Hydrauliksystem beim Flugzeug - für Laien anschaulich erklärt

Grundsätzliches zu Hydrauliksystemen

• Hydraulik ist die Lehre vom Strömungsverhalten von Flüssigkeiten. In der Technik wird darunter verstanden, dass Flüssigkeiten als Getriebe eingesetzt werden. Ein Getriebe dient dazu, Kräfte oder Drehmomente von Motoren auf Aggregate zu übertragen.
• Beim Hydrauliksystem wird der Umstand ausgenutzt, dass eine Druckerhöhung an einer Stelle des Systems, zum Beispiel durch das Öffnen eines Ventils, eine Erhöhung des Drucks im ganzen System bewirkt. Diese Druckerhöhung kann zum Beispiele einen Kolben an einer räumlich weit entfernten Stelle heben.
• Der Vorteil von diesen Systemen ist, dass es lediglich einer druckdichten Leitung zwischen dem Ort der Auslösung und dem der Ausführung bedarf. Diese Leitung kann sogar flexibel und beweglich sein.
• Ein weiterer Vorteil ist, dass über einen Motor verschiedene weit auseinanderliegende Teile bewegt werden können.
• Die Gefahr dieser Systeme ist, dass diese undicht werden bzw. die Ventile verstopfen können. Bei der Wahl der Flüssigkeit muss beachtet werden, dass diese nicht einfrieren, gelieren oder verdunsten darf. Das ist bei Flugzeugen besonders wichtig, da diese in großen Höhen auch sehr kalt werden.

Einsatz von Hydraulik im Flugzeug

• Der Pilot eines Flugzeuges muss während des Fluges verschiedene Teile des Flugzeugs bewegen können, zum Beispiel die Ruder oder die Landeklappen.
• Diese Klappen können über Seilzüge bewegt werden, was bei kleineren Flugzeugen oft der Fall ist. Bei Großflugzeugen würde das zu viel Kraft kosten. Hinzukommt, dass solche Seile oft den Belastungen, z. B. den Temperaturschwankungen nicht gewachsen sind. Solche Siele werden auch immer unpräziser je länger sie sind, da sie sich dehnen.
• In Großflugzeugen werden daher Hydrauliksysteme eingesetzt. Der Pilot zieht also nicht mehr an einem Seil, um das Ruder zu bewegen, sondern sorgt für einen Druckaufbau in der Hydraulik durch Öffnen von Ventilen, damit der Druck in der Flüssigkeit einen Kolben bewegt, der z. B. das Ruder in die gewünschte Position bringt.
• In modernen Flugzeugen sind normalerweise verschiedene hydraulische Systeme vorhanden. In jedem gibt es einen eigenen Ölvorrat und einen eigenständigen Druckaufbau. Dieser wird für jedes System von einem anderen Triebwerk aus aufgebaut. Bei Maschinen mit zwei Triebwerken wird das dritte System über einen Elektromotor mit Druck versorgt.
• Die 3 Hydrauliksysteme arbeiten mit verschieden großem Druck, da nicht alle Teile gleich große Kräfte benötigen.
• Es gibt bei einigen Maschinen auch elektromechanische Lösungen, bei denen an den Teilen, die bewegt werden müssen, Elektromotoren sitzen.

Hydraulik vom A380

• Über die Triebwerke wird Flüssigkeit in einen Tank gepumpt, in dem sich eine Membran befindet. Die mit einem Gas, meistens Stickstoff an die Wand des Tanks gedrückt wird. Die Flüssigkeit wird zwischen Membran und Tank gepresst, dabei komprimiert sich das Gas, es entsteht ein Druck in der Flüssigkeit.
• Beim A380 gibt es zum Beispiel zwei unabhängige Hydrauliksysteme, die mit Gelb und Grün gekennzeichnet werden. Alle sicherheitsrelevanten Teile können von beiden Systemen unabhängig voneinander bewegt werden. Wenn beide Systeme ausfallen, können die Teile über kleine Druckerzeuger, die vor Ort sitzen, bewegt werden. Außerdem kann über Elektromotoren Druck für Teile, die am Boden genutzt werden, erzeugt werden, wie zum Beispiel die Lenkung des Fahrwerks oder die Luken.
• Das komplexe Steuerungssystem der Hydraulik wird über den Bordcomputer angesteuert. Der Pilot gibt über eine Art Joystick ein, welche Bewegung gewünscht ist und der Computer sorgt dafür, dass die richtigen Ventile geöffnet werden, damit sich Ruder in die dafür benötigte Position bewegen.
• Bei diesem Flugzeug werden die Fahrwerke, die Landeklappen, die Vorflügel bzw. Vorflügelklappen, das Quer-, Seiten- und Höhenruder über die Hydraulik bewegt. Auch die Höhenflosse, die Bremsen, die Ladeluken, die Klappen der Fahrwerksschächte und das Fahrwerk werden darüber angesteuert.
• Da es sich um unabhängige Systeme handelt, kann weder der Ausfall der Pumpen noch ein verstopftes Ventil bewirken, dass die Hydraulik ausfällt. Eine mechanische Beschädigung an einem der Teile kann nur dazu führen, dass dieses Teil nicht bewegt werden kann. Kritischer sind Softwarefehler, die zum Beispiel bewirken können, dass nicht genügend Druck aufgebaut wird, weil falsche Druckwerte angenommen werden.