Grundsätzliche Frage zum cold&dark startup Jets vs kommerzielle Luftfahrt

[Airbusjoerg]

Was mich schon lange wundert:

 

Die cold&dark-Prozeduren der Jets (ich beziehe mich jetzt z.B. auf die F-18 ) sind ja so, dass APU/Triebwerke ziemlich zum Anfang gestartet werden und der ganze Rest - insbesondere das Alignment des INS und ziemlich viele missionsspezifischen Einstellungen/Konfigurationen - danach mit laufenden Triebwerken stattfinden. Wieso wird das so gemacht - gerade auch, weil es ja eigentlich auf jeden Tropfen Treibstoff ankommt (wenn ich bedenke, wie oft ich in der F18 hinterm Tanker hänge).

 

Könnte man das nicht - wie in der kommerziellen Luftfahrt auch - mit external power bewerkstelligen und die Triebwerke erst kurz vor dem Rollen starten (gegebenenfalls sogar mit externer Luft und ganz ohne APU)?

 

Hoffentlich ist die Frage nicht zu blöd, aber das frage ich mich echt schon lange, gerade weil ich immer die kommerzielle-Luftfahrt-Brille aufhabe und mir das im militärischen Bereich krass auffällt. Gefühlt will ich immer external power einschalten und dann alles vorbereiten, es wiederstrebt mir immer geradezu, die engines quasi "als erstes" zu starten.

[Jonne]

Deine Frage ist überhaupt nicht blöd und eigentlich recht interessant. Da ich zwar die F/A-18 selbst nicht habe, aber ebenfalls vor DCS ausschließlich kommerziell orientierte Simulatoren geflogen bin, kam mir die Frage auch schon in den Sinn. Generell ist es extrem unterschiedlich von Flugzeug zu Flugzeug, deswegen hier meinen Gedanken zu verschiedenen Mustern (aus beiden Welten):

 

MiG-15/19/21:

 

Allesamt werden elektrisch gestartet und haben keine zapfluftgekühlte Avionik, können aber nicht alle Systeme von der Batterie oder von Bodenstrom speißen. Alignment betrifft hier auch nur den Kreiselkompass, was schnell geht. Es gibt zumindest in der MiG-21 Teile der Checks vor dem Start (Radar, Visier) die nur mit Wechselstrom direkt vom Wechselstromgenerator oder einer zusätzlichen Wechselstromdose gemacht werden können. Da in DCS nur Gleichstrom am Boden simuliert wird, kann man diese nicht durchführen.

 

F-14:

 

Start der Triebwerke mit Luft, keine APU und vorallem keine Batterie! Hier braucht man immer erst Bodenstrom und für den Triebwerksstart Luft, welche auch extern die Avionik kühlen kann. INS Alignment kann vor dem Triebwerksstart passieren, oder dannach, aber nicht währendessen, da Spannungsschwankungen beim Wechsel auf Strom vom Generator das Alignment ruinieren kann. Ebenso zu starke Bewegungen vom Flugzeug, also sollte man auch keine Waffen in der Zeit anhängen.

 

JF-17 und F-16:

 

Beide kühlen die Avionik mit Zapfluft vom Triebwerk und haben im Gegensatz zur F-14 keine Möglichkeit die Luft dafür von Außen zu bekommen (in DCS?!). Hier ist es für die Kühlung absolut notwendig die Triebwerke zuerst zu starten.

 

Tu-154:

 

Wenn ich mich recht entsinne, hat man hier das Alignment auch immer nach dem Triebwerksstart gemacht, da die APU nicht genug Strom für alle Systeme liefern konnte. Deswegen auch so seltsame Schritte wie die elektrischen Hydraulikpumpen nie zusammen mit den Kraftstoffpumpen laufen zu lassen. Ich könnte mir hier aber auch vorstellen, dass man mit Blick auf den Stromverbrauch auch vor dem Triebwerksstart die Kompasse bestromen konnte, da man aber im Simulator meistens alleine alle vier Plätze besetzt hat, war das deshalb kaum praktikabel.

[Bishop_DE]

Beim Harrier kann man die Vorbereitungen auch nur mithilfe der APU erledigen und dann erst das Triebwerk starten.

[QuiGon]

Beim Harrier kann man die Vorbereitungen auch nur mithilfe der APU erledigen und dann erst das Triebwerk starten.

Genauso wie auch bei der A-10C, welche eine ziemlich starke APU hat, die alle Systeme mit ausreichend Strom versorgen kann. Ich persönlich mache das bei der A-10C daher auch tatsächlich so, dass ich die Triebwerke erst am Ende des Start-Up-Prozesses hochfahre, nach der ganzen Avionik.

[Drotik]

Auf jeden Fall ein interessantes Thema. Wir müssen hier natürlich verschiedene Technik als auch verschiedene Prozeduren in unterschiedlichen Ländern betrachten. Zwei Nationen, die das selbe Lfz Muster fliegen, können durchaus sehr verschiedene Vorgehensweisen und Abläufe haben.

 

Als erstes kommt es natürlich darauf an, wie das Lfz überhaupt technisch aufgebaut ist. Kann die APU Strom liefern? Avionik Kühllüfter vorhanden? Wie ist Ausrüstung der Flugplätze, externe Stromversorgung überall gewährleistet?

Es kommt auf das jeweilige Luftfahrzeug, die Nation die es einsetzt und die örtlichen Gegebenheiten an.

 

Kommen wir zu ein paar Beispielen aus der Praxis:

In der Luftwaffe erfolgt das Anlassen bei Eurofighter wie Tornado standardmäßig immer mit Außenbordstrom. Beide Lfz haben leistungsstarke Kühllüfter und können die gesamte Avionik unbegrenzt auch ohne Triebwerke betreiben. Die Piloten können sich ganz in Ruhe das Flugzeug konfigurieren, Systeme vorbereiten usw.

Der Eurofighter hat zwar die Möglichkeit sich mit der APU selbst mit Strom zu versorgen, aber genau wie du sagst kostet das Sprit und belastet die Teile natürlich. Wenn der Pilot bereit ist, wirft er die Motoren an und die Stromversorgung wird getrennt. Alle paar Flugstunden wird ein Start nur mit APU durchgeführt um die Einsatzbereitschaft der Systeme sicher zu stellen, ist aber die Ausnahme. Da wir an jedem Abstellplatz und in jedem Shelter eine externe Stromversorgung haben, ist das kein Problem und das sinnvollere Verfahren. Das gilt übrigens universell für alle Eurofighter Nutzerstaaten.

 

Die F-18 hat m.W.n. nicht die Möglichkeit die APU zur Stromerzeugung zu nutzen. Die Amis scheinen standardmäßig immer das Verfahren mit alles anmachen und dann vorbereiten zu machen. Aber die Schweizer und Spanier z.B. nutzen an der Hornet standardmäßig ebenfalls externen Strom.

 

Wie oben schon erwähnt, ist das ganze bei der F-16 nicht möglich da sie keine Möglichkeit hat ihr Equipment selbstständig zu kühlen.

 

Von dem was ich gesehen habe, nutzen auch die Franzosen mit ihrer Rafale stets externen Strom und die Polen mit ihren MiG´s. Das ohne alles Anlassen scheint wirklich ein eher amerikanisches Ding zu sein, ich denke zu großen Teil begründet durch das Konzept der Flugplätze, welches keine dauerhafte Stromversorgung an allen Abstellflächen vorsieht. Auch die große Menge an Lfz ist bestimmt ein Faktor. Auf Kommandos wie Red Flag müssen wir uns daher auch anpassen, dort nutzen unsere Flugzeuge dann auch vermehrt ihre bordeigenen Systeme. So viele GPU`s gibt es da nicht und die werden hauptsächlich für Wartungsarbeiten gebraucht.

Edited April 23, 2020 by Drotik

[Blech]

Hi,

 

DCS F18 Manual

"Ground Power Panel

If wishing to not use the battery to start the aircraft, or run electrical systems without starting the aircraft, the ground power panel can be used once electrical power is requested from the ground crew. Once EXT PWR (External Power) is selected from the panel, four groups can be selected with each having sub A and B groups of instruments and systems being powered by the group."

 

Das sagt leider nichts darüber aus, wie es in Praxis gehandthabt wird.

 

( Vielleicht gibt es auf einem Carrier Sicherheitsbedenken, 50-100 Stromleitungen neben den Spritleitungen, montierten Waffen auf dem Deck zu haben, die ständig auf Beschädigungen überprüft werden müssten ? ).

[Drotik]

Zusatz für Interessierte:

Am Eurofighter gibt es auch die Möglichkeit die Triebwerke mit externer Druckluft zu starten. Dafür haben wir ein großes Aggregat (Mobile Start Unit, MSU) mit einer kleinen Gasturbine, das sowohl Strom als auch Druckluft liefern kann. Verwendet wird das im operationellen Betrieb aber nicht, wäre viel zu aufwendig. Damit besteht aber die Möglichkeit das Flugzeug zu starten auch wenn die APU nicht geht. Beim Tornado geht das z.B. nicht. Die MiG-29 hat diese Fähigkeit auch und ich habe mal gehört das hätte in der Entwicklung des EF`s eine Rolle gespielt.

Edited April 23, 2020 by Drotik

[Jonne]

Bei der MiG-29 würde mich das jetzt mal interessieren. Die stellt nämlich einen weiteren Sonderfall dar. Bei der MiG-29 treibt die APU direkt über Kupplungen eines der beiden Triebwerke an. Wird da die externe Luft in die Turbine der APU gespeist?

[Airbusjoerg]

Danke an alle für die extrem interessanten Ausführungen!!

@Drotik

 

Ich muss gestehen, ich habe von den Amis (F-18 ) auf alle anderen geschlossen. Jetzt lese ich hier ja, dass es durchaus auch anders gemacht wird (Eurofighter > external power).

Edited April 23, 2020 by Airbusjoerg

[Airbusjoerg]

Tu-154:

 

Wenn ich mich recht entsinne, hat man hier das Alignment auch immer nach dem Triebwerksstart gemacht, da die APU nicht genug Strom für alle Systeme liefern konnte.

 

Das kann ich bestätigen. Hab die Checklisten noch hier, der gesamte Nav-part kommt nach dem Triebwerksstart. Das Teil hab ich zu X-Plane-Zeiten heiß und innig geliebt - wenn auch die Lernkurve relativ steil war. Erst DCS hat mich davon weggebracht. Seitdem steck ich in der F-18 fest...

 

F-14:

 

Start der Triebwerke mit Luft, keine APU und vorallem keine Batterie! Hier braucht man immer erst Bodenstrom und für den Triebwerksstart Luft, welche auch extern die Avionik kühlen kann. INS Alignment kann vor dem Triebwerksstart passieren, oder dannach, aber nicht währendessen, da Spannungsschwankungen beim Wechsel auf Strom vom Generator das Alignment ruinieren kann. Ebenso zu starke Bewegungen vom Flugzeug, also sollte man auch keine Waffen in der Zeit anhängen.

 

Inwiefern wird eigentlich generell vermieden, dass die Bewegungen des Trägers Einfluß auf das Alignment haben? Der bewegt sich ja nicht nur vorwärts sondern auch auf und ab - je nach Wellengang.

Edited April 23, 2020 by Airbusjoerg

[Drotik]

Bei der MiG-29 würde mich das jetzt mal interessieren.

 

Hm, von der MiG habe ich leider nicht viel Ahnung. Das externer Strom zum Anlassen benutzt wird habe ich bei den Polen gesehen, externe Luftversorgung habe ich aber nur mal von einem ehemaligen Tornado Triebwerker gehört. Kann also sein das es nicht stimmt. Wenn du sagst die APU treibt die Triebwerke direkt mechanisch an, stimmt es wahrscheinlich nicht. Denn das ist ja beim Tornado genau der derselbe Grund. Die APU hat keinerlei Luftabnahme sondern wird direkt mit dem rechten Getriebe gekoppelt. Und über die sogenannte Quertriebskupplung (daher auch der Schalter im Cockpit "X-Drive") wird das linke Triebwerk gestartet.

 

Im Eurofighter haben wir ein mit Airlinern vergleichbares System. Zapfluft aus dem Kompressor der APU treibt eine kleine Turbine an der Gearbox der Triebwerke an.

[Gizmo03]

Inwiefern wird eigentlich generell vermieden, dass die Bewegungen des Trägers Einfluß auf das Alignment haben? Der bewegt sich ja nicht nur vorwärts sondern auch auf und ab - je nach Wellengang.

Nagel mich nicht drauf fest, aber soweit ich weiss verbinden sich die Systeme vom Flieger mit dem INS des Trägers - bin mir aber nicht 100%ig sicher.

Ganz generell zu der Frage, warum das in der kommerzeillen Luftfahrt schon vor dem Triebwerkstart gemacht wird:

Wenn wir mal von technischen Notwendigkeiten für ein Setup nach dem Triebwerkstart absehen, wird das in der kommerziellen Luftfahrt auch aus diversen operationellen Gründen anders gemacht.

Hier gilt nämlich kein "Einsteigen und losfliegen". Das soll jetzt nicht abwertend gemeint sein, sonder ist einfach der Tatsache geschuldet, dass es daauueert, bis auch der letzte Pax mal auf die Idee kommt, seinen Cappuccino auszutrinken und zum Gate zu gehen, einzusteigen, sich hinzusetzen und sich anzuschnallen. Die gesamte Crew muss schon vorher - lange bevor überhaupt der erste Passagier den Flieger betritt vor Ort sein um sich um diverse Dinge, wie z.B. das Tanken, Beladeplan und Startberechnungen zu kümmern. Die APU läuft ja auch nicht immer - es reicht ja auch der Bodenstrom um die relevanten Systeme mit Strom zu versorgen. Je nach dem wie das Wetter ist, läuft die APU dann ja in erster Linie, damit sich König Kunde nicht in eine völlig aufgeheizte oder total unterkühlte Röhre setzen muss. In diesem Fall wäre auch eine laufende APU, ausgeschalteter APU Generator und angeschlossener Bodenstrom denkbar und garnichtmal selten.

Und da nicht mit laufenden Triebwerken geboarded wird und APU und / oder Bodenstrom vorhanden ist, wäre es ja nur unlogisch mit solchen Sachen bis nach dem Triebwerkstart zu warten.

Dieser Faktor "Passagier" also fällt in einer F-18 oder auch einer A-10 halt weg.

[Airbusjoerg]

Im Eurofighter haben wir ein mit Airlinern vergleichbares System.

 

Umso mehr freue ich mich auf das Modul... da werd ich mich wie zu Hause fühlen... :D

[Spectre11]

Man muss auch berücksichtigen, welche Geräte an welchen Stromschienen angeschlossen sind und wie viel Leistung eine APU überhaupt bereitstellen kann. Wie Drotik bereits beschrieben hat, besteht natürlich die theoretische Möglichkeit, externen Strom zu verwenden sofern verfügbar. Das ist am Heimatstandort meist unproblematisch, kann aber schneller mal zum Problem werden wenn man eine gewisse Anzahl an Lfz verlegt. Die ganzen "Stromwägen" müssen ja auch bewegt werden, insbesondere wenn mehrere Lfz auf der Flight Line stehen und eben nicht im Hangar.

 

Bei den meisten Mustern besteht prinzipiell die Möglichkeit externen Strom und Pneumatik zur Verfügung zu stellen. Gelegentlich benötigt man dann aber auch Hydraulikdruck, der meist durch die APU oder Triebwerke geliefert wird. Die Teste der hydraulisch betriebenen Systeme erfolgen im Regelbetrieb dann nur dadurch, für reine Wartungsaktivitäten können natürlich auch externe Hydraulikwägen benutzt werden.

[Drotik]

a werd ich mich wie zu Hause fühlen...

 

Die Bedienung ist wahrscheinlich noch einfacher als in einem A320. Ziemlich Idiotensicher.

[Airbusjoerg]

Ganz generell zu der Frage, warum das in der kommerzeillen Luftfahrt schon vor dem Triebwerkstart gemacht wird:

Wenn wir mal von technischen Notwendigkeiten für ein Setup nach dem Triebwerkstart absehen, wird das in der kommerziellen Luftfahrt auch aus diversen operationellen Gründen anders gemacht.

 

Ja, da haste schon völlig Recht. Es wird ja in der kommerziellen Luftfahrt auch viel mehr gebrieft, gesprochen, kalkuliert, Checklisten gelesen... die ganze Prozedur bis sich da mal was vom Gate wegbewegt ist ja viel "ausladender" und auch die Dateneingabe ins FMGC ist ja sehr umfangreich. Und bitte nicht falsch verstehen: aber mit 150 Paxen im Rücken ist die Sicherheit wahrscheinlich doch auch schon noch ein größeres Thema...

Edited April 23, 2020 by Airbusjoerg

[Airbusjoerg]

Die Bedienung ist wahrscheinlich noch einfacher als in einem A320. Ziemlich Idiotensicher.

 

Kaum vorstellbar, dass es noch einfacher als im A320 geht.. :)

[Drotik]

Dann warte mal ab. Wenn die das wirklich einigermaßen Realitätsnah hinbekommen...

[Gizmo03]

Ja, da haste schon völlig Recht. Es wird ja in der kommerziellen Luftfahrt auch viel mehr gebrieft, gesprochen, kalkuliert, Checklisten gelesen... die ganze Prozedur bis sich da mal was vom Gate wegbewegt ist ja viel "ausladender" und auch die Dateneingabe ins FMGC ist ja sehr umfangreich. Und bitte nicht falsch verstehen: aber mit 150 Paxen im Rücken ist die Sicherheit wahrscheinlich doch auch schon noch ein größeres Thema...

Ich war lange genug beim Militär um sagen zu können, dass auch hier Sicherheit sehr, sehr groß geschrieben wird.

Aber in der kommerziellen Fliegerei gilt halt der Kommerz: Jeder Tropfen Sprit, der noch im Tank ist, wenn gelandet wird ist ein Tropfen, der für den nächsten Flug weniger getankt werden muss, was der Firma Geld spart und der Besatzung den Job sichert. Soll aber nicht heissen, dass beim Militär der Sprit egal ist - ganz im Gegenteil.

Aber man kann halt auch mehrere Fliegen mit einer Klappe schlagen: Die Triebwerke brauchen eine Gewisse Vorlaufzeit um auf Temperatur zu kommen. Ob ich die jetzt am Rollhalt warte (sofern ich nur ganz kurz rollen muss - wie z.B. auf einem Träger) oder an der Parkposition während ich das Cockpit vorbereite.....

Aber ich denke, dass das wohl ehr weniger der Grund dafür ist, dass das halt so gemacht wird ;)

[QuiGon]

Nagel mich nicht drauf fest, aber soweit ich weiss verbinden sich die Systeme vom Flieger mit dem INS des Trägers - bin mir aber nicht 100%ig sicher.

Korrekt, die F-14 verbindet sich während es Alignments mit dem INS des Trägers und kann dadurch die Bewegugen des Trägers aus dem Alignment rausrechnen. In der Regel geschieht dies über Datenlink, geht aber auch per Kabel.

Ist beides aus irgendwelchen Gründen nicht möglich, muss ein manuelles Alignment durchgeführt werden, wobei der RIO Kurs und Geschwindigkeit des Trägers eingibt, die der Träger während des Tomcat-Alignments auch möglichst beibehalten sollte. Dieses Alignment ist entsprechend ungenauer, da auch keine Wellenbewegungen rausgerechnet werden können.

[Gizmo03]

Korrekt, die F-14 verbindet sich während es Alignments mit dem INS des Trägers und kann dadurch die Bewegugen des Trägers aus dem Alignment rausrechnen. In der Regel geschieht dies über Datenlink, geht aber auch per Kabel.

Ist beides aus irgendwelchen Gründen nicht möglich, muss ein manuelles Alignment durchgeführt werden, wobei der RIO Kurs und Geschwindigkeit des Trägers eingibt, die der Träger während des Tomcat-Alignments auch möglichst beibehalten sollte. Dieses Alignment ist entsprechend ungenauer, da auch keine Wellenbewegungen rausgerechnet werden können.

Jap - das hatte ich meine ich auch so von der Tomcat verstanden - ich nehme an, dass es bei der F-18 ähnlich, wenn nicht sogar gleich ist, oder?

Eine - wie ich finde - übrigens echt coole Sache. Das ist, als würde man sich vom "Mutterschiff" speisen lassen ;)

[Airbusjoerg]

Die Triebwerke brauchen eine Gewisse Vorlaufzeit um auf Temperatur zu kommen.

 

Aber das ist auch nur noch in der Militärfliegerei so, oder? Bei den aktuellen kommerziellen Mustern scheint das keine Rolle mehr zu spielen, zumindest kenne ich es nicht... oder geht es so schnell, dass selbst kürzeste Taxi-Zeiten ausreichen...

[Gizmo03]

Aber das ist auch nur noch in der Militärfliegerei so, oder? Bei den aktuellen kommerziellen Mustern scheint das keine Rolle mehr zu spielen, zumindest kenne ich es nicht... oder geht es so schnell, dass selbst kürzeste Taxi-Zeiten ausreichen...

Ne, das ist auch bei zivilen Fliegern so. Das Triebwerk weiss nicht, für wen es arbeitet ;)

EDIT: Gleiches gilt übrigens auch für Cooldown nach der Landung - ist durchaus möglich, dass man an der Parkposition noch ein oder zwei Minuten mit laufenden Triebwerken steht bevor sie abgestellt werden. Ist jetzt aber sicherlich von Flugzeug zu Flugzeug unterschiedlich - ich will mich da jetzt auch nicht zu weit aus dem Fenster lehnen.

Edited April 23, 2020 by Gizmo03

[Airbusjoerg]

Ne, das ist auch bei zivilen Fliegern so. Das Triebwerk weiss nicht, für wen es arbeitet ;)

 

:)

 

Nee, ich meine, ich kenne in keinem modernen kommerziellen Muster irgendwelche Vorschriften/Checklisten-Positionen whatever wo halt steht, dass das Triebwerk mind. 5 Minuten laufen muss, bevor ich starten darf - jetzt mal simpel gesprochen. Ich weiß, welche Temperaturen ich beim anlassen beachten muss und welche Leistung ich maximal wie lange fahren darf - solche Sachen halt. Aber eine Vorlaufzeit in dem Sinne sagt mir jetzt nichts - sowas hab ich zuletzt bei der Tu134 gehört...

 

EDIT: aber ich lasse mich auch gern eines besseren belehren, wäre nicht das erste mal, dass ich hier was neues lerne!

Edited April 23, 2020 by Airbusjoerg

[Drotik]

Aber das ist auch nur noch in der Militärfliegerei so, oder?

 

Also eigentlich ganz im Gegenteil. Zwar ist eine gewisse Warmlaufphase für alle Verbrennungsmaschinen gut, aber ein Strahltriebwerk unterliegt nicht den selben Prinzipien wie etwa ein Kolbenmotor. Das Öl ist anders beschaffen und praktisch auch in kalten Zustand Betriebsbereit, die Teile erwärmen sich langsam von außen nach innen. Viel wichtiger ist eine Abkühlphase, dann erst fängt das Material an zu arbeiten. Die Zeit in der das Flugzeug zur Startbahn rollt reicht als Vorlaufzeit völlig aus.

Im Eurofighter reichen bei einem Prüflauf laut Vorschrift 30 Sekunden aus bis man vom Start auf maximalen Nachbrenner gehen kann, auch wenn man in der Praxis etwas länger wartet. Vor dem Abstellen ist aber ein min. 5 minütiger Kühllauf vorgeschrieben.

 

In der zivilen Welt kann es natürlich sein, dass man noch etwas stärker auf Materialschonung aus ist.