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

Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann

Technik

Aerodynamik

Flugzeugkunde

Instrumentenkunde

Das Flugklare Flugzeug


Technik

Instrumentenkunde

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


Cockpit einer A319


FahrtmesserGrün: Normaler BetriebsbereichGelb: nur bei ruhiger Luft, harte Steuerbewegungen und ruckartiges Abfangen vermeidenRot: Diese Grenze keinesfalls überschreiten (VNE)Gelbes Dreieck: geringst empfohlene Geschwindigkeit für den LandeanflugWeiß: Zulässigen Bereich für die Betätgung der LandehilfenNicht gekennzeichnet: Manövergeschwindigkeit (VA) als Maximalgeschwindigkeit für volle Ruderausschläge

Schiffmann7: Abb 4.3.1


Fahrtmesser-sonden




Prinzip der Staudruckmessung

Der Staudruck ist die Differenz zwischen dem Gesammtdruck und dem statischen Druck

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

q= *v21 2

Pro 1000 ft werden 2% zur angezeigten Geschwindigkeit hinzugeschlagen

oder



Barometrische HöhenmessungStandarddruck NN: 1013,2 hPa

Barometrische Höhenstufen:

Faustregel: 8 m/hPa Faustregel: 30 ft/hPaoder


Höhenmesser

QFE: Luftdruck am PlatzQNH: zurückgerechneter Luftdruck in NN



Zulässige Toleranz: 80ft


Flug entlang einer Druckfläche



Vom Hoch ins Tief gehts schief



Höhnmessereinstellungen

QNH Auf Meereshöhe zurückgerechneter Druck.

Bei dieser Einstellung zeigt der Höhenmesser die Platzhöhe an. Gilt nur für einen bestimmten Platz

QFEDruck am Platz. Höhenmesser zeigt am Boden 0 an.

1013,2Standardhöhenmessereinstellung. Höhe über der Standarddruckfläche wird angezeigt auch Flugfläche genannt.


Arten von Flughöhen

QNH Höhe angezeigte Höhe, wenn im Höhenmesser

QNH eingestellt istwahre 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


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


Prinzip des Variometers

Das Variometer mißt die

Druckveränderung



Stauscheibenvariometer

Schiffmann7: Abb 4.3.14Schiffmann7: Abb 4.3.11


TE-Kompensation

ps-q

Der Staudruck wird vom statische Druck abgezogen. Damit kann das Umsetzen von Fahrt in Höhe und umgekehrt in der Anzeige des Varios kompensiert werden.

Knüppelthermik



McCready-Funktion

Schiffmann7: Abb 4.3.16b



Borddrucksystem



Magnetfeld der Erde



Kompass



Schiffmann4A: Abb 56

Schiffmann4A: Abb 56


DeviationAbweichung durch Metallteile und Magnetfelder des Luftfahzeuges, abhängig vom Luftfahrzeug und der Richtung.

Variation oder OrtsmißweissungAbweichung der magnetischen Nordrichtung zur geografischen Nordrichtung, abhängig vom Standort.

Begriffe um den Kompaß

030 060 090 120 150 180 210 240 270 300 330 360+05 +04 +03 000 000 -04 -05 -03 -02 000 000 +03 rwN

mwN

KN

Magnetischer Nordpol

geographischer Nordpol

vardev


Inklinationskompensation



Kompassdrehfehler

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 nördlichbei 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

Schiffmann4A: Abb 72 Schiffmann4A: Abb 73


KreiselinstrumenteWendezeiger

Künstlicher HorizontKurskreisel

Ursprüngliche Richtung

erzwungene Richtung

Präzess

ions

- kraf

t

Je höher die Drehzahl desto

höher die Präzessionskraft

und damit die Stabilität des

Kreisels


Antrieb • elektrisch oder• pneumatisch (5 inch hg)


Kreiselaufhängung

1.Achse (Rotationsachse)

2.Achse

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


Scheinbare Drift bzw Kippen

Scheinbare Drift15° * sin(Breite) pro Stunde

Scheinbares Kippen15° * cos(Breite) pro Stunde


Wendezeiger


Standardkurve:•2 Min. für einen Vollkreis•3° pro sec.


Aufbau des Wendezeigers



Schaubilder des Wendezeigers



StandardkurveBei 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


Künstlicher Horizont



Schaubilder des künstlichen Horizonts



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).


Kurskreisel

Etwa alle 20 min nachstellenauf den MWSK

Schiffmann3: Abb 39

Schiffmann3: Abb 41


Faden



GPS


GPS Ortsbestimmung


Positionsbestimmung mit GPS3 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

Eine Überbestimmung der Position ist notwendig, um die Zeitbasis festzustellen


GPS-GenauigkeitPrecise 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)


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


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?

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