Air Driven Generator

Ram Air Turbine an einer F-105 Thunderchief

Ram Air Turbine einer Boeing 757

Ram Air Turbine einer Saab Viggen

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

Im Falle eines Ausfalls aller Triebwerke eines Düsenflugzeugs 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 nicht mehr steuerbar.

Die RAT wird in einem solchen Fall automatisch oder manuell aus der Unterseite des Rumpfes oder des Flügels 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 Flugplatz 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 ca. 20 min 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 zu steuern und die wichtigsten Geräte in Betrieb zu halten.

Auch die großen hydraulischen Verbraucher wie z. B. 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:

• Die eine 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 ins 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 meistens in der Nähe des Bugfahrwerks. 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.