Aerodynamik Flugzeugkunde Instrumentenkunde Das Flugklare Flugzeug

Präsentation zum Thema: "Aerodynamik Flugzeugkunde Instrumentenkunde Das Flugklare Flugzeug"—  Präsentation transkript:

1 Aerodynamik Flugzeugkunde Instrumentenkunde Das Flugklare Flugzeug
Technik Aerodynamik Flugzeugkunde Instrumentenkunde Das Flugklare Flugzeug Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

2 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Technik Instrumentenkunde Einige der Abbildungen wurden mit mit freundlicher Genehmigung des Luftfahrtverlag Friedrich Schiffmann GmbH & Co. KG, aus folgende Bänden entnommen: Schiffmann1: "Der Privatflugzeugführer", Band 1, Technik I, 1977 Schiffmann3: "Der Privatflugzeugführer", Band 3, Technik II, 1977 Schiffmann4A: "Der Privatflugzeugführer", Band 4A, Flugnavigation, 1979 Schiffmann7: "Der Segelflugzeugführer", Band 7, 1997 Hesse3: Hesse3, Flugnavigation, 1976 Hesse4: Hesse4, Der Segelflugzeugführer, 1975 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

3 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Cockpit einer A319 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

4 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Fahrtmesser Grün: Normaler Betriebsbereich Gelb: nur bei ruhiger Luft, harte Steuerbewegungen und ruckartiges Abfangen vermeiden Rot: Diese Grenze keinesfalls überschreiten (VNE) Gelbes Dreieck: geringst empfohlene Geschwindigkeit für den Landeanflug Weiß: Zulässigen Bereich für die Betätgung der Landehilfen Nicht gekennzeichnet: Manövergeschwindigkeit (VA) als Maximalgeschwindigkeit für volle Ruderausschläge Schiffmann7: Abb 4.3.1 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

5 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Fahrtmesser-sonden Schiffmann7: Abb 4.3.2 Schiffmann7: Abb 4.3.3 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

6 Prinzip der Staudruckmessung
Der Staudruck ist die Differenz zwischen dem Gesammtdruck und dem statischen Druck q= r*v 2 1 Schiffmann7: Abb 4.3.5 Mit zunehmender Höhe zeigt der Fahrtmesser infolge der abnehmenden Dichte zu gering an. Die TAS kann nach folgender Regel ermittelt werden: Pro 1000 m werden 6% zur angezeigten Geschwindigkeit hinzugeschlagen oder Pro 1000 ft werden 2% zur angezeigten Geschwindigkeit hinzugeschlagen Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

7 Barometrische Höhenmessung
Standarddruck NN: 1013,2 hPa Barometrische Höhenstufen: Faustregel: 8 m/hPa oder Faustregel: 30 ft/hPa Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

8 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Höhenmesser Schiffmann7: Abb 4.3.7 QFE: Luftdruck am Platz QNH: zurückgerechneter Luftdruck in NN Zulässige Toleranz: 80ft Schiffmann7: Abb 4.3.8 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

9 Flug entlang einer Druckfläche
Schiffmann7: Abb 4.3.9 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

10 Vom Hoch ins Tief gehts schief
Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

11 Höhnmessereinstellungen
QNH Auf Meereshöhe zurückgerechneter Druck. Bei dieser Einstellung zeigt der Höhenmesser die Platzhöhe an. Gilt nur für einen bestimmten Platz QFE Druck am Platz. Höhenmesser zeigt am Boden 0 an. 1013,2 Standardhöhenmessereinstellung. Höhe über der Standarddruckfläche wird angezeigt auch Flugfläche genannt. QFE: the barometric pressure at the station location or aerodrome elevation datum point. If QFE is set on the altimeter baro-setting scale while parked at an airfield, the instrument should read close to zero altitude – if the local pressure is close to the ISA standard for that elevation. However the use of QFE is deprecated. QFF: the msl pressure derived from the barometric pressure at the station location by calculating the weight of an imaginary air column, extending from the location to sea level, assuming the temperature and relative humidity at the location are the long term monthly mean, the temperature lapse rate is ISA and the relative humidity lapse rate is zero. This is the Australian Bureau of Meteorology method - QFF calculations differ among meteorological organisations. QFF is the location value plotted on surface synoptic charts and is closer to reality than QNH. QNH: the msl pressure derived from the barometric pressure at the station location by calculating the weight of an imaginary air column, extending from the location to sea level, assuming the temperature at the location is the ISA temperature for that elevation, the temperature lapse rate is ISA and the air is dry throughout the the column. QNE: is the ISA Standard Pressure altimeter setting of hPa. The term QNE is now rarely encountered but if you set on the altimeter baro-setting scale while parked the altimeter will indicate the current ISA pressure altitude of the airfield – which is the first step in calculating density altitude. Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

12 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Arten von Flughöhen QNH Höhe angezeigte Höhe, wenn im Höhenmesser QNH eingestellt ist wahre Höhe tatsächliche Höhe, bzw temperaturkorrigierte QNH Höhe Druck Höhe (QNE) Höhe wenn im Höhenmesser 1013,2 hpa eingestellt ist, Flugfläche wird angezeigt. Dichtehöhe Höhe in der Standardatmosphäre, die der herrschenden Luftdichte entspricht Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

13 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Aufgaben Bei einer angezeigten Höhe von 1600m stelle ich das QNH von 1008 hPa auf 1009 hPa um. Welche Höhe wird jetzt angezeigt. Bei einem Flug in einer angezeigten Höhe von 2000m ändert sich das QNH von 1020 auf 1010 hPa. Wie ändert sich die wahre Höhe wenn der Höhenmesser nicht umgestellt wird Beim Höhenmesser sei ein QNH von 1020 hPa eingestellt, bei welcher Höhenanzeige erreiche ich die Flugfläche 100 Der Höhenmesser zeigt bei einer QNH Einstellung von 1005 hPa 5000 ft an, befinde ich mich über oder unter der Flugfläche 50? Im Sinkflug wird beim durchstoßen von Flugfläche 50 der Höhenmesser von 1013,2 auf ein QNH von 1000 hPa umgestellt, welche Höhe wird jetzt angezeigt Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

14 Prinzip des Variometers
Das Variometer mißt die Druckveränderung Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

15 Stauscheibenvariometer
Schiffmann7: Abb Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

16 Frank-Peter Schmidt-Lademann
TE-Kompensation ps-q Knüppelthermik Der Staudruck wird vom statische Druck abgezogen. Damit kann das Umsetzen von Fahrt in Höhe und umgekehrt in der Anzeige des Varios kompensiert werden. Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

17 Frank-Peter Schmidt-Lademann
McCready-Funktion Schiffmann7: Abb b Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

18 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Borddrucksystem Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

19 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Magnetfeld der Erde Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb

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Kompass Schiffmann7: Abb Schiffmann4A: Abb 56 Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann4A: Abb 56

21 Begriffe um den Kompaß Deviation
Abweichung durch Metallteile und Magnetfelder des Luftfahzeuges, abhängig vom Luftfahrzeug und der Richtung. Variation oder Ortsmißweissung Abweichung der magnetischen Nordrichtung zur geografischen Nordrichtung, abhängig vom Standort. rwN mwN KN Magnetischer Nordpol geographischer Nordpol var dev Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

22 Inklinationskompensation
Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

23 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Kompassdrehfehler Schiffmann4A: Abb 72 Schiffmann4A: Abb 73 Auf nördlichen Kursen früher ausleiten. Z.B. von West auf Nord bei 330grad ausleiten Auf südlichen Kursen später ausleiten (überdrehen).Z.B. von West auf Süd bei 150 grad ausleiten Auf Ost- oder Westkurs: bei Beschleunigung Anzeige zu nördlich bei Verzögerung Anzeige zu südlich Fehler kann durch die Inklination direkt und dem tief liegenden Schwerpunkt oder durch den nicht im Drehpunkt liegenden Schwerpunkt erklärt werden Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

24 Kreiselinstrumente Wendezeiger Künstlicher Horizont Kurskreisel
Ursprüngliche Richtung erzwungene Richtung Präzessions- kraft Je höher die Drehzahl desto höher die Präzessionskraft und damit die Stabilität des Kreisels Antrieb elektrisch oder pneumatisch (5 inch hg) Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

25 Kreiselaufhängung Vollkardanisch aufgehänter Kreisel
3.Achse Vollkardanisch aufgehänter Kreisel 3 Achsen = 3 Freiheitsgrade Kurskreisel und künstlicher Horizont Halbkardanisch aufgehängter Kreisel 2 Achsen = 2 Freiheitsgrade Wendezeiger Der rotierende vollkardanisch aufgehängte Kreisel behält seine Lage im Raum bei 1.Achse (Rotationsachse) 2.Achse Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

26 Scheinbare Drift bzw Kippen
15° * sin(Breite) pro Stunde Scheinbares Kippen 15° * cos(Breite) pro Stunde Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

27 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Wendezeiger Standardkurve: 2 Min. für einen Vollkreis 3° pro sec. Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

28 Aufbau des Wendezeigers
Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb

29 Schaubilder des Wendezeigers
Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

30 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Standardkurve Bei Instrumentenflugverfahren ist die “Standardkurve” definiert mit einer festgelegten Drehgeschwindigkeit von 3 grad / sec bzw 2 min für einen Vollkreis. Diese Drehgeschwindigkeit ist bei den Wendezeigern im Motorflug besonders gekennzeichnet. Schiffmann3: Abb 29 TAS(kt)/10 + 7 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

31 Frank-Peter Schmidt-Lademann
Künstlicher Horizont Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

32 Schaubilder des künstlichen Horizonts
Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb

33 Fehler des künstlichen Horizontes
Beschleunigungsfehler Beschleunigung: Steigen, Rechtsneigung Verzögerung: Sinken, Linksneigung Drehfehler Querneigung wird kleiner angezeigt Da die Kreiselachse immer zum Erdmittelpunkt zeigen muß, wird sie nachgeführt (gestützt). Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

34 Kurskreisel Etwa alle 20 min nachstellen auf den MWSK
Schiffmann3: Abb 41 Etwa alle 20 min nachstellen auf den MWSK Schiffmann3: Abb 39 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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Faden Schiffmann7: Abb Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

36 Frank-Peter Schmidt-Lademann
GPS Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

37 Frank-Peter Schmidt-Lademann
GPS Ortsbestimmung Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

38 Positionsbestimmung mit GPS
Eine Überbestimmung der Position ist notwendig, um die Zeitbasis festzustellen 3 Satelliten müssen empfangen werden, um eine Position auf der Erdoberfläche bestimmen zu können 4 Satelliten müssen empfangen werden, um eine Position im Raum bestimmen zu können Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

39 Frank-Peter Schmidt-Lademann
GPS-Genauigkeit Precise Positioning Service (PPS) 22 meter Horizontal accuracy 27.7 meter vertical accuracy 100 nanosecond time accuracy Standard Positioning Service (SPS) 100 meter horizontal accuracy 156 meter vertical accuracy 340 nanoseconds time accuracy L1 frequency ( MHz) L2 frequency ( MHz) Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

40 Navigationsfunktionen eine GPS-Empfängers
Grundinformation: Die Koordinaten des Standorts eventuell inclusive Höhe Die augenblickliche Zeit Abgeleitete Information: Geschwindigkeit Flugrichtung Windgeschwindigkeit (bei Eingabe von CAS,rwsk,Höhe) Mit Kartenbasis bzw Wegpunkteliste: Richtung zum Ziel Zeit zum Ziel Ablageanzeige (wie beim VOR) Moving Map Luftraumhinweise Endanfluginformation Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

41 Fragen zur Instrumentenkunde
Wie groß ist die TAS bei einer Fahrtmesseranzeige von 100 km/h in 5000m Höhe Da die Überziehgeschwindigkeit mit abnehmender Luftdichte steigt, was ist im Landeanflug bei der Fahrtmesseranzeige zu beachten? Wie wird die Höchstgeschwindigkeit für volle Ruderauschläge bezeichnet? Was bedeutet der gelbe Bogen am Fahrtmesser? Was bedeutet das gelbe Dreieck am Fahrtmesser? Worauf bezieht sich die Höhenanzeige des Höhenmessers? Was bewirkt die Kompensationsdüse am Variometer? Welche Instrumente funktionieren nicht, wenn die Öffnung für den statischen Druck verstopft ist? Wozu dient die Kompaßflüssigkeit? Wodurch entsteht der Kompaßdrehfehler? Was versteht man unter der Deviation eines Kompaß? Was kann man über einen vollkardanisch aufgehängten Kreisel sagen? Welche Zeit benötigt man für einen Vollkreis bei einer Drehgeschwindigkeit von 3°/s Was zeigt der Wendezeiger an? Was zeigt die Libelle an? Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann