Details

Einleitung
Der Advanced Life Support Oxygen Test Bench ist ein hochpräzises, luftfahrttaugliches pneumatisches Prüfsystem, das für die Funktionsvalidierung, Leckanalyse und Kalibrierung von Sauerstoffverteilungskomponenten entwickelt wurde, die in den Lebenserhaltungssystemen (LSS) von Flugzeugpiloten verwendet werden.

Bei Flügen in großer Höhe hängt das menschliche Leben von einer unterbrechungsfreien und korrekt geregelten Sauerstoffzufuhr ab. Mit zunehmender Höhe sinkt die Luftdichte stark ab, wodurch der Sauerstoff-Teildruck unter den Schwellenwert fällt, der für die normale Funktion von Gehirn und Körper erforderlich ist. Innerhalb weniger Sekunden kann Hypoxie einsetzen — wodurch die kognitive Reaktionsfähigkeit, Muskelkoordination und schließlich das Bewusstsein beeinträchtigt werden. Das LSS des Flugzeugs mindert diese Gefahr, indem es den Sauerstofffluss und -druck zum Atemmaskensystem des Piloten automatisch anpasst und so eine sichere und konstante Sauerstoffversorgung gewährleistet — selbst bei schnellen Höhenwechseln oder Hoch-g-Manövern.

Das LSS arbeitet in einer extrem rauen Umgebung — ausgesetzt zu Vibrationen, thermischen Schwankungen, Druckwechseln und ständigem Sauerstoffkontakt. Jede Komponente im System, von Ventilen bis zu Reglern, muss daher strenge Anforderungen an Zuverlässigkeit und Leckfreiheit erfüllen. Selbst mikroskopische Verunreinigungen oder kleine Druckunregelmäßigkeiten können zu einem katastrophalen Ausfall des Sauerstoffsystems führen und ein direktes Risiko für die Flugsicherheit darstellen.

In Anerkennung der Notwendigkeit wiederholbarer, bodengestützter Prüfungen von Sauerstoffsystemkomponenten entwickelte Neometrix Defence Ltd. diesen fortschrittlichen LSS-Prüfstand. Das Gerät reproduziert das vollständige pneumatische Verhalten eines Sauerstoffversorgungssystems im Flug — einschließlich statischer Hochdruckspeicherung, Durchflussregelung und Niederdruck-Atemsimulation. Es ermöglicht präzise Tests jeder Line Replaceable Unit (LRU) in der Sauerstoffversorgungskette und stellt mechanische Integrität, funktionale Genauigkeit und langfristige Stabilität vor der Installation oder nach der Wartung sicher.

Im Wesentlichen dient dieses System als letzte bodenseitige Schutzinstanz für die Flugsicherheit — es garantiert, dass das Sauerstoff-Teilsystem, das den Piloten schützt, vor dem Start getestet, gemessen und verifiziert wurde.

Zweck und Anwendungsbereich
Der Advanced Life Support Oxygen Test Bench bietet eine integrierte Plattform für das Testen, Verifizieren und Zertifizieren aller wichtigen Komponenten der Sauerstoffversorgung, die ein LSS eines Flugzeugs bilden. Er ermöglicht sowohl die Validierung vor der Installation (vor dem Einbau der Komponenten in das Flugzeug) als auch die periodische Rezertifizierung (während Wartungszyklen).

Das Gerät kann umfassende Funktionstests der folgenden Sauerstoff-LRUs durchführen:
1. Füllventil (P/N DKR-130) – validiert Abdichtung, Eingangsdichtigkeit und Öffnungsdruckverhalten während des Flaschenfüllens.
2. Rückschlagventil (P/N 2124A-3TT) – überprüft die Flussrichtung des Sauerstoffs, den Öffnungsdruck nach vorne und die Rückflussleckage.
3. Druckminderventil (P/N 444-00389-700) – simuliert pilotenabhängige Bedingungen zur Messung der Ausgangsdruckregelung, Stabilität bei variierenden Durchflussraten und Genauigkeit des Sicherheitsventils.
4. Sauerstoffflasche & Ventilbaugruppe (P/N 211-6512) – prüft die Flaschenleckrate, die Kalibrierung des eingebauten Manometers und die Ventilsitzleistung über 48-stündige Druckhaltezyklen.

Jede Komponente stellt einen sicherheitskritischen Knotenpunkt im Atemkreislauf des Piloten dar.
Das Füllventil gewährleistet die Sicherheit beim Befüllen, das NRV verhindert Rückflussverunreinigungen, das PRV stellt einen geregelten Ausgangsdruck sicher, und die Flaschenbaugruppe garantiert eine saubere und stabile Sauerstoffspeicherung.
Der Prüfstand ermöglicht Ingenieuren die Simulation des realen pneumatischen Verhaltens dieser Teilsysteme mit bis zu 200 bar Druck, kontrollierter Druckentlastung und Durchflussraten bis zu 600 LPM — und bildet damit das Einsatzspektrum eines LSS in großer Höhe nach.

Konstruktion und Aufbau
Der Prüfstand ist als modulares, transportables und wetterfestes Testsystem konstruiert und besteht aus Materialien und Sicherheitsmerkmalen, die für den kontinuierlichen Sauerstoffbetrieb geeignet sind.
Mechanischer Aufbau
• Grundrahmen aus Baustahl (IS-2062) gefertigt, für hohe Festigkeit und Vibrationsbeständigkeit.

• Pulverbeschichtet in RAL 5005 Signalblau, 60–80 µm Schichtdicke, korrosionsbeständig.

• Untergebracht in einem militärtauglichen FRP-Außengehäuse mit interner Vibrationsdämpfung zur Aufnahme mechanischer Stöße während des Transports.

• Ergonomisches Layout: Alle Messgeräte, Regler und Bedienelemente sind auf der Frontplatte für direkte Sichtbarkeit und Benutzerfreundlichkeit angeordnet.

Materialien und Kompatibilität
• Alle sauerstoffberührten Komponenten bestehen aus SS-316L oder äquivalentem austenitischem Edelstahl mit geringem Kohlenstoffgehalt für Korrosions- und Zündbeständigkeit.

• Armaturen und Anschlüsse sind gemäß ASTM G93 und CGA G-4.1 entfettet und sauerstoffgereinigt.

• Dichtungselemente bestehen aus PTFE oder Viton-O-Ringen, kompatibel mit gasförmigem Sauerstoff unter hohem Druck.

• Keine Verwendung von ölbasierenden Schmierstoffen, verzinkten Materialien oder Elastomeren, die zu exothermen Reaktionen in Sauerstoffumgebungen neigen.

Konstruktionsmerkmale
• Das System ist als geschlossener pneumatischer Kreislauf mit unabhängigen Hochdruck- (HP) und Niederdruck- (LP) Regelpfaden aufgebaut.

• Enthält separate Unterbaugruppen für Filtration, Regelung, Durchflussmessung und Sicherheitsverriegelungen.

• Für einfache Wartung ausgelegt — modulare Verteiler mit Schnellkupplungen ermöglichen einfachen Austausch von Testleitungen und Adaptern.

Übersicht der Teilsysteme
1. Hochdruckregelung (HP)

• Nimmt Sauerstoff bis 200 bar aus einer Hochdruckflasche auf.

• Enthält:

  - HP-Regler (200 → 125 bar) mit Feingewindesteuerung für schrittweise Druckerhöhung.

  - Zwei Bourdon-Druckmesser (0–200 bar) zur Überwachung von Eingang und Ausgang.

  - Sicherheitsventil eingestellt auf 126 ± 0.5 bar zur Vermeidung von Überdruck.

• Die Reglerbaugruppe sorgt für eine gleichmäßige, pulsationsfreie Versorgung nachgeschalteter Kreisläufe und Prüflinge.

2. Niederdruckregelung (LP)

• Verwendet einen Präzisionsregler (10 → 0.05 bar) zur Simulation von Niederdruck-Atemumgebungen.

• Ermöglicht Feineinstellung für Durchflussprüfungen, wie z. B. PRV-Ausgangsverifikation.

• Enthält kalibrierte Messgeräte:

  - 0–15 PSI Manometer für sehr niedrige Druckanzeigen.

  - 0–20 bar Manometer für mittlere Druckbereiche.

3. Durchflussmessung & Verteilung

• Ausgestattet mit einem transparenten Durchflussanzeiger (0–600 LPM) zur direkten visuellen und quantitativen Beobachtung.

• Wird zur Erstellung von Druck-gegen-Durchfluss-Kennlinien während der Charakterisierung von Reglern und Ventilen verwendet.

• Mit Absperr- und Nadelventilen für dynamische Steuerung während der Prüfung ausgestattet.

4. Filtration & Sicherheit

• Integration eines 25-Mikron-SS-Filters zur Entfernung von Partikeln und Feuchtigkeit, um die Sauerstoffreinheit zu gewährleisten.

• Entlüftungsventil zur Druckentlastung nach jedem Prüfvorgang.

• Entlüftungsventil ermöglicht vollständige Gasentfernung für maximale Sicherheit und Wiederholbarkeit.

5. Erdung und statische Kontrolle

• Der Prüfstand verfügt über Erdungspunkte und antistatische Geflechtschläuche zur Verhinderung elektrostatischer Entladung.

• Alle Komponenten entsprechen den Sicherheitsnormen für den Sauerstoffbetrieb.

6. Abmessungen und Mobilität

• Ungefähre Systemabmessungen: 1100 mm (L) × 700 mm (B) × 510 mm (H).

• Gewicht: ~85 kg (ohne Gasquelle).

• Robuste Griffe und arretierbare Rollen für einfache Mobilität.

Funktionale Testfähigkeit
Jede LRU durchläuft einen vollständigen Funktionsvalidierungszyklus:

Füllventil (DKR-130)

• Eingangsdruck zwischen 3.5–125 bar variieren; sicherstellen, dass keine Eingangsleckage vorhanden ist.

• Öffnungsdruck ≤ 8 bar (116 psi) bestätigen.

• Prüfung der Abdichtung unter zyklischer Druckbelastung.

Rückschlagventil (2124A-3TT)

• Vorwärtsöffnung bei > 0.5 psi verifiziert.

• Rückdruck von 50, 400 und 1000 psi jeweils 60 Sekunden gehalten; null Leckage zulässig.

• Gewährleistet den unidirektionalen Schutz gegen Rückflusskontamination.

Sauerstoffflasche & Ventilbaugruppe (211-6512)

• Flasche auf 128 bar (1850 psi) füllen.

• 48-Stunden-Statik-Leckprüfung: Massenverlust ≤ 4 g (entspricht 0.001 LPM).

• Druckmesserkorrelation:

  - Bei 100 bar → 100 ± 7.5 bar.

  - Bei 50 bar → 50 ± 7.5 bar.

• Bestätigt die langfristige Dichtheit und Messgenauigkeit.

Druckminderventil (444-00389-700)
• Leistungskennlinie des Reglers unter variierenden Durchflussbedingungen:

  

    

      
Durchfluss (LPM)
      
Versorgungsdruck (bar)
      
Erwarteter Ausgang (bar)
      
Bemerkungen
    
  
  

    

      
0
      
125
      
≤ 6 (Sollwert ohne Durchfluss)
      
Stabile Grundlinie des Reglers
    
    

      
1
      
125
      
5 ± 0.8
      
Feinregulationstest
    
    

      
150
      
125
      
5 ± 0.8
      
Dauerlastprüfung des Durchflusses
    
    

      
1
      
14
      
≥ 3.45
      
Reaktion bei niedrigem Versorgungsdruck
    
    

      
100
      
14
      
≥ 3.45
      
Mindestliefergarantie
    
    

      
—
      
—
      
—
      
Sicherheitsventiltest – 8 +1/–0.8 · Prüfung der Aktivierung des Sicherheitsventils
    
  


• Gewährleistet Druckstabilität und Genauigkeit des Sicherheitsmechanismus unter variierenden Ein- und Ausgangsbedingungen.

Betriebsverfahren
1. Vorbereitung:

Stellen Sie sicher, dass alle Steuerventile geschlossen sind. Schließen Sie die Sauerstoffquelle an. Überprüfen Sie, dass die Manometer Null anzeigen.



2. Druckaufbau:

Öffnen Sie den Einlass allmählich und stellen Sie den Hochdruckregler auf den gewünschten Sollwert ein.



3. Funktionstest:

Leiten Sie den Sauerstoff mithilfe der EIN/AUS-Ventile zur zu prüfenden LRU. Beobachten Sie die Anzeigen der Manometer und des Durchflussmessers.



4. Datenerfassung:

Vergleichen Sie das beobachtete Verhalten mit den Abnahmekriterien. Protokollieren Sie die Ergebnisse zur Zertifizierung.



5. Druckentlastung:

Schließen Sie alle Ventile. Entlüften Sie über das Ablassventil. Stellen Sie sicher, dass der Druck vollständig abgebaut ist.



Sicherheit, Qualität und Konformität
• Eingestuft als Bodentestgerät Typ 4 (TTGE) gemäß luftfahrtspezifischen Supportnormen.

• Hergestellt in ISO 9001 / ISO 14001 / ISO 45001 zertifizierten Einrichtungen.

• Sauerstoffkomponenten erfüllen ASTM G93, ISO 7291 und EN 12021 Anforderungen.

• Jedes Manometer, jeder Durchflussmesser und jeder Regler wird mit rückverfolgbarer ISO-17025-Kalibrierzertifizierung geliefert.

• Sicherheitsmerkmale umfassen:

  - Redundante Sicherheitsventile in HP- und LP-Kreisen.

  - Funkenfreie Erdungsverbindungen.

  - Druckabfallüberwachung vor der Trennung.

  - Ausfallsicherer Entlüftungspfad für eingeschlossene Gase.

• Ausgelegt für einen Umgebungstemperaturbereich von –30 °C bis +70 °C, um Zuverlässigkeit unter verschiedenen klimatischen Bedingungen sicherzustellen.



Anwendungen
• Flugzeugproduktionslinien: zur Abnahmeprüfung von Sauerstoff-LRU-Komponenten vor der Flugzeuginstallation.

• MRO-Werke (Wartung, Reparatur & Überholung): zur Routineinspektion und Funktionsprüfung nach dem Service.

• Luftfahrt-Ausbildungszentren: für Schulungen und Demonstrationen für Wartungspersonal.

• F&E-Labore: zur Designvalidierung neuer Generationen von Sauerstoffventilen, Reglern und Systemprototypen.

Technische Übersicht

  

    

      
Parameter
      
Spezifikation
    
  
  

    

      
Arbeitsmedium
      
Gasförmiger Sauerstoff (99,5 % Reinheit)
    
    

      
Eingangsdruckbereich
      
0 – 200 bar
    
    

      
Durchflussbereich
      
0 – 600 LPM
    
    

      
Hochdruckregler (HP)
      
Eingang 200 bar → Ausgang 125 bar
    
    

      
Niederdruckregler (LP)
      
Eingang 10 bar → Ausgang 0,05 bar
    
    

      
Druckmesser
      
0–200 bar ×2, 0–20 bar, 0–15 PSI (SS316 Bourdon-Rohr)
    
    

      
Sicherheitsventile
      
126 ± 0.5 bar (HP), 10 bar (LP)
    
    

      
Filtration
      
25 µm SS-Filter, sauerstofftauglich
    
    

      
Material
      
SS316L für benetzte Teile, Struktur aus MS IS-2062
    
    

      
Gehäuse
      
Militärisches FRP-Gehäuse, wetterfest
    
    

      
Temperaturbereich
      
–30 °C bis +70 °C
    
    

      
Systemgewicht
      
Ca. 85 kg
    
    

      
Strombedarf
      
Keiner (vollständig pneumatisch)
    
    

      
Konstruktionslebensdauer
      
10 Jahre (3 Jahre Lagerung + 7 Jahre Betrieb)
    
    

      
Zertifizierung
      
ISO 17025 Kalibrierung · ISO 9001 Fertigung · Sauerstoffdienst-gereinigt
    
  


Fazit
Der Advanced Life Support Oxygen Test Bench stellt den Höhepunkt der Erfahrung von Neometrix Defence Ltd. im Bereich luftfahrtpneumatischer Systeme dar. Er vereint Präzisionsengineering, robuste Sicherheitsauslegung und spezialisierte Sauerstoffdienst-Expertise in einer vielseitigen Prüfplattform.

Dieses System stellt sicher, dass jedes für den Flug vorgesehene Ventil, jeder Druckregler und jede Sauerstoffbaugruppe unter realen Bedingungen validiert wird — hinsichtlich Dichtheit, Stabilität, Wiederholbarkeit und Sicherheit. Es dient sowohl als Instrument zur Qualitätsabsicherung als auch als Prüfmittel zur Validierung der pilotenschützenden Sauerstoffsysteme und trägt damit direkt zur Überlebensfähigkeit der Flugbesatzung bei.

Durch seinen modularen Aufbau, die vollständige Sauerstoffkompatibilität und die Einhaltung höchster internationaler Normen ist der Advanced Life Support Oxygen Test Bench das maßgebliche Werkzeug für die Prüfung von Sauerstoffsystemen in der modernen Luftfahrt und Verteidigungsindustrie.