Cessna Treibstoff System oder "Warum wird der linke Tank schneller leer?"

Welcher Cessnapilot kennt das nicht? Auf kürzeren Strecken und vollen Tanks, aber auch auf Strecken mit etwas Flugzeit versorgt sich das Flugzeug scheinbar nur aus dem linken Tank mit Treibstoff. Aber warum ist das so? Ein Erklärungsversuch!

Das Treibstoffsystem der Cessna

Triebwerksanzeigen Tankanzeigen einer Cessna Skyhawk C172
Der Treibstoffinhalt der Tanks wird oben links in Gallonen angezeigt

Die Tanks der Cessna bestehen bei älteren Modellen aus Gummiblasen oder Integraltanks, bei neuerer Bauart. Die Treibstofftanks befinden sich in der linken bzw. rechten Tragfläche. 

 

Gemessen wird der Inhalt des Tanks mit jeweils einem simplen Schwimmer, der auf der Treibstoffoberfläche schwimmt und mittels Transmitter den aktuellen Füllstand an die Anzeige im Cockpit weiterleitet. Dieses einfache Messverfahren birgt natürlich auch entsprechende Messfehler. Gerade bei einem Tankinhalt von um ein Viertel der Gesamtkapazität, kann es vorkommen, dass bei einem Steigflug der Tankinhalt "Empty" bzw "Leer" und bei einem Sinkflug "Full" oder Voll" angezeigt wird. Eine relativ genaue Messung ist nur im ruhigen und geraden Reiseflug möglich. Aber auch hier sollte mit einem Messfehler von mindesten 10 % gerechnet werden. Die Anzeigen müssen nur "Empty" genau anzeigen können. Empty ist definiert, als die größte nicht ausfliegbare Treibstoffmenge im geraden Horizontalflug.

 

Während Tiefdecker eine Treibstoffpumpe benötigen, um den Treibstoff aus den tiefer liegenden Tanks in das Triebwerk zu befördern (Pump Systems), läuft der Treibstoff aus den Cessnatanks nur mit Hilfe der Schwerkraft in den Fuel Reservoir Tank. Aus diesem Grund wird dieses Fördersystem auch "Gravity System" genannt. Zulassungsbedingt müssen die Tanks so hoch angebracht und die Zulaufleitungen entsprechend dimensioniert sein, dass 150% der für den Start benötigten Treibstoffmenge zum Triebwerk gelangt.

 

Treibstoffsystem mit Treibstoffrückführung einer Cessna C172SP
Treibstoffsystem mit Treibstoffrückführung einer Cessna C172SP

Die Tankbelüftung - des Rätsels Lösung

Die Treibstofftanks der Cessna sind über das an der linken Tragfläche angebrachte Röhrchen belüftet, sofern der Flugzeugtyp beide Tanks auf einmal nutzen kann. Andere Cessna-Typen wie zB. die C206 hat keine "Both" Stellung des Tankwahlschalters und nutzt daher AVGAS aus dem linken oder dem rechten Tank und hat deswegen auch an jeder Fläche eine Belüftung angeschlossen. 

Die Vorschriften besagen, dass die Belüftungen so angebracht werden müssen, dass eine Vereisung oder eine andersartige Blockade vermieden wird. Das ist der Grund warum die Belüftung leicht versetzt hinter den Streben verbaut wird.

Tankbelüftung an einer Cessna C172 Tragfläche
Tankbelüftung an einer Cessna C172 Tragfläche

Warum brauchen wir aber eigentlich eine Tankbelüftung? Durch die Schwerkraft läuft Treibstoff aus den Tanks heraus. Wir dieses Volumen nicht mit einem anderen Stoff (in unserem Fall Luft) ersetzt erzeuge ich im luftleeren Raum einen Unterdruck, der dazu führt das der Zulauf zum Triebwerk stagniert, bis er ganz aussetzt.

In dem Übersichtsbild des Cessna Systems ist gelb markiert zu sehen, dass über ein Ausgleichsrohr beide Tanks miteinander verbunden sind. Aufgrund der Bauweise des Belüftungsrohres wird der linke Tank mit einem Teil des Staudruckes beaufschlagt, was zur Folge hat, dass der Treibstoff nicht nur mit der Schwerkraft, sondern auch mit einem zusätzlichen Vordruck in den "Zwischentank" nach dem Tankwahlschalter gedrückt wird. 

 

Ältere Cessna Modelle (Vergasersystem oder Einspritzmodelle) verfügen über keinen Reservoirtank.

 

Besonders bei Einspritzermotoren wird mehr Treibstoff zum Triebwerk gefördert, als dieses verbraucht. Aus diesem Grund sind Rücklaufleitungen verbaut, die im Falle der Cessna C172S den Treibstoff in den "Zwischentank" nach dem Tankwahlschalter zurückführen. Bei anderen Modellen wird das AVGAS auch direkt über den Wahlschalter in den rechten Tank zurückgeleitet. Hier besteht die Gefahr, bei vollen Tanks den rückgeführten Treibstoff über die Entlüftungen oder den Tankdeckel "über Bord" zu schmeißen. Hier empfiehlt es sich, nach dem Erreichen der Reiseflughöhe den Wahlschalter auf den rechten Tank zu stellen und diesen etwas leerer zu fliegen.

 

Gleiche Empfehlung auch im Falle, dass der linke Tank sehr schnell leer wird der rechte Tank vermeintlich nicht genutzt wird. Um das Gleichgewicht wiederherzustellen, sollte der rechte bzw. leerere Tank im Reiseflug genutzt werden.

Störungen - und warum das Triebwerk weiter läuft

Jetzt weißt du, warum der linke Tank der Cessna schneller geleert wird, als der rechte Tank! Aber kann mir durch die Belüftung nicht Treibstoff verloren gehen und was passiert eigentlich wenn die Belüftung vereist oder aus irgend einem anderen Grund versagt?

 

Checkvalve Rückschlagklappe im Tanksystem einer Cessna C172 Skyhawk

Die erste Sorge, dass Treibstoff aus den Belüftunsgrohren heraus läuft kann genommen werden. In den Belüftungen des Tanks, sind engl. "Check Valves" eingebaut. Der deutsche Begriff "Rückschlagklappe" ist vielleicht geläufiger. Grob beschrieben, lässt dieses Check Valve Luft in den Tank hinein, aber keinen Treibstoff heraus!

 

Jetzt werden viele aufschreien und sagen "Das stimmt ja nicht, nach dem Tanken oder wenn das Flugzeug in der Sonne steht, tropft da Sprit heraus!" - Korrekt! Die ist ein weiteres Sicherheitsfeature. Die Rückschlagklappe öffnet auch vom Treibstofftank in die Umgebung um den Tank vor einem ungewolltem Druckanstieg (Treibstoff läuft vom rechten in den linken Tank, Volumenausdehnung in der Sonne) zu schützen. Hier wird lieber etwas Treibstoff "abgelassen" als Beschädigungen des Tanks zu riskieren.

Tankdeckel mit Unterdrucksicherung einer Cessna C172SP Skyhawk

Was passiert aber, wenn die Entlüftung aus irgendeinem Grund verstopft? 

Wie oben schon beschrieben, versucht man durch die Position der Belüftung an der Tragfläche, Vereisung oder andere Blockaden zu vermeiden.

 

Sollte es dennoch zu einem Verstopfen der Leitung kommen, sind die Tankdeckel von neueren Modellen der Cessna Baureihe, als Notventile ausgelegt. Diese Notventile öffnen bei einem voreingestellten Unterdruck im Tank und lassen dadurch Luft in den Tank nachströmen.

Quellen: Flughandbuch Cessna C172SP, AOPA Letter 01/2011


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