Von Dampfmaschinen, Sektflaschen und Flugzeugen

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Geschrieben von Werner am 23. April 2018 18:56:44:

Als Antwort auf: Re: Sicherheitsfaktoren geschrieben von Joachim S am 23. April 2018 16:57:42:

Moin Jo,

mal erst mein Neid, daß Du im Job Sektflaschen zerschmeißt bzw. von Deinen Heinzelmännchen zerschmeißen läßt. Da bleibt doch sicher auch mal eine übrig, die sich noch trinken läßt - oder ? Wenn nicht, dann programmierst Du falsch !


Wat issn Dampfmaschieen? En Dampfmaschine besteht unter anderem aus einem Kessel, der beim Wasserkochen Kalk ansetzt. Zu dünn oder zu dick ist nicht die Frage. So schlau war auch Stephenson schon (der Typ war sowieso genial, aber das ist mal jetzt was anderes).

Der im Wasser gelöste Kalk (also Calciumhydrogencarbonat) wandelt sich bei Temperaturen größer 55 °C um in Calciumcarbonat, auch Kesselstein genannt. Diese Kalksteinschicht wächst mit der Zeit, heißt, mit jeder Füllung frischen Wassers. Bei den hohen Wärmestrombelastungen der Dampfkessel wirkt diese Kalkschicht schon sehr bald als Isolationsschicht, was bedeutet, daß die Wandtemperaturen feuerseitig ansteigen. Ab einer bestimmten Temperatur wird dann die Kohlensäure des Kalksteins durch die Hitze ausgetrieben und es bildet sich Branntkalk. Leider ist dabei das Metall bereits in höchster Gefahr. In seltenen Fällen sind nur die Kalkstücke rausgebrochen und die Heizfläche hatte wieder Kontakt zum Wasser. Besonders bei den früheren Kesseln mit niedrigem Druck konnte das so ausgehen. Brachen die ersten Plocken einmal weg, dann ging meist die ganze Schicht ab. Deshalb explodierte auch nicht jede Maschine zuverlässig nach soundsoviel Betriebsstunden.

Bei den ungekühlten Feuerbüchsen und Flammrohrkesseln war das ganze nicht so schlimm. Wenn die Rohre Ansatz bekamen und sogar durchglühten, gab es heftigen Ausstoß von Dampf sowohl in die Feuerbüchse, als auch aus dem Schornstein - aber ohne Explosion.

Da die Feuerbüchsen der fortgeschrittenen Maschinen alle wassergekühlt waren, bildete sich dort an den geraden Flächen diese Panzerschicht. Wenn die dann brach und einzelne Stück rausplatzten, drückte der Dampfdruck die Kesselwand ein, wobei das Wasser in Kontakt mit der glühenden Wand die Sache nicht besser machte.

Das heiße Wasser und der Dampf gelangten in die Feuerbüchse und es gab einen sog. Dampfzerknall. Seltener ist auch der ganze Kessel durch die frei werdende Energie davon geflogen. Siehe DDR-Dampflok-Unglück in den 70er Jahren.

Bei den Temperaturen bildet sich dann Kohlenmonoxid und Wasserstoff, weil die Kohle dem eintretenden Wasser den Sauerstoff abnimmt. Dieses Gemisch explodiert dann mit kurzer Verzögerung, weswegen der Begriff "Explosion" absolut zutrifft.

Dieser Zusammenhang war recht früh bekannt, aber es ging ums Geld. Lokführer kosteten nicht viel, Stillstand war unerwünscht. Daß die Maschinen mehr Brennmaterial brauchten, wenn sie fällig waren, wurde kaum nachgehalten. Bei den stationären Bergwerksmaschinen ging das schon eher.


In Deutschland wurden die Kessel der Maschinen etwa jede Woche ausgewaschen. Ganz schöner Aufwand, wenn mans mal bedenkt.


So, Sicherheitsfaktoren Flugzeuge:

die Ultraleichten müssen mit vierfacher Sicherheit ausgelegt sein, das ist schon ordentlich. Ich würde bei der G-Belastung 350 kg wiegen und würde auf meinem Sitz ziemlich klein werden. Aber ich habe es auch noch nicht ausprobiert.

Kurios am Rande: das Landegestell braucht nur 1 g auszuhalten, es empfiehlt sich also, jede Landung mit Bedacht vorzunehmen.

Bei Sportflugzeugen sind es ähnliche Werte. Kunstflugzeuge werden auch schon mal gerne für 10 g ausgelegt. Ich weiß nicht, wer diese Kräfte aushält, aber in den Maschinen sind G-Messer mit Schleppzeigern und die stehen gelegentlich bei richtig Power.


Ein Jumbo kann voll beladen 1,6 g aushalten. Nicht viel, wenn mans bedenkt. Die Schräglage ist also bei Kurven begrenzt. Mit einem richtigen Turn zerlegt man das Ding. Allerdings greift vorher die Elektronik ein und verweist den Piloten auf seinen Zuschauerplatz.


Leider habe ich nie Daten von der Concorde gefunden. Aber vielleicht klappt das ja noch mal irgendwann.

Die Jets sind mit 16 g dabei. Wenn die im schnellen Flug durch Böen fliegen, passiert denen nichts. Allerdings kann es passieren, daß der Pilot die Besinnung verliert. Kein Problem, Daddy Elektronik fliegt dann weiter.


Am schlimmsten sind die Hubschrauber. Die haben so enge Einsatzgrenzen, daß man sie echt schnell kaputt kriegt. Ich habe Angst vor den Dingern, würde aber dennoch gerne mal einen steuern.


Gruß

Werner

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