Details

Einleitung
In der modernen Luft- und Raumfahrt ist das Kraftstoffsystem die Lebensader eines Flugzeugs. Jede Sekunde des Fluges hängt von einem ununterbrochenen, präzise geregelten Fluss von Flugturbinenkraftstoff (ATF) zu den Triebwerken ab. Im Zentrum dieses Systems stehen die Hauptkraftstoffpumpen und Einspritzdüsen. Wenn eine dieser Komponenten auch nur kurzzeitig nicht einwandfrei funktioniert, können die Folgen katastrophal sein – von Leistungsverlust und Flammenausfall bis hin zu verringerter Schubleistung und letztlich einem Missionsversagen.

Flugzeuge wie die Sukhoi SU-30, Mirage, Jaguar, MiG-Serie und Mehrzweckhubschrauber operieren in extremen Umgebungen, in denen die Kraftstoffsysteme bis an ihre absoluten Grenzen belastet werden. Die Pumpen müssen schnelle Gaswechsel, hohe G-Kräfte, wechselnde Höhenlagen und extreme Temperaturen ohne Versagen bewältigen. Gleichzeitig müssen die Düsen ein perfektes Sprühbild und ein optimales Druckverhältnis beibehalten, um eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten. Schon geringe Abweichungen in der Leistung können zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch, geringerer Reichweite, reduzierter Zuverlässigkeit und Sicherheitsrisiken führen.

Der Kraftstoff-(ATF)-Pumpen- und Düsen-Druckverhältnis-Prüfstand wurde als endgültige Lösung für diese Herausforderung entwickelt. Durch die Kombination von Pumpenleistungsprüfung und Düsenkalibrierung in einer einzigen integrierten Plattform ermöglicht er Luftstreitkräften, OEMs und MRO-Einrichtungen, reale Flugbedingungen mit Laborpräzision zu simulieren. Dadurch wird sichergestellt, dass jede Pumpe und jede Düse, die den Prüfstand verlässt, für einen fehlerfreien Einsatz in der Luft zertifiziert ist – zur direkten Unterstützung der Einsatzbereitschaft, Betriebssicherheit und Reduzierung der Lebenszykluskosten.

Systemübersicht und Design
Das System wurde entwickelt, um die komplexen Betriebsbedingungen im Flug mit hoher Genauigkeit zu reproduzieren.

Thermische Simulation: Integrierter Kraftstofftank mit kontrollierter Erwärmung bis zu 120 °C, um die Hochtemperaturumgebung in Triebwerksräumen und Kraftstoffleitungen nachzubilden. Dies ermöglicht die Leistungsüberprüfung bei unterschiedlichen Viskositäten und thermischen Belastungen des Kraftstoffs.

Druck- und Saug-Simulation: Ausgestattet mit einem Trockenstickstoff-Pressurisierungssystem und einer Vakuumpumpe reproduziert der Prüfstand Saug- und Druckbedingungen, einschließlich negativer Druckzustände. Dies ermöglicht Tests auf Kavitation, Dampfblasenbildung, Lufteinschlüsse und andere kritische Fehlermodi.

Hochleistungs-Antriebssystem: Ein stufenloses Getriebe liefert bis zu 10.000 U/min bei 160 kW und ermöglicht Tests von Pumpen unter stabilen, transienten und Überlastbedingungen. Dies deckt schnelle Gaswechsel, Höhenleistungsprüfungen und extreme Kampfmanöver ab.

Messung und Instrumentierung: Fortschrittliche elektronische Durchflussmesser, separate Durchflusskreisläufe und Präzisionsregler liefern hochauflösende Daten zu Durchfluss, Druck und Pumpenwirkungsgrad. Das Abtasten in kurzen Intervallen ermöglicht Trendanalysen, vorausschauende Wartung und detaillierte Leistungszuordnungen.

Duale Düsenprüffähigkeit: Integrierte Kraftstoff-, Stickstoff- und Vakuumkreisläufe ermöglichen Düsendruckverhältnisprüfungen mit einer Genauigkeit im mmHg-Bereich und damit eine präzise Kalibrierung der Sprühcharakteristik, die für effiziente Verbrennung und Emissionskontrolle entscheidend ist.

Automatisierung und Steuerung: Gesteuert über eine moderne HMI-/SCADA-Schnittstelle können Bediener vollautomatische Testsequenzen, halbautomatische Routinen oder manuelle Steuerung für Fehlersuche ausführen. Die automatische Berichtserstellung gewährleistet Rückverfolgbarkeit und Zertifizierungskonformität.

Sicherheit und Zuverlässigkeit: Umfassende Sicherheitssysteme, einschließlich Not-Aus, automatischer Entlüftungsventile und Verriegelungen, schützen Bediener und Ausrüstung während Tests unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen.

Anwendungsbereiche
Der Prüfstand ist für den vielseitigen Einsatz im Luft- und Raumfahrtsektor konzipiert:
Kraftstoffpumpenprüfung
  ▹ Qualifizierung und Abnahme neuer Serienpumpen.  
  ▹ Vorbeugende Wartung zur Erkennung von Frühstadien der Abnutzung.  
  ▹ Fehleranalyse und Fehlerbehebung bei zurückgesandten Komponenten.  
  ▹ Dauer- und Lebenszyklustests für Zuverlässigkeitsprogramme.  

Düsen-Druckverhältnisprüfung
  ▹ Kalibrierung von Kraftstoffdüsen für optimale Zerstäubung und gleichmäßiges Sprühbild.  
  ▹ Messung von Druckverhältnissen unter variablen Betriebsbedingungen.  
  ▹ Zertifizierungstests gemäß militärischen und zivilen Luftfahrtstandards.  
  ▹ Qualitätskontrolle in der Fertigung und Montage.  

Integrierte Luft- und Raumfahrtunterstützung
  ▹ Unverzichtbares Bodendienstgerät für Wartungsdepots der Luftwaffe.  
  ▹ Ermöglicht OEMs die Validierung von Pumpen und Düsen in einem System.  
  ▹ Unterstützt F&E-Zentren und Universitäten bei der Entwicklung moderner Kraftstoffsysteme.  
  ▹ Reduziert den Platzbedarf im Testbereich und senkt die Gesamtbetriebskosten durch den Wegfall mehrerer Prüfstände.  

Hauptvorteile
• Doppelfunktionalität: Kombination von Kraftstoffpumpenprüfung und Düsen-Druckverhältnis-Kalibrierung in einer Plattform.  
• Realistische Flugsimulation: Reproduziert thermische, Druck- und Saugbedingungen des Fluges mit Präzision.  
• Hochleistungsprüfung: Test von Pumpen bis zu 10.000 U/min / 160 kW.  
• Düsenkalibrierungsgenauigkeit: Messauflösung bis auf Millimeter Quecksilbersäule (mmHg).  
• Fortschrittliche Automatisierung: Automatische, halbautomatische und manuelle Betriebsmodi für maximale Flexibilität.  
• Datenbasierte Erkenntnisse: Echtzeit-Datenerfassung mit Trendanalyse und Berichterstellung.  
• Robust und bewährt: Entwickelt für den Dauerbetrieb im militärischen und zivilen Luftfahrtsektor.  
• Erhöhte Sicherheit: Integrierte Verriegelungen und Abschaltsysteme schützen Bediener und Geräte.  

Technische Spezifikationen

  

    
Parameter
    
Spezifikation
  
  

    
Kraftstofftyp
    
Flugturbinenkraftstoff (ATF)
  
  

    
Kraftstofftankkapazität
    
Integrierter Tank mit Erwärmung bis 120 °C
  
  

    
Drucksimulation
    
Trockenstickstoff-Pressurisierung und Vakuumpumpe zur Saugsimulation
  
  

    
Antriebssystem
    
Getriebeantrieb mit variabler Drehzahl
  
  

    
Maximale Drehzahl
    
10.000 U/min
  
  

    
Antriebsleistung
    
Bis zu 160 kW
  
  

    
Durchflussmessung
    
Mehrere elektronische Durchflussmesser mit separaten Messkreisläufen
  
  

    
Druckregelung
    
Elektronische Druckregler mit Genauigkeit im mmHg-Bereich
  
  

    
Düsenprüfung
    
Druckverhältnis-Messung mit Kraftstoff-, Stickstoff- und Vakuumkreisläufen
  
  

    
Steuermodi
    
Automatisch, halbautomatisch und manuell
  
  

    
Datenmanagement
    
Computerisierte Datenerfassung, Trendanalyse und Berichtserstellung
  
  

    
Sicherheitsmerkmale
    
Schutzverriegelungen, Notabschaltung, automatischer Druckablass
  


Fazit
Der Kraftstoff-(ATF)-Pumpen- und Düsen-Druckverhältnis-Prüfstand ist nicht nur ein Prüfgerät – er ist ein System zur Missionssicherung. Durch die gründliche Validierung von Pumpen und Düsen vor dem Wiedereinsatz verbessert er direkt die Flugsicherheit, Einsatzbereitschaft und Betriebseffizienz. Für Streitkräfte, OEMs und MRO-Dienstleister beseitigt dieses System Unsicherheiten, reduziert Ausfallzeiten und gewährleistet, dass jedes Flugzeug unter den härtesten Bedingungen fehlerfrei funktioniert. Mit seiner leistungsstarken Antriebseinheit, präzisen Instrumentierung und Doppelfunktionskonstruktion setzt es den Maßstab in der Prüftechnologie für Luftfahrt-Kraftstoffsysteme.