Wie werden Fly-by-Wire-Flugzeuge bei einem kompletten Stromausfall gesteuert?

Für den kompletten elektrischen Ausfall im Flugzeug müssen folgende Systeme ausfallen:

• Die Bordstromerzeugung, meist ein Synchrongenerator, muss in allen Motoren ausfallen.
• Die APU (Auxiliary Power Unit) muss ausfallen.
• Die RAT (Ram Air Turbine) sollte sich nicht entfalten.
• Die Batterien und statischen Wechselrichter sollten ausfallen (dies hilft nicht bei der Steuerung des Flugzeugs, nur der Vollständigkeit halber hinzugefügt).

Die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, ist sehr, sehr gering und kann vernachlässigt werden. Es ist wahrscheinlicher, dass vorher ein anderes System (z. B. Hydraulik) ausfällt. Bisher wurde meines Wissens bei keinem Fly-by-Wire-Flugzeug ein vollständiger Stromausfall gemeldet.

Der Grund, warum die Airbus-Flugzeuge im Falle eines Stromausfalls steuerbar sind, liegt an der Tatsache, dass das Fly-by-Wire-System mehrere Redundanzen aufweist, die einen mehrschichtigen Schutz bieten:

• Normal Law bietet alle Schutzmaßnahmen (wie Strömungsabriss, Ladefaktor usw.). Dies ist das System, das während normaler Flüge in Betrieb ist.
• Alternate Law bietet begrenzten Schutz, einschließlich Stabilität, Ladefaktor und Überziehschutz
• Abnormal Alternate Law begrenzt die Lastfaktoren und bietet nur Gierdämpfung
• Direct Law ist die niedrigste Ebene des Fly-by-Wire-Systems und überträgt die Piloteneingaben direkt an die Steuerflächen, während es immer noch Stall- und Lastfaktorwarnungen gibt
• Falls all dies fehlschlägt, kehrt das System zum mechanischen Backup zurück , bei dem die Nicksteuerung durch den horizontalen Stabilisator und die seitliche Steuerung unter Verwendung der Seitenruderpedale erreicht wird.

Im Falle einer mechanischen Sicherung arbeitet das System so lange, wie hydraulische Energie verfügbar ist. Im Falle eines Stromausfalls sollte der Pilot das Flugzeug steuern können, solange die Hydraulik in Ordnung ist.

Wenn jedoch kein Strom vorhanden ist, gibt es normalerweise keinen Hydraulikdruck (außer vielleicht dem Reservoir) und die Kontrolle geht verloren. Im Fall des DHL-Flugzeugs in Bagdad ging nur die Hydraulik verloren und die Stromversorgung war verfügbar.

Bei einem elektrischen Totalausfall sind noch einige weitere Punkte zu beachten .

• Falls die Ruder durch elektrische Energie bewegt werden (wie 787), bedeutet Energieverlust Kontrollverlust.
• Leistungsverlust bedeutet, dass der Triebwerksschub nicht kontrolliert werden kann (natürlich sind die Triebwerke in diesem Fall sowieso nicht betriebsbereit).
• Einige Fly-by-Wire-Flugzeuge sind konstruktionsbedingt instabil. In diesen Fällen führt jeder Stromausfall zum Verlust der Kontrolle und zum Absturz.
• Ich bin mir nicht sicher, ob es in Zivilflugzeugen eine direkte mechanische Verbindung gibt. Der Kraftaufwand zur Bedienung eines solchen Systems wäre enorm.

Fazit: Bei einem kompletten Stromausfall ist das Flugzeug so gut wie tot. Ein Beispiel ist ein Metroliner von Fairchild Swearingen (der kein Fly-by-Wire war), der aufgrund eines Blitzeinschlags die gesamte Stromversorgung verlor . Das Flugzeug geriet in einen unkontrollierten Flug, der das Flugzeug über die Grenzen hinaus belastete und zu seiner Auflösung führte.

Welche Bedienelemente über eine mechanische Verbindung verfügen, ist je nach Modell unterschiedlich.

Beim A320 sind Pitch-Trimmung und Seitenruder mechanisch gekoppelt. Es gibt kein mechanisches Backup für die Rollkontrolle; Die Rollregelung ist nur über die Gier-Roll-Kopplung möglich.

Denken Sie daran, dass mechanische Verbindung wirklich hydraulisch bedeutet. Ohne hydraulischen Druck ist das Flugzeug nicht steuerbar. Zumindest im A320 treibt die RAT jedoch direkt eine Hydraulikpumpe für das blaue System an.

Das mechanische Backup ist eher für den Fall eines Totalausfalls der Flugcomputer gedacht als für einen kompletten Ausfall der Stromversorgung, aber das passt gut zu der Frage, zu der die Empfehlung gestellt wurde.

Wie Aerolinas bereits erwähnte, ist ein kompletter Stromausfall bei all den vorhandenen Backups äußerst unwahrscheinlich. Allerdings ist ein kompletter Ausfall aller Flugcomputer nicht viel wahrscheinlicher und soweit ich das beurteilen kann in der Praxis nie vorgekommen.