Warum nutzen Jets Generatoren statt Wechselstromgeneratoren?

Zwar werden Wechselstromgeneratoren (Alternatoren) weiterhin bei kleineren Kolbenmotorflugzeugen sowie im Auto in Ihrer Einfahrt eingesetzt, doch die elektrischen Anforderungen eines modernen Strahlflugzeugs stellen eine völlig andere Kategorie dar.

Zurückkehrend zum Boeing 787 und seinen 57 Meilen Verkabelung: Das Verkabelungsschema dieses Flugzeugs umfasst sechs Generatoren, die Strom an 17 elektrische Unterstationen liefern. Moderne Flugzeug-Wechselstromgeneratoren sind effizient, zuverlässig und leichtgewichtig.

Dies wirft die Frage auf: Wenn Alternatoren so gut sind, warum setzen sie dann keine Jets ein? Die kurze Antwort lautet: Skalierung.

Einordnung fuer Autofahrer

Elektrisch betrachtet sind moderne Jets ravenhafte Maschinen – Avionik, Triebwerke, Klimasysteme und Flugsteuerungen sind alle erforderlich, um das Flugzeug in der Luft zu halten und Passagiere sowie Besatzung komfortabel zu halten. Dies erfordert deutlich mehr Leistung, als ein kompakter Generator liefern kann.

Warum Jets Generatoren verwenden supakitswn/Shutterstock Jet-Triebwerke drehen sich mit unglaublich hohen Geschwindigkeiten, während die Frontfans im Bereich von 2.500 bis 4.000 Umdrehungen pro Minute laufen, weshalb sich in der Mitte der Fan oft Spiralen befinden. Doch schon im inneren Hochdruckbereich wird es interessant.

Hier dreht sich der Hochdruckkern mit noch höheren Geschwindigkeiten; bei Rolls-Royce-Triebwerken sind 10.000 Umdrehungen pro Minute üblich. Genau dieser Teil des Triebwerks treibt den Generator über eineclevere technische Lösung an, die als Hilfsgangwerk (AGB) bezeichnet wird. Dies ist der Kern der Sache.

Während es sicherlich ein interessantes Experiment

Während es sicherlich ein interessantes Experiment wäre, einen kompakten Generator an dieses System anzubringen, würde es nur sind für diese extremen Bedingungen ausgelegt.

Sie sind groß, stark gekühlt und so konstruiert, dass sie diese enorme Leistung in den Strom verwandeln, der uns auf 37.000 Fuß ermöglicht, unsere Handys aufzuladen, und uns natürlich auch dort hält.

Kurz gesagt wandelt ein Generator die extrem hohe Drehzahl eines Strahltriebwerks in eine stabile, hochspannungsführende Wechselspannung um, die dann über Dutzende. Die Generatoren, die ein Flugzeug antreiben, sind für diese Aufgabe optimiert.

Technik und Auswirkungen

Minh K Tran/Shutterstock Fliegen ist nach wie vor die sicherste Transportart, und zwar um Längen; die Daten der International Air Transport Association bestätigen dies.

Dies liegt größtenteils an der Konstruktion der Flugzeuge, in denen wir reisen: Die meisten kritischen Systeme verfügen über redundante Backups, die sofort einspringen, wenn sie benötigt werden.

Dies gilt auch für die elektrischen Systeme, weshalb moderne Jets nicht auf einen einzigen Generatortyp angewiesen sind, sondern mit redundanten Sicherungssystemen ausgestattet sind, die im Ernstfall sofort einspringen. Im Zentrum dieses Systems stehen die triebwerksgetriebenen Generatoren.

Technik, Energie und Einsatz

Sie sind die Arbeitspferde des Systems und die Generatoren, die am Hauptgetriebegehäuse (AGB) montiert werden und während des Flugs den Großteil der elektrischen Energie des Flugzeugs erzeugen. Am Boden oder im Falle eines Ausfalls übernimmt ein Generator, die Hilfsenergieeinheit (APU), die Versorgung.

Eine APU ist im Wesentlichen ein verkleinerter Strahltriebwerk, der einen eigenen Generator antreibt. Neben der Notstromversorgung wird sie gelegentlich auch zum Start der Flugzeugtriebwerke eingesetzt.

Schließlich gibt es noch die Ram-Air-Turbine (RAT); im äußersten Notfall kann diese in den Luftstrom des Flugzeugs abgesenkt werden, um lebenswichtigen Systemen Notstrom zu liefern. Unabhängig vom Generator-Typ haben sie alle eine Gemeinsamkeit: die Art der erzeugten Elektrizität.

Technik, Energie und Einsatz

Im Gegensatz zum 50- oder 60-Hz-Wechselstrom, der in amerikanischen Haushalten verwendet wird, arbeiten Flugzeugsysteme mit 115-Volt-400-Hz-Wechselstrom.

Dies ist ßer Bedeutung, da die höhere Frequenz es Flugzeugkonstrukteuren ermöglicht, leichtere Transformatoren, kleinere Motoren und Generatoren einzusetzen – was das Gewicht des Flugzeugs reduziert, ein heiliges Gralziel für Flugzeughersteller.