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

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

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

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

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

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

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

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

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

Vom Hoch ins Tief gehts schief Schiffmann7: Abb 4.3.10 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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 1013.2 hPa. The term QNE is now rarely encountered but if you set 1013.2 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

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

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

Prinzip des Variometers Das Variometer mißt die Druckveränderung Schiffmann7: Abb 4.3.13 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

Stauscheibenvariometer Schiffmann7: Abb 4.3.11 Schiffmann7: Abb 4.3.14 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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 4.3.14 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

Frank-Peter Schmidt-Lademann McCready-Funktion Schiffmann7: Abb 4.3.16b Schiffmann7: Abb 4.3.17 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

Frank-Peter Schmidt-Lademann Borddrucksystem Schiffmann7: Abb 4.3.22 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

Frank-Peter Schmidt-Lademann Magnetfeld der Erde Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb 4.3.26

Frank-Peter Schmidt-Lademann Kompass Schiffmann7: Abb 4.3.30 Schiffmann4A: Abb 56 Schiffmann7: Abb 4.3.31 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann4A: Abb 56

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

Inklinationskompensation Schiffmann7: Abb 4.3.32 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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

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 4.3.40 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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

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

Frank-Peter Schmidt-Lademann Wendezeiger Standardkurve: 2 Min. für einen Vollkreis 3° pro sec. Schiffmann7: Abb 4.3.42 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

Aufbau des Wendezeigers Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb 4.3.41

Schaubilder des Wendezeigers Schiffmann7: Abb 4.3.43 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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

Frank-Peter Schmidt-Lademann Künstlicher Horizont Schiffmann7: Abb 4.3.45 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

Schaubilder des künstlichen Horizonts Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb 4.3.44

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

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

Frank-Peter Schmidt-Lademann Faden Schiffmann7: Abb 4.3.46 Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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

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

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

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 (1575.42 MHz) L2 frequency (1227.60 MHz) Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

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

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