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Dec 10, 2023

Was sind Motorbranderkennungs- und -löschsysteme und wie funktionieren sie?

Ein Brand jeglicher Art stellt beim Fliegen eine große Gefahr dar, da die Gefahr eines Brandes besteht

Ein Feuer jeglicher Art stellt beim Fliegen eine große Gefahr dar, da die Gefahr besteht, dass es sich so weit ausbreitet, dass es unkontrollierbar wird.

Ein Feuer jeglicher Art stellt beim Fliegen eine große Gefahr dar, da die Gefahr besteht, dass es sich so weit ausbreitet, dass es unkontrollierbar wird. Aus diesem Grund verfügen Flugzeuge über Branderkennungs- und Löschsysteme in den Bereichen des Flugzeugs, in denen ein Brand wahrscheinlich ist.

Die Triebwerke und die APU (Auxiliary Power Unit) sind Komponenten, bei denen viel Wärme entsteht – in der Nähe dieser Komponenten sind einige der kompliziertesten Branderkennungs- und Löschsysteme im Flugzeug platziert. Dabei konzentrieren wir uns auf die Motorbranderkennungs- und Löschsysteme. Das APU-System ist genau das gleiche wie die Motoren.

In den meisten großen Flugzeugen sind die Triebwerke und die APU dort mit Schlaufen oder Feuerdrähten ausgekleidet, wo ein Brand am wahrscheinlichsten ist. Firewire ist eine röhrenförmige Struktur, die aus einer mit einem Isoliermaterial umhüllten Elektrode und einem Stahlrohr besteht. Dieser Firewire wird an den Brandmelderechner oder die Steuereinheit angeschlossen.

Die Steuerung versorgt den Firewire mit einer kleinen Spannung, die ohne Temperaturänderungen konstant bleibt. Wenn jedoch die Temperatur (aufgrund eines Brandes) ansteigen würde, würde der Widerstand des Isoliermaterials abnehmen und ein Stromfluss zwischen dem äußeren Stahlrohr und der inneren Elektrode entstehen. Dieser Stromanstieg wird vom Branderkennungscomputer erkannt, der daraufhin eine Warnung an die Piloten im Cockpit ausgibt.

Die Firewires sind immer auf beiden Seiten mit dem Detektor verbunden. Auf diese Weise funktioniert die Branderkennung auch dann weiter, wenn der Draht an einer bestimmten Stelle bricht.

Aus Gründen der Redundanz und zur Verhinderung falscher Feueralarme werden an den Brandorten der Triebwerke zwei Feuerdrähte oder -schleifen angebracht. Diese Schleifen werden nahe beieinander gehalten. Abhängig von der vom Flugzeughersteller gewählten Nomenklatur können sie entweder als Loop A und Loop B oder als Loop 1 und Loop 2 bezeichnet werden. Eine Feuerwarnung wird nur ausgegeben, wenn beide Loops einen Brand erkennen. Dem Piloten wird ein Fehler aufgrund eines Schleifenfehlers angezeigt, wenn eine Schleife ein Feuer erkennt und die andere nicht. In dieser Situation wird die fehlerhafte Schleife vom System isoliert und die Branderkennung geht in einen Einzelschleifenbetrieb über, bei dem die Branderkennung durch die verbleibende Schleife vom System als positives Feuersignal akzeptiert wird.

In einigen Flugzeugen, wie zum Beispiel den Dash 8-Klassikern, ist das Brandmeldesystem ein Gassystem. Bei diesem System wird ein Rohr mit Heliumgas unter Druck gefüllt und an einem Ende verschlossen. In diesem Rohr befindet sich ein Kernmaterial, das beim Erhitzen Wasserstoffgas abgibt. Das andere Ende des Rohrs ist mit einer Antworteinheit verbunden, die mit der Branderkennungseinheit verbunden ist.

In der Antworteinheit gibt es zwei Schalter. Einer dieser Schalter, Integritätsschalter genannt, ist bei normalem Heliumdruck in der Röhre geschlossen. Der nächste Schalter, Alarmschalter genannt, bleibt geöffnet. Wenn es brennt, wie beim Firewire-System, erhitzt sich die Röhre. Dies führt dazu, dass der Kern Wasserstoffgas freisetzt. Wenn Wasserstoff an das Rohr abgegeben wird, das bereits Helium enthält, erhöht sich der Gasdruck, wodurch der Alarmschalter aktiviert und die Brandwarnung ausgegeben wird.

Ähnlich wie das Firewire-System verfügt auch das Gassystem aus Redundanzgründen und zur Vermeidung falscher Feueralarme über zwei Schleifen. Sollte die Röhre brechen und Helium aus der Röhre austreten, öffnet sich der Integritätsschalter und dem Piloten wird ein Schleifenfehler gemeldet.

Die Art und Weise, wie der Feueralarm im Cockpit ausgegeben wird, ist von Flugzeug zu Flugzeug unterschiedlich. Typischerweise besteht es aus einer visuellen und einer akustischen Warnung. Einige ältere Flugzeuge sind mit einer elektrischen Klingel ausgestattet, die im Cockpit sichtbar ist.

Den Piloten steht außerdem die Möglichkeit zur Verfügung, das Branderkennungssystem vor dem Flug zu testen. Dies ist ein obligatorischer Test für den ersten Flug des Tages für eine Besatzung. Mit dem Testschalter kann das System einen Brand simulieren, indem es den Sensordraht oder das Sensorrohr aktiviert.

Die Bordfeuerlöschanlage besteht aus Löschflaschen, die unter Druck mit Feuerlöschmittel gefüllt sind. Das Löschmittel der Wahl ist derzeit Halon 1301, da es nicht korrodierend und nicht leitend ist. Dies verhindert schwere Schäden an den Motorkomponenten nach dem Erlöschen. Der einzige Nachteil von Halon besteht darin, dass es sich um eine ozonschädigende Substanz handelt und die Industrie derzeit daran arbeitet, eine Alternative zu finden.

Normalerweise gibt es zwei Flaschen pro Motor. In kleineren Flugzeugen können zwei Flaschen für zwei Triebwerke vorhanden sein. Allerdings müssen in diesem Fall beide Flaschen im Brandfall ihren Inhalt an einen Motor entleeren können. Zur Freisetzung des Löschmittels sind die Flaschen mit Kartuschen ausgestattet, die elektrisch gesprengt werden können. Diese Patronen werden als Zündpillen bezeichnet.

Um den Piloten und Ingenieuren einen Hinweis auf die Unversehrtheit der Löschflaschen zu geben, sind Auswurfscheiben außerhalb der Triebwerke angebracht, wo sie während des Rundgangs beobachtet werden können. Die Scheiben sind grün, wenn der Flaschendruck innerhalb der Grenzwerte liegt. Werden die Flaschen entladen, ändern sich die Scheibenfarben. Sie sind rot im Falle einer thermischen Entladung, die auftritt, wenn die Flaschen einem hohen Druck ausgesetzt sind, möglicherweise aufgrund einer erhöhten Temperatur. Dies führt dazu, dass die Flasche das Löschmittel über Bord entleert. ​​​Wenn die Flaschen durch die Aktionen des Piloten entladen werden, ist die Scheibe gelb.

Bei manchen Flugzeugen wird die Auslösung der Feuerlöscher im Cockpit angezeigt. Es ist nicht erforderlich, dies von außen zu überprüfen.

Ein Triebwerksbrand ist ein schwerwiegendes Ereignis, das sofortiges Handeln des Piloten erfordert. Wenn das System einen Brand erkennt, werden Cockpitwarnungen ausgegeben. Dazu gehören visuelle und akustische Warnungen. Die erste Maßnahme besteht darin, den Alarm auszuschalten, da er eine große Ablenkung darstellen kann.

Der zweite Schritt besteht darin, die Motoren abzuschalten. Dazu müssen die Piloten den jeweiligen Triebwerksschubhebel auf Leerlauf stellen und dann die Treibstoffzufuhr zum Triebwerk abstellen. Sobald dies erledigt ist, besteht der nächste Schritt darin, das Löschmittel zu versprühen. Zuvor ist es jedoch sehr wichtig, das Triebwerk von allen anderen Systemen des Flugzeugs zu isolieren. Dafür verfügen Flugzeuge über einen Feuerdruckknopf oder einen Zugschalter. Wenn dieser Schalter betätigt wird, geschieht Folgendes:

Sobald der Motor isoliert und die Zündpillen scharf sind, können die Piloten die Zündkapseln aktivieren. Bei Betätigung des Druckknopfs zur Zündpillensteuerung wird Löschmittel aus den Löschflaschen in die Brandzonen des Motors abgegeben. Abhängig von der Schwere des Feuers reicht eine Flasche möglicherweise nicht aus, um es zu löschen. Wenn es mit einer Flasche nicht gelöscht werden kann, kann die zweite Flasche entleert werden.

Es gibt auch keine Garantie dafür, dass durch das Befeuern aller Flaschen das Feuer gelöscht wird. Ist dies nicht der Fall, müssen die Piloten umgehend einen Abstellplatz für das Flugzeug finden. Ein unkontrollierter Brand ist das Gefährlichste, dem ein Pilot in der Luft begegnen kann, da Brände höchst unvorhersehbar sein können.

Das Aufschieben von Maßnahmen zur Bewältigung von Triebwerksbränden hat in der Vergangenheit zu Problemen geführt. Es gibt Fälle, in denen verzögerte Pilotaktionen zum Durchbrennen von Detektorschleifen geführt haben. Wenn die Schleifen vollständig verbrannt sind, kann dies bei den Piloten die falsche Hoffnung wecken, dass das Feuer gelöscht ist, während es in Wirklichkeit mit voller Wucht brennt.

Journalist – Anas ist Pilot eines Airbus A320 und verfügt über mehr als 4.000 Flugstunden. Er freut sich, seine Betriebs- und Sicherheitserfahrung als Mitglied des Autorenteams in Simple Flying einbringen zu können. Sitz auf den Malediven.