Het 737 NGX hydraulische systeemIn deze aflevering over de Boeing737 NGX gaan we kijken naar hethydraulische systeem. Diegenen diede vorige afleveringen over hetelectrische systeem hebben doorge-worsteld kunnen nu verlicht adem-halen. Er zijn aanzienlijk minderomschakelingen in de hydraulischeconfiguratie dus zijn er ook minderschakelaars op het overhead paneldie je je eigen moet maken. Echter,het hydraulische systeem is cruciaalvoor het opereren van de Boeing737 Next-Generation en je moet hetdus fundamenteel door hebben. Alsje de flaps wilt bedienen, of het lan-dingsgestel, de elevators of een be-hoorlijk pakket aan andereuitrusting in het vliegtuig moeten dehydraulics in goed werkende staatzijn.

Onze Boeing 737 heeft drie onafhanke-lijk van elkaar opererende hydraulischesystemen, aangeduid met systeem A,systeem B en het Standby system. On-der normale omstandigheden leverensysteem A en systeem B de completehydraulische ondersteuning voldoendevoldoende voor alles wat het vliegtuignodig heeft. Het Standby systeem, zoalsde naam al zegt, wordt gebruikt alsbackup voor het geval er iets uitvalt inde andere twee systemen.Samen brengen systeem A en B eenhele reeks van systemen in het vliegtuigop druk:- Flight Controls- beide Autopilots- Landing-edge en trailing flaps en slats- Het Landingsgestel- de Wielremmem– Trust reversers (motoren ‘omge keerd’)- NeuswielbesturingDus onderdelen uiterst belangrijk voorde veiligheid van de vlucht, bijvoorbeeld

het landingsgestel, kan bediend wordendoor zowel systeem A als systeem B,waarmee weer wordt voldaan aan over-capaciteit een fundamenteel kenmerkvan de Boeing 737 series. Systeem Alevert ook de druk voor autopilot A ensysteem B voor autopilot B. Systeem Ais geheel ingezet voor de ailerons, ter-wijl systeem B de flaps en slats bedient.

Het standaard-remwerk wordt verzorgddoor systeem B terwijl systeem A onder-steuning biedt bij het alternatieve rem-systeem. Motor 1 thrust reverser (destraalmotoren ‘omgekeerd’) en motor 2thrust reverser worden respectievelijkvoorzien door systeem A en systeem B.Elk van de hydraulische systemen heeftzijn eigen reservoir met hydraulische

vloeistof terwijl het reservoir van sy-steem B een aanzienlijk grotere inhoudheeft dan het reservoir voor systeem A(10,8 US gallons tegenover de capaciteitvan systeem B van 6,7).

Aan de wet moet worden voldaan

Het hydraulische systeem functioneertdoordat het reservoir op druk wordt ge-bracht en zo de druk in het gehele vlieg-tuig kan worden geleverd. Als we onzekennis van basiswetten der natuurkundeweten we dat de wet van Pascal het ant-woord levert op de vraag waarom dezeonder druk gezette vloeistof zo belang-rijk is. Pascals wet zegt:Als druk gezet wordt op een niet-samendrukbare vloeistof zal dezedruk binnen deze vloeistof wordendoorgegeven zonder afname van dedruk terwijl de druk op elk gedeeltevan het systeem waarin de vloeistofzich bevindt gelijk is.Wat dat voor ons betekent en voor onze737 is dat deze hydraulische druk ge-bruikt kan worden om door het gehelevliegtuig heen kracht aan te wenden omonderdelen te laten werken. Bijvoor-beeld, de stuurknuppel naar voren du-wen of naar achteren te trekken voorklim of afdaling zorgt ervoor dat vloei-stof gepompt wordt en de bedienings-mechanismen van de elevators. Hoeweldruk constant blijft kan de druk op decomponenten worden gewijzigd in ver-houding tot de grootte van het opper-vlak (aangewende druk = druk :oppervlakte). Dit kun je vertalen in degedachte dat je door een variërendehoeveelheid kracht de onderdelen kuntbedienen ondanks dat de de gehele hy-draulische druk in het vliegtuig op gelijkniveau blijft. Het is een uiters nuttigetechniek en we zijn meneer Pascal heteen en ander verschuldigd ook al had hijtoen nog niet aan vliegtuigen gedacht.

Je kunt je afvragen hoe de hydraulischevloeistof op druk wordt gebracht. Met demotoren draaiend wordt opgewekteperslucht gebruikt om de reservoirs opdruk te brengen. Als de motoren nietbeschikbaar zijn kan het hydraulischesysteem op druk worden gebracht doorAPU-perslucht. Deze perslucht levert eendruk van ongeveer 45-50 PSI aan dereservoirs en levert zo een positievedruk aan de hydraulische pompen. Metde reservoirs op druk leveren de hy-draulische pompen druk aan de rest vanhet vliegtuig.

Sommige maatschappijen opereren eentake-off met de perslucht niet functione-rend om een beter vermogen van demotoren beschikbaar te hebben. Als deenigine bleed schakelaars uit staan is ergeen druk beschikbaar om de hydrauli-sche reservoirs op druk te houden. Ditklinkt nogal riskant maar op lagerehoogten is de atmosferische druk vol-doende voldoende voor de reservoirs.Vergeten de engine bleed weer in te

schakelen zal op grotere hoogten heelwat ‘verschijnselen’ veroorzaken met deveel dunnere omgevingslucht die onvol-doende is om de noodzakelijke druk televeren. Dit kan leiden tot schuimvor-ming en cavitatie (turbulentie) in depompen. Deze cavitatie kan kleinere‘holtes’ in de vloeistof veroorzakenwaardoor bellen ontstaan hetgeen min-der dan wenselijk is. Als de druk daarnatoeneemt kunnen deze bellen implode-ren tot het punt dat intense schokgolvenontstaan. Het is duidelijk dat de pilootdit altijd moet vermijden. Dit gezegdhebbende ontstaat waarschijnlijk al eer-der een groter probleem omdat de pers-lucht ook moet zorgen voor het op drukbrengen van de cabine en gebrek aanzuurstof zal dan waarschijnlijk eerdereen probleem gaan vormen dan storin-gen in het hydraulische systeem.

De pompen doen al het duwwerk

De Boeing NGX heft vier hydraulischepompen. Twee van deze pompen wor-den aangedreven door de motoren ter-wijl de andere twee electrisch wordenaangedreven. De systeem A motor aan-gedreven pomp (Engine Driven Pump ofEDP) wordt aangedreven door motor 1en de EDP B wordt aangedreven doormotor 2. De electrisch aangedrevenpompen worden van stroom voorziendoor de AC bussen, zoals we in de vori-ge aflevering gezien hebben.Alle vier de pompen leveren ruwwegdezelfde druk aan het hydraulische sy-steem maar de motor-aangedrevenpompen zijn aanzienlijk sterker en kun-nen ruwweg zes maal zoveel volumeleveren als de elektrische pompen. DeEDPs leveren 36 gallon per minuut met

een druk van 3.000PSI en de elektrischepompen 5,7 gallon met een druk van2.700PSI. Als de vraag van het hydrauli-sche systeem toeneemt is een hogerevloeistof doorstroming nodig om eenconstante druk te kunnen leveren. Ditwordt afgehandeld door de automatischedrukcompensator in elke pomp die volle-dig onafhankelijk van de handelingenvan de piloot werkt. De hydraulischevloeistof wordt door de verschillendecomponenten naar de reservoirs terug-gestuurd en zo wordt een constante be-weging door het vliegtuig in standgehouden. Maar, de bemanning moetaltijd blijven letten op de hoeveelheid ende druk van de vloeistof en moet alertblijven op lekkages.

Pilot control

Het hydraulische gedeelte is waarschijn-lijk in het overhead panel de eenvoudig-ste van alle panelen en weerspiegelt dusniet de complexiteit van het systeem.Slecht vier schakelaars zijn beschikbaarvoor de piloot met elektrische en motor-schakelaars voor elke motor. Duidelijkdat gedurende een normale vlucht dezeschakelaars allemaal in de ON positiemoeten staan. Interessant is het datBoeing aanbeveelt dat de motor-aange-dreven pompschakelaars altijd in de ONpositie moeten worden gelaten, ook tij-dens de shutting down procedures omop die manier de levensduur van de so-lenoid kleppen te verlengen.

Houdt het koel

Als de hydraulische vloeistof door hettoestel wordt heengestuurd, pompen encomponenten passerend wekt de internewrijving warmte op met als resultaat datde vloeistof warm wordt. Als dezewarmte niet wordt afgevoerd kan hijtoenemen die tot ongewenste verande-ringen in de viscositeit kunnen leiden entot potentiële schade in de onderdelen.De engineers van Boeing hebben een

Het opereren van het landingsgestel is een hoofdfunctie van het hydraulische systeem.Dit artikel is een vertaling van het acht-ste van tien artikelen over de PMDG 737NGX van Jane Whittaker in de PC-Pilot,het overbekende lijfblad voor Flightsim-mers. Het gaat geheel over het hydrauli-sche systeem. Een onmisbaar systeem ineen airliner voor de bediening van flapsen slat, elevators, ailerons, landingsgestelen noem maar op. Gelukkig zit het sim-peler in elkaar dan het electrische sy-steem.Het grotere plaatwerk ontbreekt in dezevertaling omdat een tijdschrift gewoonmeer ruimte heeft. Wel opgenomen zijnde afbeeldingen van panelen, FMC,klokken, enz. maar deze zijn opnieuwgemaakt. Dat was gewoon de betere op-lossing. Twee afleveringen nog hierna.Dat gaat nu wel lukken. In de laatstetwee afleveringen gaan we vliegen!

Erik.

ingenieus systeem uitgedacht om ditprobleem op te lossen en meteen in éénklap een ander probleem opgelost. Dehydraulische v;oeistof kan dus warmerworden dan wenselijk. Maar de brand-stof in de tanks zal vaak na verloop vantijd te koud worden. Het antwoord is duseen warmtewisselaar waarbij de warmevan de hydraulische vloeistof wordtovergezet naar de brandstoftanks, dusopwarmen via de warmtewisselaar. Sim-pel! De vloeistof in systeem A wordtgekoeld door de brandstof in de hoofd-tank 1 en de vloeistof in systeem B doorde brandstof in de hoofdtank 2. Je moethet hydraulische systeem niet zijn werklaten doen met minder dan 1675 poundsbrandstof in elke tank want dan kan hetsysteem van warmteuitwisseling hetlaten afweten met als duidelijk merkbaargevolg dat de elektrisch aangedrevenhydraulische pompen oververhit raken.Dat is een kenmerk van deze pompen,snel te warm worden. Het is wel verras-send, de gedachte dat er een minimalehoeveelheid brandstof in de tanks moetzitten om het hydraulische systeem opti-maal te laten functioneren maar dat iseen toestand waarmee de engineersrekening houden bij servicing op degrond en bij testen testen van de onder-delen. Het is onwaarschijnlijk dat je alspiloot het vliegtuig ooit zou willen opere-ren met een dergelijke kleine hoeveel-heid brandstof, maar de eisen omschre-ven voor servicing hebben dit ingecalcu-leerd. Er zijn amberkleurige signaal-lampjes voor oververhitting boven elkeelektrische hydraulische pomp die op-lichten als het niet goed zit. De motor-aangedreven pompen hebben geenwaarschuwingslampjes en je kunt jeafvragen waarom dit niet is. Deze pom-pen worden mechanisch aangedreven enproduceren daardoor alleen maar een teverwaarlozen hoeveelheid warmte, ter-wijl de AC(wisselstroom)-motoren snelwarm worden.Als je PMDG 737 nauwgezet volgt gedu-rende het opstartproces zul je kleine

veranderingen waarnemen in hydrauli-sche vloeistofniveau. Je registreert danniet een echte verandering in de hoe-veelheid vloeistof maar in werkelijkheidde warmtewisselaar aan het werk, diede viscociteit van de hydraulische vloei-stof verandert (en dus het volume). Hetis wonderbaarlijk dat dergelijke kleinedetails door PMDG in de 737 zijn door-gevoerd.

Check je hydraulische vloeistofniveaus.

Als een fout zou optreden in een van detwee systemen de druk zou terugvallentot beneden 1300PSI dan licht een lowpressure op. Dit zet ook de Master Cau-tion en HYD waarschuwing op de FirstOfficer’s System Annunciator in werking.Het EICAS scherm kan ook gebruikt

worden om de stand van zaken met hethydraulische system te monitoren. Zo-wel druk als vloeistofniveau kunnenworden uitgelezen. Als het niveau inwelk systeem dank ook terugvalt totbeneden 76% wordt een ‘bijvullen’-waarschuwing gegeven op de grond alsof de flaps worden ingetrokken of beidemotoren worden afgesloten. Het is goedte weten dat de weergegeven aandui-ding van de druk de gecombineerdedruk is van beide pompen op dat sy-steem. En het is goed te weten dat elkreservoir op een andere manier reageertin geval van een lekkage van hydrauli-sche vloeistof, ook als zijn ze onafhan-kelijk van elkaar op die manier zekerstellend dat indien een lekkage in eenvan de systemen zou optreden, de an-dere normaal zal doorgaan met opere-

ren. Systeem A zal leeg lopen indien eenlekkage optreedt in de elektrische pompmaar er zal een werkbare hoeveelheidvloeistof in het systeem blijven als eenlekkage in de motor-aangedreven pompoptreedt. Het reservoir van systeem Bkan geheel leeglopen als er in beide er-bij horende pompen een lekkage is.Normale service schrijft voor de hydrau-lische vloeistof geheel afgevuld moetzijn. Als je je 737 draait met ‘wear andtear’ ingeschakeld dan is dit een puntdat je voor elke vlucht dient te checken.

Wat bij uitval?

Indien systeem B druk verliest dan zaleen Power Transfer Unit (PTU) een alter-natieve bron voor de druk leveren voorhet bedienen van de leading edge flapsen slats. De PTU gebruikt systeem Avloeistof om systeem B weer op druk tebrengen. De PTU treedt automatisch inweking indien de druk in systeem B mo-tor-aangedreven pomp wegvalt en hetvliegtuig eenmaal in de lucht is en detrailing-edge flaps minder dan 15 gradenuit staan maar niet in de UP positie. Devloeistof in systeem A draait een motordie op zijn beurt een pomp aandrijft.Deze pomp brengt dan de systeem Bvloeistof op druk. Heel slim betekent ditdat de PTU ook al gebruikt hij systeem Ageen enkele vloeistof naar systeem Boverzet wat ook duidelijk niet de bedoe-ling is, als lekkage de oorzaak is vanuitval in systeem B. De PTU zorgt ookvoor het volledig uitzetten van de lea-ding-edge flaps en slats in de vleugels.Voor het functioneren van de PTU moeter voldoende vloeistof in beide reser-voirs zijn. Wat nu als beide reservoirsvolledig leeg zijn? Op dat moment komthet al eerder genoemd Standby Hydrau-lic System in werking.

Standby hydraulics

Het stanby hydraulische systeem ope-reert automatisch (of met de hand be-Neuswielbesturing wordt door het hydraulische systeem verzorgd.

diend) als backup voor systeem A en B,en levert op die manier een derde hy-draulisch systeem in het vliegtuig. Datderde systeem heeft ook zijn eigen klei-ne reservoir, dat slechts 3,6 gallonsvloeistof bevat maar dit is voldoende omaan de vraag van het vliegtuig te vol-doen voor het uitwijken naar een vlieg-veld. Een enkele elektrisch aangedrevenpomp verzorgt de druk van dit standbysysteem.Het standby systeem kan gebruikt wor-den voor het bedienen van de leading-edge flaps en slats , thrust reversers,het standby rudder power control uniten de standby yaw damper. Er zijn viermanieren waarop het standby systeemin werking kan worden gezet, twee doortussenkomst van de bemanning en tweedoor automatische inschakeling. De pi-loot kan op het Flight Control Panel ophet voorste overhead panel links boven

een of beide schakelaars naar STBY RUDzetten of ook ALTERNATE FLAPS. Ge-bruiken van een stanby rudder schake-laar zal automatisch zorgen voor eenvloeistof toevoer voor het opereren vanhet roer en de yaw dampers. Er is vol-doende druk aanwezig om de piloot vol-ledige werking van het roer te gevenzelfs in het geval van een volledige uit-val van systeem A en systeem B. Ge-bruik van de alternate flaps schakelaar(eerst ARMED en daarna naar DOWN)zorgt voor een vloeistof toevooer naarde leading edge flaps en slats. Verder ishet fijn te weten dat de thrust reversersautomatisch op standby powered wor-den gezet indien een van de eerder ge-noemde schakelaars wordt omgezet.Automatisch activeren van het standbyhydraulische systeem indien de ForceFlight Monitor wordt ‘getrickerd’. Dezeunit houdt de tegengestelde drukken

van systeem A en systeem B aansturin-gen in de gaten, welke aansturingen ookreageren op een niet goede werking vaneen hydraulische invoer of een controle-klep die hapert. Het syssteem zal ookautomatisch gaan werken bij de volgen-de condities als we al in de lucht zijn:- Lage druk in systeem A en/of B- Het toestel moet in de lucht zijn- De flaps moeten uit staan- Minstens een van de twee flight cotrol schakelaars moeten aan staan.Zelfs met automatisch activeren van hetstandby hydraulische systeem moet depiloot de alternate flaps bedienen. Ditwordt gedaan door de alternate flapsmaster schakelaar op ARM te zetten endan de alternate flaps positie schakelaarenige tijd in de down positie te houden.

Zoals nu wel duidelijk is is het hydrauli-sche systeem cruciaal voor het veilig

opereren van het vliegtuig. Bij een nor-maal verlopende vlucht is het onwaar-schijnlik dat je uitval van hethydraulische systeem meemaakt maardit is zeker een mogelijk waarop jevoorbereid moet zijn. De PMDG 737opereren met volle wear and tear optieaangezet maakt een uitval zeker moge-lijk. Gewapend met de kennis van ditartikel wordt een dergelijk voorval ech-ter eerder een onbelangrijk incident daneen volledige uiteenspattende catastro-fe!

In de volgende aflevering nemen we de737 mee de lucht in op een tutorial flightwaar veel van de theorie in praktijk zalworden gebracht.

Slats, flaps en spoilers een taak voor het hydraulische systeem.