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29Dec/093

Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 – Teil 6 – Versorgungssysteme

Um in der Luft zu bleiben benötigt der A380 leistungsstarke Systeme die das Flugzeug mit Strom, Hydraulikdruck, Krafstoff und Druckluft versorgen.

Elektrisches System
Der A380 verfügt über ein batteriebetriebenes Grundsystem. Vier 50Ah Batterien stehen für die Versorgung der Gleichsstromverbraucher, für den Start der APU und im Notfall über einen Spannungsinverter für die Stromversorgung des Wechselstromnetzes bereit. Der 1800PS starke Hilfsantrieb (APU) im Heck treibt zwei 120KVA Generatoren welche 115V Wechselstrom mit 400Hz Festfrequenz erzeugen. Die Hauptstromversorgung erfolgt über Generatoren in den Triebwerken. Jedes Triebwerk treibt einen 150KVA Generator welcher 115V Wechselstrom mit variabler Frequenz in einen der AC-Stromkreise einspeisen kann. Am Boden kann das Flugzeug mit bis zu 4 externen Generatoren zu je 90KVA mit Strom versorgt werden. Wenn sämtliche Generatoren in den Triebwerken und die APU ausfallen steht neben den Batterien noch die RamAirTurbine (RAT-externer Link zum Hersteller) zur Stromerzeugung bereit. Die RAT mit einem Propellerdurchmesser von 1.6m sitzt unter der linken Tragfläche rechts vom inneren Triebwerk und kann durch einen luftgekühlten Generator bis zu 70KVA Wechselstrom liefern. Im Blockschaltbild kann man sehen wie der Wechselstrom der Triebwerksgeneratoren und der APU in vier unabhängige Wechselstromnetze eingespeist, über Transformatoren in Gleichstrom gewandelt und dann die Gleichstromnetze versorgt.
A380 Blockschaltbild
Fallen einzelne Generatoren aus versucht ein automatisches System die Stromkreise neu zu konfigurieren um selbst mit nur zwei funktionierenden Generatoren das Flugzeug normal zu versorgen. Stufenweise werden dabei jedoch Stromverbraucher nach ihrer Bedeutung vom Netz getrennt um die flugfähigkeit des A380 zu erhalten. Die Konstruktion des elektrischen Notfallsystems erlaubt auch erstmalig beim A380 das Flugzeug selbst bei Ausfall aller Hydraulik elektrisch weiter zu fliegen.

Druckluftsystem
Druckluft wird im Flugzeug für die Sauerstoffversorgung,Klimatisierung und Druckstabilität der Kabine, für die Enteisung von Flügel und Triebwerken, für den Triebwerksstart, für Druckerzeugung in Hydraulikbehältern und für die Ventilation in den Computer- und Laderäumen benötigt.
A380 Ventilationssystem
Das Druckluftsystem arbeitet vollautomatisch und kann aus drei Quellen gespeist werden. Im Normalbetrieb wird den laufenden Triebwerken Zapfluft mit bis zu 30PSI und 200Grad aus Mittel- und Hochdruckstufe entnommen. Die heiße Luft wird über Vorkühler geführt und in zwei Klimapacks auf im Schnitt 14 Grad heruntergekühlt. Die kalte Luft wird in der Mischereinheit mit Kabinenluft gemischt und durch den nachgeschalteten Wärmetauscher mittels heißer Luft auf die gewünschte Klimatemperatur gebracht. Die Luft in der Kabine wird ständig über Nebenventilatoren durchmischt. Verbrauchte Kabinenluft wird über vier Hauptventilatoren wieder in die Mischereinheit zurückgeblasen oder zur Kühlung der Flugelektronik im Cockpit und in den zwei Rechnerräumen genutzt. Zur Aufrechterhaltung des Kabinendrucks wird Luft über vier Kabinendruckregler nach Vorgabe aus dem Flugmanagementsystems nach Aussen abgelassen. Als zweite Druckluftquelle dient die APU. Sie erzeugt Druckluft zum Start der Haupttriebwerke und kann das Druckluftsystem am Boden und bis in eine Höhe von 22500Fuß allein versorgen. Weiterhin gibt es drei Bodenanschlüsse um im Stand Druck von externen Kompressoren einzuspeisen.

NOT Sauerstoffversorgung
Im Normalbetrieb werden die Passagiere über die Klimaanlage mit Sauerstoff versorgt. Sollte es jedoch in großer Höhe zu einem Defekt der Kabinenhülle kommen springt das Sauerstoffsystem solange ein bis ein Notsinkflug in tiefere Luftschichten ein Atmen wieder ermöglicht. Das System versorgt die Cockpitcrew und die Passagiere mit Sauerstoff aus Druckluftflaschen. Ein separates System für das Cockpit speist bis zu fünf Vollgesichtsmasken mit Atemluft. Eine Atemschutzmaske (PBE) mit transportabler Sauerstofflasche ermöglicht es einer Person bis zu 15min freibeweglich zu arbeiten. Das System für die Passagiere kann aus bis zu 15 Druckluftflaschen mit 1200PSI Druck bestehen und im Notfall die Sauerstoffmasken mit Atemluft versorgen.

Hydrauliksystem
Der A380 verfügt über zwei identische, voneinander unabhängige Hydrauliksysteme zur Betätigung der Steuerflächen, des Fahrwerks und des Bremssystems. Auf ein drittes komplettes Hydrauliksystem mußte zur Gewichtsreduzierung verzichtet werden. Für den Fall das beide Hydraulikysteme ausfallen bleibt durch elektrohydraulisch betriebene Steuerflächen (EHA und EBHA) das Flugzeug weiterhin steuerbar. Für das ebenfalls durch einen Hydraulikausfall beeinträchtige Bremssystem erzeugt das Locale Elektrohydraulische Druckerzeugungssystem genügend Arbeitsdruck. Im A380 wurden weiterhin zur Gewichtseinsparung Druckleitungen mit geringerem Querschnitt, aber höherem Druck (5000PSI statt üblicher 3000PSI) verwendet. In jedem Triebwerk arbeiten zwei Hydraulikpumpen. Die Pumpen aus Triebwerk 1 und 2 versorgen das Grüne Hydrauliksystem und die Pumpen aus Triebwerk 3 und 4 das Gelbe Hydrauliksystem. Zwei Pumpen sind ausreichend um ein komplettes Hydrauliksystem zu versorgen. Das Flugzeug verfügt weiterhin über 4 elektrische Pumpen welche am Boden Druck für die Gepäckluken und die Lenkung des Rumpffahrwerkes erzeugen.

Kraftstoffsystem
Das Kraftstoffsystem kontrolliert die bis zu 254t Kraftstoff in verschiedenen Tanks und versorgt die Triebwerke. Die Füllstände werden überwacht und um das Flugverhalten zu verbessern wird Treibstoff zwischen den einzelnen Tanks und den Trimmtanks im Heck umgepumpt. Das Tanksystem in jedem Flügel besteht aus einem Äußeren, einem Mittleren und einem Inneren Tank.
A380 Kraftstoffsystem
Durch den Verbrauch der Triebwerke aus den vier Versorgungstanks muss das Transfersystem Kraftstoff erst aus den inneren, dann aus den mittleren und als letztes aus den äußeren Tanks jeweils in die Versorgungstanks umpumpen. Dafür gibt es in jedem Tank bis zu zwei Transferpumpen welche die vordere oder hintere Kraftstoffleitung speisen. Im Höhenleitwerk befindet sich ein Trimtank welcher zur optimalen Gewichtsverteilung genutzt wird. Jedes Triebwerk hat zwei Kraftstoffpumpen in seinem Versorgungstank. Fällt die Hauptpumpe aus übernimmt automatisch die Reservepumpe. Jede einzelne Pumpe kann, gesteuert durch Crossfeed Ventile, jedes der vier Triebwerke versorgen. Bei zu geringen Kraftstoffdruck trennt das Low Pressure Ventil das Triebwerk vom Kraftstoffsystem. Fallen alle Pumpen aus fließt Kraftstoff auch allein durch Schwerkraft zu den Triebwerken. Die APU wird normalerweise durch die Pumpe des 4. Triebwerkes versorgt. Das Kraftstoffsystem wird durch das Treibstoffüberwachnugs- und Versorgungssystem (FQMS) kontrolliert und gesteuert. Am Boden kann der A380 über zwei Anschlüsse gleichzeitig innerhalb 45min vollständig betankt werden und im Notfall in der Luft aus allen Tanks bis zu 150t/h ablassen. Das ablassen des Treibstoffs kann notwendig werden da ein vollgetankter A380 direkt nach dem Start zu schwer zum normalen Landen wäre.

Hier gehts zum:
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 1 - Cockpit
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 2 - Die wichtigsten Instrumente
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 3 - Was fliegt den A380 ?
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 4 - Triebwerke
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 5 - AutoFlightSystem

Kommt bald:
Avionics Networks, Information System, Onboard Maintenance System

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30Jul/090

Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 – Teil 5 – AutoFlightSystem

In modernen Verkehrsflugzeugen übernehmen die meiste Zeit automatische Systeme das fliegen.

Das AutoFlightSystem (AFS - gemeinhin als Autopilot bezeichnet) des A380 setzt sich aus zwei Teilsystemen zusammen. Das Flugleitsystem (FG) setzt Eingaben der Crew oder Befehle des Flugmanagementsystems in entsprechende Flugzustände um. Das Flugmanagementsystem (FMS) verfügt über den Flugplan und kann entsprechende Flugdaten an das Flugleitsystem übermitteln um eine vorab programmierte Route abzufliegen.
A380AutoFlightSystem
Das Flugleitsystem (FG) ist Bestandteil des Primären Flugcomputers und wird über das FlightGuidance ControlPad im Glareshield gesteuert. Hierbei kann die Crew direkte Vorgaben für Geschwindigkeit,Flugrichtung,Flughöhe und Steiggeschwindigkeit treffen. Die direkte Vorgabe der Daten hat immer Vorrang vor den Vorgaben des Flugmanagementsystems.
Das Flugmanagementsystem wird vor Abflug mit einem Flugplan und grundlegenden Daten zum Flugzeug (Gewicht, Kraftstoffmenge, Temparaturen) programmiert. Es berechnet dann anhand dieser Daten einen Flugplan und kann die wirtschaftlichste Flugroute kalkulieren. Eingaben in das FMS erfolgen im Airbus über eine neuartige Keyboard and Cursor Control Unit (KCCU) und werden auf den zwei Multi Function Displays (MFD) angezeigt. Das FMS besteht aus 3 redundanten Flugmanagementcomputern (FMC-A bis FMC-C) welche sich kontrollieren und ersetzen können und ihre Flugdaten an das Flugleitsystem weiterreichen.

Hier gehts zum:
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 1 - Cockpit
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 2 - Die wichtigsten Instrumente
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 3 - Was fliegt den A380
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 4 - Triebwerke
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 6 - Versorgungssysteme

9Jul/092

Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 – Teil 4 – Triebwerke

Vier gigantische Turbofans heben die 590t des Airbus sicher in die Luft.

Die von Rolls-Royce für den Airbus entwickelten Trent900 Triebwerke bieten einen maximalen Schub von je 356kn und werden in der Größe nur noch vom GeneralElectric GE90 übertroffen. Die Enden des 2.95m Fans bewegen sich dabei mit bis zu MACH 1.5 und saugen über 1.2t Luft pro Sekunde (Luftvolumen eines 2 etagigen Wohnhauses) ein. Das Triebwerk ist ein 3-Wellentriebwerk mit 8 Mitteldruck-, 6 Hochdruckverdichtern, 1 Hochdruck- und Mitteldruckturbine und einer 5 Stufigen Niederdruckturbine. Durch die kompliziertere 3-Wellentechnik kann jede Stufe bei optimaler Geschwindigkeit somit aber wirtschaftlich laufen.
A380 RollsRoyce Trent900 Triebwerk und seine Kontrollsysteme
Jedes der Triebwerke wird durch ein Full Authority Digital Engine Control (FADEC) System kontrolliert. Je nach Stellung der Schubhebel oder nach Anforderung des AutoFlightSystems stellt das FADEC eigenständig sicher, das das Triebwerk für jede Flugphase den benötigten Schub erzeugt und es dabei nicht Überlastet wird.
A380ThrustLevers
Die Schubhebel sind nicht motorisch gesteuert und müssen von der Crew in die entsprechend gewünschte Position gezogen werden. Dabei wird üblicherweise der Bereich von IDLE(0) bis CL (Dauersteigleistung) genutzt. Für den Start bewegt man die Schubhebel weiter bis FLX (maximale Dauersteigleistung) und im Fall das ein Durchstarten erforderlich ist bis TOGA. Am Boden können die inneren Triebwerke den Umkehrschub als Bremsunterstützung aktivieren. Hierbei wird über ein Klappensystem die Bypassluft nach vorn umgeleitet. Gut erkennbar auf diesem Foto - externer Link - (erkennbar auf dem Foto ist auch die von der Flugtestcrew signierte Fahrwerksklappe)
A380EngineTrustReverser
Jedes Triebwerk versorgt über einen Nebenantrieb zwei Hydraulikpumpen und einen 150kVA Stromgenerator mit Leistung. Für den Betrieb der Klimaanlage und zum Triebwerksstart kann jedes Triebwerk Druckluft aus dem Mitteldruck- und Hochdruckverdichter abgeben.
Neu beim A380 ist die Anzeige der Triebwerksleistung. Der Airbus Cockpit Universal Thrust Emulator berechnet aus den Triebwerksdaten einen Schubwert (THR) zwischen 0 und 100%. Damit wird der üblicherweise angezeigte EPR Wert abgelöst.
A380acute
Alternativ zu den RollsRoyce Trent900 Triebwerken kann der A380 auch mit Engine Alliance GP7200 Triebwerken bestückt werden. Diese verfügen lediglich über 2 Wellen und sind daher wartungsfreundlicher, jedoch nicht so wirtschaftlich.

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Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 1 - Cockpit
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 2 - Die wichtigsten Instrumente
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 3 - Was fliegt den A380
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 5 - AutoFlightSystem
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 6 - Versorgungssysteme

1Jul/091

Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 – Teil 3 – Was fliegt den A380 ?

Der Airbus A380 verfügt über eine der modernsten Flugsteuerungen in der Luftfahrt.

Die Steuerung erfolgt komplett elektronisch (Fly-by-Wire), d.h. es existiert bei diesem Modell keine, nichtmal als Backup, mechanische Verbindung zu den Steuerflächen. Insgesamt sorgen 6 Flugcomputer dafür das die Maschine in der Luft bleibt. Es gibt je 3 Primäre und 3 Sekundäre Flugcomputer. Diese unterscheiden sich dadurch, das die Primären sich jeweils ersetzen können und sämtliche Flugsteueraufgaben erfüllen können und die Sekundären zwar auch das Flugzeug steuern, nicht aber die volle Überwachung der Flugeingaben leisten können. In jedem Flugzeug werden ausserdem jeweils unterschiedliche Geräte verschiedener Hersteller und mit unterschiedlicher Software gemischt eingesetzt. Hierdurch versucht man etwaige Systembedingte Fehler auszuschließen.
A380 FlightControls

Sämtliche Eingaben am Sidestick wandern in jeden der Computer. Der Primäre Master berechnet und bewertet anhand der aktuellen Flugdaten die entsprechenden Auslenkungen und sendet die Befehle an die Steuerflächen. Parallel dazu führen alle anderen Primären und Sekundären Computer dieselben Berechnungen durch und prüfen die vom Primären Master errechneten Befehle. Sollten hierbei Unstimmigkeiten auftreten gibt der Primäre Master die Kontrolle an einen anderen Primären Computer ab. Im Normalen Flugbetrieb (Normal Law) begrenzt dieses System die Eingaben der Piloten auf ein für das Flugzeug sicheres Maß und verhindert unstabile Fluglagen. Treten Fehlfunktionen auf, wie z.B. ein Ausfall der zur Datenerfassung notwendigen Speedsensoren , schalten die Computer Schrittweise (Alternate Law) mehr und riskantere Steuermanöver frei. Im schlimmsten Fall fliegt der Pilot wieder (Direct Law) mit voller Kontrolle über die Auslenkung der Steuerflächen.Sollten sämtliche Computer ausfallen verfügt der A380 über ein elektrisch betriebenes Backup System welches Kontrolle über das Heckruder, einen Teil des Höhenruders und einen Teil der Querruder hat.
Die Steuerflächen des A380 werden von drei unterschiedlichen Typen Hydraulikzylindern angesteuert. Zum Einsatz kommen normale Hydraulikzylinder welche von zwei getrennten herkömmlichen Hydraulikkreisläufen (grün und gelb) gespeist werden. Neu im Airbus ist ein elektrohydraulisches System (EHA) welches den Hydraulikdruck zur Steuerflächenauslenkung direkt am Zylinder erzeugt und unabhängig von den Hydraulikkreisläufen arbeitet. Das dritte System ist eine eine Mischung aus beiden Bauformen (EBHA) und arbeitet im Normalfall mit Hydraulikdruck aus den Kreisläufen, fällt der Hydraulikdruck dort ab kann der Zylinder wahlweise jedoch auch elektrohydraulisch bewegt werden.
A380hydraulikaktuatoren
Der Betrieb dieses elektrohydraulischen Systems ist neuartig und wurde dem Gewicht geschuldet. So konnte ohne Sicherheitseinbußen auf ein drittes komplettes Hydrauliksystem verzichtet werden. Das Elektrische Backupsystem ist nicht für Landungen konzipiert. Die Ansteuerung der Hydraulikzylinder ist so verteilt das bei Ausfall einer oder mehrerer Systeme die bestmögliche Kontrolle erhalten bleibt.
a380steuerflaechen
So könnten selbst bei komplettem Ausfall beider Hydrauliksysteme alle wichtigen Steuerflächen noch elektrisch bewegt werden und ein normales Flugverhalten gewährleistet werden.

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Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 1 - Cockpit
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 2 - Die wichtigsten Instrumente
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 4 - Triebwerke
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 5 - AutoFlightSystem
Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 6 - Versorgungssysteme

28Jun/091

Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 – Teil 2 – Die wichtigsten Instrumente

Das Cockpit eines Airbus A380 ist vollgestopft mit Displays und Schaltern.
A380 Cockpitinstrumente

Die wichtigsten Anzeigen befinden sich direkt vor der Nase der Piloten
Das PFD zeigt hauptsächlich Informationen zur Fluglage (künstlicher Horizont), Fluggeschwindigkeit, Flughöhe, vertikaler Steiggeschwindigkeit und Flugrichtung an.
A380pfdansicht
Auf dem ND werden die Flugzeugposition, Navigationshilfen, Flugplaninformationen und Wetter Radar Informationen angezeigt.
A380ndansicht
Das wichtigste Steuerelement ist der Sidestick welcher alle Eingaben an die Flugcomputer weiterleitet. Am besten lässt man aber das AFS (Autopilot) die Arbeit machen und lehnt sich entspannt zurück. Das System kann auch landen. Also - Don't Panic !

Und wer das hier zu ungenau findet kann sich unter Smartcockpit.com ausführliche Unterlagen für verschiedene Flugzeugtypen reinziehen.

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Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 - Teil 6 - Versorgungssysteme

30Jan/080

Luftiger Computerarbeitsplatz Airbus A380 – Teil1 – Cockpit

Ein Airbus A380 verfügt über modernste Computertechnik.
Für alle die schonmal mit dem Gedanken gespielt haben Pilot zu werden hier ein kleiner Ausblick auf seinen möglichen zukünftigen Arbeitsplatz.
A380Cockpit
Bilder wikipedia/EigenesFoto

Einen noch detailierten 3D Panoramaeinblick in ein Airbus A380 Cockpit gibt es hier.

Eine kleine Anzeigenkunde (mehr im Teil 2)
A380 Dashboard Displays
Die wichtigsten Daten – WIE und WO man fliegt - kann man auf dem PFD (Primäres Flugdaten Display) und dem ND (Navigationsdisplay) direkt vor den Piloten ablesen.

Im ungünstigen Falle das sie im Flug unvermittelt allein im Cockpit stehen und um Hilfe rufen müssen – die internationale Notruffrequenz im Flugverkehr ist 121.500MHz und wird an allen Flughäfen permanent überwacht.
A380RadioManagmentPanel
Einzustellen am RadioManagementPanel rechts neben dem Pilotensitz. Hier im Beispiel erst den Transceiver VHF2 mit dem Button auf der linken Seite wählen, dann den Transferbutton auf gleicher Höhe rechts drücken um die voreingestellte Frequenz zu übernehmen. Dann am Sidestick vorn den Knopf drücken und halten – Jetzt laut um Hilfe rufen ;-)

Besonders neugierige finden unter Smartcockpit.com ausführliche Unterlagen für verschiedene Flugzeugtypen.

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