De kracht van het hydraulisch systeem van vliegtuigen - Aeroclass.org (2023)

Wat is een hydraulisch systeem in een vliegtuig?

In de luchtvaart vormen hydraulische systemen het hart van de vliegtuigsystemen en zijn ze van cruciaal belang voor een soepele vlucht en het functioneren van het vliegtuig. Simpel gezegd, een hydraulisch systeem wordt gebruikt om machines aan te drijven of mechanische componenten te verplaatsen met behulp van een vloeistof onder druk. De vliegtuighydraulica wordt gebruikt op vliegtuigen van alle groottes om de meeste van hun apparatuur te bedienen, zoals landingsgestellen, remmen, kleppen, stuwkrachtomkeerinrichtingen en vluchtbesturingen. Het hydraulische systeem vervult dus de functie van het verplaatsen en bedienen van de kritieke en de basiscomponenten.

Waarom wordt hydrauliek gebruikt in vliegtuigen?

Aangezien het hydraulische systeem een ​​cruciale rol speelt in het functioneren van een vliegtuig, maken alle vliegtuigen gebruik van een aantal hydraulisch aangedreven componenten vanwege de vele voordelen die deze componenten kunnen bieden. Ook in het verleden werden vliegtuigen nog voorzien van hydraulische systemen in de vorm van hydraulische remmen. In kleine vliegtuigen voor algemene luchtvaart worden de hydraulische systemen gebruikt om druk uit te oefenen om dewielremmen en worden gebruikt om het intrekbare landingsgestel en enkele propellers met constant toerental te bedienen.

Met technologische vooruitgang zijn ook hydraulische systemen geëvolueerd, en het gebruik ervan is gebruikelijker en essentieel geworden, vooral in grotere vliegtuigen met complexe systemen om alle essentiële en kritieke vluchtcomponenten te bedienen. Deze omvattenvluchtbesturingsoppervlakken zoals vleugels, in- of uitschuiven van het hoofdlandingsgestel, lamellen, kleppen en deuren, en laadperrons aanvrachtvliegtuigen. Hydraulische systemen leveren ook stroom aan de propellers van de ruitenwissers en om de remmen te laten bewegen en bedienen.

De basisprincipes en functionaliteit van de hydraulische systemen zijn hetzelfde, ongeacht de grootte en vorm van het vliegtuig. Het hydraulische systeem is zeer betrouwbaar en levert de perfecte hoeveelheid druk zonder dat er veel nodig isHydraulische vloeistofwerken, waardoor het handig en efficiënt is voor alle soorten vliegtuigen. Afhankelijk van het vliegtuigtype en de grootte kan een enkel hydraulisch systeem of twee of meer hydraulische systemen samenwerken om een ​​vlucht soepel en veilig te laten verlopen.

Componenten en werking van de hydraulische systemen van het vliegtuig

De basisonderdelen van de hydrauliek zijn in de meeste vliegtuigen hetzelfde. Er zijn echter bepaalde redundante systemen in het vliegtuig ingebed die zeer verwante taken uitvoeren en essentieel zijn om een ​​veilige werking mogelijk te maken in geval van een storing in de hydraulische systemen. De basiscomponenten omvatten:

• Reservoir– de vloeistofbron voor hydraulische pompen. Het bevat variërende hoeveelheden onsamendrukbare vloeistof of hydraulische olie, afhankelijk van het actuatorvolume en thermisch vloeistofverbruik.
• Hydraulische pompen- stroom opwekken om de vloeistof uit het reservoir naar verschillende delen van het systeem te pompen. Het kan elektrisch, met de hand of met een motor worden aangedreven en kan tandwielpompen, zuigerpompen met een vast slagvolume en plunjerpompen met een variabel slagvolume omvatten.
• Filters– inbouw van lijnfilters is essentieel om het hydraulisch systeem schoon te houden en de vloeistof vrij van verontreiniging.
• Bedieningscilinder- het verandert hydraulisch vermogen in mechanisch vermogen en levert een omkeerbare kracht in één richting. Het wordt gebruikt om de stuurvlakken zoals kleppen en landingsgestellen te bedienen.
• Warmtewisselaar– houdt de vloeistof op de juiste temperatuur.
• Drukventiel– gebruikt om overdruk te ontlasten door de ontlastklep te openen en de vloeistof terug te voeren naar het reservoir.
• Regelkleppen- regel de hydraulische vloeistof als reactie op een handmatig of automatisch systeem. Er zijn verschillende regelkleppen, waaronder stroomregelkleppen en richtingregelkleppen.
• Afsluitklep- aanwezig bij de motorfirewall, sluit de routes van de vloeistofstroom af in het geval van een motorbrand.
• Hydraulische zekeringen– veiligheidsinrichtingen die zijn ontworpen om een ​​hydraulische leiding automatisch af te sluiten als de werkdruk te laag wordt.

Welke invloed heeft hydraulica op vliegtuigen?

Het hydraulische systeem van het vliegtuig werkt volgens het principe van de wet van Pascal en het behoud van energie. Als u ergens in een bepaald systeem druk uitoefent op een vloeistof, zorgt deze actie ervoor dat er een gelijke druk gelijkmatig over het hele systeem wordt verdeeld. Simpel gezegd, hierdoor kan kracht worden overgedragen van het ene punt naar het andere in het systeem en verplaatsing van verschillende kleine systemen binnen een uitgebreid systeem veroorzaken. Op basis van dit werkingsprincipe helpen de hydraulische systemen de piloot tijdens de vlucht door de hydraulische vloeistoffen onder druk te zetten op elk deel van de schepen en druk te creëren om beweging in specifieke vliegtuigonderdelen van de ene positie naar de andere af te dwingen.

De hydraulische vloeistof is de vloeistof onder druk die wordt gebruikt om het vermogen over te brengen dat nodig is om een ​​vliegtuig te besturen en is vloeistof of olie. De drukcapaciteit van het hydraulische systeem kan variëren van een paar honderd pond per vierkante inch tot meer dan 5000 pond per vierkante inch. Dit brede assortiment is geschikt voor vliegtuigen van verschillende afmetingen en verschillende ladingen.

De piloot zet het specifieke hydraulische systeem in de activeringsmodus door de invoer- of vluchtbesturingsapparaten in te schakelen. Het vluchtbesturingsapparaat kan een roer, rolroeren of liften omvatten. Terwijl de piloot het hydraulische systeem activeert, begint de pomp te werken, het systeem onder druk te zetten en de actuator in beweging te brengen.

De actuator beweegt naar het bedieningsoppervlak of apparaat dat in de gewenste beweging moet bewegen, bijvoorbeeld de remmen of het landingsgestel, waardoor er druk op ontstaat. Hierdoor wordt het gewenste oppervlak in de juiste positie gebracht. Wanneer de systemen in de omgekeerde richting moeten bewegen, wordt de druk opgeheven en verandert de richting. Daarom verandert de bedieningscilinder hydraulisch vermogen in mechanisch vermogen en voltooit het doel van hydrauliek.

Wat zijn de basistypen van hydraulisch systeem in de luchtvaart?

Het hydraulische systeem van het vliegtuig kent twee typen, namelijk deBasis hydraulisch systeemen het Power hydraulisch systeem.

Het Basic hydraulisch systeem bestaat uit de basiscomponenten: het reservoir, pompen, kleppen en nog veel meer. Dit hydraulische systeem heeft twee verdere werkbenaderingen; het open spoel hydraulisch systeem en het gesloten spoel hydraulisch systeem. In het open spoelsysteem is er geen druk in het systeem, maar stroomt alleen de vloeistof, waardoor de actuator in het systeem inactief blijft. De pomp dwingt de vloeistof in het circuit en deze stroomt vanuit het reservoir door de keuzekleppen, die in serie met elkaar staan ​​en keren dan terug naar het reservoir.

In het gesloten spoelsysteem staat de vloeistof onder druk en werken drie actuatoren parallel aan elkaar, samen met de kleppen die ook parallel staan. Hierdoor varieert de druk.

Het andere type hydraulisch systeem is het Power hydraulisch systeem, de nieuwste modificatie van hydraulische systemen. Dit hydraulische aandrijfsysteem is een klein systeem van de pomp, filters, reservoir, kleppen en ontlastklep. Hoewel het het gebruik van zware componenten en hydraulische vloeistoffen elimineert, biedt het ook een stroomvoorziening voor vluchtbesturing die populair is in moderne vliegtuigen.

Hydraulische vloeistoffen

Het hydraulische systeem brengt zijn energie over via de vloeistof, die kracht overbrengt tussen componenten. De vloeistof werkt ook als koelmiddel, smeert de systeemcomponenten en moet de druk nauwkeurig overbrengen. Het moet een hoog vlampunt hebben met voldoende viscositeit om aluminium buizen te vullen en een optimale thermische capaciteit, samen met thermische stabiliteit en anti-corrosie-eigenschappen. De drie belangrijkste soorten hydraulische olie zijn onder meer plantaardige olie, gemaakt van alcohol en ricinusolie en meestal te vinden in oudere vliegtuigen, synthetische olie en minerale olie. Skydrol is de meest geavanceerde en meest gebruikte hydraulische vloeistof in vliegtuigen.

Voordelen van hydraulisch systeem

De hydraulische systemen van vliegtuigen zijn essentieel voor een soepele vlucht en veilige operaties. Hoewel hydraulische systemen enkele bedreigingen hebben, wegen veel voordelen op tegen deze, waardoor de systemen betrouwbaar zijn. Om vliegtuigen te laten werken, kunnen ze hydraulische of pneumatische systemen gebruiken, maar vanwege de vele voordelen die ze kunnen bieden, prevaleren hydraulische systemen boven pneumatische systemen.

Terwijl pneumatische systemen gecomprimeerd gas of lucht gebruiken om vermogen over te brengen, werken hydraulische systemen van vliegtuigen met vloeibare of hydraulische olie als hydraulische vloeistof, waardoor ze een betere keuze zijn. Dit komt omdat de hydraulische vloeistof niet gevoelig is voor compressie en de druk niet verandert bij het opstijgen of landen van het vliegtuig, wat betekent dat er geen vertraging in de beweging is. Dit is erg belangrijk in kritieke vluchtsituaties waarbij bepaalde acties moeten worden uitgevoerd zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over hoe lang die acties kunnen duren. Pneumatisch systeem is minder efficiënt vanwege vertragingen in het systeem, hoge geluidsniveaus en hun gevoeligheid voor trillingen.

De hydraulische systemen van vliegtuigen bieden ook meer kracht, zijn eenvoudig te bedienen en geven nauwkeurige resultaten. Met eenvoudige reparatie en onderhoud zijn ze veiliger en zuiniger in gebruik. Ze zijn zeer kosteneffectief te installeren en kunnen zelfs onder de zwaarste vluchtomstandigheden met maximale efficiëntie werken. Lekkage in het systeem kan eenvoudig worden gecontroleerd en opgespoord, en de automatische smeersystemen beschermen tegen corrosie. De hydrauliek heeft maximale efficiëntie met verwaarloosbare wrijvingsverliezen als gevolg van vloeistofdynamica. De componenten binnen het systeem zijn doorgaans licht van gewicht en eenvoudig te installeren met een klein aantal bewegende delen. Het feit dat hydraulische systemen zeer snel reageren op besturingsinputs, verbetert de efficiëntie en veiligheid van de vlucht.

Gevaren

Vervuiling in het systeem of hydraulische vloeistof kan om verschillende redenen worden veroorzaakt. Dit kan leiden tot verlies van efficiëntie van het hydraulisch systeem, overmatige slijtage van componenten en schade aan het algehele systeem. Hoewel ongeschikte vloeistoffen de systeemcomponenten beschadigen, kan vloeistoflekkage leiden tot ontstekings- of brandgevaar. Oververhitting van het systeem kan optreden, waardoor het hydraulisch systeem uitvalt en de componenten die het aandrijft niet meer functioneren. Al deze factoren vragen om adequaat en routinematig preventief onderhoud.