Ram Air Turbine

Ram Air Turbine an einer F-105 Thunderchief

Ram Air Turbine einer Boeing 757

Ram Air Turbine einer Saab 37 Viggen

Die Ram Air Turbine (RAT, deutsch Staudruckturbine, im Fliegerjargon auch als „Ratte“ bezeichnet) ist ein Notfallsystem für Strahlflugzeuge, das aus dem Fahrtwind mechanische Energie gewinnt.

Arbeitsweise

Im Falle eines Ausfalls aller Triebwerke eines Strahlflugzeuges wird das Hydrauliksystem nicht mehr mit Druck versorgt. In einem konventionell (mit Hilfe eines Hydrauliksystems) gesteuerten Flugzeug bedeutet dies, dass keine kontrollierten Ruderbewegungen mehr möglich sind. Das Flugzeug ist somit nicht mehr steuerbar.

Die RAT wird in einem solchen Fall automatisch oder manuell aus der Unterseite des Rumpfes oder der Tragfläche ausgeklappt. Sie besteht aus einer vom Fahrtwind angetriebenen Luftschraube, die eine Hydraulikpumpe antreibt. Auf diese Weise kann das Hydrauliksystem dann mit Druck versorgt oder elektrischer Strom für die Fly-by-wire-Systeme erzeugt werden. Der Pilot kann so im Gleitflug einen Flughafen ansteuern und notlanden.

Sollten zum Beispiel bei der Airbus-Familie alle Triebwerke ausfallen, wäre die hydraulische Versorgung durch elektrische Pumpen weiterhin sichergestellt. Ohne Triebwerke wäre jedoch kein Stromerzeuger mehr aktiv, mit Ausnahme des Static Inverters. Das ist ein Umrichter, der den 28-V-Gleichstrom der Batterien in 115-V/400-Hz-Wechselstrom umwandelt und die elektrische Versorgung ausschließlich aus der Batterie für etwa 20 Minuten sicherstellt. Die RAT wird demnach erst dann automatisch aktiv, wenn die elektrischen Hauptverteilerschienen stromlos sind. Der Propeller betreibt dann durch den Fahrtwind eine kleine Hydraulikpumpe, die wiederum hauptsächlich den CSM/G (Constant Speed Motor / Generator) antreibt. Der CSM/G ist ein kleiner Hydraulikmotor, der einen kleinen Generator antreibt. Die Leistung dieses Generators beträgt im Falle der A320 5 kVA. Im Vergleich zu der Leistung der Triebwerksgeneratoren mit je 90 kVA ist es jedoch klar, dass im Betrieb mit Staudruckturbine nur noch die zum Flug notwendigen Systeme versorgt werden. Systeme wie Kabinenbeleuchtung oder Bordküche werden in solchen Notfällen nicht mehr versorgt. Da die RAT nur ein Notsystem ist, liefert sie gerade genug Energie, um das Flugzeug steuern und die wichtigsten Geräte in Betrieb halten zu können.

Auch die großen hydraulischen Verbraucher wie beispielsweise Landeklappen können von der Hydraulikpumpe der RAT nicht versorgt werden. Auf diese Systeme muss im Notfall dann verzichtet werden. Für das Fahrwerk ist in der Regel noch eine gesonderte, nicht von der RAT anzutreibende Betätigung vorgesehen. Bei allen Verkehrsflugzeugen kann das Fahrwerk durch sein Eigengewicht ausgefahren werden (engl. gravity drop), zusätzlich drückt der Fahrtwind das Bugfahrwerk in seine Position.

Bei einigen Flugzeugherstellern (beispielsweise: Boeing, McDonnell Douglas, Canadair) wird die RAT als ADG (air driven generator) bezeichnet.

Je nach Flugzeugmodell wird die RAT automatisch oder manuell ausgefahren. Eine Ram-Air-Turbine lässt sich bei den meisten Flugzeugen im Flug nicht wieder einfahren.

Bauprinzip

Es gibt drei Arten von Ram-Air-Turbinen:

• Eine erste Bauart produziert primär Hydraulikdruck, der dann direkt die Hydrauliksysteme speist. Bei dieser Variante kann über einen hydraulisch betriebenen Generator auch Strom erzeugt werden. Beispiel: Airbus.
• Bei einer zweiten Bauart der RAT wird ein Elektrogenerator angetrieben, der primär elektrische Energie erzeugt und in das elektrische System einspeist. Hier kann dann Hydraulikdruck über eine Elektropumpe erzeugt werden. Beispiel: MD-11
• Die dritte Bauart ist eine Hybridkonfiguration (Strom plus Hydraulikdruck).

Eine Ram-Air-Turbine mit lediglich zwei Blättern nimmt in verstauter Position weniger Platz ein. Damit sie nicht bereits während des Ausfahrens zu rotieren beginnt und Schäden anrichtet, gibt ein Blockiersystem die Rotation erst im ausgefahrenen Zustand frei.

Bei Militärflugzeugen kann die RAT auch dazu eingesetzt werden, um bei Bedarf zusätzlichen Strom für Spezialaufgaben bereitzustellen.

Anbringungsort

Der Einbauort der RAT ist bei den Flugzeugmodellen von Boeing in der Nähe des Hauptfahrwerks. Bei den kleineren Airbusmodellen ist die RAT im belly fairing, im Bauch, in der Nähe der Hauptfahrwerke eingebaut, bei den größeren Airbusmodellen in einem Flügelpylon.

Zwischenfälle

Bekannte Zwischenfälle, bei denen eine Ram-Air-Turbine zum Einsatz kam, waren:

• Air-Transat-Flug 236: Die erfolgreiche Notlandung eines Airbus A330 nach 120 km Gleitflug auf den Azoren.
• Air-Canada-Flug 143: Die erfolgreiche Notlandung aus 12 km Flughöhe, nachdem beide Triebwerke mangels Treibstoff ausfielen.
• Ethiopian-Airlines-Flug 961: Der Absturz beim Versuch einer Notwasserung nur mit Ram-Air-Turbine-Unterstützung.
• Hapag-Lloyd-Flug 3378: Nach Ausfall der Triebwerke wurde die RAT vom Kopiloten aktiviert.

Weblinks

 Commons: Ram-Air-Turbinen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien