Grundlegende Anforderungen an das Kraftstoffsystem
Alle Motorflugzeuge benötigen Treibstoff an Bord, um den/die Motor(en) zu betreiben. Ein Kraftstoffsystem, das aus Lagertanks, Pumpen, Filtern, Ventilen, Kraftstoffleitungen, Dosiergeräten und Überwachungsgeräten besteht, wird gemäß den strengen Richtlinien von Titel 14 des Code of Federal Regulations (14 CFR) entwickelt und zertifiziert. Jedes System muss unabhängig von der Fluglage des Flugzeugs einen ununterbrochenen Fluss von verunreinigungsfreiem Treibstoff liefern. Da die Treibstofflast einen erheblichen Teil des Flugzeuggewichts ausmachen kann, muss eine ausreichend starke Flugzeugzelle konstruiert werden. Unterschiedliche Treibstoffladungen und Gewichtsverlagerungen während Manövern dürfen die Kontrolle über das Luftfahrzeug im Flug nicht negativ beeinflussen.
Jedes von der Federal Aviation Administration (FAA) zertifizierte Flugzeug wird gemäß den für diesen Flugzeugtyp geltenden Vorschriften konstruiert und gebaut. Die Zertifizierungslufttüchtigkeitsstandards sind in 14 CFR wie folgt zu finden: 14 Teil 23 – Flugzeuge der Kategorie Normal, Utility, Acrobatic und Commuter, 14 Teil 25 – Flugzeuge der Transportkategorie, 14 Teil 27 – Drehflügler der Kategorie Normal, 14 Teil 29 – Drehflügler der Transportkategorie , 14 Teil 31 – Bemannte Freiballone.
Zusätzliche Informationen sind in 14 CFR Teil 33 zu finden. Es befasst sich mit Lufttüchtigkeitsstandards für Motoren und bezieht sich hauptsächlich auf Motorkraftstofffilter und Ansauganforderungen.
Titel 14 des CFR, Teil 23, Normal, Utility, Acrobatic, and Commuter Category Airplanes, Abschnitt 23.2430, Fuel Systems, ist unten zusammengefasst. Die für die Zertifizierung von Luftfahrtunternehmen und Hubschraubern festgelegten Lufttüchtigkeitsstandards sind ähnlich. Obwohl der Techniker selten an der Konstruktion von Kraftstoffsystemen beteiligt ist, gibt eine Überprüfung dieser Kriterien einen Einblick in die Funktionsweise eines Flugzeugkraftstoffsystems.
Jedes Kraftstoffsystem muss so konstruiert und angeordnet sein, dass der Kraftstofffluss mit einer Rate und einem Druck gewährleistet ist, die für die ordnungsgemäße Funktion von Motor und Hilfsaggregat (APU) unter allen wahrscheinlichen Betriebsbedingungen festgelegt sind. Dies schließt alle Manöver ein, für die eine Zertifizierung beantragt wird und bei denen das Triebwerk oder die APU in Betrieb sein können. Jedes Kraftstoffsystem muss so angeordnet sein, dass keine Kraftstoffpumpe gleichzeitig Kraftstoff aus mehr als einem Tank ansaugen kann. Es muss auch eine Möglichkeit geben, das Eindringen von Luft in das System zu verhindern.
Jedes Kraftstoffsystem für ein Flugzeug mit Turbinenantrieb muss die geltenden Anforderungen an die Kraftstoffentlüftung erfüllen. 14 CFR Teil 34 beschreibt Anforderungen, die in die Zuständigkeit der Environmental Protection Agency (EPA) fallen. Ein Turbinenkraftstoffsystem muss in der Lage sein, über seinen gesamten Durchfluss- und Druckbereich dauerhaft zu arbeiten, selbst wenn der Kraftstoff etwas Wasser enthält. Der Standard ist, dass der Motor weiterhin mit Kraftstoff läuft, der anfänglich mit Wasser bei 80 ° F gesättigt ist, dem 0,75 Kubikzentimeter (cm) freies Wasser pro Gallone hinzugefügt wurden, und dann auf den kritischsten Zustand für Vereisung gekühlt wird, der wahrscheinlich im Betrieb auftritt .
Unabhängigkeit vom Kraftstoffsystem
Jedes Kraftstoffsystem muss so konstruiert und angeordnet sein, dass es eine Unabhängigkeit zwischen mehreren Kraftstoffspeicher- und -versorgungssystemen bietet, so dass der Ausfall einer Komponente in einem System nicht zum Verlust der Kraftstoffspeicherung oder -versorgung eines anderen Systems führt.
Blitzschutz für Kraftstoffsystem
Das Kraftstoffsystem muss so konstruiert und angeordnet sein, dass eine Entzündung des Kraftstoffs innerhalb des Systems durch direkte Blitzeinschläge oder Blitzeinschläge in Bereichen, in denen solche Ereignisse sehr wahrscheinlich sind, oder durch Korona oder Luftströme an Kraftstoffentlüftungsauslässen verhindert werden. Eine Korona ist eine leuchtende Entladung, die als Ergebnis einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen dem Flugzeug und der Umgebung auftritt. Streamering ist ein verzweigter ionisierter Pfad, der bei einem direkten Schlag oder unter Bedingungen auftritt, wenn Blitzeinschläge unmittelbar bevorstehen.
Kraftstofffluss
Die Fähigkeit des Kraftstoffsystems, den Kraftstoff bereitzustellen, der erforderlich ist, um sicherzustellen, dass jedes Triebwerk und jedes Hilfsaggregat unter allen wahrscheinlichen Betriebsbedingungen ordnungsgemäß funktioniert. Es muss auch eine gefährliche Kontamination des jedem Triebwerk und jeder Hilfstriebwerkseinheit zugeführten Brennstoffs verhindern.
Das Kraftstoffsystem muss der Flugbesatzung die Möglichkeit bieten, den verfügbaren Gesamtkraftstoff zu bestimmen und eine ununterbrochene Versorgung mit diesem Kraftstoff zu gewährleisten, wenn das System korrekt betrieben wird, wobei wahrscheinliche Kraftstoffschwankungen berücksichtigt werden müssen. Es sollte auch ein Mittel bieten, um den im System gelagerten Treibstoff sicher vom Flugzeug zu entfernen oder zu isolieren, und so konstruiert sein, dass es Treibstoff unter allen wahrscheinlichen Betriebsbedingungen zurückhält und Gefahren für die Insassen während einer überlebensfähigen Notlandung minimiert. Bei Flugzeugen der Stufe 4 muss ein Ausfall durch Überlastung des Landesystems berücksichtigt werden.
Kraftstoffspeichersystem
Jeder Kraftstofftank muss in der Lage sein, den Belastungen unter wahrscheinlichen Betriebsbedingungen ohne Ausfall standzuhalten. Jeder Tank muss von Personalabteilungen isoliert und vor Gefahren durch unbeabsichtigte Temperatureinflüsse geschützt werden. Das Kraftstoffspeichersystem muss Kraftstoff für mindestens eine halbe Betriebsstunde bei maximaler Dauerleistung oder maximalem Schub liefern und in der Lage sein, Kraftstoff sicher abzuwerfen, wenn dies für die Landung erforderlich ist. Kraftstoffablasssysteme werden auch als Kraftstoffablasssysteme bezeichnet.
Flugzeugkraftstofftanks müssen so konstruiert sein, dass ein erheblicher Verlust von gespeichertem Kraftstoff aus jedem Entlüftungssystem aufgrund von Kraftstofftransfer zwischen Kraftstoffspeicher- oder -versorgungssystemen oder unter wahrscheinlichen Betriebsbedingungen verhindert wird.
Nachfüll- oder Aufladesystem für Kraftstoffspeicher
Jedes Nachfüll- oder Nachfüllsystem für Kraftstoffspeicher muss so konstruiert sein, dass ein unsachgemäßes Nachfüllen oder Nachfüllen verhindert wird; Verunreinigung des gelagerten Kraftstoffs während wahrscheinlicher Betriebsbedingungen verhindern; und das Auftreten von Gefahren für das Flugzeug oder Personen während des Nachfüllens oder Wiederaufladens zu verhindern.
Kraftstoffsysteme für Flugzeuge
Während jeder Hersteller sein eigenes Kraftstoffsystem entwickelt, ergeben die grundlegenden Anforderungen an das Kraftstoffsystem, auf die am Anfang dieses Kapitels verwiesen wird, Kraftstoffsysteme mit ähnlicher Konstruktion und Funktion im Feld. In den folgenden Abschnitten werden repräsentative Beispiele verschiedener Kraftstoffsysteme in jeder Flugzeugklasse diskutiert. Andere sind ähnlich, aber nicht identisch. Jedes Flugzeugkraftstoffsystem muss sauberen Kraftstoff speichern und dem/den Triebwerk(en) mit einem Druck und einer Durchflussrate zuführen, die den Betrieb unabhängig von den Betriebsbedingungen des Flugzeugs aufrechterhalten können.
Kraftstoffsysteme für kleine einmotorige Flugzeuge
Kraftstoffsysteme für kleine einmotorige Flugzeuge variieren in Abhängigkeit von Faktoren wie der Position des Tanks und der Methode der Kraftstoffzumessung zum Motor. Ein Hochdecker-Kraftstoffsystem kann anders konstruiert sein als eines in einem Tiefdecker. Ein Flugzeugtriebwerk mit Vergaser hat ein anderes Kraftstoffsystem als eines mit Kraftstoffeinspritzung.
Schwerkraftzufuhrsysteme
Hochflügelflugzeuge mit einem Treibstofftank in jedem Flügel sind üblich. Mit den Tanks über dem Motor wird die Schwerkraft genutzt, um den Kraftstoff zu fördern. Ein einfaches Schwerkraft-Kraftstoffsystem ist in Abbildung dargestellt. Der Raum über dem flüssigen Kraftstoff wird entlüftet, um den atmosphärischen Druck auf dem Kraftstoff aufrechtzuerhalten, wenn sich der Tank entleert. Die beiden Tanks werden auch zueinander entlüftet, um einen gleichen Druck zu gewährleisten, wenn beide Tanks den Motor speisen. Ein einzelner abgeschirmter Auslass an jedem Tank speist Leitungen, die entweder mit einem Kraftstoffabsperrventil oder einem Mehrpositions-Wahlventil verbunden sind. Das Absperrventil hat zwei Stellungen: Kraftstoff EIN und Kraftstoff AUS. Falls installiert, bietet das Wahlventil vier Optionen: Kraftstoffabschaltung zum Motor; Kraftstoffzufuhr nur aus rechtem Tank; Kraftstoffzufuhr nur vom linken Kraftstofftank; Kraftstoffzufuhr zum Motor aus beiden Tanks gleichzeitig.
Stromabwärts des Absperrventils oder Wahlventils strömt der Kraftstoff durch ein Hauptsystemsieb. Dieser hat oft eine Abflussfunktion, um Sedimente und Wasser zu entfernen. Von dort fließt es zum Vergaser oder zur Primerpumpe zum Motorstart. Ohne Kraftstoffpumpe ist das Schwerkraftzufuhrsystem das einfachste Kraftstoffsystem für Flugzeuge.
Pumpspeisesysteme
Tief- und Mittelflügelflugzeuge mit einem einzigen Hubkolbenmotor können keine Kraftstoffsysteme mit Schwerkraftzufuhr verwenden, da die Kraftstofftanks nicht über dem Motor angeordnet sind. Stattdessen werden eine oder mehrere Pumpen verwendet, um den Kraftstoff von den Tanks zum Motor zu befördern. Ein übliches Kraftstoffsystem dieses Typs ist in der Abbildung gezeigt. Jeder Tank hat eine Leitung vom abgeschirmten Auslass zu einem Auswahlventil. Es kann jedoch nicht gleichzeitig Kraftstoff aus beiden Tanks entnommen werden; Wenn der Kraftstoff in einem Tank aufgebraucht ist, würde die Pumpe Luft aus diesem Tank statt Kraftstoff aus dem vollen Tank ansaugen. Da nicht gleichzeitig Kraftstoff aus beiden Tanks entnommen wird, entfällt die Notwendigkeit, die Tankentlüftungsräume miteinander zu verbinden.
Vom Wahlventil (LINKS, RECHTS oder AUS) fließt Kraftstoff durch das Hauptsieb, wo er den Motorprimer versorgen kann. Dann fließt es stromabwärts zu den Kraftstoffpumpen. Typischerweise sind eine elektrische und eine motorbetriebene Kraftstoffpumpe parallel angeordnet. Sie saugen den Kraftstoff aus dem/den Tank(s) an und führen ihn dem Vergaser zu. Die beiden Pumpen sorgen für Redundanz. Die motorbetriebene Kraftstoffpumpe fungiert als Primärpumpe. Die elektrische Pumpe kann Kraftstoff liefern, falls die andere ausfällt.
Die elektrische Pumpe liefert auch beim Start Kraftstoffdruck und dient dazu, während des Fluges in großer Höhe Dampfblasenbildung zu verhindern.
Hochdecker mit Kraftstoffeinspritzsystem
Einige hochflügelige, einmotorige Hochleistungsflugzeuge der allgemeinen Luftfahrt sind mit einem Kraftstoffsystem ausgestattet, das eine Kraftstoffeinspritzung anstelle eines Vergasers aufweist. Es kombiniert den Schwerkraftfluss mit der Verwendung einer oder mehrerer Kraftstoffpumpen. Das TeledyneContinental-System ist ein Beispiel.
HINWEIS: Kraftstoffeinspritzsysteme spritzen unter Druck stehenden Kraftstoff in den Motoreinlass oder direkt in die Zylinder. Kraftstoff ohne beigemischte Luft ist erforderlich, um einen gleichmäßigen Sprühnebel und einen reibungslosen Motorbetrieb zu gewährleisten.
Kraftstoff, der von einer motorbetriebenen Pumpe unter Druck gesetzt wird, wird als Funktion der Motordrehzahl auf dem Teledyne-Continental-System zugemessen. Es wird zunächst von den Kraftstofftanks durch Schwerkraft zu zwei kleineren Sammel- oder Vorratstanks befördert. Diese Tanks, einer für jeden Flügeltank, konsolidieren den flüssigen Treibstoff und haben einen relativ kleinen Luftraum. Sie liefern Kraftstoff durch ein Dreiwege-Wahlventil (LINKS, RECHTS oder AUS). Das Wahlventil wirkt auch gleichzeitig als Umlenkventil für Luft, die in der motorbetriebenen Kraftstoffpumpe aus dem Kraftstoff abgeschieden und zum Ventil zurückgeführt wurde. Er leitet die Luft zum Entlüftungsraum über dem Kraftstoff im ausgewählten Vorratsbehälter.
Eine elektrische Zusatzkraftstoffpumpe saugt Kraftstoff durch das Wahlventil an. Es drückt den Kraftstoff durch das Sieb und stellt ihn der Primerpumpe und der motorbetriebenen Kraftstoffpumpe zur Verfügung. Diese Pumpe wird normalerweise zum Starten und als Backup verwendet, falls die motorbetriebene Pumpe ausfallen sollte. Es wird durch einen Schalter im Cockpit gesteuert und muss nicht in Betrieb sein, um der motorbetriebenen Kraftstoffpumpe den Zugang zum Kraftstoff zu ermöglichen.
Die motorbetriebene Kraftstoffpumpe saugt den unter Druck stehenden Kraftstoff von der elektrisch angetriebenen Pumpe oder von den Vorratsbehältern an, wenn die elektrische Pumpe nicht arbeitet. Es führt der Kraftstoffsteuerung eine überhöhte Kraftstoffmenge unter Druck zu. Überschüssiger Kraftstoff wird zur Pumpe zurückgeführt, die ihn durch das Wahlventil in den entsprechenden Vorratsbehälter pumpt. Kraftstoffdampf wird auch von der Pumpe in die Tanks zurückgeführt. Die Kraftstoffsteuereinheit dosiert den Kraftstoff gemäß Motordrehzahl und Mischungssteuereingaben aus dem Cockpit.
Die Kraftstoffsteuerung leitet den Kraftstoff zum Verteiler, der ihn aufteilt und einen gleichmäßigen, konsistenten Kraftstofffluss für die einzelnen Kraftstoffeinspritzdüsen in jedem Zylinder bereitstellt. Eine Kraftstoffdurchflussanzeige, die vom Verteiler abgenommen wird, liefert eine Rückmeldung im Cockpit. Es misst den Kraftstoffdruck, wird aber auf einem Zifferblatt angezeigt, das in Gallonen pro Stunde kalibriert ist.
Hubschrauber-Kraftstoffsysteme
Hubschrauber-Kraftstoffsysteme variieren. Sie können je nach Flugzeug einfach oder komplex sein. Schlagen Sie immer in den Handbüchern des Herstellers nach, um eine Beschreibung des Kraftstoffsystems, Betriebs- und Wartungsanweisungen zu erhalten.
Typischerweise hat ein Hubschrauber nur einen oder zwei Treibstofftanks, die sich in der Nähe des Schwerpunkts (CG) des Flugzeugs befinden, der sich in der Nähe des Hauptrotormasts befindet. Somit befinden sich der Tank oder die Tanks normalerweise in oder nahe dem hinteren Rumpf. Einige Hubschrauber-Kraftstofftanks sind über dem Motor montiert, um eine Schwerkraft-Kraftstoffzufuhr zu ermöglichen. Andere verwenden Kraftstoffpumpen und Druckversorgungssysteme.
Grundsätzlich unterscheiden sich die Treibstoffsysteme von Helikoptern kaum von denen auf Flächenflugzeugen. Schwerkraftsysteme haben belüftete Kraftstofftanks mit einem Auslasssieb und einem Absperrventil. Der Kraftstoff fließt vom Tank durch einen Hauptfilter zum Vergaser.
Ein etwas komplexeres System für einen Hubschrauber mit Leichtturbinenantrieb ist in Abbildung dargestellt. Zwei elektrische Ladepumpen im Tank fördern Kraftstoff durch ein Absperrventil und nicht durch ein Wahlventil, da es nur einen Kraftstofftank gibt. Es fließt durch einen Zellenfilter zu einem Triebwerksfilter und dann zu der vom Triebwerk angetriebenen Kraftstoffpumpe. Der Kraftstofftank ist entlüftet und enthält ein elektrisch betätigtes Sumpfablassventil. Ein Manometer wird verwendet, um den Ausgangsdruck der Ladepumpe zu überwachen, und Differenzdruckschalter warnen vor Verstopfungen des Kraftstofffilters. Die Kraftstoffmenge wird durch die Verwendung von zwei im Tank befindlichen Kraftstoffsonden mit Sendern abgeleitet.
Größere, schwere, mehrmotorige Transporthubschrauber haben komplexe Treibstoffsysteme, ähnlich denen von Jet-Transportflugzeugen mit festen Flügeln. Sie können mehrere Kraftstofftanks, Crossfeed-Systeme und Druckbetankung aufweisen.
Komponenten des Kraftstoffsystems
Um Flugzeugtreibstoffsysteme und ihren Betrieb besser zu verstehen, ist die folgende Erörterung verschiedener Komponenten von Flugzeugtreibstoffsystemen enthalten.
Treibstofftanks
Es gibt drei Grundtypen von Flugzeugkraftstofftanks: starre abnehmbare Tanks, Blasentanks und integrierte Kraftstofftanks. Der Flugzeugtyp, dessen Bauart und Verwendungszweck sowie das Alter des Flugzeugs bestimmen, welcher Treibstofftank in einem Flugzeug verbaut wird. Die meisten Tanks bestehen aus nicht korrosiven Materialien. Sie werden normalerweise entweder durch eine Entlüftungskappe oder eine Entlüftungsleitung entlüftet. Flugzeugtreibstofftanks haben einen niedrigen Bereich, der als Sumpf bezeichnet wird und als Ort dient, an dem sich Verunreinigungen und Wasser absetzen können. Der Sumpf ist mit einem Ablassventil ausgestattet, das verwendet wird, um die Verunreinigungen während der Rundgangsinspektion vor dem Flug zu entfernen. Die meisten Treibstofftanks von Flugzeugen enthalten eine Art Sperre, um zu verhindern, dass sich der Treibstoff während Flugmanövern schnell verschiebt. Die Verwendung eines um die Kraftstoffeinfüllöffnung herum konstruierten Scuppers zum Ableiten von verschüttetem Kraftstoff ist ebenfalls üblich.
Kraftstoffleitungen und Armaturen
Flugzeugkraftstoffleitungen können je nach Standort und Anwendung starr oder flexibel sein. Starre Leitungen bestehen oft aus einer Aluminiumlegierung und werden mit Armee-/Marine- (AN) oder Militärstandard-Armaturen (MS) verbunden. Im Motorraum, Radkästen und anderen Bereichen, die Schäden durch Schmutz, Abrieb und Hitze ausgesetzt sind, werden jedoch häufig Edelstahlleitungen verwendet.
Der flexible Kraftstoffschlauch hat eine Innenseite aus synthetischem Gummi mit einer verstärkenden Faserumflechtung, die von einer synthetischen Außenseite bedeckt ist.
Der Schlauch ist für Kraftstoff zugelassen und sollte durch keinen anderen Schlauch ersetzt werden. Einige flexible Kraftstoffschläuche haben eine geflochtene Außenseite aus rostfreiem Stahl. Die Durchmesser aller Kraftstoffschläuche und -leitungen werden durch die Kraftstoffdurchflussanforderungen des Flugzeugkraftstoffsystems bestimmt. Flexible Schläuche werden in Bereichen verwendet, in denen Vibrationen zwischen Komponenten auftreten, wie z. B. zwischen dem Triebwerk und der Flugzeugstruktur.
Kraftstoffventile
Es gibt viele Verwendungen von Kraftstoffventilen in Flugzeugkraftstoffsystemen. Sie werden verwendet, um den Kraftstofffluss zu unterbrechen oder den Kraftstoff an eine gewünschte Stelle zu leiten. Anders als Sumpfablassventile können Leichtflugzeug-Kraftstoffsysteme nur ein Ventil enthalten, das Auswahlventil. Es enthält die Absperr- und Auswahlfunktionen in einem einzigen Ventil. Kraftstoffsysteme für große Flugzeuge haben zahlreiche Ventile. Die meisten öffnen und schließen einfach und sind unter verschiedenen Namen bekannt, die sich auf ihre Position und Funktion im Kraftstoffsystem beziehen (z. B. Absperrventil, Transferventil, Crossfeed-Ventil). Kraftstoffventile können manuell betätigt, elektromagnetisch betätigt oder durch einen Elektromotor betätigt werden.
Kraftstoffpumpen
Abgesehen von Flugzeugen mit Kraftstoffsystemen mit Schwerkraftzufuhr haben alle Flugzeuge mindestens eine Kraftstoffpumpe, um sauberen Kraftstoff unter Druck an die Kraftstoffdosiervorrichtung für jedes Triebwerk zu liefern. Motorgetriebene Pumpen sind das primäre Fördergerät. Hilfspumpen werden auch in vielen Flugzeugen verwendet. Hilfspumpen, die manchmal als Booster-Pumpen oder Ladepumpen bekannt sind, werden verwendet, um der motorbetriebenen Pumpe Kraftstoff unter positivem Druck zuzuführen, und während des Startens, wenn die motorbetriebene Pumpe noch nicht auf Drehzahl für eine ausreichende Kraftstoffzufuhr ist. Sie werden auch verwendet, um die motorbetriebene Pumpe während des Starts und in großer Höhe zu unterstützen, um Dampfblasenbildung zu vermeiden. Bei vielen großen Flugzeugen werden Druckerhöhungspumpen verwendet, um Kraftstoff von einem Tank zum anderen zu befördern.
Es sind viele verschiedene Arten von Hilfskraftstoffpumpen im Einsatz. Die meisten werden elektrisch betrieben, aber einige handbetriebene Pumpen sind in älteren Flugzeugen zu finden. Es folgt eine Diskussion der verschiedenen Pumpentypen, die in der Flugzeugflotte zu finden sind.
Kraftstofffilter
In Flugzeugen werden zwei Haupttypen von Kraftstoffreinigungsvorrichtungen verwendet. Kraftstoffsiebe sind üblicherweise aus relativ grobem Drahtgeflecht aufgebaut. Sie sind so konzipiert, dass sie große Schmutzstücke auffangen und verhindern, dass sie durch das Kraftstoffsystem gelangen. Kraftstoffsiebe behindern den Wasserfluss nicht. Kraftstofffilter sind im Allgemeinen normalerweise feinmaschig. In verschiedenen Anwendungen können sie feine Sedimente mit einem Durchmesser von nur Tausenden von Zoll einfangen und auch dabei helfen, Wasser einzufangen. Der Techniker sollte sich darüber im Klaren sein, dass die Begriffe „Sieb“ und „Filter“ manchmal synonym verwendet werden. Mikrofilter werden üblicherweise in Flugzeugen mit Turbinenantrieb verwendet. Dies ist ein Filtertyp, der extrem feine Partikel im Bereich von 10–25 Mikron auffängt. Ein Mikrometer ist 1/1.000 Millimeter.
Kraftstoffheizungen und Eisprävention
Flugzeuge mit Turbinenantrieb arbeiten in großer Höhe, wo die Temperatur sehr niedrig ist. Wenn der Kraftstoff in den Kraftstofftanks abkühlt, kondensiert Wasser im Kraftstoff und gefriert. Es kann Eiskristalle im Tank bilden oder wenn die Kraftstoff/Wasser-Lösung langsamer wird und das kühle Filterelement auf ihrem Weg durch den Kraftstofffilter zu dem/den Motor(en) berührt. Die Bildung von Eis auf dem Filterelement blockiert den Kraftstofffluss durch den Filter. Ein Ventil in der Filtereinheit leitet dabei ungefilterten Kraftstoff um. Kraftstoffheizungen werden verwendet, um den Kraftstoff zu erwärmen, damit sich kein Eis bildet. Diese Wärmetauschereinheiten erhitzen den Kraftstoff auch ausreichend, um bereits gebildetes Eis zu schmelzen.
Die gebräuchlichsten Arten von Kraftstoffvorwärmern sind Luft-/Kraftstoffvorwärmer und Öl-/Kraftstoffvorwärmer. Ein Luft/Kraftstoff-Heizgerät verwendet warme Verdichterzapfluft, um den Kraftstoff zu erwärmen. Ein Öl-Kraftstoff-Wärmetauscher erwärmt den Kraftstoff mit heißem Motoröl. Dieser letztere Typ wird oft als kraftstoffgekühlter Ölkühler (FCOC) bezeichnet.
Kraftstoffsystemanzeigen
Flugzeugkraftstoffsysteme verwenden verschiedene Indikatoren. Alle Systeme müssen eine Art Kraftstoffmengenanzeige haben. Kraftstofffluss, Druck und Temperatur werden bei vielen Flugzeugen überwacht. Auch Ventilstellungsanzeigen und diverse Warnleuchten und Meldungen kommen zum Einsatz.
Systeme zur Anzeige der Kraftstoffmenge
Alle Kraftstoffsysteme von Flugzeugen müssen eine Art Kraftstoffmengenanzeige haben. Diese Vorrichtungen sind je nach Komplexität des Kraftstoffsystems und des Flugzeugs, in dem sie installiert sind, sehr unterschiedlich. Einfache Indikatoren, die keine elektrische Energie benötigen, waren die früheste Art von Mengenindikatoren und werden noch heute verwendet. Die Verwendung dieser direkt ablesbaren Anzeigen ist nur bei Leichtflugzeugen möglich, bei denen sich die Treibstofftanks in unmittelbarer Nähe des Cockpits befinden. Andere Leichtflugzeuge und größere Flugzeuge erfordern elektrische Anzeigen oder elektronische Anzeigen vom Kapazitätstyp.
Kraftstoffdurchflussmesser
Ein Kraftstoffdurchflussmesser zeigt den Kraftstoffverbrauch eines Motors in Echtzeit an. Dies kann für den Piloten nützlich sein, um die Triebwerksleistung zu ermitteln und für Flugplanungsberechnungen. Die Arten von Kraftstoffdurchflussmessern, die in einem Flugzeug verwendet werden, hängen hauptsächlich von dem verwendeten Triebwerk und dem zugehörigen Kraftstoffsystem ab.
Kraftstofftemperaturanzeigen
Wie zuvor erwähnt, kann das Überwachen der Kraftstofftemperatur den Piloten informieren, wenn sich die Kraftstofftemperatur einer Temperatur nähert, die eine Eisbildung im Kraftstoffsystem, insbesondere am Kraftstofffilter, verursachen könnte. Viele große und Hochleistungs-Turbinenflugzeuge verwenden zu diesem Zweck einen elektrischen Kraftstofftemperaturgeber vom Widerstandstyp in einem Hauptkraftstofftank. Es kann auf einem herkömmlichen Ratiometer angezeigt oder zur Verarbeitung und digitalen Anzeige in einen Computer eingegeben werden. Eine niedrige Kraftstofftemperatur kann durch die Verwendung einer Kraftstoffheizung korrigiert werden, wenn das Flugzeug damit ausgestattet ist. Wie ebenfalls erwähnt, kann die Kraftstofftemperatur in Berechnungen zur Verarbeitung des Kraftstoffflusses integriert werden. Viskositätsunterschiede bei unterschiedlichen Kraftstofftemperaturen, die die Genauigkeit der Kraftstoffdurchflusserfassung beeinträchtigen, können über Mikroprozessoren und Computer korrigiert werden.
Kraftstoffdruckmesser
Die Überwachung des Kraftstoffdrucks kann den Piloten frühzeitig vor einer Fehlfunktion im Zusammenhang mit dem Kraftstoffsystem warnen. Die Überprüfung, ob das Kraftstoffsystem Kraftstoff an die Kraftstoffdosiervorrichtung liefert, kann kritisch sein. Einfache leichte Flugzeuge mit Kolbenmotor verwenden typischerweise ein direkt ablesbares Bourdon-Rohr-Manometer. Es wird mit einer Leitung, die bis zur Rückseite des Messgeräts im Cockpit-Instrumentenbrett führt, in den Kraftstoffeinlass des Kraftstoffdosiergeräts angeschlossen. Ein komplexeres Flugzeug kann einen Sensor mit einem Wandler haben, der sich am Kraftstoffeinlass zur Dosiervorrichtung befindet, der elektrische Signale an eine Cockpitanzeige sendet. Bei Flugzeugen, die mit einer Hilfspumpe zum Starten und zur Unterstützung der motorbetriebenen Pumpe ausgestattet sind, zeigt der Kraftstoffdruckmesser den Hilfspumpendruck an, bis der Motor gestartet wird. Wenn die Hilfspumpe ausgeschaltet ist,
Reparatur des Kraftstoffsystems
Die Integrität eines Flugzeugkraftstoffsystems ist kritisch und sollte nicht beeinträchtigt werden. Alle Anzeichen von Fehlfunktionen oder Lecks sollten behoben werden, bevor das Flugzeug für den Flug freigegeben wird. Die Gefahr von Bränden, Explosionen oder Kraftstoffmangel während des Fluges macht es zwingend erforderlich, dass Unregelmäßigkeiten im Kraftstoffsystem höchste Priorität erhalten. Die Wartungs- und Betriebsanweisungen jedes Herstellers müssen verwendet werden, um den Techniker bei der Aufrechterhaltung des Kraftstoffsystems in lufttüchtigem Zustand anzuleiten. Befolgen Sie stets die Anweisungen des Herstellers. Gegebenenfalls sollten die Anweisungen des Komponentenherstellers und des STC-Inhabers verwendet werden. In den folgenden Abschnitten finden Sie einige allgemeine Anweisungen zur Wartung und Reparatur des Kraftstoffsystems.
Fehlersuche am Kraftstoffsystem
Bei der Fehlersuche ist die Kenntnis des Kraftstoffsystems und seiner Funktionsweise unerlässlich. Hersteller erstellen Diagramme und Beschreibungen in ihren Wartungshandbüchern, um den Techniker zu unterstützen. Studieren Sie diese für Einsicht. Viele Handbücher enthalten Diagramme zur Fehlerbehebung oder Flussdiagramme, die befolgt werden können. Wie bei jeder Fehlerbehebung sollte eine logische Abfolge von Schritten befolgt werden, um das Problem auf eine bestimmte Komponente oder Stelle einzugrenzen. Defekte innerhalb des Systems können häufig lokalisiert werden, indem der Kraftstofffluss vom Tank durch das System zum Motor verfolgt wird. Jede Komponente muss bestimmungsgemäß funktionieren und die Ursache des Fehlersymptoms muss sequentiell ausgeschlossen werden.
Reparatur des Kraftstofftanks
Ob starre, abnehmbare, blasenartige oder integrale Kraftstofftanks, alle Kraftstofftanks können Lecks entwickeln. Reparieren Sie einen Tank gemäß den Anweisungen des Herstellers. Es folgen einige allgemeine Hinweise zur Reparatur jedes Tanktyps. Beachten Sie, dass zum Zeitpunkt der Reparatur eines Tanks eine gründliche Inspektion durchgeführt werden sollte. Korrosion, wie sie beispielsweise durch Wasser und Mikroben verursacht wird, sollte zu diesem Zeitpunkt erkannt und behandelt werden, auch wenn sie nicht die Ursache des Lecks ist.
