Fluggeschwindigkeit - Airspeed

Ein Fluggeschwindigkeitsanzeiger ist ein Fluginstrument, das die Fluggeschwindigkeit anzeigt. Dieser Fahrtmesser hat standardisierte Markierungen für ein mehrmotoriges Flugzeug .
Flugzeuge verfügen über Staurohre zur Messung der Fluggeschwindigkeit.

In der Luftfahrt ist die Fluggeschwindigkeit die Geschwindigkeit eines Flugzeugs relativ zur Luft . Zu den üblichen Konventionen für die Qualifizierung der Fluggeschwindigkeit gehören:

Die kalibrierte Fluggeschwindigkeit liegt typischerweise innerhalb weniger Knoten der angezeigten Fluggeschwindigkeit, während die äquivalente Fluggeschwindigkeit von CAS leicht abnimmt, wenn die Flugzeughöhe zunimmt oder bei hohen Geschwindigkeiten.

Mit EAS konstant, wahre Fluggeschwindigkeit erhöht sich, wenn Flugzeuge Höhe zunimmt. Dies liegt daran, dass die Luftdichte mit größerer Höhe abnimmt.

Die Messung und Anzeige der Fluggeschwindigkeit erfolgt normalerweise an Bord eines Flugzeugs durch einen Fluggeschwindigkeitsanzeiger ("ASI"), der mit einem Pitot-Statik-System verbunden ist . Das Pitot-Statik-System besteht aus einer oder mehreren Pitot-Sonden (oder -Röhren), die dem ankommenden Luftstrom zugewandt sind, um den Pitot-Druck (auch als Stagnation , Gesamt- oder Staudruck bezeichnet) und einen oder mehrere statische Anschlüsse zur Messung des statischen Luftdrucks fließen. Diese beiden Drücke werden von der ASI verglichen, um einen IAS-Wert zu erhalten.

Einheiten

Die Fluggeschwindigkeit wird üblicherweise in Knoten (kn) angegeben. Seit 2010 empfiehlt die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) die Verwendung von Kilometern pro Stunde (km/h) für die Fluggeschwindigkeit (und Meter pro Sekunde für die Windgeschwindigkeit auf Start- und Landebahnen), erlaubt jedoch die Verwendung des De-facto-Standards für Knoten und hat kein festgelegtes Datum wann man aufhören soll.

Die Luftfahrtindustrie in Russland und China sowie das fliegende Personal russischer/chinesischer Flugzeuge verwenden derzeit km/h zur Meldung der Fluggeschwindigkeit. Viele heutige europäische Segelflugzeuge geben auch die Fluggeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde an. Einige ältere Flugzeuge, wie deutsche Flugzeuge aus dem 2. Weltkrieg , zeigten auch die Fluggeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde an.

Beim Flug in großer Höhe wird die Mach-Zahl jedoch manchmal zur Meldung der Fluggeschwindigkeit verwendet. Manchmal werden auch andere Einheiten für die Fluggeschwindigkeit verwendet, einschließlich Meilen pro Stunde (mph) oder Meter pro Sekunde.

Angezeigte Fluggeschwindigkeit

Die angezeigte Fluggeschwindigkeit (IAS) ist die Fluggeschwindigkeitsanzeige (ASIR), die nicht für Instrumenten-, Positions- und andere Fehler korrigiert wurde. Aus den aktuellen EASA-Definitionen: Die angezeigte Fluggeschwindigkeit bedeutet die Geschwindigkeit eines Flugzeugs, wie es auf seinem statischen Pitot-Fluggeschwindigkeitsanzeiger angezeigt wird, der kalibriert ist, um die adiabatische kompressible Strömung der Standardatmosphäre auf Meereshöhe widerzuspiegeln, die nicht für Fluggeschwindigkeitssystemfehler korrigiert wurde.

Außerhalb des ehemaligen Sowjetblocks zeigen die meisten Fluggeschwindigkeitsanzeiger die Geschwindigkeit in Knoten ( Seemeilen pro Stunde) an. Einige Leichtflugzeuge haben Fluggeschwindigkeitsanzeiger, die die Geschwindigkeit in Meilen pro Stunde oder Kilometer pro Stunde anzeigen.

Ein Fahrtmesser ist ein Differenzdruckmesser, bei dem der Druck in Einheiten der Geschwindigkeit und nicht des Drucks ausgedrückt wird. Die Fluggeschwindigkeit ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Stauluftdruck aus dem Staurohr oder Staudruck und dem statischen Druck . Das Staurohr ist nach vorne gerichtet montiert; der statische Druck wird häufig an statischen Ports auf einer oder beiden Seiten des Flugzeugs erfasst. Manchmal werden beide Druckquellen in einer einzigen Sonde, einem Pitot-Statik-Rohr, kombiniert . Die Messung des statischen Drucks unterliegt Fehlern aufgrund der Unfähigkeit, die statischen Anschlüsse an Positionen zu platzieren, an denen der Druck bei allen Fluggeschwindigkeiten und Fluglagen der wahre statische Druck ist. Die Korrektur für diesen Fehler ist die Positionsfehlerkorrektur (PEC) und variiert für verschiedene Flugzeuge und Fluggeschwindigkeiten. Weitere Fehler von 10 % oder mehr sind üblich, wenn das Flugzeug im „unkoordinierten“ Flug geflogen wird.

Kalibrierte Fluggeschwindigkeit

Die kalibrierte Fluggeschwindigkeit (CAS) wird angezeigt, korrigiert um Instrumentenfehler, Positionsfehler (aufgrund eines falschen Drucks am statischen Anschluss) und Installationsfehler.

Kalibrierte Fluggeschwindigkeitswerte, die kleiner als die Schallgeschwindigkeit auf normaler Meereshöhe (661,4788 Knoten) sind, werden wie folgt berechnet:

Minusposition und Einbaufehlerkorrektur.

wo
ist die kalibrierte Fluggeschwindigkeit,
ist der Aufpralldruck (Zoll Hg): die Differenz zwischen Gesamtdruck und statischem Druck,
29,92126 Zoll Hg beträgt; statischer Luftdruck auf Meereshöhe,
beträgt 661,4788 Knoten, Schallgeschwindigkeit bei normaler Meereshöhe.

Andere Einheiten als Knoten und Zoll Quecksilber können verwendet werden, wenn sie konsequent verwendet werden.

Dieser Ausdruck basiert auf der Form der Bernoulli-Gleichung, die auf eine isentrope kompressible Strömung anwendbar ist. Die Werte für und stimmen mit der ISA überein, dh den Bedingungen, unter denen Fluggeschwindigkeitsanzeiger kalibriert werden.

Äquivalente Fluggeschwindigkeit

Die äquivalente Fluggeschwindigkeit (EAS) ist definiert als die Fluggeschwindigkeit auf Meereshöhe in der Internationalen Standardatmosphäre, bei der der (inkompressible) dynamische Druck gleich dem dynamischen Druck bei der wahren Fluggeschwindigkeit (TAS) und der Höhe ist, in der das Flugzeug fliegt. Das heißt, es ist definiert durch die Gleichung

wo

ist die Luftdichte in der Höhe, in der das Flugzeug gerade fliegt;
ist die Dichte der Luft auf Meereshöhe in der Internationalen Standardatmosphäre (1,225 kg/m 3 oder 0,00237 Slug/ft 3 ).

EAS ist ein Maß für die Fluggeschwindigkeit, das eine Funktion des inkompressiblen dynamischen Drucks ist. Strukturanalysen beziehen sich oft auf inkompressiblen dynamischen Druck, daher ist die äquivalente Fluggeschwindigkeit eine nützliche Geschwindigkeit für Strukturtests. Die Bedeutung der äquivalenten Fluggeschwindigkeit besteht darin, dass bei Mach-Zahlen unterhalb des Einsetzens des Wellenwiderstands alle aerodynamischen Kräfte und Momente auf ein Flugzeug proportional zum Quadrat der äquivalenten Fluggeschwindigkeit sind. Somit sind die Handhabung und das „Gefühl“ eines Flugzeugs sowie die darauf wirkenden aerodynamischen Belastungen bei einer gegebenen äquivalenten Fluggeschwindigkeit nahezu konstant und gleich denen auf normaler Meereshöhe, unabhängig von den tatsächlichen Flugbedingungen.

Bei Standarddruck auf Meereshöhe sind CAS und EAS gleich. Bis etwa 200 Knoten CAS und 10.000 ft (3.000 m) ist der Unterschied vernachlässigbar, aber bei höheren Geschwindigkeiten und Höhen weicht CAS aufgrund der Kompressibilität von EAS ab.

Wahre Fluggeschwindigkeit

Die wahre Fluggeschwindigkeit ( TAS ; auch KTAS , für Knoten wahre Fluggeschwindigkeit ) eines Flugzeugs ist die Geschwindigkeit des Flugzeugs relativ zur Luftmasse, in der es fliegt. Die wahre Fluggeschwindigkeit und der Kurs eines Flugzeugs bilden seine Geschwindigkeit relativ zur Atmosphäre.

Verwendung der wahren Fluggeschwindigkeit

Die wahre Fluggeschwindigkeit ist eine wichtige Information für die genaue Navigation eines Flugzeugs. Um eine gewünschte zu halten Bodenspur in einem sich bewegenden Luftmasse während des Fluges, der Pilot eines Flugzeugs müssen Kenntnis der Windgeschwindigkeit, Windrichtung verwendet werden , und die wahre Luftgeschwindigkeit , um die erforderliche Position zu bestimmen. Siehe Winddreieck .

TAS ist das wahre Maß für die Flugzeugleistung im Reiseflug, also die Geschwindigkeit, die in Flugzeugspezifikationen, Handbüchern, Leistungsvergleichen, Pilotenberichten und in jeder Situation aufgeführt ist, in der die Reise- oder Ausdauerleistung gemessen werden muss. Es ist die normalerweise im Flugplan aufgeführte Geschwindigkeit, die auch in der Flugplanung verwendet wird , bevor die Auswirkungen des Windes berücksichtigt werden.

Da die angezeigte Fluggeschwindigkeit ein besserer Indikator für die verbrauchte Leistung und den verfügbaren Auftrieb ist, wird die wahre Fluggeschwindigkeit nicht zum Steuern des Flugzeugs während des Rollens, Starts, Steigens, Sinkflugs, Anflugs oder Landens verwendet; für diese Zwecke wird die angezeigte Fluggeschwindigkeit – IAS oder KIAS (Knoten angezeigte Fluggeschwindigkeit) – verwendet.

Messung der wahren Fluggeschwindigkeit

Ein mechanischer echter Fahrtmesser für ein Flugzeug, der die Geschwindigkeit in Knoten (kn) und Meilen pro Stunde (mph) anzeigt. Der Pilot stellt die Druckhöhe und die Lufttemperatur im oberen Fenster mit dem Drehknopf ein; die Nadel zeigt die wahre Fluggeschwindigkeit im unteren linken Fenster an.

Die wahre Fluggeschwindigkeit hängt mit der Machzahl und der Schallgeschwindigkeit zusammen um

Sowohl die Machzahl als auch die Schallgeschwindigkeit können aus Messungen des Aufpralldrucks , des statischen Drucks und der Außenlufttemperatur berechnet werden .

Auf Meereshöhe in der Internationalen Standardatmosphäre (ISA) und bei niedrigen Geschwindigkeiten, bei denen die Luftkompressibilität vernachlässigbar ist (und daher eine konstante Luftdichte angenommen werden kann), entspricht TAS CAS. Oberhalb von etwa 100 Knoten (190 km/h) steigt der Kompressibilitätsfehler deutlich an.

Im Flug kann es mit einem E6B-Flugrechner oder einem gleichwertigen Gerät berechnet werden.

Da Temperaturschwankungen einen geringeren Einfluss haben, kann der ASI-Fehler grob geschätzt werden, indem er ungefähr 2 % weniger als TAS pro 1.000 Fuß (305 m) Höhe über dem Meeresspiegel anzeigt. Zum Beispiel fliegt ein Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von 15.000 Fuß (4.572 m) in der internationalen Standardatmosphäre mit einer IAS von 100 Knoten (190 km/h) tatsächlich mit 126 Knoten (233 km/h) TAS.

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links

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