Zusammenhang zwischen Klappenstellung und V1-Speed...

[Lufthansapilot]

Hi erst mal!

 

Ich komme gerade aus dem FS, wo ich ein paar Versuche mit meiner PMDG 737-800 durchgefürht habe. Unter anderem ist mir dabei folgendes aufgefallen:

 

Bei...

 

...Flaps 1° + Take Off Schub maximal (26K) werden mir die geschwindigkeiten V1= 145 KIAS, Vr= 154 KIAS und V2= 162 KIAS

ausgegeben.

 

...Flaps 15° + Take Off Schub maximal (26K) erscheinen die Speeds V1= 135 KIAS, Vr= 143 KIAS, V2= 151 KIAS.

 

Wie bekannt benötigt man mit einer Klappenstellung von 15° eine weitaus kürzere Startstrecke als mit einer Stellung von nur 1°.

 

So, nun endlich meine Frage: Wie kann es sein, dass bei Erhöhung der Klappen die V1 Geschwindigkeiten abnehmen?

Oder umgekehrt gefragt, wie kann es sein, dass bei Verringerung der Klappen die V1 Geschwindigkeit zunimmt??

 

Meiner Logik zufolge bräuchte man doch gerade bei Flaps 1° und einer daraus resultierenden langen Startstrecke eine sehr kleine V1, da sonst die Bahn im Falle eines Rejected Take Offs (eingeleitet bei V1) nicht mehr ausreichen würde und das Flugzeug über die Bahn hinausschießen würde.

Kurz gesagt, bei dieser Klappenstellung wird die V1 Geschwindigkeit erst sehr spät, gegen Ende der Startbahn erreicht. D.h ein RTO bei V1 ist nicht mehr möglich.

 

Ok, ich sehe das Problem. Das ist jetzt alles sehr kompliziert erklärt, doch einfacher umschreiben konnte ichs nicht! Sorry!

:rolleyes: :)

 

Trotzdem schonmal danke....

[ivomaiolo]

Hallo

 

Ich bin kein Pilot, also kann ich dir nicht so eine detailierte Antwort geben die du evtl. gerne hättest.

 

Also mit mehr Klappen erhöht sich der Auftrieb des Flügels womit man weniger schnell sein muss um den gleichen Auftrieb zu erzeugen -> sprich, die V1 Geschwindigkeit ist tiefer. Je weniger Auftrieb der Flügel produziert, umso schneller muss das Flugzeug fliegen damit genügend Auftrieb produziert wird um das Gewicht des Flugzeugs zu tragen.

 

Du hast schon richtig erkannt, dass die Startstrecke bei geringerer Klappenstellung länger wird. Somit wird also die Startbahn zum limitierenden Faktor oder anders gesagt, wenn die vorhandene Startbahnlänge 2800m ist und bei einer Klappenstellung von 5 Grad V1 erst bei 2500m erreicht werden würde, dann ist das zu spät. Somit muss mehr Klappen gesetzt werden damit der Auftrieb erhöht wird und somit die Rollstrecke bis V1 kleiner wird.

[Peter Guth]

hallo,

 

der Zusammenhang zwischen der Vorwärtsbewegung (Beschleunigung/Speed) und dem benötigten Auftrieb zum "abheben" wurde vorzüglich erklärt.

 

Nun gibt es eine interessante Balance zur Speed Vr und nachfolgenden Fakten:

 

relative große "Klappenstellung" erhöht den anfänglichen Auftrieb enorm, "man" kann frühzeitig rotieren und "abheben". Die daraus dann benötigte Beschleunigungsstrecke ist relativ kurz, also entweder ideal für kurze Pisten oder aber bei längeren Pisten kann man mehr Last haben, um trotzdem innerhalb der Grenzwerte zu starten.

 

Nun aber die interessante erwähnenswerte "Spielerei" in den Anwendungen, ein balancierter take off:

 

Wäre die Piste angenommen 5000 m lang, so könnte man fiktiv sogar ohne Flaps (Auftriebshilfe) starten. Es stünde ja genügend Startlaufstrecke zur Verfügung. Aber, die "scheiß" Reifen würden dann ihre höchstzulässige Speed (max. tyre rotation speed) überschreiten und auseinanderfliegen... geht also in die gedachten Form durchweg nicht.

 

Jetzt eine andere Variante. Wenn man in anfangs beschriebener -geringer- Speed "abhebt", dann hat man nach dem Airborne auch anfangs eine zwar zunehmende, aber noch recht geringe Airspeed. Wählt man dagegen eine höhere Speed Vr (mit dann z.B. geringer "Klappenstellung", so ist man nach dem rotieren sofort um Einiges schneller unterwegs.

 

Das wäre spontan gedach egal, aber wehe es gibt einen Schubverlust, z.B. durch Triebwerksausfall oder aber, es muß bereits kurz nach dem Start ein recht hohes Hinderniss fliegend überwunden werden, dann erkennt man rasch, wie wichtig eine höhere, als die simple Regelstartgeschwindigkeit sein kann.

 

Höhere Speed nach dem rotieren bedeutet immer eine höhere Sicherheitsreserve und bedarfsweise auch ein abrufen höherer Steigraten.

 

Man muß also (real) noch mehr beachten, als die simplen Rechenbeispiele mit den Mindestwerten und wenn es geht, wenn  die Pistenlänge es innerhalb der anwendbaren Startlaufstrecken "hergibt", dann ist es ggf. ratsamer, eine höhere Vr anzunehmen und das Fluggerät darauf zu konfigurieren....

 

Gruß Peter (aus dem sonnigen Malta)

[ursmunger]

Hoi zäme,

 

hier sind schon mal technisch tolle Antworten gegeben worden (danke vorallem Peter), aber Eric's Frage wurde meiner Auffassung nach nicht beantwortet.

 

V1 ist ja die Geschwindigkeit, bis zu der ein Startabbruch (und damit ein Anhalten auf der Piste) noch möglich wäre - oder nicht??? :confused:

 

Eric überlegt sich wohl Folgendes: Kann doch nicht sein, dass V1 bei Klappen 15 in Pistenmitte ist, bei Klappen 1 aber erst 300 Meter vor Bahnende - das reicht ja wirklich nicht mehr zum Anhalten.

 

Meine Auffassung: Auf die Beschleunigung und Verzögerung am Boden sollten die Klappen nur einen kleinen Einfluss haben. Somit sollte bei kurzen Bahnen V1 eigentlich unabhängig von der Klappenstellung die gleiche sein - denn der entscheidende Faktor ist die Bremsdistanz. Da wäre es natürlich sinnvoll, eine hohe Klappenstellung zu nehmen, um Vr möglichst nache an V1 zu haben.

 

Oder sehe ich da was falsch????? :confused:

[Lufthansapilot]

Hallo zusammen!

 

Ich freue mich, dass ihr mir das alle mal schön erläutert habt, wie das denn genau funktioniert mit Auftrieb und dergleichen. So ein kleiner Einblick in die Physik, die dem Ganzen zugrunde liegt, hat bei mir schon so manche Verständnisschwierigkeiten geklärt!;)

 

Also Dank an Euch, Peter und Ivo!

 

Aber das was Urs anspricht ist genau der Punkt. Ich bin immer noch der Auffassung, dass das Ganze- V1 Speed nimmt mit dem Verkleinern der Klappenstellung zu - ein Fehler im FMC der PMDG ist. Es leuchtet mir einfach nicht ein, dass dann, obwohl man eine bedeutend längere Startstrecke benötigt, die V1 Geschwindigkeit ansteigt. Wie gesagt, dann ist man knapp vor dem Ende der Runway bei V1 angekommen und es wäre nun allemal zu spät, einen Rejected Take Off einzuleiten, da das Flugzeug erst meilenweit nach der Bahn zum Stillstand kommen würde.

Und V1 wird ja vom FMC in Abhängigkeit von der jeweiligen Startbahnlänge und Klappenstellung (sehr wahrscheinlich auch Gewicht des Flugzeugs) berechnet. Dieser V1 Wert muss dann doch sehr klein sein, damit der RTO noch ordnungsgemäß ablaufen kann, oder nicht?:confused:

 

So, jetzt hab ich nochmal alles gegeben um meine Frage so verständlich wie möglich rüberzubringen :)

Aber nichts für ungut, ich freue mich über jeden Beitrag, auch wenn die Aussage nicht ganz dem Nagel auf den Kopf trifft:D :D

...Lernen kann man daraus allemal...;)

 

Thx

[B747]

Hallo "Lufhansapilot" (oder wie auch immer Du heissen magst).

 

Ich hab' leider im Moment keine Zeit Dir gross zu antworten. Die anderen Kollegen haben das meiste eh schon erwähnt.

 

Hier nur folgende, grundsätzlichen Angaben:

 

1. Das Verhalten der V1 in Zusammenhang der Klappenstellung ist an sich schon richtig.

 

2. Ein Flugsim. Programm entspricht nicht zwingend in allen Details der Realität.

 

3. Boeing empfiehlt für den Start mit den Modellen -300, -400, -800 und -900 die Wahl von Klappen 10 od. mehr um das Risiko eines sog. Tailstrike zu reduzieren

 

4. Die ganzen Zusammenhänge der Takeoff-Performance sind zu umfangreich, um diese so husch husch in einem Forum zu erläutern.

 

Gruess

Beat

[Dba]

Hallo Beat,

also meines Erachtens wird auf der B737-300 mit F1°, 5° oder 15° gestartet. Flaps 10 sind ja kaum von großer Bedeutung, bei der 733 zumindest.

Wenn ich falsch liege, korrigiere mich bitte,

Jonas

[B747]

Hallo Jonas

 

Ich beziehe mich auf das Boeing Flight Crew Training Manual:

 

Boeing empfiehlt dies lediglich. Du hast schon recht, dass Flaps 10°-Starts für die -300 nicht existieren. Ich hab meinen Punkt 3 wohl zu schnell zusammengefasst.

 

Schlussendlich entscheidet auch jeder Operator selbst mit welcher Klappenstellung gestartet wird. Okay?

 

Gruss

Beat

[flowmotion]

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Bearbeitet 2. Oktober 2019 von flowmotion

[Toby]

Hallo Zusammen,

 

Ich habe das Gefühl, dass Die Frage vom Anfang immer noch nicht beantwortet ist!

 

Es ist folgender Massen,

 

Wenn du mehr Flaps setzst, dann erhöst du mal als erstes den Luftwiederstan. Dieser führt dazu, dass du eine längere Strecke benötigst um das Flugzeug auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen. Der Einfluss auf die beschleunigung ist um einiges erheblicher als bei der Verzögerung.

 

Also dies ist nun der Grund, warum bei einer höheren Klappenstellung die V1 geringer sein muss.

 

:)

[citizen]

Antwort, Toby, offensichtlich war ich zu blöd, die Antwort aus den bisherigen Erläuterungen zu erkennen. Aber nun kenne ich mich aus.

 

lg

 

Heimo

[castla]

Anschlussfrage: Hat denn die Lage der Höhenrudertrimmung beim Start auch eine Auswirkung auf v1, vr und v2???

 

Dank und Gruss

Tom

[Toby]

Die Trimmung hat "keine" Auswirkungen auf V1, Vr und V2!

 

Die Trimmung hat nur einen einfluss auf deine Oberarme:)

[flowmotion]

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Bearbeitet 2. Oktober 2019 von flowmotion

[Dba]

Okay Beat,

dann sind wir uns einig. Wollte da nur noch mal nachhaken.

Gruss Jonas

[flowmotion]

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Bearbeitet 2. Oktober 2019 von flowmotion

[Hans Tobolla]

Hallo Eric (Lufthansapilot),

 

jetzt mal von einem Laien zu einem Laien:

 

Von der eigentlich wichtigen Geschwindigkeit beim Start ist selten die Rede: Es ist die Vlof (lift off), das ist nämlich die Geschwindigkeit, bei der das Flugzeug bei einer bestimmen Klappenstellung und Gewicht und mit einem zweckmäßigen Anstellwinkel flugfähig wird. Wähle ich einen sehr geringen Anstellwinkel, dann brauche ich zum Abheben eine erheblich höhere Geschwindigkeit, das ist unzweckmäßig. Bei einem sehr hohen Anstellwinkel kann das Heck den Boden berühren und außerdem verschlechtert das das Verhältnis Auftrieb zum Widerstand, das ist ebenfalls unzweckmäßig.

Weniger Klappen und/oder mehr Gewicht erhöhen Vlo auch.

 

Ich habe eben angedeutet, dass man bei einem höheren Anstellwinkel auch einem höheren Widerstand hat. Das kann man solange das noch nicht flugfähige Flugzeug beschleunigt, überhaupt nicht gebrauchen, also bleibt die Nase anfangs schön unten. Da ich zum Anheben der Flugzeugnase eben bis zu diesem zweckmäßigen Anstellwinkel doch etwas Zeit brauche, muss ich vor Erreichen von Vlo damit beginnen, bei Vr (und ja nicht früher!).

 

Genau betrachtet, ist mit Erreichen von Vr der letztmögliche und damit auch der richtige Zeitpunkt gekommen um zu entscheiden, ob ich abhebe oder doch lieber am Boden bleibe, denn kein vernünftiger Mensch legt sich mit einer Entscheidung früher fest als unbedingt erforderlich. Natürlich muss die restliche Bahn dann noch lang genug sein, um Vr wegzubremsen zu können, ohne den Flieger zu ruinieren.

 

Und was ist mit nun mit der V1? Eine V1 (unterhalb von Vr) muss man dann festlegen, wenn die Bahn zu kurz ist um die vernünftige Entscheidungsgeschwindigkeit Vr noch wegbremsen zu können. Dann ist natürlich entweder die Maschine zu schwer oder die Triebwerke sind zu schlapp, aber mit einer V1 kann man immer noch legal starten, und darauf kommt es an, legal muss es sein. Es geht ganz einfach ums Geld, und dafür bleibt eben ein wenig Sicherheit auf der Strecke.

 

Ich möchte doch wirklich gerne wissen, wer sich die Sache mit der V1 ausgedacht hat. In Verdacht habe ich die Bomberpiloten aus den Weltkriegen.

 

Gruß!

 

Hans

[castla]

Hallo

 

Ich muss bei den Höhenruder nochmals nachhaken. Es ist also beim Start völlig egal, ob die Höhenruder (elevators) nach unten oder nach oben zeigen? Ist mir völlig neu. Kann mir jemand helfen.

 

Gruss und Dank

Tom

[flowmotion]

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Bearbeitet 2. Oktober 2019 von flowmotion

[Michael Klamm]

Hallo miteinander,

 

wenn ich richtig informiert bin, wurde z.B. bei Lufthansa der Ausruf "V1" durch "Go!" ersetzt.

 

Gruß Michi:D

[A321Flyer]

"Go" wird 3 kts before v1 gerufen...

 

Gruss Martin

[Peter Guth]

hallo zusammen, sorry for any delay...

 

zur Verfeinerung noch einige Winzigkeiten. Neben den "werkseitigen" Flughandbüchern erlassen die Airlines bei Bedarf individuelle Weisungen im Bezug auf die "Bedienung" ihrer Fluggeräte. Das hängt mit spezifischer (bestellter) Ausstattung, Performance und internen Erfahrungen zusammen.

 

Dazu gehören dann ggf. sogar individuelle Weisungen an die Flightcrew für callouts, wie im Beispiel der "Hansens" mit möglichem "Go" bei ca. 3 kts unterhalb V1. Andere Companies beschränken sich auf die Kommandos "take off power set, eighty, V1, rotate, V2....". Es gibt also real nicht immer die häufig zitierten starren Regeln.

 

Im Rahmen eines Before Taxi-Briefings sind, neben dem Bremsentest, auch die Flightcontrolls durch adäquate Ausschläge zu checken. Man läßt die Steuerung dann auf neutral ("mittig") von Hand stehen. Je nach Fluggerät kann dann, beim Startlauf, diese Stellung zunächst "stehen" bleiben oder aber man "drückt" ein wenig - nach Gefühl- sogar auf "nose down".

 

Die zuvor einzustellende Trimmung bewirkt im Grunde genommen, dass der Pilot (bzw. die Steuerorgane) nicht mit Ruderausschlägen (hohe Last) arbeiten muß, ggf sogar mit zum "Anschlag" ziehen muß. Trimmung hat ja stets den Sinn, Voreinstellung durchzuführen, die danach nur geringe Ruderbewegungen ermöglichen.

 

Der liebe Hans hat die Thematik bestens erweitert bzw. angesprochen. Der größte Teil aller Pisten hat nicht die Längen beliebiger Beschleunigungs-Strecken. Dadurch rückt eine ausgewogene, der aktuellen Last und der abrufbaren Startleistung entsprechende Berechnung in den Vordergrund, zumal man ja nur 60% der Pistenlänge dafür nutzen darf.

 

(Vlo) Liftoff ist eine Resultierende (vereinfacht ausgedrückt: die nach "oben" ziehende, ähh, Kraft), die durch den zunehmend einzunehmen Anstellwinkel (z.B. 15° je nach Fluggerät/aerodynamische Effizienz), in Verbindung mit den Auftriebshilfen und dazugehörenden Luftsrömung-Geschwindigkeit sozusagen von "selbst" eintritt.

 

Im Kern bleibt die Sache: um diese "Resultierende" zu erreichen, muß stets ein notwendiger gleichgroßer Auftrieb vorliegen. Dieser entsteht entweder durch "große Auftriebshilfe" (Flaps) und verhältnismäßig geringerer Anströmgeschwindigkeit oder weniger Auftriebshilfe, dafür dann drastisch höhere Speed.

 

Weit ausgefahrende Klappen erhöhen zwar der Luftwiderstand (sie "verlängern" sozusagen wieder die Beschleunigungsstrecke, jedoch nur um marginale Werte, sodass der große Vorteil einer enormen Unterstützung (Erhöhung) der Auftriebskräfte bei Weitem überwiegt.

 

Gruß Peter

[Hans Tobolla]

Hallo zusammen,

 

jetzt habe ich mich einmal mit der Frage beschäftigt, ob man sich auf die V1 des FMC der PMDG 737-600 verlassen kann.

 

Dazu habe ich den Flieger innerhalb der Limits ordentlich beladen und dann für die RWY 34 LFSB den FMC programmiert:

V1 = 131 kts, Vr = 131 kts, V2 = 139 kts. V1 = Vr bei einer 3900m-Bahn - das mag ich glauben.

 

Dann habe ich den Flieger bei gleicher Beladung auf die nur 1820m lange Rwy 26 versetzt, und den FMC von Grund auf neu für diese Bahn neu programmiert:

V1 = 131 kts, Vr = 131kts, V2 = 139 kts, die gleichen Werte wie für die lange Bahn. Erwartet habe ich, dass V1 wegen der kurzen Bahn nun erheblich geringer ist als Vr. Beim Start hatte ich dann ca. 300 m vor dem Ende der Bahn Vr erreicht. Auf keinen Fall hätte die Bahn ausgereicht, um V1 (131 kts) wegzubremsen.

 

Mein erster Eindruck: Die vom FMC berechneten V1-Werte sind unbrauchbar.

 

 

Gruß!

 

Hans

[FalconJockey]

Hallo Hans!

 

Das FMC an sich ist ja auch nicht DIE Quelle, um die Startberechnungen durchzuführen. Dafür benötigt man die "Runway tables", die so oft erwähnten und auch schon an anderer Stelle erklärten Tabellen, aus denen man herauslesen kann ob die Bahn reicht oder nicht. Wenn das FMC das aber eigentlich können sollte und dann doch nicht macht, ist es einfach schlecht programmiert. Aber das ist halt nur ein Flugsimulator und keine millionenschwere Avionic, so einfach ist's!

[Hans Tobolla]

Hi Andreas,

 

Du hast natürlich Recht. Kein Wert ist sinnvoller als ein falscher Wert.

 

Aber, für den FS wäre es schon sehr praktisch, wenn der FMC zumindest einen akzeptablen Wert liefern würde, denn dann käme man ohne Tabellen aus (in die sowieso kaum ein virtueller Pilot einen Blick wirft).

 

So schwierig kann das doch nun wirklich nicht sein eine Berechnung zu programmieren, die näherungsweise richtig ist. Alle wichtigen Kenngrößen (z.B. Runwaylänge, Masse, Beschleunigung, maximale Bremsverzögerung) sind doch bekannt.

 

Viele Grüße!

 

Hans