahlventil in dieser Position befindet, ist der Fluidfluss durch das Ventil zum Reservoir blockiert. Der Druck baut sich im System zur Überwindung des Widerstands auf und bewegt den Kolben des Stellzylinders; Flüssigkeit vom gegenüberliegenden Ende des Aktuators kehrt zum Wahlventil zurück und fließt zurück zum Reservoir. Der Betrieb des Systems nach Betätigung der Komponente hängt von der Art des verwendeten Wahlventils ab. In Verbindung mit dem Open-Center-System werden mehrere Arten von Wahlventilen verwendet. Ein Typ ist sowohl manuell eingerückt als auch manuell ausgerückt. Zuerst wird das Ventil manuell in eine Betriebsposition bewegt. Dann,  

Das Entlastungsventil löst sich und lässt die Flüssigkeit zurück zum Behälter fließen. Der Systemdruck bleibt auf dem Einstelldruck des Entlastungsventils, bis das Wahlventil manuell in die neutrale Position zurückgebracht wird. Diese Aktion öffnet den Open-Center-Durchfluss wieder und lässt den Systemdruck auf den Leitungswiderstandsdruck abfallen.

Der manuell eingerückte und druckausgerückte Typ des Auswahlventils ist ähnlich dem zuvor diskutierten Ventil. Wenn der Betätigungsmechanismus das Ende seines Zyklus erreicht, steigt der Druck weiter auf einen vorbestimmten Druck an. Das Ventil kehrt automatisch in die neutrale Position und zum Open-Center-Durchfluss zurück.

Closed-Center-Hydrauliksysteme 

Beim Closed-Center-System steht die Flüssigkeit immer dann unter Druck, wenn die Antriebspumpe in Betrieb ist. Die drei Aktoren sind parallel angeordnet und die Betätigungseinheiten B und C arbeiten gleichzeitig, während die Betätigungseinheit A nicht arbeitet. Dieses System unterscheidet sich vom Open-Center-System dadurch, dass die Wahl- oder Wegeventile parallel und nicht in Reihe angeordnet sind. Die Mittel zur Steuerung des Pumpendrucks variieren im Closed-Center-System. Bei Verwendung einer Konstantförderpumpe wird der Systemdruck durch einen Druckregler geregelt. Ein Entlastungsventil dient als Backup-Sicherheitsvorrichtung für den Fall, dass der Regler ausfällt.

Bei Verwendung einer Verstellpumpe wird der Systemdruck durch die in der Pumpe eingebaute Druckwaage geregelt. Der Kompensator variiert automatisch die Ausgangslautstärke. Wenn sich der Druck dem normalen Systemdruck nähert, beginnt der Kompensator, die Durchflussleistung der Pumpe zu reduzieren. Die Pumpe ist vollständig kompensiert (nahezu Nulldurchfluss), wenn der normale Systemdruck erreicht ist. Wenn sich die Pumpe in diesem vollständig kompensierten Zustand befindet, sorgt ihr interner Bypass-Mechanismus für eine Flüssigkeitszirkulation durch die Pumpe zum Kühlen und Schmieren. Als Sicherheitsreserve ist im System ein Entlastungsventil installiert. Ein Vorteil des Open-Center-Systems gegenüber dem Closed-Center-System besteht darin, dass die kontinuierliche Druckbeaufschlagung des Systems eliminiert wird. Da der Druck allmählich aufgebaut wird, nachdem das Wahlventil in eine Betriebsstellung gebracht wurde, Es gibt sehr wenig Schock durch Druckstöße. Diese Aktion sorgt für einen reibungsloseren Betrieb der Betätigungsmechanismen. Der Betrieb ist langsamer als beim Closed-Center-System, bei dem der Druck in dem Moment verfügbar ist, in dem das Wahlventil positioniert wird. Da die meisten Flugzeuganwendungen einen sofortigen Betrieb erfordern, werden Closed-Center-Systeme am weitesten verbreitet.

Hydraulische Antriebssysteme

Evolution hydraulischer Systeme 

Kleinere Flugzeuge haben relativ geringe Flugsteuerungsflächenbelastungen, und der Pilot kann die Flugsteuerungen von Hand bedienen. Hydraulische Systeme wurden für Bremssysteme in frühen Flugzeugen verwendet. Als Flugzeuge schneller zu fliegen begannen und größer wurden, konnte der Pilot die Steuerflächen nicht mehr von Hand bewegen, und hydraulische Kraftverstärkungssysteme wurden eingeführt. Power-Boost-Systeme unterstützen den Piloten bei der Überwindung hoher Steuerkräfte, aber der Pilot betätigt die Flugsteuerung weiterhin per Kabel oder Schubstange.  

Viele moderne Flugzeuge verwenden ein Stromversorgungssystem und eine Fly-by-Wire-Flugsteuerung. Die Eingabe des Piloten wird elektronisch an die Flugsteuerungsservos gesendet. Kabel oder Schubstangen werden nicht verwendet. Kleine Kraftpakete sind die neueste Entwicklung des Hydrauliksystems. Sie reduzieren das Gewicht durch den Wegfall von Hydraulikleitungen und großen Mengen an Hydraulikflüssigkeit. Einige Hersteller reduzieren hydraulische Systeme in ihren Flugzeugen zugunsten elektrisch gesteuerter Systeme. Die Boeing 787 ist das erste Flugzeug, das mit mehr elektrischen als mit hydraulischen Systemen ausgestattet ist.

Hydraulisches Power-Pack-System 

Ein Hydraulikaggregat ist eine kleine Einheit, die aus einer elektrischen Pumpe, Filtern, Reservoir, Ventilen und Druckentlastungsventil besteht. Der Vorteil des Powerpacks liegt darin, dass eine zentrale Hydraulikversorgung und lange Hydraulikleitungen entfallen und somit Gewicht eingespart wird. Kraftpakete könnten entweder von einem Motorgetriebe oder einem Elektromotor angetrieben werden. Die Integration wichtiger Ventile, Filter, Sensoren und Wandler reduziert das Systemgewicht, eliminiert praktisch jede Möglichkeit für externe Leckagen und vereinfacht die Fehlersuche. Einige Netzteilsysteme haben einen integrierten Aktuator. Diese Systeme werden verwendet, um die Stabilisatortrimmung, das Fahrwerk oder die Flugsteuerflächen direkt zu steuern, wodurch die Notwendigkeit eines zentralisierten Hydrauliksystems entfällt.

Komponenten des Hydrauliksystems

Stauseen 

Der Vorratsbehälter ist ein Tank, in dem ein ausreichender Flüssigkeitsvorrat für das System gelagert wird. Fluid fließt vom Reservoir zur Pumpe, wo es durch das System gedrückt und schließlich in das Reservoir zurückgeführt wird. Das Reservoir liefert nicht nur den Betriebsbedarf des Systems, sondern füllt auch durch Leckage verlorenes Fluid wieder auf. Darüber hinaus dient das Reservoir als Überlaufbecken für überschüssige Flüssigkeit, die durch Wärmeausdehnung (die durch Temperaturänderungen verursachte Zunahme des Flüssigkeitsvolumens), die Akkumulatoren und durch Kolben- und Stangenverschiebung aus dem System gedrückt wird.

Das Reservoir bietet auch einen Platz für das Fluid, um sich von Luftblasen zu reinigen, die in das System eintreten können. Im System aufgenommene Fremdstoffe können auch im Behälter oder beim Durchströmen der Leitungsfilter von der Flüssigkeit getrennt werden. Behälter sind entweder druckbeaufschlagt oder drucklos.

Prallbleche und/oder Rippen sind in den meisten Reservoirs eingebaut, um zu verhindern, dass das Fluid innerhalb des Reservoirs zufällige Bewegungen, wie z. Diese Bedingungen können dazu führen, dass Flüssigkeit schäumt und Luft zusammen mit der Flüssigkeit in die Pumpe eintritt. Viele Behälter enthalten Siebe im Einfüllstutzen, um das Eindringen von Fremdkörpern während der Wartung zu verhindern. Diese Siebe bestehen aus einem feinmaschigen Sieb und werden aufgrund ihrer Form üblicherweise als Fingersiebe bezeichnet. Fingersiebe sollten niemals entfernt oder durchstochen werden, um das Einfüllen von Flüssigkeit in den Behälter zu beschleunigen. Vorratsbehälter könnten eine interne Falle haben, um sicherzustellen, dass Flüssigkeit bei negativen G-Bedingungen zu den Pumpen fließt.

Die meisten Flugzeuge haben Nothydrauliksysteme, die übernehmen, wenn Hauptsysteme ausfallen. In vielen solchen Systemen beziehen die Pumpen beider Systeme Flüssigkeit aus einem einzigen Reservoir. Unter solchen Umständen wird eine Flüssigkeitsversorgung für die Notpumpe sichergestellt, indem die Hydraulikflüssigkeit von der Unterseite des Reservoirs angesaugt wird. Das Hauptsystem saugt sein Fluid durch ein höher gelegenes Steigrohr an. Sollte bei dieser Anordnung die Flüssigkeitsversorgung des Hauptsystems erschöpft sein, bleibt ausreichend Flüssigkeit für den Betrieb des Notfallsystems übrig. Die Abbildung zeigt, dass die Motorpumpe (EDP) keine Flüssigkeit mehr ansaugen kann, wenn der Vorratsbehälter unterhalb des Standrohrs leer ist. Die Wechselstrom-Motorpumpe (ACMP) hat noch einen Flüssigkeitsvorrat für Notoperationen. 

Drucklose Behälter 

Drucklose Vorratsbehälter werden in Flugzeugen verwendet, die nicht für heftige Manöver ausgelegt sind, nicht in großen Höhen fliegen oder bei denen sich der Vorratsbehälter im Druckbereich des Flugzeugs befindet. Große Höhe bedeutet in dieser Situation eine Höhe, in der der atmosphärische Druck nicht ausreicht, um einen ausreichenden Fluidfluss zu den Hydraulikpumpen aufrechtzuerhalten. Die meisten drucklosen Behälter sind in zylindrischer Form konstruiert. Das Außengehäuse ist aus einem starken korrosionsbeständigen Metall gefertigt. Filterelemente sind normalerweise innerhalb des Behälters installiert, um die Hydraulikflüssigkeit des zurückfließenden Systems zu reinigen.

In einigen der älteren Flugzeuge ist ein Filterumgehungsventil eingebaut, damit Flüssigkeit den Filter umgehen kann, falls der Filter verstopft wird. Vorratsbehälter können gewartet werden, indem Flüssigkeit direkt in den Vorratsbehälter durch eine Einfüllsiebanordnung (Fingersieb) gegossen wird, die in der Einfüllöffnung eingebaut ist, um Verunreinigungen herauszusieben, wenn die Flüssigkeit in den Vorratsbehälter eintritt. Im Allgemeinen verwenden nicht druckbeaufschlagte Reservoirs ein visuelles Messgerät, um die Flüssigkeitsmenge anzuzeigen. Auf oder in dem Reservoir eingebaute Messgeräte können direkt ablesbare Glasröhrchen oder Schwimmerstäbe sein, die durch eine transparente Kuppel sichtbar sind. In manchen Fällen kann die Flüssigkeitsmenge auch im Cockpit durch den Einsatz von Mengengebern abgelesen werden. Ein typisches druckloses Reservoir ist in Abbildung dargestellt. Dieser Behälter besteht aus einem geschweißten Körper und einer Deckelanordnung, die zusammengeklemmt sind. 

Nicht unter Druck stehende Behälter stehen aufgrund der Wärmeausdehnung des Fluids und der Rückführung des Fluids vom Hauptsystem zum Reservoir leicht unter Druck. Dieser Druck stellt sicher, dass ein positiver Flüssigkeitsfluss zu den Einlassöffnungen der Hydraulikpumpen vorhanden ist. Die meisten Behälter dieses Typs werden direkt in die Atmosphäre oder in die Kabine entlüftet, wobei nur ein Rückschlagventil und ein Filter vorhanden sind, um die Außenluftquelle zu steuern. Das Reservoirsystem umfasst ein Druck- und Vakuumentlastungsventil. Der Zweck des Ventils besteht darin, einen Differenzdruckbereich zwischen dem Reservoir und der Kabine aufrechtzuerhalten. Oben auf dem Behälter ist ein manuelles Entlüftungsventil installiert, um den Behälter zu entlüften. Das Ventil ist mit der Behälterentlüftungsleitung verbunden, um eine Druckentlastung des Behälters zu ermöglichen. Das Ventil wird vor der Wartung des Behälters betätigt, um zu verhindern, dass Flüssigkeit aus dem Füller geblasen wird, wenn die Kappe entfernt wird. Das manuelle Entlüftungsventil muss auch betätigt werden, wenn Hydraulikkomponenten ausgetauscht werden müssen.

Druckreservoirs 

Behälter in Flugzeugen, die für Höhenflüge ausgelegt sind, stehen normalerweise unter Druck. Die Druckbeaufschlagung gewährleistet einen positiven Flüssigkeitsfluss zur Pumpe in großen Höhen, wenn niedrige atmosphärische Drücke angetroffen werden. Bei einigen Flugzeugen wird der Vorratsbehälter durch Zapfluft unter Druck gesetzt, die dem Kompressorabschnitt des Triebwerks entnommen wird. Andererseits kann das Reservoir durch den Druck des hydraulischen Systems unter Druck gesetzt werden.

Luftdruckreservoirs 

Druckluftreservoirs werden in vielen kommerziellen Transportflugzeugen verwendet. Die Druckbeaufschlagung des Vorratsbehälters ist erforderlich, da sich die Vorratsbehälter häufig in Radkästen oder anderen drucklosen Bereichen des Flugzeugs befinden und in großer Höhe nicht genügend atmosphärischer Druck vorhanden ist, um das Fluid zum Pumpeneinlass zu befördern. Triebwerkszapfluft wird verwendet, um den Vorratsbehälter unter Druck zu setzen. Die Reservoirs sind typischerweise zylindrisch geformt. An einem typischen Reservoir sind folgende Komponenten verbaut: 

• Überdruckventil des Vorratsbehälters – verhindert eine Überdruckbeaufschlagung des Vorratsbehälters. Ventil öffnet bei einem voreingestellten Wert. 

• Schaugläser (niedrig und überfüllt) – bieten Flugbesatzungen und Wartungspersonal eine visuelle Anzeige, dass der Behälter gewartet werden muss. 

• Probenentnahmeventil des Reservoirs – wird verwendet, um eine Probe der Hydraulikflüssigkeit zu Testzwecken zu entnehmen. 

• Reservoir-Ablassventil – zum Ablassen der Flüssigkeiten aus dem Reservoir für Wartungsarbeiten. 

• Behältertemperaturwandler – liefert Informationen zur Temperatur der Hydraulikflüssigkeit für das Cockpit.

• Vorratsmengengeber – überträgt die Flüssigkeitsmenge an das Flugdeck, damit die Flugbesatzung die Flüssigkeitsmenge während des Fluges überwachen kann.

Flüssigkeitsdruckreservoirs 

Einige Behälter von Flugzeughydrauliksystemen werden durch den Hydrauliksystemdruck unter Druck gesetzt. Der geregelte Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe wird auf einen beweglichen Kolben innerhalb des zylindrischen Behälters aufgebracht. Dieser kleine Kolben ist an einem größeren Kolben befestigt und bewegt ihn gegen die Reservoirflüssigkeit. Die reduzierte Kraft des kleinen Kolbens, wenn sie durch den größeren Kolben ausgeübt wird, ist ausreichend, um einen Kopfdruck für den Betrieb in großer Höhe bereitzustellen. Der kleine Kolben ragt aus dem Behälterkörper heraus. Die exponierte Menge wird als Reservoirflüssigkeitsmengenindikator verwendet.

Reservoir-Wartung 

Nicht druckbeaufschlagte Behälter können gewartet werden, indem Flüssigkeit direkt in den Behälter durch eine Einfüllsiebanordnung (Fingersieb) gegossen wird, die in der Einfüllöffnung eingebaut ist, um Verunreinigungen herauszusieben, wenn die Flüssigkeit in den Behälter eintritt. Viele Reservoirs haben auch einen Schnelltrenn-Serviceanschluss am Boden des Reservoirs. An den Wartungsanschluss kann eine hydraulische Fülleinheit angeschlossen werden, um Flüssigkeit in den Behälter zu füllen. Dieses Verfahren verringert die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination des Reservoirs. Flugzeuge, die Druckbehälter verwenden, haben oft eine zentrale Füllstation in der Bodenwartungsbucht, um alle Behälter von einem einzigen Punkt aus zu warten.

Filter 

Ein Filter ist eine Sieb- oder Siebvorrichtung, die zum Reinigen der Hydraulikflüssigkeit verwendet wird und verhindert, dass Fremdpartikel und kontaminierende Substanzen im System verbleiben. Wenn solche anstößigen Materialien nicht entfernt würden, könnte das gesamte Hydrauliksystem des Flugzeugs durch den Ausfall oder die Fehlfunktion einer einzelnen Einheit des Systems ausfallen.

Die Hydraulikflüssigkeit hält winzige Metallpartikel in Schwebe, die sich während des normalen Verschleißes von Wahlventilen, Pumpen und anderen Systemkomponenten ablagern. Solche winzigen Metallpartikel können die Einheiten und Teile beschädigen, die sie passieren, wenn sie nicht durch einen Filter entfernt werden. Da die Toleranzen innerhalb der Hydrauliksystemkomponenten ziemlich klein sind, ist es offensichtlich, dass die Zuverlässigkeit und Effizienz des gesamten Systems von einer angemessenen Filterung abhängt.

Filter können sich innerhalb des Behälters, in der Druckleitung, in der Rücklaufleitung oder an jeder anderen Stelle befinden, die der Konstrukteur des Systems für erforderlich hält, um das Hydrauliksystem vor Verunreinigungen zu schützen. Modernes Design verwendet häufig ein Filtermodul, das mehrere Filter und andere Komponenten enthält. Es gibt viele Modelle und Arten von Filtern. Ihre Position im Flugzeug und Konstruktionsanforderungen bestimmen ihre Form und Größe. Die meisten Filter, die in modernen Flugzeugen verwendet werden, sind vom Inline-Typ. Die Inline-Filterbaugruppe besteht aus drei Grundeinheiten: Kopfbaugruppe, Schale und Element. Die Kopfanordnung ist an der Flugzeugstruktur und Verbindungsleitungen befestigt. Im Kopf befindet sich ein Bypassventil, das die Hydraulikflüssigkeit direkt vom Einlass zum Auslassanschluss leitet, wenn das Filterelement durch Fremdkörper verstopft wird.

Das Element kann ein Mikrometer, ein poröses Metall oder ein magnetischer Typ sein. Das Mikron-Element besteht aus einem speziell behandelten Papier und wird normalerweise weggeworfen, wenn es entfernt wird. Die porösen Metall- und Magnetfilterelemente sind so konzipiert, dass sie mit verschiedenen Methoden gereinigt und im System ausgetauscht werden können.

Filter vom Micron-Typ 

Eine typische Filteranordnung vom Mikron-Typ verwendet ein Element aus speziell behandeltem Papier, das in vertikalen Windungen (Falten) gebildet ist. Eine innenliegende Feder hält die Elemente in Form. Das Mikron-Element verhindert den Durchgang von Feststoffen mit einer Größe von mehr als 10 Mikron (0,000394 Zoll). Für den Fall, dass das Filterelement verstopft, leitet das federbelastete Entlastungsventil im Filterkopf die Flüssigkeit um, nachdem ein Differenzdruck von 50 psi aufgebaut wurde. Hydraulikflüssigkeit tritt durch die Einlassöffnung im Filterkörper in den Filter ein und fließt um das Element innerhalb der Schale herum. Die Filterung findet statt, wenn die Flüssigkeit durch das Element in den hohlen Kern strömt, wobei das Fremdmaterial an der Außenseite des Elements zurückbleibt.

Wartung von Filtern 

Die Wartung von Filtern ist relativ einfach. Es beinhaltet hauptsächlich die Reinigung des Filters und des Elements oder die Reinigung des Filters und den Austausch des Elements. Bei Filtern, die das Mikrometer-Element verwenden, sollte das Element gemäß den geltenden Anweisungen regelmäßig ausgetauscht werden. Da Vorratsfilter vom Mikrometertyp sind, müssen sie auch regelmäßig gewechselt oder gereinigt werden. Bei Filtern, die andere Elemente als das Mikron-Element verwenden, ist normalerweise nur die Reinigung des Filters und des Elements erforderlich. Das Element sollte jedoch sehr genau inspiziert werden, um sicherzustellen, dass es vollständig unbeschädigt ist. Die zur Reinigung aller Filter verwendeten Methoden und Materialien sind zu zahlreich, um in diesem Text aufgeführt zu werden. Konsultieren Sie die Anweisungen des Herstellers für diese Informationen.

Filterumgehungsventil 

Filtermodule sind häufig mit einem Bypass-Entlastungsventil ausgestattet. Das Bypass-Entlastungsventil öffnet sich, wenn der Filter verstopft, wodurch ein fortgesetzter Hydraulikfluss und Betrieb von Flugzeugsystemen ermöglicht wird. Schmutziges Öl wird gegenüber gar keinem Fluss bevorzugt. Abbildung zeigt das Funktionsprinzip eines Filterumgehungsventils. Das Kugelventil öffnet sich, wenn der Filter verstopft ist und der Druck über dem Filter ansteigt.

Filter-Differenzdruckanzeigen 

Das Ausmaß, in dem ein Filterelement belastet ist, kann durch Messen des hydraulischen Druckabfalls über das Element unter Nenndurchflussbedingungen bestimmt werden. Dieser Abfall oder Differenzdruck stellt ein bequemes Mittel zur Überwachung des Zustands installierter Filterelemente dar und ist das Funktionsprinzip, das in den Differenzdruck- oder Filterbeladungsanzeigen verwendet wird, die an vielen Filterbaugruppen zu finden sind. 

Pumps 

Alle Flugzeughydrauliksysteme haben eine oder mehrere motorgetriebene Pumpen und können eine Handpumpe als zusätzliche Einheit haben, wenn die motorgetriebene Pumpe außer Betrieb ist. Kraftbetriebene Pumpen sind die primäre Energiequelle und können entweder motorbetrieben, elektromotorbetrieben oder luftbetrieben sein. In der Regel werden Elektromotorpumpen für den Einsatz in Notfällen oder während des Bodenbetriebs installiert. Einige Flugzeuge können eine Stauluftturbine (RAT) einsetzen, um hydraulische Leistung zu erzeugen.

Handpumpen 

Die hydraulische Handpumpe wird in einigen älteren Flugzeugen für den Betrieb hydraulischer Subsysteme und in einigen neueren Flugzeugsystemen als Backup-Einheit verwendet. Handpumpen werden in der Regel zu Testzwecken sowie für den Einsatz in Notfällen installiert. Handpumpen sind auch installiert, um die Reservoirs von einer einzigen Nachfüllstation aus zu warten. Die einzelne Nachfüllstation verringert die Wahrscheinlichkeit der Einführung einer Fluidkontamination. 

Es werden verschiedene Arten von Handpumpen verwendet: Einfachwirkung, Doppelwirkung und Rotation. Eine einfachwirkende Handpumpe saugt bei einem Hub Flüssigkeit in die Pumpe und pumpt diese Flüssigkeit beim nächsten Hub wieder heraus. Aufgrund dieser Ineffizienz wird es in Flugzeugen selten verwendet.

Double-Action-Handpumpen erzeugen bei jedem Hub des Griffs einen Flüssigkeitsfluss und Druck. Die doppeltwirkende Handpumpe besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse mit einer Zylinderbohrung und zwei Anschlüssen, einem Kolben, zwei federbelasteten Rückschlagventilen und einem Betätigungsgriff. Ein O-Ring am Kolben dichtet gegen Leckage zwischen den beiden Kammern der Kolbenzylinderbohrung ab. Ein O-Ring in einer Nut am Ende des Pumpengehäuses dichtet gegen Leckage zwischen Kolbenstange und Gehäuse.

Wenn der Kolben nach rechts bewegt wird, wird der Druck in der Kammer links vom Kolben gesenkt. Das Kugelrückschlagventil des Einlassanschlusses öffnet und Hydraulikflüssigkeit wird in die Kammer gesaugt. Gleichzeitig drückt die Rechtsbewegung des Kolbens das Kolbenkugel-Rückschlagventil gegen seinen Sitz. Flüssigkeit in der Kammer rechts vom Kolben wird aus der Auslassöffnung in das Hydrauliksystem gedrückt. Wenn der Kolben nach links bewegt wird, setzt das Kugelrückschlagventil des Einlassanschlusses. Der Druck in der Kammer links vom Kolben steigt und drückt das Kolbenkugel-Rückschlagventil aus seinem Sitz. Flüssigkeit fließt von der linken Kammer durch den Kolben in die rechte Kammer. Das Volumen in der Kammer rechts vom Kolben ist aufgrund der durch die Kolbenstange erzeugten Verschiebung kleiner als das der linken Kammer.

Kraftbetriebene Pumpen 

Viele der kraftbetriebenen Hydraulikpumpen aktueller Flugzeuge sind vom Kompensator-gesteuerten Typ mit variabler Abgabe. Auch Konstantförderpumpen sind im Einsatz. Die Funktionsprinzipien sind für beide Pumpentypen gleich. Moderne Flugzeuge verwenden eine Kombination aus motorbetriebenen Leistungspumpen, elektrisch betriebenen Leistungspumpen, luftbetriebenen Leistungspumpen, Leistungsübertragungseinheiten (PTU) und von einer RAT angetriebenen Pumpen. Zum Beispiel haben große Flugzeuge wie der Airbus A380 zwei Hydrauliksysteme, acht motorbetriebene Pumpen und drei elektrisch betriebene Pumpen. Die Boeing 777 hat drei Hydrauliksysteme mit zwei motorbetriebenen Pumpen, vier elektrisch betriebenen Pumpen, zwei luftbetriebenen Pumpen und einem von der RAT angetriebenen Hydraulikpumpenmotor.

Klassifizierung von Pumpen 

Alle Pumpen können entweder als positive Verdrängung oder nicht positive Verdrängung klassifiziert werden. Die meisten Pumpen, die in Hydrauliksystemen verwendet werden, sind Verdrängungspumpen. Eine kraftschlüssige Verdrängerpumpe erzeugt einen kontinuierlichen Fluss. Da es jedoch keine positive interne Abdichtung gegen Rutschen bietet, variiert seine Leistung erheblich, wenn der Druck variiert. Kreisel- und Impellerpumpen sind Beispiele für kraftschlüssige Pumpen. Wird der Ausgangsanschluss einer kraftschlüssigen Verdrängerpumpe abgesperrt, steigt der Druck und der Förderstrom sinkt auf Null. Obwohl sich das Pumpelement weiterbewegen würde, würde die Strömung aufgrund von Schlupf innerhalb der Pumpe stoppen. Bei einer Verdrängerpumpe ist der Schlupf im Vergleich zum Ausgangsvolumenstrom der Pumpe vernachlässigbar. Wenn der Ausgangsport verstopft wäre,

Durchflussregelventile 

Stromregelventile steuern die Geschwindigkeit und/oder Richtung des Flüssigkeitsflusses im Hydrauliksystem. Sie sorgen für den gewünschten Betrieb verschiedener Komponenten und die Geschwindigkeit, mit der die Komponente arbeitet. Beispiele für Stromregelventile sind: Wahlventile, Rückschlagventile, Sequenzventile, Prioritätsventile, Wechselventile, Schnelltrennventile und hydraulische Sicherungen.

Druckregelventile 

Der sichere und effiziente Betrieb von Fluidtechniksystemen, Systemkomponenten und zugehörigen Geräten erfordert ein Mittel zur Druckregelung. Es gibt viele Arten von automatischen Druckregelventilen. Einige von ihnen sind ein Entweichen für Druck, der einen eingestellten Druck übersteigt; einige reduzieren den Druck nur auf ein System oder Teilsystem mit niedrigerem Druck; und einige halten den Druck in einem System innerhalb eines erforderlichen Bereichs.

Wechselventile 

In bestimmten fluidtechnischen Systemen muss die Fluidzufuhr zu einem Subsystem aus mehr als einer Quelle erfolgen, um die Systemanforderungen zu erfüllen. In einigen Systemen ist ein Notfallsystem als Druckquelle für den Fall eines normalen Systemausfalls vorgesehen. Das Notfallsystem betätigt in der Regel nur wesentliche Komponenten. Der Hauptzweck des Wechselventils besteht darin, das normale System von einem alternativen oder Notfallsystem zu trennen. Es ist klein und einfach; dennoch ist es eine sehr wichtige Komponente. Das Gehäuse enthält drei Anschlüsse – normaler Systemeinlass, alternativer oder Notsystemeinlass und Auslass. Ein Wechselventil, das zur Betätigung von mehr als einer Betätigungseinheit verwendet wird, kann zusätzliche Einheitsauslassöffnungen enthalten. 

Akkumulatoren 

Der Akkumulator ist eine Stahlkugel, die durch eine Membran aus synthetischem Gummi in zwei Kammern unterteilt ist. Die obere Kammer enthält Flüssigkeit unter Systemdruck, während die untere Kammer mit Stickstoff oder Luft gefüllt ist. Zylindrische Typen werden auch in Hochdruck-Hydrauliksystemen verwendet. Viele Flugzeuge haben mehrere Akkumulatoren im Hydrauliksystem. Es kann einen Hauptsystemspeicher und einen Notsystemspeicher geben. Es können auch Hilfsakkumulatoren vorhanden sein, die sich in verschiedenen Untersystemen befinden.

Die Funktion eines Akkumulators ist: 

• Druckstöße im Hydrauliksystem dämpfen, die durch die Betätigung eines Aggregats und die Anstrengung der Pumpe, den Druck auf einem voreingestellten Niveau zu halten, verursacht werden. 

• Unterstützen oder ergänzen Sie die Leistungspumpe, wenn mehrere Einheiten gleichzeitig in Betrieb sind, indem Sie zusätzliche Leistung aus der angesammelten oder gespeicherten Leistung liefern. 

• Energie für den begrenzten Betrieb einer Hydraulikeinheit speichern, wenn die Pumpe nicht in Betrieb ist. 

• Flüssigkeit unter Druck zuführen, um kleine interne oder externe (unerwünschte) Lecks auszugleichen, die dazu führen würden, dass das System durch die Wirkung der Druckschalter, die kontinuierlich einschalten, kontinuierlich läuft. 

Wärmetauscher 

Transportflugzeuge verwenden Wärmetauscher in ihrem hydraulischen Stromversorgungssystem, um das Hydraulikfluid von den Hydraulikpumpen zu kühlen. Dies verlängert die Lebensdauer des Fluids und der Hydraulikpumpen. Sie befinden sich in den Treibstofftanks des Flugzeugs. Die Wärmetauscher verwenden Rippenrohre aus Aluminium, um Wärme von der Flüssigkeit auf den Brennstoff zu übertragen. Der Kraftstoff in den Tanks, die die Wärmetauscher enthalten, muss auf einem bestimmten Niveau gehalten werden, um eine angemessene Kühlung der Flüssigkeit zu gewährleisten.  

Aktuatoren 

Ein Betätigungszylinder wandelt Energie in Form von Fluiddruck in mechanische Kraft oder Aktion um, um Arbeit zu verrichten. Es wird verwendet, um einem beweglichen Objekt oder Mechanismus eine angetriebene lineare Bewegung zu verleihen. Ein typischer Stellzylinder besteht aus einem Zylindergehäuse, einem oder mehreren Kolben und Kolbenstangen sowie einigen Dichtungen. Das Zylindergehäuse enthält eine polierte Bohrung, in der der Kolben arbeitet, und eine oder mehrere Öffnungen, durch die Flüssigkeit in die Bohrung eintritt und diese verlässt. Der Kolben und die Stange bilden eine Baugruppe. Der Kolben bewegt sich innerhalb der Zylinderbohrung vorwärts und rückwärts, und eine angebrachte Kolbenstange bewegt sich durch eine Öffnung in einem Ende des Zylindergehäuses in das Zylindergehäuse hinein und aus diesem heraus. 

Dichtungen werden verwendet, um Leckagen zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrung sowie zwischen der Kolbenstange und dem Ende des Zylinders zu verhindern. Sowohl das Zylindergehäuse als auch die Kolbenstange haben Vorkehrungen zum Montieren und zum Anbringen an einem Gegenstand oder Mechanismus, der durch den Betätigungszylinder bewegt werden soll.

Es gibt zwei Haupttypen von Betätigungszylindern: einfachwirkend und doppeltwirkend. Der einfach wirkende (einseitiger) Stellzylinder kann eine angetriebene Bewegung nur in eine Richtung erzeugen. Der doppelt wirkende (zwei Anschlüsse) Betätigungszylinder kann eine angetriebene Bewegung in zwei Richtungen erzeugen.

Stauluftturbine (RAT) 

Die RAT ist im Flugzeug installiert, um elektrische und hydraulische Leistung bereitzustellen, wenn die primären Energiequellen des Flugzeugs ausfallen. Stauluft wird verwendet, um die Schaufeln einer Turbine anzutreiben, die wiederum eine Hydraulikpumpe und einen Generator antreibt. Die Turbinen- und Pumpenanordnung ist im Allgemeinen an der Innenfläche einer im Rumpf installierten Tür installiert. Die Tür ist mit Scharnieren versehen, sodass die Baugruppe durch Ziehen einer manuellen Entriegelung im Flugdeck in den Windschatten ausgefahren werden kann. In einigen Flugzeugen wird die RAT automatisch eingesetzt, wenn das Haupthydraulikdrucksystem ausfällt und/oder eine Fehlfunktion des elektrischen Systems auftritt.

Stromübertragungseinheit (PTU) 

Die PTU kann Leistung übertragen, aber keine Flüssigkeit. Es überträgt Kraft zwischen zwei hydraulischen Systemen. Es werden verschiedene Arten von PTUs verwendet; Einige können Energie nur in eine Richtung übertragen, während andere Energie in beide Richtungen übertragen können. Einige PTUs haben eine feste Verdrängung, während andere eine Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung verwenden. Die beiden Einheiten, Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor, sind über eine einzige Antriebswelle verbunden, so dass die Kraft zwischen den beiden Systemen übertragen werden kann. Je nach Richtung der Kraftübertragung arbeitet jede Einheit wiederum entweder als Motor oder als Pumpe.

Hydraulischer motorgetriebener Generator (HMDG) 

Der HMDG ist ein servogesteuerter Motor mit variablem Hubraum, der in einen AC-Generator integriert ist. Das HMDG ist so ausgelegt, dass es eine gewünschte Ausgangsfrequenz von 400 Hz aufrechterhält. Im Falle eines Stromausfalls könnte das HMDG eine alternative Stromquelle bereitstellen. 

Dichtungen 

Dichtungen werden verwendet, um zu verhindern, dass Flüssigkeiten einen bestimmten Punkt passieren, und um Luft und Schmutz aus dem System fernzuhalten, in dem sie verwendet werden. Die zunehmende Verwendung von Hydraulik und Pneumatik in Flugzeugsystemen hat einen Bedarf an Packungen und Dichtungen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Konstruktionen geschaffen, um den vielen Schwankungen von Betriebsgeschwindigkeiten und Temperaturen, denen sie ausgesetzt sind, gerecht zu werden. Kein Dichtungstyp oder -typ ist für alle Installationen zufriedenstellend. Einige der Gründe dafür sind:

• Druck, bei dem das System arbeitet. 

• Der im System verwendete Flüssigkeitstyp. 

• Die Metalloberfläche und der Abstand zwischen angrenzenden Teilen. 

• Art der Bewegung (rotierend oder hin- und hergehend), falls vorhanden. 

Dichtungen werden in drei Hauptklassen unterteilt: Packungen, Dichtungen und Abstreifer. Eine Dichtung kann aus mehr als einer Komponente bestehen, wie z. B. einem O-Ring und einem Stützring oder möglicherweise einem O-Ring und zwei Stützringen. Hydraulische Dichtungen, die intern an einer gleitenden oder beweglichen Baugruppe verwendet werden, werden normalerweise als Packungen bezeichnet. Hydraulische Dichtungen, die zwischen nicht beweglichen Armaturen und Vorsprüngen verwendet werden, werden normalerweise als Dichtungen bezeichnet.

V-Ring-Packungen 

V-Ring-Packungen (AN6225) sind Einwegdichtungen und werden immer so installiert, dass das offene Ende des V zum Druck zeigt. V-Ring-Packungen müssen einen männlichen und weiblichen Adapter haben, um sie nach der Installation in der richtigen Position zu halten. Es ist auch erforderlich, den Dichtungshalter mit dem vom Hersteller der zu wartenden Komponente angegebenen Wert festzuziehen, da die Dichtung sonst möglicherweise nicht zufriedenstellend funktioniert. 

U-Ring 

Nutringpackungen (AN6226) und Nutringpackungen werden in Bremsbaugruppen und Hauptbremszylindern verwendet. Der U-Ring und die U-Schale dichten den Druck nur in einer Richtung ab; daher muss die Lippe der Packungen zum Druck zeigen. Nutringpackungen sind hauptsächlich Niederdruckpackungen, die bei Drücken von weniger als 1.000 psi verwendet werden.

O-Ringe 

Die meisten in Flugzeugen verwendeten Packungen und Dichtungen werden in Form von O-Ringen hergestellt. Ein O-Ring hat eine kreisförmige Form, und sein Querschnitt ist im Verhältnis zu seinem Durchmesser klein. Der Querschnitt ist wirklich rund und wurde auf extrem enge Toleranzen geformt und getrimmt. Die O-Ring-Packung dichtet wirksam in beide Richtungen ab. Diese Abdichtung erfolgt durch Verformung seiner elastischen Verbindung.

Dichtungen 

Dichtungen werden als statische (stationäre) Dichtungen zwischen zwei ebenen Flächen verwendet. Einige der gebräuchlicheren Dichtungsmaterialien sind Asbest, Kupfer, Kork und Gummi. Asbestplatten werden überall dort eingesetzt, wo eine hitzebeständige Dichtung benötigt wird. Es wird in großem Umfang für Abgassystemdichtungen verwendet. Die meisten Asbest-Auspuffdichtungen haben eine dünne Kupferkante, um ihre Lebensdauer zu verlängern.

Dichtungsmaterialien 

Die meisten Dichtungen bestehen aus synthetischen Materialien, die mit der verwendeten Hydraulikflüssigkeit kompatibel sind. Dichtungen, die für Hydraulikflüssigkeit MIL-H-5606 verwendet werden, sind nicht mit Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis kompatibel, und die Wartung des Hydrauliksystems mit der falschen Flüssigkeit könnte zu Undichtigkeiten und Systemstörungen führen. Dichtungen für Systeme, die MIl-H-5606 verwenden, bestehen aus Neopren oder Buna-N. Dichtungen für Flüssigkeiten auf Phosphatesterbasis werden aus Butylkautschuk oder Ethylen-Propylen-Elastomeren hergestellt.

O-Ring-Installation 

Vermeiden Sie beim Entfernen oder Installieren von O-Ringen die Verwendung von spitzen oder scharfkantigen Werkzeugen, die Kratzer oder Beschädigungen der Oberflächen von Hydraulikkomponenten verursachen oder die O-Ringe beschädigen könnten. Spezialwerkzeuge für die Installation von O-Ringen sind erhältlich. Bei Verwendung der Dichtungsentfernungs- und Installationswerkzeuge ist ein Kontakt mit Zylinderwänden, Kolbenköpfen und zugehörigen Präzisionskomponenten nicht erwünscht. 

Scheibenwischer 

Abstreifer werden zum Reinigen und Schmieren der freiliegenden Teile von Kolbenwellen verwendet. Sie verhindern das Eindringen von Schmutz in das System und schützen den Kolbenschaft vor Riefen. Wischer können entweder metallisch oder aus Filz sein. Sie werden manchmal zusammen verwendet, ein Filzwischer wird hinter einem Metallwischer installiert.