Kapitel XII
Modul 12: Aerodynamik, Strukturen und Systeme von Hubschraubern
SkyLicence-Studienleitfaden mit Diagrammen.
Modul 12: Hubschrauber-Aerodynamik, Strukturen und Systeme
1. Modulübersicht
Dieses Modul vermittelt die wesentliche Wissensbasis für freigabeberechtigtes Personal, das an Hubschraubern arbeitet. Es behandelt die grundlegenden Prinzipien des Hubschrauberflugs, die strukturellen Komponenten und die verschiedenen Systeme, die einen sicheren und kontrollierten Betrieb ermöglichen. Der Lehrplan ist so gestaltet, dass ein Techniker nicht nur versteht, was bei der Wartung zu tun ist, sondern auch warum es getan wird, wodurch ein tieferes Verständnis für das Verhalten des Luftfahrzeugs und die Kritikalität seiner Arbeit gefördert wird.
Das Modul ist in mehrere Kernbereiche gegliedert:
Aerodynamik: Die Physik von Auftrieb, Widerstand und Steuerung im Hubschrauberflug.
Strukturen: Die Flugzeugzelle, Rotorblätter und das Fahrwerk, einschließlich Inspektion und Schadensbewertung.
Systeme: Die mechanischen, hydraulischen, elektrischen und avionischen Systeme, die Antrieb, Steuerung und Sicherheit gewährleisten.
Ein wiederkehrendes Thema in diesem gesamten Modul ist das Konzept der Lufttüchtigkeit. Dies bedeutet, dass sich ein Hubschrauber in einem Zustand befinden muss, der einen sicheren Flug ermöglicht. Dies wird erreicht, indem die Anweisungen und Grenzwerte, die im Aircraft Maintenance Manual (AMM) und anderen genehmigten Daten definiert sind, strikt eingehalten werden. Das AMM ist die oberste Autorität für alle Wartungsmaßnahmen, einschließlich Schadensgrenzen, Reparaturverfahren und Systemtoleranzen.
2. Schlüsselkonzepte im Detail erläutert
2.1 Rotorsysteme und Aerodynamik
Konfigurationen des Hauptrotorkopfes
Der Hauptrotorkopf ist die mechanische Baugruppe, die die Rotorblätter mit der Hauptrotorwelle verbindet. Sein Design ist entscheidend für die Steuerung der Blattbewegung und die Bewältigung der komplexen aerodynamischen Kräfte.
Voll gelenkiges Rotorsystem: Dieses System verwendet einzelne Scharniere für jedes Blatt, um drei verschiedene Bewegungen zu ermöglichen:
Schlaggelenk: Ermöglicht die Auf- und Abbewegung des Blattes (in einer vertikalen Ebene). Dies ist unerlässlich, um die Unsymmetrie des Auftriebs im Vorwärtsflug auszugleichen.
Schwenk- (Schlepp-) Gelenk: Ermöglicht die Vor- und Zurückbewegung des Blattes in der Rotationsebene. Diese Bewegung wird durch Corioliskräfte sowie die Beschleunigung und Verzögerung des Blattes beim Schlagen verursacht. Das Schwenkgelenk verhindert, dass diese Kräfte auf die Rotorwelle übertragen werden.
Blattverstell- (Pitch-) Lager: Ermöglicht die Drehung des Blattes um seine Längsachse, um seinen Anstellwinkel zu ändern.
Schwenkdämpfer: Dies sind hydraulische oder elastomere Vorrichtungen, die über das Schwenkgelenk montiert sind. Sie absorbieren die Energie der Schwenkbewegung und verhindern übermäßige Oszillationen. Eine ausreichende Dämpfung ist entscheidend, um Bodenresonanz zu verhindern.
Wippen- (halbstarrer) Rotorsystem: Ein Zweiblattsystem, bei dem die Blätter starr an einer zentralen Nabe befestigt sind, die auf einem einzigen Schlaggelenk wippt, ähnlich einer Wippe. Wenn sich ein Blatt nach oben bewegt, bewegt sich das andere um den gleichen Betrag nach unten. Ein tief liegender Rotorkopf (Underslung Rotor Head), bei dem sich das Schlaggelenk unterhalb der Rotorebene befindet, reduziert den Hebelarm für Corioliskräfte und bietet inhärente Stabilität.
Starres Rotorsystem: Die Blätter sind ohne Schlag- oder Schwenkgelenke an der Nabe befestigt. Die Blattbewegung wird durch die Flexibilität des Blattmaterials selbst ermöglicht. Dieses System bietet eine hohe Manövrierfähigkeit, ist jedoch bei modernen Hubschraubern weniger verbreitet.##### Rotorblattdynamik und -steuerung
Taumelscheiben-Baugruppe: Die primäre Flugsteuerungsschnittstelle. Sie besteht aus zwei Hauptteilen:
Feste (nicht rotierende) Taumelscheibe: Verbunden mit den Flugsteuerungsgestängen aus dem Cockpit.
Rotierende Taumelscheibe: Verbunden mit den Rotorblättern über Pitchstangen und Pitchhebel.
Die Taumelscheibe überträgt die Pilotenbefehle vom nicht rotierenden Rumpf auf die rotierenden Rotorblätter und ermöglicht so kollektive und zyklische Blattverstellungsänderungen.
Kollektive Blattverstellung (Collective Pitch Control): Ändert den Anstellwinkel aller Rotorblätter gleichzeitig und gleichmäßig. Dadurch wird der vom Rotorkreis erzeugte Gesamtauftrieb erhöht oder verringert, was die vertikale Bewegung (Steigen, Sinken, Schweben) steuert.
Zyklische Blattverstellung (Cyclic Pitch Control): Ändert den Anstellwinkel jedes Blattes individuell und periodisch während seiner Rotation. Dadurch wird der Rotorkreis in die gewünschte Bewegungsrichtung geneigt, was die Nick- und Rolllage des Hubschraubers steuert.
Blattspurvermessung (Blade Tracking): Der Prozess, der sicherstellt, dass alle Rotorblätter in derselben Rotationsebene arbeiten. Ein Blatt, das „zu hoch läuft“ (tracking high), erzeugt mehr Auftrieb und arbeitet über den anderen. Dies wird korrigiert, indem die Pitchstange angepasst wird, um den Anstellwinkel des hohen Blattes zu verringern. Ein Blatt, das „zu tief läuft“ (tracking low), erfordert eine Erhöhung des Anstellwinkels. Eine korrekte Blattspurvermessung ist unerlässlich, um Vibrationen und Belastungen zu minimieren.
Blattwuchten (Blade Balancing): Der Prozess, der sicherstellt, dass das Rotorsystem sowohl in Spannweitenrichtung (entlang der Blattlänge) als auch in Tiefenrichtung (über die Blattbreite) ausgewuchtet ist. Dies erfolgt durch das Anbringen von Gewichten an den Blättern. Spannweitengewichte beeinflussen hauptsächlich vertikale (1P-)Vibrationen, während Tiefengewichte hauptsächlich laterale Vibrationen beeinflussen.
Stabilisatorstange (Stabilizer Bar): Ein mechanisches Gyroskop, das bei einigen Rotorsystemen (z. B. Bell) verwendet wird. Es hilft, den Rotorkreis zu stabilisieren, reduziert die Arbeitsbelastung des Piloten und macht den Hubschrauber im Schwebeflug stabiler.
Aerodynamische Kräfte und Effekte
Auftriebsasymmetrie (Dissymmetry of Lift): Im Vorwärtsflug hat das vorlaufende Blatt (das sich in den relativen Wind bewegt) eine höhere Luftgeschwindigkeit als das rücklaufende Blatt (das sich vom relativen Wind wegbewegt). Dies erzeugt eine ungleiche Auftriebsverteilung mit mehr Auftrieb auf der vorlaufenden Seite. Dies wird durch eine Kombination aus Blattschlagen und zyklischer Blattverstellung kompensiert.
Drehmomentreaktion (Torque Reaction): Wenn sich der Hauptrotor in eine Richtung dreht, erzeugt er ein gleich großes, entgegengesetztes Drehmoment auf den Rumpf, wodurch dieser sich in die entgegengesetzte Richtung dreht. Der Heckrotor ist die primäre Anti-Drehmoment-Vorrichtung, die Schub erzeugt, um diesem Drehmoment entgegenzuwirken und die Richtungssteuerung (Gieren) zu ermöglichen.
Bodenresonanz (Ground Resonance): Eine destruktive mechanische Instabilität, die bei vollgelenkigen Rotorsystemen beim Betrieb am Boden auftreten kann. Sie beinhaltet die Kopplung der Schwenkbewegung (Lead-Lag) der Rotorblätter mit dem Schaukeln des Rumpfes auf seinem Fahrwerk. Wenn die Schwenkdämpfer nicht ausreichend dämpfen, kann das System negativ gedämpft werden, was zu heftigen, divergierenden Schwingungen führt, die den Hubschrauber innerhalb von Sekunden zerstören können.
Corioliskraft: Eine scheinbare Kraft, die auf einen Körper wirkt, der sich in einem rotierenden Bezugssystem bewegt. Wenn ein Rotorblatt nach oben schlägt, bewegt sich sein Massenschwerpunkt näher an die Rotationsachse. Um den Drehimpuls zu erhalten, muss das Blatt in der Rotationsebene beschleunigen. Diese Beschleunigung ist die Corioliskraft, die durch das Schwenkgelenk (Lead-Lag-Hinge) aufgenommen wird.##### Anti-Drehmoment- und Stabilisierungssysteme
Heckrotor: Ein kleiner Rotor, der am Heckausleger montiert ist und Schub erzeugt, um dem Drehmoment des Hauptrotors entgegenzuwirken. Seine Blattverstellung wird über die Anti-Drehmoment-Pedale gesteuert.
Blattverstellmechanismus: Verändert die Blattverstellung der Heckrotorblätter, um die erzeugte Schubmenge zu steuern.
Blattverstellgestänge: Verbindet die nicht rotierende Steuerstange mit dem rotierenden Steuerhorn am Blatt und überträgt die Steuerbefehle.
Fenestron (Ummantelter Heckrotor): Ein Gebläse, das im Seitenleitwerk eingeschlossen ist. Es bietet Vorteile gegenüber einem konventionellen Heckrotor, darunter geringere Geräuschentwicklung, erhöhte Sicherheit durch die eingeschlossenen Blätter und bessere Leistung bei hohen Geschwindigkeiten.
Höhenleitwerk: Eine kleine flügelähnliche Fläche, die am Heckausleger montiert ist. Es sorgt für Längsstabilität, indem es hilft, ein Auf- oder Abkippen der Nase zu verhindern, insbesondere bei höheren Fluggeschwindigkeiten.
Seitenleitwerk: Eine feste Fläche, die am Heckausleger montiert ist. Es sorgt für Richtungsstabilität und hilft, die Nase in den relativen Wind zu richten. Im Vorwärtsflug kann es auch eine gewisse Anti-Drehmoment-Unterstützung bieten und den Heckrotor entlasten.
2.2 Strukturen und Materialien
Flugzeugzelle und Heckausleger
Die Flugzeugzelle ist die primäre Struktur, die leicht und dennoch stabil ausgelegt ist. Sie ist oft eine Halbschalenkonstruktion, bei der die Außenhaut beansprucht wird und einen erheblichen Teil der Lasten trägt.
Der Heckausleger erstreckt sich vom Hauptrumpf und trägt den Heckrotor und die Stabilisierungsflächen.
Schäden an der Flugzeugzelle, wie Dellen, Risse oder Korrosion, müssen gegen die zulässigen Schadensgrenzen gemäß dem Wartungshandbuch (AMM) bewertet werden. Liegt der Schaden innerhalb dieser Grenzen, kann das Luftfahrzeug wieder in Betrieb genommen werden. Überschreitet er die Grenzen, ist eine Reparatur oder ein Austausch erforderlich.
Hauptrotorblätter
Materialien: Blätter können aus metallischen (z. B. Aluminiumlegierung) oder Verbundwerkstoffen (z. B. Glasfaser, Kohlefaser) hergestellt sein.
Metallische Blätter: Der Holm ist das primäre lasttragende Bauteil. Schäden am Holm sind kritisch.
Risse: Ein Riss in einem metallischen Holm ist ein kritischer Defekt und nicht reparierbar durch Ausschleifen oder Flicken. Das Blatt muss ersetzt werden.
Korrosion: Korrosion an einem Aluminiumholm muss gegen die AMM-Grenzen bewertet werden. Geringfügige Korrosion innerhalb der zulässigen Tiefe kann entfernt und der Bereich geschützt werden. Überschreitet die Korrosion die Grenzen, muss das Blatt ersetzt werden.
Verbundwerkstoffblätter: Diese sind widerstandsfähiger gegen Ermüdung und Korrosion, aber anfällig für Schäden durch Stöße, Blitzeinschläge und Delamination.
Delamination: Die Trennung der Schichten des Verbundmaterials. Dies ist ein schwerwiegender Defekt, der typischerweise mittels Ultraschallprüfung oder Klopftest erkannt wird.
Risse: Risse in Verbundwerkstoffblättern sind gemäß den meisten AMMs in der Regel nicht reparierbar und erfordern einen Blattaustausch.
Blattspitzen: Häufig gepfeilt oder geformt, um Randwirbel zu reduzieren, was den induzierten Widerstand und die Geräuschentwicklung verringert.##### Fahrwerk
Öl-Luft-Federbein (Oleo-Shock-Strut): Der am häufigsten verwendete Typ von Fahrwerksstoßdämpfern. Es verwendet Druckluft (oder Stickstoff), um den anfänglichen Aufprall bei der Landung aufzunehmen, und Hydrauliköl, um die Energie durch eine dosierte Öffnung abzuleiten und so eine sanfte Landung zu ermöglichen.
Kufenfahrwerk: Eine einfache, leichte Konstruktion mit Kufenrohren. Diese Rohre sind anfällig für Innenkorrosion und Rissbildung, insbesondere an den Befestigungspunkten. Die Wirbelstromprüfung ist eine gängige zerstörungsfreie Prüfmethode zur Erkennung von Oberflächen- und oberflächennahen Rissen in diesen Aluminiumrohren.
Reifen: Schäden, die bis zum Gewebe oder zur Karkasse reichen, beeinträchtigen die strukturelle Integrität des Reifens und machen ihn lufttüchtigkeitsuntauglich. Der Reifen muss ersetzt werden.
2.3 Getriebe- und Antriebssysteme
Hauptgetriebe (MGB)
Funktion: Reduziert die hohe Triebwerksdrehzahl auf eine niedrigere, geeignete Rotordrehzahl und überträgt die Triebwerksleistung auf den Hauptrotor, den Heckrotor und andere Nebenaggregate.
Schmierung: Das Getriebe verfügt über ein eigenes Ölsystem zur Schmierung und Kühlung.
Ölanalyse: Regelmäßige Ölprobenahme und -analyse ist ein wichtiges Instrument der Zustandsüberwachung. Ein Anstieg von Eisenpartikeln deutet auf abnormalen Verschleiß von eisenhaltigen Metallkomponenten wie Zahnrädern und Lagern hin, was eine Untersuchung erfordert.
Chip-Detektoren: Magnetische Stopfen, die im Getriebe installiert sind und metallische Ablagerungen anziehen und sammeln. Das Vorhandensein von Metallpartikeln an einem Chip-Detektor ist ein kritisches Warnsignal für internen Verschleiß oder Schäden.
Maßnahme: Das Vorhandensein von Metallpartikeln erfordert, dass der Hubschrauber am Boden bleibt, bis das Getriebe gemäß dem AMM inspiziert werden kann. Dies kann eine Endoskopinspektion oder, bei erheblicher Kontamination, den Aus- und Einbau sowie die Zerlegung des Getriebes umfassen. Der Hubschrauber darf nicht geflogen werden.
Heckrotorgetriebe (TRGB)
Funktion: Ändert die Richtung der Antriebswelle um 90 Grad, um den Heckrotor anzutreiben. Es verwendet Kegelräder.
Chip-Detektor: Wie das MGB ist auch das TRGB mit einem Chip-Detektor ausgestattet. Metallpartikel, die hier gefunden werden, erfordern ebenfalls, dass der Hubschrauber am Boden bleibt und das Getriebe inspiziert wird.
Antriebswellen
Funktion: Übertragen die Leistung vom MGB zum TRGB.
Inspektion: Antriebswellen müssen auf Ausrichtung, Zustand und Rundlauf geprüft werden.
Rundlauf: Der maximal zulässige Rundlauf ist im AMM festgelegt. Wenn der gemessene Rundlauf diesen Grenzwert überschreitet, sind Korrekturmaßnahmen (z. B. Wellenrichten oder Austausch) erforderlich. Ein Rundlauf innerhalb des Grenzwerts ist brauchbar.
Flexible Kupplungen: Diese gleichen Winkel- und Axialversatz zwischen Getrieben aus und absorbieren Torsionsschwingungen. Ihr Zustand und ihre Ausrichtung sind kritisch.
Freilauf (Sprag-Kupplung)
Funktion: Eine Einwegkupplung zwischen Triebwerk und MGB. Sie ermöglicht es dem Hauptrotor, das Triebwerk zu überdrehen (schneller zu drehen als das Triebwerk). Dies ist eine kritische Sicherheitsvorrichtung, die im Falle eines Triebwerksausfalls die Autorotation ermöglicht, sodass der Rotor weiterdrehen und Auftrieb für eine kontrollierte Sinkfluglandung liefern kann.
Rotorbremse
Funktion: Ein reines Bodengerät, das verwendet wird, um das Rotorsystem nach dem Abstellen zu stoppen und zu verhindern, dass es sich bei windigen Bedingungen dreht. Sie wird typischerweise hydraulisch betätigt.
2.4 Hubschraubersysteme##### Hydrauliksysteme
Funktion: Stellt Hochdruckflüssigkeit zur Verfügung, um Flugsteuerungsaktoren, Fahrwerk und andere Systeme anzutreiben.
Komponenten:
Behälter (Reservoir): Speichert die Hydraulikflüssigkeit.
Pumpe: Erzeugt den Systemdruck.
Druckbegrenzungsventil: Eine Sicherheitsvorrichtung, die bei einem voreingestellten Druck öffnet, um Systemschäden durch Überdruck zu verhindern.
Druckspeicher (Akkumulator): Speichert Druckflüssigkeit, um bei Pumpenausfall Notdruck bereitzustellen, Druckschwankungen auszugleichen und Druckstöße zu dämpfen.
Rückschlagventil: Verhindert Rückströmung und stellt sicher, dass die Flüssigkeit in die richtige Richtung fließt.
Aktuatoren (Stellzylinder): Wandeln Hydraulikdruck in mechanische Kraft um, um Steuerflächen zu bewegen.
Flugsteuerungsaktoren: In einem hydraulisch unterstützten System werden die Eingaben des Piloten durch hydraulische Kraft unterstützt.
Force-Trim-Aktuator (Kraft-Trimm-Stellglied): Hält die Steuerung in einer gewählten Position und reduziert so die Arbeitsbelastung des Piloten, ähnlich wie die Trimmung bei Starrflüglern.
Künstliches-Feel-Gerät (Artificial Feel Unit): Bietet dem Piloten in einem vollständig hydraulischen System taktiles Feedback und verhindert Übersteuerung.
Aktuatordrift: Eine langsame Bewegung des Aktuators, wenn er in einer festen Position gehalten wird, typischerweise verursacht durch interne Leckage am Kolben oder Servoventil.
Backup: Im Falle eines Hydraulikausfalls verfügen viele Hubschrauber über ein Backup-System. Dies kann ein doppeltes Hydrauliksystem mit automatischer Umschaltung sein, oder die Flugsteuerung kann reversibel sein, was eine manuelle Steuerung mit höheren Pilotenkräften ermöglicht.
Elektrische Systeme
Funktion: Stellt elektrische Energie für Avionik, Beleuchtung und andere Systeme bereit.
Komponenten:
Generator/Lichtmaschine: Die primäre Quelle elektrischer Energie.
Batterie: Liefert Energie zum Starten und als Backup.
Sammelschienen-Kupplung (Bus Tie): Verbindet verschiedene elektrische Sammelschienen, um die Lastverteilung zwischen den Quellen zu ermöglichen.
Rückstromrelais (Diode): Verhindert, dass Strom von der Batterie zurück in den Generator fließt, wenn der Generator keine Spannung erzeugt.
Bonding-Geflechte (Potenzialausgleichsgeflechte): Werden verwendet, um statische Ladungen zwischen Komponenten, wie dem Hauptrotorkopf und der Flugzeugzelle, auszugleichen. Dies verhindert elektrische Entladungen und ist entscheidend für die Sicherheit, insbesondere bei statikempfindlicher Avionik und Kraftstoffsystemen.
Kraftstoffsysteme
Funktion: Speichert Kraftstoff und liefert ihn an das Triebwerk.
Komponenten:
Förderpumpe (Boost Pump): Stellt eine konstante Kraftstoffversorgung mit dem richtigen Druck zum Triebwerk sicher, insbesondere bei Betrieb in großer Höhe oder an heißen Tagen.
Kraftstoffheizer: Erhöht die Kraftstofftemperatur über den Gefrierpunkt von Wasser, um die Bildung von Eis zu verhindern, das Filter verstopfen kann.
Wartung: Kraftstofflecks sind sicherheitskritisch. Eine leckende Kraftstoffleitung muss ersetzt, nicht repariert werden.
Klimaanlagen- und Enteisungssysteme
Klimaanlage: Verwendet ein Kältemittel-Kreislaufsystem (Dampfkompressionskältemaschine).
Verdampfer: Die Komponente, in der das Kältemittel Wärme aus der Kabinenluft aufnimmt und diese kühlt.
Triebwerksenteisung: Verwendet Zapfluft oder elektrische Heizungen, um Eisbildung am Triebwerkseinlass und an den Leitschaufeln zu verhindern und so einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Triebwerks-Luftpartikelabscheider (EAPS): Entfernt Staub, Sand und Fremdpartikel aus der Triebwerksansaugluft, um Erosion und Schäden am Triebwerk zu verhindern.##### Brandschutzsysteme
Branderkennung: Verwendet Sensoren oder Schleifen, um Wärme oder Flammen zu erkennen und Warnungen im Cockpit auszulösen.
Brandbekämpfung: Ein separates System, das Löschmittel ausstößt, um ein Feuer zu löschen.
Pitot-Statik-System
Funktion: Liefert Druckdaten für den Fahrtmesser, den Höhenmesser und das Variometer.
Statik-Ports: Müssen frei von Verstopfungen sein und so positioniert sein, dass sie den Umgebungsdruck genau erfassen.
Notaufschwimmsystem
Funktion: Sorgt für Auftrieb im Falle einer Notwasserung.
Füllgas: Das verwendete Gas muss nicht brennbar, nicht giftig sein und muss bei niedrigen Temperaturen gasförmig bleiben, um eine zuverlässige Befüllung in kaltem Wasser zu gewährleisten. Kohlendioxid (CO2) oder ein Gemisch aus CO2 und Stickstoff wird üblicherweise verwendet.
3. Wichtige Formeln, Vorschriften und Verfahren
Vorschriften und Referenzen
Verordnung (EU) Nr. 1321/2014, Anhang III (Part-66): Dies ist die Kernverordnung, die die Lizenzanforderungen für freigabeberechtigtes Wartungspersonal definiert. Dieses Modul (Modul 12) ist Teil der Grundwissensanforderungen für die Lizenzkategorie B1.3 (Hubschrauber).
Part-145.A.50: Diese Verordnung regelt die Freigabe von Wartungsarbeiten. Sie verlangt, dass Wartungsarbeiten gemäß genehmigten Daten (z. B. dem AMM) durchgeführt werden und dass das Luftfahrzeug nur dann wieder freigegeben wird, wenn alle erforderlichen Wartungsarbeiten ordnungsgemäß abgeschlossen wurden.
Aircraft Maintenance Manual (AMM): Das vom Hersteller genehmigte Dokument, das alle notwendigen Anweisungen für die Wartung enthält, einschließlich:
Schadensgrenzen: Spezifische zulässige Grenzen für Dellen, Kerben, Korrosion und andere Schäden.
Drehmomentwerte: Spezifische Werte für das Anziehen von Schrauben und Befestigungselementen.
Inspektionsverfahren: Schritt-für-Schritt-Anweisungen zur Durchführung von Inspektionen.
Einstell- und Rigging-Verfahren: Anweisungen zum Einstellen von Steuersystemen.
AMC 20-1: Dieses akzeptable Mittel zur Einhaltung der Vorschriften (Acceptable Means of Compliance) bietet Anleitungen zur Lufttüchtigkeit von Produkten, Teilen und Ausrüstungen. Es kann Anleitungen zu Triebwerks- und Getriebebegrenzungen enthalten.
Wichtige Verfahren
Schadensbewertung: Der erste Schritt, wenn ein Schaden festgestellt wird, ist die Konsultation des AMM. Das AMM enthält die zulässigen Schadensgrenzen. Wenn der Schaden innerhalb der Grenzen liegt, kann das Luftfahrzeug wieder in Betrieb genommen werden. Wenn er die Grenzen überschreitet, ist eine Reparatur oder ein Austausch erforderlich.
Rotornachlauf und -auswuchten (Rotor Track and Balance, RTB): Ein Verfahren zur Minimierung von rotorinduzierten Vibrationen.
133.Nachlauf (Tracking): Stellt sicher, dass alle Rotorblätter in derselben Ebene arbeiten. Ein Blatt, das zu hoch läuft, wird durch Verringern seiner Blattverstellung korrigiert. Ein Blatt, das zu niedrig läuft, wird durch Erhöhen seiner Blattverstellung korrigiert.
134.Auswuchten (Balancing): Stellt sicher, dass der Rotor ausgewuchtet ist. Gewichte in Spannweitenrichtung korrigieren vertikale (1P) Vibrationen. Gewichte in Sehnenrichtung korrigieren laterale Vibrationen.
Chip-Detektor-Inspektion: Wenn metallische Partikel auf einem Chip-Detektor gefunden werden, muss der Hubschrauber geerdet werden. Das Getriebe muss gemäß AMM inspiziert werden, was eine Endoskop-Inspektion oder den Aus- und Einbau sowie die Zerlegung umfassen kann.
Ölprobenahme: Ölproben sollten aus einem warmen Getriebe entnommen werden, um eine repräsentative Mischung der Verunreinigungen zu gewährleisten.
Drehmomentprüfung: Rotorblatt-Halteschrauben müssen mit dem vom Hersteller angegebenen Wert angezogen werden. Wenn eine Schraube unter dem Mindestdrehmoment liegt, muss sie auf den angegebenen Wert nachgezogen werden. Wenn sie das Drehmoment nicht halten kann, muss sie ersetzt werden.
Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP):
Ultrasonic Testing:** Wird für Verbundstrukturen verwendet, um Delaminationen und innere Hohlräume zu erkennen.
Wirbelstromprüfung: Wird für metallische Bauteile verwendet, um Oberflächen- und oberflächennahe Risse zu erkennen.
Klopftest: Eine einfache Methode zur Erkennung von Delaminationen in Verbundstrukturen, indem man auf ein dumpfes Geräusch hört.
4. Häufige Beziehungen zwischen Konzepten
Auftriebsasymmetrie → Schlag- und zyklische Blattverstellung: Der ungleiche Auftrieb im Vorwärtsflug wird durch die Fähigkeit des Rotorsystems, zu schlagen und die Blattsteigung zyklisch zu ändern, ausgeglichen.
Drehmomentreaktion → Heckrotor: Das Drehmoment des Hauptrotors wird durch den Schub des Heckrotors ausgeglichen.
Coriolis-Kraft → Schwenkgelenk und Dämpfer: Die Beschleunigung des Blattes in der Rotationsebene wird durch das Schwenkgelenk aufgenommen und durch die Dämpfer kontrolliert.
Schwenkdämpfung → Bodenresonanz: Unzureichende Schwenkdämpfung kann zu der zerstörerischen Instabilität der Bodenresonanz führen.
Befunde am Chip-Detektor → Getriebeverschleiß: Metallische Partikel an einem Chip-Detektor sind ein direkter Hinweis auf internen Verschleiß oder Schäden im Getriebe.
Blattspurvermessung → Verstellung der Steuerstange: Die vertikale Position eines Blattes in seiner Spur wird direkt durch seinen Blattsteigungswinkel gesteuert, der über die Steuerstange eingestellt wird.
Schwingungsart → Auswuchtgewicht: Vertikale (1P) Schwingungen werden durch Gewichte in Spannweitenrichtung korrigiert, während laterale Schwingungen durch Gewichte in Sehnenrichtung korrigiert werden.
Leistungsbedarf des Triebwerks → Drehzahlregler des Rotors: Der Regler passt die Triebwerksleistung automatisch an, um eine konstante Rotordrehzahl zu halten, wenn die kollektive Blattsteigung geändert wird.
Hydraulikausfall → Backup-System: Der Verlust des Hydraulikdrucks in einem unterstützten System erfordert ein Backup, entweder ein Standby-System oder manuelle Rückstellung.
5. Typische Prüfungsschwerpunkte
Schadensgrenzen: Ihnen wird ein Szenario mit einem spezifischen Defekt (Beule, Riss, Korrosion) und einer Messung gegeben. Sie müssen es mit dem AMM-Limit vergleichen und entscheiden, ob das Teil verwendbar ist oder ersetzt werden muss. Das AMM ist die oberste Autorität.
Funktionen des Rotorsystems: Seien Sie darauf vorbereitet, die Funktion jeder Komponente anzugeben: Schlaggelenk, Schwenkgelenk, Taumelscheibenlager, Taumelscheibe, Steuerstange, Schwenkdämpfer, Freilauf, usw.
Verfahren mit Chip-Detektor: Die Maßnahme bei metallischen Partikeln an einem Chip-Detektor ist immer, das Luftfahrzeug zu erden und gemäß AMM zu inspizieren.
Spur- und Auswuchtjustierungen: Kennen Sie die korrekte Einstellung für ein Blatt, das in der Spur zu hoch ist (Blattsteigung verringern) oder zu niedrig (Blattsteigung erhöhen). Wissen Sie, welche Gewichte welche Art von Schwingung beeinflussen.
Aerodynamische Prinzipien: Verstehen Sie Auftriebsasymmetrie, Drehmomentreaktion, Coriolis-Kraft und Bodenresonanz.
Systemkomponenten: Kennen Sie den Zweck der Schlüsselkomponenten in Hydraulik-, Elektrik-, Kraftstoff- und Klimaanlagen (z. B. Druckspeicher, Druckbegrenzungsventil, Sammelschienenkoppler, Förderpumpe, Verdampfer).
Inspektionsmethoden: Wissen Sie, welche ZfP-Methode für welches Material und welche Defektart verwendet wird (z. B. Ultraschall für Verbundstoff-Delamination, Wirbelstrom für metallische Risse).
Kritisch vs. nicht kritisch: Verstehen Sie den Unterschied zwischen einem kritischen Defekt (z. B. ein Riss in einem metallischen Holm), der sofortigen Ersatz erfordert, und einem geringfügigen Defekt (z. B. eine kleine Beule innerhalb der Grenzen), der verwendbar ist.
Kapitel 11Modul 11B: Aerodynamik, Strukturen und Systeme von KolbenflugzeugenKapitel 13Modul 13: Aerodynamik, Strukturen und Systeme von Flugzeugen (B2)
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