Triebwerke: Übungsfragen mit Erklärung

In welcher Reihenfolge durchläuft die Luft die Hauptsektionen eines Strahltriebwerks?

1. Einlauf → Verdichter → Brennkammer → Turbine → Schubdüse. ✓ richtig
2. Brennkammer → Verdichter → Turbine → Schubdüse, sodass erst gezündet und dann verdichtet wird.
3. Turbine → Brennkammer → Verdichter → Einlauf, also genau in umgekehrter Reihenfolge.
4. Verdichter → Turbine → Brennkammer → Düse, mit der Turbine noch vor der Verbrennung.

Erklärung

Der Brayton-Kreisprozess folgt „suck, squeeze, bang, blow“: Einlauf → Verdichter (Druck steigt) → Brennkammer (Treibstoff verbrennt, Energie zugeführt) → Turbine (entzieht Energie und treibt den Verdichter) → Schubdüse (beschleunigt das Gas, erzeugt Schub). Verdichtung muss vor der Verbrennung kommen und die Turbine danach – die anderen Reihenfolgen widersprechen dem Energiefluss.

Wie wird die Kabine eines modernen Jets unter Druck gehalten?

1. Durch eine separate, mitgeführte Druckluftflasche an Bord.
2. Durch vollständiges Abdichten der Kabine ganz ohne Luftzufuhr.
3. Mit Zapfluft (bleed air) aus dem Verdichter; das Auslassventil (outflow valve) regelt den Kabinendruck. ✓ richtig
4. Indem die Triebwerke Außenluft direkt und ungeregelt einblasen.

Erklärung

Verdichtete Zapfluft (bleed air) aus dem Triebwerksverdichter strömt – aufbereitet und temperiert – ständig in die Kabine. Den Druck regelt nicht die Zufuhr, sondern das Auslassventil (outflow valve), das mehr oder weniger Luft abströmen lässt und so die „Kabinenhöhe“ einstellt (typisch max. ca. 8000 ft). Eine bloße Flasche reichte nie für den Dauerbedarf, völlig abgedichtet würde die Luft verbraucht, und ungeregelt eingeblasene Luft ließe sich nicht kontrollieren. (Neuere Muster wie die 787 nutzen elektrische Verdichter statt Zapfluft.)

Warum muss bei einem Kolbenflugzeug mit steigender Höhe das Gemisch „geleant“ (abgemagert) werden?

1. Weil in der Höhe plötzlich mehr Sauerstoff zur Verfügung steht.
2. Weil die Luft dünner wird und das Verhältnis von Treibstoff zu Luft sonst zu fett würde. ✓ richtig
3. Um die Fluggeschwindigkeit im Reiseflug zu erhöhen.
4. Weil das Triebwerk in großer Höhe kein Öl mehr benötigt.

Erklärung

Der Vergaser/die Einspritzung dosiert Treibstoff nach Luftmenge. Mit der Höhe sinkt die Luftdichte, sodass das Gemisch ohne Korrektur zu fett wird – schlechte Verbrennung, Leistungsverlust, Rußbildung. Durch Leanen stellt man das Verhältnis wieder richtig ein. In der Höhe steht weniger (nicht mehr) Sauerstoff zur Verfügung; mit Geschwindigkeit oder Ölbedarf hat das Leanen nichts zu tun.

Was leistet ein FADEC (Full Authority Digital Engine Control)?

1. Es steuert im Wesentlichen das Fahrwerk beim Ein- und Ausfahren.
2. Es dient als unabhängiges Notstromaggregat des Flugzeugs.
3. Es ist allein für die Kühlung der Kabine zuständig.
4. Es regelt das Triebwerk elektronisch vollständig – Treibstoffzufuhr, Grenzwerte und optimalen Betrieb – und entlastet die Crew. ✓ richtig

Erklärung

FADEC ist die volldigitale, „vollumfängliche“ Triebwerksregelung: Es dosiert den Treibstoff, hält Grenzwerte (z. B. EGT, Drehzahl) ein, optimiert den Betrieb über alle Flugphasen und schützt vor Überlastung. Die Crew gibt nur den Schubwunsch vor. Mit Fahrwerk, Notstrom oder Kabinenkühlung hat FADEC nichts zu tun.

Was passiert bei einem Verdichterpumpen (compressor stall/surge)?

1. Die Strömung am Verdichter reißt ab, die Luft strömt teils schlagartig zurück – oft mit lautem Knall, Leistungsverlust und Vibrationen. ✓ richtig
2. Der Verdichter dreht einfach schneller und liefert dabei mehr Schub.
3. Es handelt sich um den ganz normalen Startvorgang eines Triebwerks.
4. Der Mantelstrom wird kurzzeitig verstärkt, ohne Folgen für den Kern.

Erklärung

Beim Verdichterpumpen überschreiten die Verdichterschaufeln ihren kritischen Anstellwinkel und die Strömung reißt ab; die aufgestaute Luft kann sich schlagartig nach vorn entladen – hörbar als Knall, spürbar als Ruck, mit Leistungseinbruch und möglichem EGT-Anstieg. Ursachen sind u. a. Fehlanströmung, Beschädigung oder abrupte Schubänderungen. Es ist weder ein Mehrschub noch der normale Start.

Was kennzeichnet eine Fly-by-Wire-Steuerung?

1. Steuereingaben werden elektrisch an Rechner übertragen, die die Ruder über Aktuatoren bewegen – oft mit Schutzfunktionen (flight envelope protection). ✓ richtig
2. Die Ruder werden ausschließlich über Stahlseile direkt vom Steuerhorn bewegt.
3. Der Autopilot fliegt dabei dauerhaft, ohne dass die Crew eingreifen könnte.
4. Es bezeichnet die Funkverbindung zwischen Cockpit und Tower.

Erklärung

Bei Fly-by-Wire gibt es keine durchgehende mechanische Verbindung mehr: Die Eingaben am Sidestick/Steuerhorn werden elektrisch an Flugsteuerungsrechner geleitet, die die hydraulischen/elektrischen Aktuatoren ansteuern – meist mit Hüllkurvenschutz gegen Überlast, Überziehen oder Grenzüberschreitung. Es ersetzt weder die Crew noch ist es reine Seilsteuerung oder Funk.

Wie ist das elektrische Bordnetz großer Flugzeuge grundsätzlich aufgebaut?

1. Ausschließlich Gleichstrom (DC) direkt aus der Batterie für alle Verbraucher.
2. Generatoren liefern meist Wechselstrom (AC); Transformer-Rectifier wandeln einen Teil in Gleichstrom (DC), Batterien und statische Wechselrichter sichern Notlasten. ✓ richtig
3. Nur Wechselstrom, ganz ohne jede Gleichstromversorgung an Bord.
4. Die Triebwerke liefern reinen Gleichstrom, der nie umgewandelt wird.

Erklärung

Verkehrsflugzeuge nutzen überwiegend Wechselstrom (typisch 115 V / 400 Hz) aus triebwerks- und APU-getriebenen Generatoren, weil AC-Systeme leichter und leistungsfähiger sind. Transformer-Rectifier-Units (TRU) erzeugen daraus DC (z. B. 28 V) für Batterien und DC-Verbraucher; ein statischer Inverter kann umgekehrt aus der Batterie Notwechselstrom liefern. „Nur DC“ oder „nur AC“ trifft nicht zu.

Warum werden Pitotrohr und statische Anschlüsse beheizt?

1. Um die Triebwerksleistung geringfügig zu erhöhen.
2. Um die Kabine zusätzlich mit Wärme zu versorgen.
3. Um den Treibstoff im Winter flüssig zu halten.
4. Damit Vereisung die Öffnungen nicht verstopft und Fahrtmesser, Höhenmesser und Variometer nicht falsch anzeigen. ✓ richtig

Erklärung

Das Pitot-Statik-System speist Fahrtmesser, Höhenmesser und Variometer aus Stau- und statischem Druck. Verstopfen die Öffnungen durch Eis (oder Insekten), kommt es zu gefährlich falschen Anzeigen – mehrere Unfälle sind darauf zurückzuführen. Die Beheizung (pitot heat) hält sie frei. Mit Triebwerksleistung, Kabinen- oder Treibstoffheizung hat sie nichts zu tun.