03.10.2021 | PC-12/47E | YR-PDV | Milano Linate (LIN) | Kollision mit Bürogebäude nach dem Start

[Achim]

vor 57 Minuten schrieb spornrad:

Du kannst auch bei horizontaler Windscherung stallen, ... AOA geht damit schlagartig hoch

Ich will mich nicht zu sehr in diese Diskussion einmischen, aber ich denke hier liegt ein Knackpunkt: Wenn Du (im Gedankenexperiment) bei horizontalen Windscherungen bleibst, ändert sich der AOA nämlich nicht schlagartig. Und dann fehlt schlagartig Auftrieb, ist aber kein Stall.

[spornrad]

Klar ändert sich der AOA schlagartig. Wenn du -ums mal knallig zu machen- in ein paar Sekunden von 10 kt Gegenwind in 5 kt Rückenwind sinkst, aber deine horizontale Geschwindigkeit nur 10 kt über Stallspeed ist, dann stallst du. Der Flieger hat in so einer Situation gar keine Zeit, mit dem Luftpaket mitzukommen / zu beschleunigen. Der vertikale Luftstromvektor bleibt gleich, der horizontale Vektor wird kürzer. Der resultierende Vektor AOA geht hoch. Das kann im Extremfall zum Stall führen, und deshalb wird bei Gefahr von starker horizontaler Windscherung mindestens schneller angeflogen oder sogar missed approach.

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von spornrad

[Achim]

vor 20 Minuten schrieb spornrad:

Der vertikale Luftstromvektor bleibt gleich ...

Ja klar, den hätte ich jetzt bei dem Gedankenexperiment sogar mit 0 angenommen, wir wollten ja bei vertikalen Windscherungen bleiben.

Und AOA ist Winkel zwischen Luftstrom (im Gedankenexperiment genau waagerecht, nur sich schlagartig ändernd) und Profilsehne.

Ich seh' da keine schlagartige Änderung des AOA, aber sehr wohl eine schlagartige Änderung des Auftriebs.

 

PS: Das ändert aber alles nichts daran, dass eine AOA-Anzeige eine feine Sache wäre, haben unsere Vereinsmaschinen leider nicht

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von Achim
Klarstellung

[teetwoten]

vor 57 Minuten schrieb mrueedi:

Warum plädiert er dann anhand dieser Formel, dass die Geschwindigkeit einen Vorrang hätte vor dem AoA? Diesselbe Formel zeigt doch gerade auch, dass AoA eine taugliche Grösse ist um die Geschwindigkeit im sicheren Bereich zu halten.

 

Kein Vorrang. Es braucht alle, wobei die Geschwindigkeit immerhin im Quadrat mitspielt....

 

 

[spornrad]

18 minutes ago, Achim said:

Und AOA ist Winkel zwischen Luftstrom (im Gedankenexperiment genau waagerecht, nur sich schlagartig ändernd) und Profilsehne.

Stimmt, aber der Luftstrom ist eben im Flug (Auftrieb = Gewichtskraft) nie genau waagerecht (dann wären AOA und Auftrieb = 0) sondern hat eine vertikale und eine horizontale Komponente: die Fläche (Profilsehne) wird quasi von vorne und von unten angeblasen.

Und der AOA ist der resultierende Vektor aus diesen beiden. Wenn du schlagartig in einen Aufwind einfliegst, dann erhöht sich die vertikale Komponente, die horizontale bleibt, der AOA nimmt zu. Genau dasselbe passiert, wenn du schlagartig in einen Rückenwind einfliegst. Der vertikale Vektor bleibt gleich, der horizontale wird kürzer, der AOA nimmt zu.

Und der Auftriebverlust, den du beschreibst, kommt genau von dieser AOA-Änderung. Du rutscht über den "Buckel" im Polardiagram.

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von spornrad

[Achim]

vor 14 Minuten schrieb spornrad:

... AOA ist der resultierende Vektor ...

genau hier habe ich ein anderes Verständnis von der Materie. Ich denke der Angle of Attack ist genau das was gesagt wird: Ein Winkel

[spornrad]

Korrigiert, genauer: AOA ist der Winkel des resultierenden Vektors. Der Anströmungsvektor hat eine Länge (v) und einen Winkel (AOA). Und dieser Winkel ändert sich (der resultierende Vektor dreht sich) wie beschrieben.

 

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von spornrad

[Achim]

Prima Bild Wir diskutieren, dass sich "relative wind" schlagartig ändert (Annahme: wird weniger). Darauf hin ändert sich ebenfalls schlagartig "resultant force" und hiermit auch "lift", nicht jedoch "angle of attack, das dauert etwas, da sich hierzu der Flügel drehen muss -> Flugzeug sackt durch, wegen der von Stefan irgendwo weiter oben erwähnten Formel.

[FalconJockey]

Der Ju52 ist deswegen ein Flügel abgegangen, weil durch eine schnelle Zunahme des Gegenwinds der AOA über das Limit hinaus zugenommen hat => Strömungsabriss.

 

In modernen Avionics, die einen Flight Path anzeigen, wird dieser Wert durch die diversen IRS-Einheiten (wir haben drei Stück) ermittelt, sodass dieser Flight Path auch um den Wind korrigiert wird. Wir erhalten also tatsächlich einen Flight Path in Bezug zur durchflogenen Luftmasse. Dementsprechend ist der ablesbare AOA noch genauer, als die primitivere Version, die für die GA angeboten wird (ist natürlich auch um mehrere Faktoren günstiger).

 

Um es nochmals zu wiederholen: Man kann ein Flugzeug nur mit Hilfe eines AOA sicher betreiben. In Grenzflugzuständen (=takeoff/landing) ist er eine tolle Anzeige, weil er Informationen liefert, die ein Fahrtmesser niemals liefern kann.

 

Ihr könnt das nun glauben oder nicht, aber es ist einfach die Wahrheit und hier in diesem Thread wurde einiger Stuss geschrieben, was mich mit einigermassen Erstaunen erfüllt.

[spornrad]

46 minutes ago, Achim said:

....dass sich "relative wind" schlagartig ändert (Annahme: wird weniger). ...

Wenn der "relative wind" abnimmt, resultiert daraus eine Zunahme des AOA. Ich muss das mal zeichnen, aber das dauert ein bisschen länger.

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von spornrad

[Achim]

vor 8 Minuten schrieb FalconJockey:

Der Ju52 ist deswegen ein Flügel abgegangen, weil durch eine schnelle Zunahme des Gegenwinds der AOA über das Limit hinaus zugenommen hat => Strömungsabriss.

Da muss ich jetzt widersprechen, hatte ich oben bereits zitiert, Seite 56 des Abschlussberichts: "In dieser Fluglage genügte die zusätzliche Erhöhung des Anstellwinkels beim Einfliegen in einen mehr oder weniger starken Aufwind, um die Strömung zumindest teilweise abreissen zu lassen."  Es war ein Aufwind der das verursacht hat. Ich persönlich fand das sehr aufschlussreich, da ich das so nicht erwartet hatte.

 

NB: Das bedeutet jetzt nicht, dass ich irgendetwas an Deinen Ausführungen zum AOA-Indicator in Zweifel ziehe oder das diese Diskussion hier für die praktische Fliegerei von großer Bedeutung ist. Ich hab's halt gerne schlüssig, und das ist Spornrads Argumentation meiner Meinung nach nicht.

 

Gruß

Achim

[FalconJockey]

vor einer Stunde schrieb Achim:

Da muss ich jetzt widersprechen, hatte ich oben bereits zitiert, Seite 56 des Abschlussberichts: "In dieser Fluglage genügte die zusätzliche Erhöhung des Anstellwinkels beim Einfliegen in einen mehr oder weniger starken Aufwind, um die Strömung zumindest teilweise abreissen zu lassen."  Es war ein Aufwind der das verursacht hat. Ich persönlich fand das sehr aufschlussreich, da ich das so nicht erwartet hatte.

Und was macht das? Genau, es pushed den AOA über das Limit hinaus. Vergiss den Anstellwinkel, der hat da überhaupt keine Rolle gespielt. Man kann auch einen Pitch von +70° haben und trotzdem einen AOA von +5°.

[Achim]

vor 10 Minuten schrieb FalconJockey:

Und was macht das? Genau, es pushed den AOA über das Limit hinaus.

Sag' ich doch. Aber das macht nur ein Wind von "unten".

Definition "unten": Aus einer Richtung, die bezüglich der Profilsehne einen größeren Winkel hat als der momentane AoA.

Das kann man jetzt Haarspalterei nennen, aber genau darum dreht sich hier die ganze Diskussion.

Und tragischerweise brachte genau dieser Unterschied bei der HB-HOT das Fass zum überlaufen.

 

vor 10 Minuten schrieb FalconJockey:

Man kann auch einen Pitch von +70° haben und trotzdem einen AOA von +5°

Nicht mit Flugzeugen die ich fliege

 

Gruß

Achim

[spornrad]

  

2 hours ago, Achim said:

Ich hab's halt gerne schlüssig, und das ist Spornrads Argumentation meiner Meinung nach nicht.

 

Jetzt probier ichs mal mit ner Zeichnung. Der Pitch bleibt konstant. Der rote Vektor ist die resultierende Anströmung aus der horizontalen und vertikalen Anströmung im normalen Flug. Der Pfeil nach oben und nach rechts jeweils die vertikale und horizontale Anströmungskomponente.

Ein Einflug in ein Aufwindfeld (wie bei der HB-HOT) erhöht den AOA. Genauso tut das ein Einflug in eine horizontale Windscherung mit Rückenwind bzw. schwächerem Gegenwind.

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von spornrad

[Achim]

 

vor 34 Minuten schrieb spornrad:

Ein Einflug in ein Aufwindfeld (wie bei der HB-HOT) erhöht den AOA.

Genau, schlagartig und sofort. Wie man leider sah ...

 

vor 34 Minuten schrieb spornrad:

Genauso tut das ein Einflug in eine horizontale Windscherung mit Rückenwind.

 

Aber erst, nachdem der Pilot durch ziehen den AoA erhöht hat. Dann muss nämlich das, was an Fahrt fehlt durch höheren AoA kompensiert werden, zumindest wenn Horizontalflug angestrebt wird. In der Zwischenzeit sackt das Flugzeug durch.

 

PS: Wenn aus der rückwärtigen Windscherung ein andauernder Rückenwind wird, stellt sich natürlich der vorherige Zustand wieder ein, halt mit höherer ground speed.

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von Achim
Klarstellung

[spornrad]

10 minutes ago, Achim said:

Aber erst, nachdem der Pilot durch ziehen den AoA erhöht hat.

Nein, wie du an meinem Diagramm sehen kannst. Der Pitch ist konstant. Der AOA erhöht sich ohne irgendeine Pitchänderung vom Piloten allein durch die veränderte Anströmung der Fläche. Das ist einfache Vektorgeometrie.

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von spornrad

[Achim]

Ich habe parallel meinen letzten Post noch ergänzt um Mißverständnisse zu vermeiden. Solche Themen lassen sich mit hin und her schreiben nur schwer diskutieren, fürchte ich.

Gruß

Achim

[spornrad]

Frag einfach einen Fluglehrer, der sich mit Flugphysik auskennt. Das Thema ist wichtig für Piloten, finde ich.

Gruss

[benih]

AoAs sind längst überfällig in der GA. Wie FalconJockey sagte: Speeds sind generalisierte und dadurch eher ungenaue Referenzwerte und AoA ist konstant und präzise, die GA tut sich aber sehr schwer damit. Das hier finde ich noch eine gute Übersicht über AoAs in der GA: https://youtu.be/qF9E3eOibNI. Unsere Cirrus hat seit vorletztem Jahr auch einen AHRS/Stall Vane based AoA Indikator im Garmin Perspective durch ein SW Update erhalten. War ein Eye Opener, viel einfacher und sicherer damit anzufliegen, insbesondere in speziellen Situationen (zB 50% Flaps limitation bei Ice Accumulation).

Der Rest dieser Diskussion verwirrt mich aber komplett, dabei möchte ich doch was lernen. Ich möchte niemandem zu Nahe treten aber dass der resultierende AoA und dadurch die Lift-Komponente sich ändert bei einer Änderung der relativen Wind-Komponente war bei mir irgendwie Basis-Lektion 2 PPL und ist völlig logisch? Oder stehe ich komplett auf dem Schlauch? Sudden updraft -> AoA decreased, sudden downdraft -> AoA increased. Bei downdrafts kommt dann oft reflexartig noch ein ziehen (pull up/pitch increase) dazu was den AoA weiter erhöht und eventl überschreitet (JU). Oder checke ich nicht was hier diskutiert wird?

Ich habe mit den FAA Handbooks gelernt:

https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/phak/media/07_phak_ch5.pdf

-> siehe Kapitel “Lift” -> vielleicht könnt ihr hier ein paar Grafiken abschauen damit ihr das Rad nicht neu erfinden müsst ;)

Edit: Corrected FAA Handbook Link

[teetwoten]

Freue mich über die Objektivierung des Austausches. Es gibt noch ein wichtiges Kriterium zu beachten:

 

Im Horizontalflug (Anströmung = umgekehrter Bewegungsvektor) ändert sich der Anstellwinkel nicht wenn sich nur die Anblasgeschwindigkeit ändert (zB durch Rückenwind):

 

 

Ein Rückenwind kann den Anstellwinkel nur ändern, wenn die Flugzeugbewegung eine vertikale Komponente hat:

 

 

Dank an Achim und Spornrad, die bereit sind, über den Nasenspitz hinaus zu denken!

 

Stefan

 

 

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von teetwoten

[cosy]

On 10/19/2021 at 10:09 PM, teetwoten said:

Um aus dem Totaldruck eine Geschwindigkeit abzuleiten brauchst Du vor allem noch den statischen Druck!

Selbstverständlich, das wissen wir Beide ja ganz bestimmt. Nur ist der statische Druck keine zusätzliche andere physikalische Messeinheit, sondern nur ein 'Hilfswert'. So ins Detail wollte ich gar nicht gehen hier, und das ändert die wesentliche Aussage überhaupt nicht.

Bernoulli im Grab

Und zu Deinem Ding mit 25% Leistung starten zu wollen: selbstverständlich braucht es eine minimale Leistung, und das beweist gar nichts i m Kern der Diskussion, ob ein energetisches Management im Flug mit AoA ohne IAS  als Primär-Zielwert Sinn macht.

=>So wie etwa das richtige Setzen der Leistung: bei einem Lycosaurus muss ich ja auch auswendig die Parameter Pitch, Trottle und Fuelflow korrekt setzen können für einen best. Zielwert, und

So wie ich das nun aus dieser Diskusion entnehme, kann man summarisch schlussfolgern:

- setz die gewünschte Leistung

- fliege so, dass AoA Grün ->0.6

wenn man nun Überschussleistung gesetzt hat,steigt man, wenn man zuwenig gesetzt hat, sinkt man..

darum:

- regle die Leistung so, dass VSI=0 (für horitontalen Flug)

 

Cosy

Bearbeitet 20. Oktober 2021 von cosy

[spornrad]

11 hours ago, teetwoten said:

Ein Rückenwind kann den Anstellwinkel nur ändern, wenn die Flugzeugbewegung eine vertikale Komponente hat

Hi Stefan,

gegen Luft hat die Flugzeugbewegung immer eine vertikale Komponente (Eigensinken). Es geht nämlich nicht um die Bewegung im Raum, sondern die Relativbewegung gegen Luft. Ohne diese vertikale Anströmungskomponente wäre der AOA und damit der Auftrieb = 0. Im unbeschleunigten Flug ist aber Auftriebskraft = Gewichtskraft, also AOA >0. Und damit eine vertikale Anströmungskomponente zwingend.

 

Beim Segler easy, der sinkt immer gegen Luft. Motorflieger fliegen quasi immer ein bisschen bergauf, um das Eigensinken auszugleichen.

 

Am einfachsten zu sehen ist das beim schwebenden Heli, wo die Fläche sich dreht und der vertikale Luftstrom für Nebenstehende leicht zu spüren ist. Aber auch jede andere fliegende Fläche beschleunigt ständig Luft nach unten. Das ist die vertikale Komponente.

 

Einfach und allein die reduzierte horizontale Anströmung (kürzerer Pfeil) bei gleichbleibender vertikaler Anströmung erhöht den AOA, wenn man in eine Windscherung mit Rückenwind einfliegt (Vektordiagramm ganz rechts), weil die effektive Anströmung jetzt stärker von der gleichbleibenden vertikalen Komponente bestimmt wird.

 

Gruss

Albrecht

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von spornrad

[simones]

vor 31 Minuten schrieb spornrad:

Hi Stefan,

gegen Luft hat die Flugzeugbewegung immer eine vertikale Komponente (Eigensinken). Es geht nämlich nicht um die Bewegung im Raum, sondern die Relativbewegung gegen Luft. Ohne diese vertikale Anströmungskomponente wäre der AOA und damit der Auftrieb = 0. Im unbeschleunigten Flug ist aber Auftriebskraft = Gewichtskraft, also AOA >0. Und damit eine vertikale Anströmungskomponente zwingend.

 

 

 

Gruss

Albrecht

Du meinst vertikale „Abströmungskomponente“?

 

Die Anströmung ist durchaus horizontal (?)!

 

Die Tragfläche sorgt dann für den Wechsel der Richtung, somit müsste es Abströmungskomponente heißen ….? 
 

lg micha

[teetwoten]

Auweia, lieber Albrecht, da bringst Du einiges durcheinander. Wie Simones richtig geschrieben hat, verwechselst Du den Abfluss hinter der Tragfläche mit der Anströmung vor der Tragfläche. Du kannst richtigerweise keinen Auftrieb erzeugen ohne gleichzeitig Abwind zu hinterlassen, doch findet dieser ausserhalb Deiner Tragfläche statt. Sicher kennst Du auch die "Ofenrohranalogie" mit welcher aufgrund der Impulse das Fliegen auf andere Art erklärt werden kann. Am einfachsten ist es jedoch die Strömungs- rsp. Druckverhältniss an der Tragfläche (benetzte Oberfläche) zu betrachten.

 

Danke für Deine Schemata, welche aber schwer zu verstehen sind, weil sie nicht den aerodynamischen Konventionen entsprechen. Diese lauten: Globale Anströmung (V unendlich) entspricht der Bewegungsrichtung und der Betrag dem was Dir Dein Geschwindigkeitsmesser anzeigt. Dieser Vektor wird dann üblicherweise in eine horizontale Komponente (parallel zu der Erdoberfläche) und eine vertikale Komponente (Anzeige Deines Variometers) zerlegt. Aus dieser globalen Anströmung kannst Du dann den mittleren Anstellwinkel bestimmen. Diese Anströmung kann ohne weiteres genau horizontal sein, wenn Du Deinem Vogel genausoviel Schub zuführst wie er für die Gleichgewichtsbedingungen im Horizontalflug benötigt (vertical speed = 0).

 

Stefan

 

[spornrad]

Relativbewegung gegen Luft & Kraft / Gegenkraft.

Aus relativer Sicht der Fläche ist es dasselbe, wenn sich die massenträge Luft einer Beschleunigung nach unten widersetzt, oder wenn die Luft von unten nach oben strömt.

(Ohne SIcht kannst du nicht unterscheiden, ob du im Gegenwind stillstehst oder ob du dich (zB Boot) gegen die Luft bewegst. Der gefühlte Winddruck ist derselbe.)

Die Fläche "weiss" auch nicht, was hinter ihr passiert .

Die Fläche "spürt" den roten Vektor, das ist eine Anströmung von vorne und unten. "Spürt" sie nur eine Anströmung von vorn (ohne vertikale Komponente), sind der AOA und der Auftrieb 0. Und nein, so kannst du nicht fliegen, erst recht nicht horizontal.

 

Dass ich im Schema die Flügelsehne statt des Horizonts als Referenz genommen habe dient nur der Vereinfachung. Der Einstellwinkel der Flügelsehne ist ein konstanter Winkel, der sich immer addiert. Der Gleitpfad ist die Umkehrung des roten Vektors. Beide kann man hier als konstant annehmen, sie ändern nichts am dargestellten Prinzip. Das Schema betrachtet ja die Situation unmittelbar nach Einflug in eine vertikale oder horizontale Windscherung, bevor der Flieger oder der Pilot irgendwas ändert.

 

Das Schema erklärt -finde ich- sehr gut die plötzliche Zunahme des AOA bei Einflug in ein Aufwindfeld, das ist ja nach der Ju unstrittig. Dieselbe Vektorgeometrie erklärt eben auch das Risiko einer horizontalen Windscherung. Das ist einfach der Grund, warum wir mit einem Geschwindigkeitsaufschlag über Stallspeed abhängig von der (horizontalen) Böigkeit anfliegen gelernt haben...

 

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von spornrad