Motor-Management: Immer cool bleiben!

Quelle: Fliegermagazin Nr. 5 / Mai 2018
Text: Helmuth Lage

MOTORMANAGEMENT: Nur nicht zu heiß: Wie lange ein Triebwerk seinen Dienst tut, hängt wesentlich davon ab, wie der Pilot damit umgeht

Manche mögen’s heiß- Moto­ren auch? Wie beeinflussen Sie die Zylinderkopftempe­ratur Ihres Autos? Und auf welchen Wert stellen Sie die Abgastemperatur ein? Natürlich interes­siert Sie keins von beidem. Warum ist das in der Fliegerei anders? Hauptgrund: An­gesichts der minimalen Stückzahlen in der Kolbenmotorfliegerei bewegt sich der tech­nische Fortschritt mit der Geschwindigkeit eines norwegischen Gletschers.
Und so kommt einem verantwortungs­vollen Piloten auch die Rolle eines Heizers zu – im Sinn alter Dampflokbesatzungen. Nun könnte natürlich ein Charterer oder Vereinspilot sagen: Was schert es mich mit meinen 20 Flugstunden pro Jahr, ob der Motor im Flugzeug am Ende 500 oder 1500 Stunden bis zur Überholung durchhält? Doch glauben Sie’s: Die Kosten werden an Sie durchgereicht – so oder so. Zudem ist die Zuverlässigkeit des Motors auch ein Si­cherheitsfaktor.
Der erste Fehler im Management eines Motors ist an jedem Flugplatz regelmäßig zu hören: Gleich nach dem Anlassen heu­len die Motoren mit hoher Drehzahl auf. Da hat sich das Öl noch längst nicht dazu durchgerungen, sich in jedem Winkel der Mechanik zu verbreiten – das richtet viel Schaden an. Profis bleiben bei klassischen Flugmotoren für die ersten paar Minuten unter 1000 rpm; wenn der Motor dabei sogar nicht überleben möchte, sind 1200 rpm das Höchste der Gefühle. Rotax-Getriebemotoren drehen oft etwas höher.
Zwar sind die kalten Nächte gerade vorbei, aber gesagt sei es dennoch: Ab sechs Grad unter Null empfehlen Lycoming und Continental dringend das Vorwärmen des Motors vor dem Anlassen.
Bei den hoffentlich hohen Temperaturen des kommenden Sommers kann man den Motor im Stand auch überhitzen. Ohne den kühlenden Luftstrom der Vorwärtsbewegung können Hitzestaus auftreten. Wer also am Boden lange warten muss sollte die Flugzeugnase in den Wind richten.

Nase runter zur Abkühlung

Der kühlende Luftstrom ist in wesentli­cher Faktor des Temperaturmanagements, wenn im Steigflug die maximale Leistung abgerufen wird. Bei der Geschwindigkeit für den besten Steigwinkel Vx überhitzen die meisten Motoren schnell. Ist man frei von Hindernissen. sollte zumindest auf die Speed für die beste Steigrate Vy beschleunigt werden. Doch auch die kann für rasch steigende Temperaturen sorgen. Dann muss noch schneller geflogen werden was im Übrigen auch die Verkehrsbeobachtung über die gesenkte Nase erleichtert. Zehn Knoten mehr helfen oft schon. Eventuell eingebaute Kühlluftklappen sollten geöffnet sein. Bei Vollgas wird der Motor von Vergaser oder Einspritzanlage eigens mit einem Spritüberschuss versorgt – zur Kühlung. Deshalb macht die oft prak­tizierte Leistungsreduzierung (häufig auf 25 inch Hg Ladedruck und 2500 rpm) im Steig­flug keinerlei Sinn – wenn das Handbuch nicht explizit ein Volllast-Zeitlimit vorgibt.
Doch wovon reden wir eigentlich. wenn wir »Überhitzung« sagen? Wie heiß ist zu heiß? Das Maß der Dinge ist die Zylinder­kopftemperatur – auf Englisch Cylinder Head Temperature, kurz CHT. Oft ist gar kei­ne Anzeige dafür vorhanden, häufig nur für einen Zylinder, der natürlich nicht der hei­ßeste sein muss. Außerdem verändert sich die CHT sehr langsam: Bis sie zum Beispiel im Steigflug einen raschen und deutlichen Anstieg verzeichnet, ist der Schaden im Mo­tor womöglich längst angerichtet.

Nie über 380!

Ohnehin sind die Betriebsgrenzen vom Hersteller manchmal erstaunlich hoch ge­wählt, bei 450 oder gar 500 Grad Fahrenheit. Es ist nun mal nicht erstes Interesse eines Triebwerksherstellers, Ihnen so selten wie möglich einen neue·n Motor zu verkaufen – er muss die Zulassungsbestimmungen einhalten. mehr nicht. Motorexperten sind einig, dass sich ab 420 Grad Fahrenheit die Metallurgie ändert und die Zylinderwände weicher« werden. Höher sollte man nie ge­hen, lautet ihr Rat. Zugunsten eines langen Motorlebens sollte man sogar stets unter 380 Grad Fahrenheit bleiben.
Erst recht im Reiseflug sollte die CHT nicht über 380 Grad Fahrenheit steigen. Allerdings verändert sich sie nur langsam – als Messlatte für das Abmagern des Ge­mischs. das bei einer Reiseflugleistung von 75 Prozent und darunter stets erfolgen sollte, ist sie also nur bedingt geeignet. Das geht direkter mit der Abgastemperatur (Ex­haust Gas Temperature, EGT). die sofort auf einer Veränderung des Gemischs reagiert. Das richtige Leanen ist ein komplexes The­ma für sich. Wichtig: Die in Handbüchern oft empfohlene Einstellung für Best Power bei etwa 75 Grad Fahrenheit »rich of peak« ist die, bei der die CHT am größten ist. Steigt sie also zu hoch an. kann eine Gemischver­änderung helfen – entweder zur mageren oder zur reichen Seite.
Doch selbst eine EGT-Anzeige fehlt in vielen Flugzeugen. Was tun? Einfach den Gemischhebel auf voll reich stehen zu las­sen ist keine gute Idee. So sind die im Hand­buch angegebenen Reichweiten-Werte auf keinen Fall zu erzielen. Zudem können sich durch den extremen Benzinüberschuss Ablagerungen an Ventilsitzen oder Zünd­kerzen bilden.
Was bleibt, ist das Leanen »nach Gehör«, wie es auch in Handbüchern weniger kom­plexer Flugzeuge beschrieben wird. Man verarmt langsam. bis der Motor unrund zu laufen beginnt. und reichert dann mini­mal wieder an. bis der Motor wieder sauber läuft. Das entspricht in etwa einer Einstel­lung von Best Economy bei maximaler Ab­gastemperatur. Die lässt sich bei vorhande­ner EGT-Anzeige gezielt ansteuern.
Zurück zur CHT: Wie kann man sie be­einflussen? Primär natürlich durch die Gashebelstellung. also durch Leistungsver­änderung. Übrigens ist es ganz erstaunlich, welche Auswirkung Störungen des Kühlluft­stroms im Motorraum auf die Temperatur ha­ben können. Das gilt etwa für Vogelnester. aber auch für Schäden an den Gummilippen. die den Luftstrom unter der Cowling führen sollen. Sie müssen ihn an der Haube gegen den übri­gen Motorraum abdichten.
Kontrovers diskutiert wird oft die Frage, ob ein zu schnelles Auskühlen des Motors bei ei­nem steilen Sinkflug im Leerlauf zu einem Mo­torschaden durch Shock Cooling führen kann. Betroffen wären etwa Fallschirmspringer-Ab­setzmaschinen oder Schleppflugzeuge für Se­gelflieger. die ständig zwischen Volllast und rapidem Abstieg wechseln. Doch gerade deren Motoren leben oft sehr lange – weil sie regel­mäßig fliegen. Und was ist mit Shock Heating beim Start? So fragen Skeptiker zurück.

Highspeed im Sinkflug

Ohnehin muss die Frage erlaubt sein, wie pra­xisrelevant Shock Cooling ist. Eine weit verbrei­tete Unsitte vieler Piloten ist es. die Leistung für den Sinkflug selbst bei relativ langsamen Flugzeugen wie einer Cessna 172 zu reduzie­ren. Warum eigentlich? Genießen wir doch die Rückgewinnung der mühsam erkämpften po­tenziellen Energie durch deren Umwandlung in kinetische. Solange die Propellerdrehzahl nicht die Limits erreicht oder die Geschwindig­keit in den gelben Fahrtmesserbereich kommt, spricht nichts dagegen, die Leistung im Sink­flug stehen zu lassen.
Leerlauf ist nicht nötig, wenn der Abstieg etwas vorausschauend geplant und rechtzeitig begonnen wird. So bleiben die Zylinderkopf­temperaturen selbst im Winter im grünen Be­reich. die volle Motorleistung steht auch beim eventuellen Durchstarten zur Verfügung, und von Shock Cooling ist man weit entfernt. Nur das Gemisch muss bei der Rückkehr in dichtere Luftschichten allmählich wieder angereichert werden.
Die modernen, elektronisch gesteuerten Triebwerke etwa von Rotax oder im Dieselbereich nehmen dem Piloten zwar die Aufgabe der Gemischsteuerung ab. Doch Temperaturgrenzwerte haben auch sie.

So bleibt es keinem Piloten erspart, sich mit den Feinheiten seines Motors auseinanderzusetzen – schon allein deshalb, weil die Folgen eines Versagens so viel gravierender sind als im Auto.