2 Geschwindigkeiten ?

[Carsten]

Hallo zusammen,

 

in grösseren Höhen unterscheidet man doch irgendwie zwischen zwei Geschwindigeiten ( TAS oder so ..) kann mir jemand kurz was dazu sagen ?

Bin technich nicht ganz so versiert, Laienerklärung würde reichen. Was ein Pitotrohr ist, weiss ich .

 

Und vielleicht eine zweite Frage : Was macht der Pitotschalter genau ?

 

Herzlichen Dank sagt

Carsten ;)

[conaly]

Hi,

es gibt drei verschiedene Geschwindigkeiten. Das sind:

GS - Ground Speed - Geschwindigkeit am Boden

TAS - True Airspeed - Geschwindigkeit in der Luft (fest)

IAS - Indicated Airspeed - Geschwindigkeit in der Luft (wechselnd bei jeweiliger Luftdichte).

 

In der Luftfahrt wir immer die IAS benutzt, denn die anderen Speeds sind nicht unbedingt nötig (aber auch nicht ganz unwichtig). Aber was nützt es wenn man mit 500 Knoten übern Boden schürt aber auf FL400 ganz hoch oben bei einer sehr geringen Luftdichte nur auf 120 Knoten kommt? Das heißt die IAS ändert sich je höher man kommt.

Hoffe ich konnte helfen.

[ivomaiolo]

Hallo Carsten

 

Die von dir gesuchten 2 Geschwindigkeiten sind wohl IAS und Mach. Was IAS ist, hat Dimitri bereits erwähnt. Ab einer gewissen Höhe wird die Geschwindigkeit in Mach gemessen oder anders gesagt, fliegt man nach Mach.

 

Die Machgeschwindigkeit ist grob gesagt, die eigene Geschwindigkeit in Relation zur Schallgeschwindigkeit in der aktuellen Höhe.

[tamiko]

Servus Carsten

 

 

Die beiden wichtigsten Grössen beim Fliegen sind die IAS (Indicated Air Speed) und die TAS (True Air Speed).

 

Um die Unterschiede zu verstehen, ist es nötig, zu wissen, wie ein Flugzeug überhaupt die Geschwindigkeit misst ;)

 

Ganz simpel gesagt, zeigt der Fahrtmesser nur die Differenz zwischen statischem Aussendruck und dem Druck, der durch die ins Pitotrohr einströhmende Luft entsteht, an. Beim Stillstand sind beide Drücke gleich, also 0 Knoten ;)

 

Wenn man dann aber immer schneller fliegt, kommen immer mehr Luftmolekole pro Sekunde ins Staurohr, Die Druckdifferenz wird also grösser, die angezeigte Geschwindigkeit (IAS ;) ) grösser :)

 

Jetzt kommt aber der entscheidende Punkt. Nämlich, dass die Luftdichte mit der Höhe abnimmt. Je höher man kommt enthält 1 Kubikmeter Luft also immer weniger Moleküle.

 

Fliegt man also (auf den Boden bezogen) in 10 000 Metern Höhe mit 400km/h, kommen pro Sekunde viel weniger Moleküle durchs Staurohr, als in nur 1000 Metern Höhe, wo die Luft noch dichter ist... Daher nimmt die IAS mit der Höhe ab.

 

Andererseits folgt daraus aber auch, dass man weiter oben "schneller" fliegen muss, denn da die Luftmoleküle, die durchs Staurohr kommen, auch die sind, die dem Flügel zu Auftrieb verhelfen, ist die IAS die relevanteste Grösse!!

Das Flugzeug stallt immer bei der selben IAS, zb. 110 Knoten, egal ob diese 110KIAS jetzt in geringer Höhe 112 Knoten True Airspeed entsprechen, oder in grosser Höhe 180KTAS... Bitte diesen Absatz mehrmals durchlesen, bis er wriklich verstanden ist :D

 

 

Die IAS ist also die Grösse, die am Fahrtmesser angezeigt, und die, die relevant ist für zb. Klappenspeeds etc.

 

Die TAS ist die "Wahre Geschwindigkeit", also die Geschwindigkeit, mit der man sich der Luftmasse gegenüber fortbewegt... Sie hängt aber auch von der Temperatur ab. Die am ND eines Airliners angezeigte TAS, ist soweit ich weiss, berechnet... Und in General Aviation Fliegern gibt es oft auf dem Fahrtmesser eine nach der Höhe einstellbare zweite Skala, die dann die TAS grob anzeigt... Dort ist sie aber auch nicht wirklich relevant, denn in 10 000Fuss ist die TAS vielleicht 15% grösser als die IAS...

 

Anders hingegen im Airliner, wo man in FL390 nur eine IAS von 245Knoten hat, aber eine TAS von 440 :D

 

Die letzte Speed ist die GS (Groundspeed) sie ist einfach die durch den Wind beeinflusste TAS... also die Geschwindigkeit, die man effektiv gegenüber der Erdoberfläche hat... Gemessen wird sie vom INS in Airlinern, oder in General Aviation Aircraft durchs GPS... ansonsten hat man keine Möglichkeit, in einer Cessna mehr als die IAS rauszufinden ;)

 

Ich hoffe es war halbwegs verständlich geschrieben :)

 

mfg

 

 

Joseph

[Christian Thomann]

... Ab einer gewissen Höhe....Schallgeschwindigkeit in der aktuellen Höhe.

 

Hallo Ivo

 

Also, das mit der gewissen oder aktuellen Höhe verstehe ich nicht ganz, wie du das ins Verhältnis bringen willst. Woher hast du diese Angabe?

 

Mach ist eine dimensionslose Zahl der Geschwindigkeit. Mach ist das Verhältnis der Geschwindigkeit eines Körpers zur Schallgeschwindigkeit. Die Schallgeschwindigkeit beträgt etwa 331 m/s oder 1192 km/h und ist abhängig von der Temperatur und nicht von der Höhe! Die Höhe ist nur die Folge der Temperatur in der atmosphärischen Luft.

 

Wer Lust hat, kann sich in dieser Tabelle die verschiedenen Zusammenhänge der Luft etwas betrachten, ich möchte aber nicht zu wissenschaftlich werden, sonst landen wir noch beim Problem der kompressiblen Strömungen ab ca. 0,3 Ma.

;)

 

Siehst du das anders?

 

Chregel

[ivomaiolo]

Hallo Chregel

 

Nee, da hast du mich falsch verstanden ;) Die Machgeschwindigkeit selber ist klar wie du beschrieben hast. Was ich meine ist, dass man bis ca. FL240 nach IAS fliegt und darüber nach Machgeschwindigkeit. Klar?

[Christian Thomann]

Okay!

 

Chregel

[Carsten]

Herzlichen Dank und super ....

 

sagt ihr mir jetzt noch, wozu der Pitot Schalter da ist ?

[Carsten]

Servus Carsten

 

 

Wenn man dann aber immer schneller fliegt, kommen immer mehr Luftmolekole pro Sekunde ins Staurohr, Die Druckdifferenz wird also grösser, die angezeigte Geschwindigkeit (IAS ;) ) grösser :)

 

Das finde ich unlogisch, Joseph...

Wenn wir von einem fixen Wert sagen wir fiktiv von 100 ( Aussendruck ) ausgehen und wir fliegen konstant mit sagen wir fiktiv 30 "Molekülen" dann kommen wir auf IAS 70.

Fliegen wir schneller in selbiger Höhe und es rauschen mehr Moleküle durch sagen wir 60 dann fliegen wir mit IAS 100-60 = 40. Somit ist doch IAS weniger und nicht mehr... ?!

[Markus Burkhard]

Herzlichen Dank und super ....

 

sagt ihr mir jetzt noch, wozu der Pitot Schalter da ist ?

Was für ein Pitot-Schalter? Da müsstest du noch den Flugzeugtyp angeben...

Aber vermutlich meinst du Pitot-Heat, also die Heizung des Staurohrs. Bei gewissen Flugzeugen wird diese automatisch ein- und ausgeschaltet.

 

Gruess

Markus

[Felidae]

Wenn wir von einem fixen Wert sagen wir fiktiv von 100 ( Aussendruck ) ausgehen und wir fliegen konstant mit sagen wir fiktiv 30 "Molekülen" dann kommen wir auf IAS 70.

Fliegen wir schneller in selbiger Höhe und es rauschen mehr Moleküle durch sagen wir 60 dann fliegen wir mit IAS 100-60 = 40. Somit ist doch IAS weniger und nicht mehr... ?!

 

Vorsicht Denkfehler.

 

Angenommen wir haben einen Aussendruck von 1013mbar und das Flugzeug steht, dann lasstet auf das Pitotrohr welcher druck? Richtig 1013mbar. Die differenz ist also 0

 

Nun bewegt sich das Flugzeug meinetwegen auf dem Taxiway der Aussendruck beträgt noch immer 1013mbar aber das Pitotrohr wird von vorne angeströmt damit steigt der druck im Pitot und wir haben eine Druckdifferenz die nun in kt IAS ausgegeben wird.

[Carsten]

Vorsicht Denkfehler.

 

Angenommen wir haben einen Aussendruck von 1013mbar und das Flugzeug steht, dann lasstet auf das Pitotrohr welcher druck? Richtig 1013mbar. Die differenz ist also 0

 

Nun bewegt sich das Flugzeug meinetwegen auf dem Taxiway der Aussendruck beträgt noch immer 1013mbar aber das Pitotrohr wird von vorne angeströmt damit steigt der druck im Pitot und wir haben eine Druckdifferenz die nun in kt IAS ausgegeben wird.

 

 

Moment, sorry, die behauptete These von Joseph war doch : Wenn wir bei konstantem Aussendruck ( also selbe Höhe ) schneller fliegen, rauschen mehr Luftteilchen duruch das Staurohr... Also bei von der konstanten Grösse ( Aussendruck ) zu subrahierende Wert ( Menge der Luftteilchen ) grösser wird, weil Flugzeug schneller, dann wird doch das Ergebnis kleiner...

Daher mein Beispiel :

V1 ( alles fiktiv ) : 1000 (Aussendruck ) - 500 ( Teilchen ) = 500 IAS

V2 (schneller ) : 1000 - 800 ( Teilchen ) = 200 IAS

 

Somit ist IAS bei V2 doch kleiner als bei V1 rein logisch betrachtet, oder ? :rolleyes:

[DNovet]

Carsten, du rechnest falsch rum...

 

Zwei Fehler, erstens der Druck im Pitot muss grösser sein als der statische, denn einerseits enthält er ja schon den statischen Druck (muss, ansonsten ist was falsch gelaufen...) und dieser wird dann zusätzlich noch erhöht, indem sich die Molekülchen durch den Fahrtwind angetrieben im Pitotrohr eine convention abhalten... Zweitens musst du den statischen Druck vom Dynamischen abziehen, sprich Pitot minus Statik, nicht umekehrt, dies dürfte aber ein Folge aufgrund des Grössenfehlers des Pitotdrucks sein.

 

Also zB stehend on Ground in ISO-standard Atmosphäre:

Statik 1013mbar, Pitot 1013mbar --> 1013mbar-1013mbar=0mbar.

 

Rollend bei ISO während dem takeoff:

Statik 1013mbar, Pitot 1108mbar --> 1108mbar-1013mbar=95mbar.

 

In welchem Verhältniss dann die entstandene Druckdifferenz in Knoten angezeigt wird, muss ich leider passen.

 

Alles paleddi?

 

Gruss, Dani

 

Alles paleddi?

[americanflyyer]

DAs Staurohr misst ja nicht die Zahl der hindurchrauschenden Luftmoleküle sonder, wie gesagt, den Unterschied zwischen dem statischen Druck und dem dynamischen Druck. Der statische Druck ist der Druck der umgebenden Luft. Er lastet also auch auf dem Staurohr. Bewegt sich das Flugzeug Lastet auf dem Staurohr ein zusatzlicher, durch die Vorwärtsbewegung erzeugter Druck, der dynamische Druck. Diesen unterschied zeigt der Fahrtmesser an.

 

In den richtig alten Flugzeugen wurde die Geschwindigkeit so gemessen:

Ein Stab war drehbar gelagert und wurde durch eine Feder an einen Anschlag gezogen. Am einen ende des Stabs war eine kleine Platte angebracht, die sich im Flug frei im Luftstrom befand. An der anderen Seite war zu einem Zeiger geformt. Stand das Flugzeug herrste um die kleine Patte herum überall der gleiche Druck. Wenn das Flugzeug flog wurde die Platte durch den Fahrtwind gegen den Federzug nach hinten gedrückt. Vor der Platte herschte der Luftdruck plus den Druck des Fahrtwindes und hinter der Platte herschte nur der Luftdruck. Der Zeiger wanderte auf einer Skala vom Anschlag weg und zeigte die Geschwindigkeit an. Je schneller man flog um so größer war der Fahrtwind und umso stärker wurde die Platte nach hinten gedrückt da der Luftdruck hinter der Platte gleich blieb. Vom Prinzip her geht das heute auch so. Der Unterschied zwischen statischem und dynamischem Druck wird als Geschwindigkeit angezeigt.

Der heutige Fahrtmesser besteht aus zwei Dosen. Einer äusseren und einer Inneren. Diese Dosen können sich leicht ausdehnen. In die innere Dose wird der statische Druck geleitet. In ihr herscht also der umgebende Luftdruck. Die äussere Dose ist mit dem Staurohr verbunden. Steht das Flugzeug, herscht in beiden Dosen der gleiche Druck. Fliegt das Flugzeug herscht in der inneren Dose immernoch der normale Luftdruck. In der äusseren Dose herscht aber nun der umgebende Luftdruck plus den Druck des Fahrtwindes. Das unterschiedliche ausdehnen der Dosen aufgrund der unterschiedlichen Drücke wird mechanisch so umgewandelt, das sich am Ende der für uns sichtbare Zeiger bewegt und uns die Geschwindigkeit anzeigt.

 

Ich hoffe, das ich helfen konnte. Fals ich mit irgend einer Aussage daneben liege berichtigt mich bitte.

 

edit: schitt, jetzt war doch jemand schneller

[Carsten]

Aaahhh ja, supi, danke da hatte ich wirklich nen Denkfehler ;)

 

Jetzt ist alles klar.

 

Und die T A S also die Geschwindigkeit Fluzeug gegen Luftmassen, wo und wie wir die gemessen und wann braucht der Pilot die ?

 

so langsam kommt Licht ins Dunkle :-))

[fifo]

Noch eine kleine Korrektur zu D-EEOP und DNovet:

 

Gemessen wird im Pitot der Gesammtdruck. Gerechnet wird dann (bei Kleinflugzeugen natürlich mechanisch):

 

Gesammtdruck - Statischer Druck = Dynamischer Druck.

 

Dieser dynamische Druck wird im Cockpit auf einem Anzeigeinstrument (Druckmesser), welches in Geschwindigkeit (zB Knoten) geeicht ist, angezeigt. Ansonsten sind eure Ausführungen richtig. Oder liege ich falsch?

 

Gruss Philipp

[Berni]

Aaahhh ja, supi, danke da hatte ich wirklich nen Denkfehler ;)

 

Jetzt ist alles klar.

 

Und die T A S also die Geschwindigkeit Fluzeug gegen Luftmassen, wo und wie wir die gemessen und wann braucht der Pilot die ?

 

so langsam kommt Licht ins Dunkle :-))

 

Die TAS wird unter Berücksichtigung der Dichte, die aus Druck und Temperatur ermittelt wird, berechnt. Eine Faustformel lautet:

 

TAS = IAS + 2% je tausend Fuß über MSL. Bei einer IAS von 100kt in 10.000ft beträgt die TAS 120kt. die Faustformel gilt meines Wissens nach nur bis 10.000ft und unter 200kt IAS.

 

Gruß,

Berni

[americanflyyer]

Noch eine kleine Korrektur zu D-EEOP und DNovet:

 

Gemessen wird im Pitot der Gesammtdruck. Gerechnet wird dann (bei Kleinflugzeugen natürlich mechanisch):

 

Gesammtdruck - Statischer Druck = Dynamischer Druck.

 

Dieser dynamische Druck wird im Cockpit auf einem Anzeigeinstrument (Druckmesser), welches in Geschwindigkeit (zB Knoten) geeicht ist, angezeigt. Ansonsten sind eure Ausführungen richtig. Oder liege ich falsch?

 

Gruss Philipp

 

 

Habe nochmal nachgelesen und werde mal einen Absatz zu diesem Thema aus dem Aerokurier 6/2005, Rubrik: Praxis, Überschrift: Fahrt ist das halbe Leben, Seite 51 zitieren:

 

>>Das Prinzip des Fahrtmessers ist eher simpel: An der Geräterückseite finden sich zwei Anschlüsse an das Staustatiksystem. Einer für den Gesamtdruck, der andere für den statischen Druck. Im Gehäuse ist eine Membrandose platziert, die im Innerenmit dem momentanenGesamtdruck (statischer plus dynamischer Druck) beaufschlagt wird. Auf das Dosenäußere wirkt der umgebende statische Druck. Die aufgrund von Druckdifferenzen entstehenden Auslenkungen werden mittels einer Mechanik auf einer Skala zur Anzeige gebracht. Als Maßeinheit finden sich bei Flugzeugen durchweg Knoten/kts, daneben manchmal miles per hour oder km/h.

Fahrtmesser sind ebenso wie Höhenmesser nach Werten der ICAO-Standartatmosphäre geeicht.

 

Als Privatpilot ist es ausreichend, zwischen drei Arten von Geschwindigkeiten zu unterscheiden:

 

-IAS (indicated Air Speed): vom Fahrtmesser angezeigte Geschwindigkeit. Immer dann, wenn für den Piloten Aerodynamik und Flugleistung im Spiel sind, ist der Terminus "Indicated Air Speed/IAS" korrekt. Aber Achtung: Da mit zunehmender Höhe die IAS-Anzeige im Verhältnis zur wahren Eigengeschwindigkeit zurückbleibt, "wandert" auch der rote Vne-Strich rückwärts.

 

-CAS (Calibrated Air Speed): korrigierte Geschwindigkeit. Diese Anzeige berücksichtigt mechanische Fehler des Fahrtmessers. Die aerodynamischen Qualitäten eines Flugzeuges sind davon abhängig. Ebenso einbezogen sind Messfehler, welche durch die Strömungsverhältnisse im Bereich des Staurohrs hervorgerufen werden. Im Langsahmflugbereich ist der Anzeigefehler größer als bei höheren Geschwindigkeiten. Im Flughandbuch (Abschnitt 5: Leistungen) sind die Fahrtmesser-Korrekturwerte abgebildet. In manch älteren Flughandbüchern wird für CAS der heute weniger gebräuchliche Begriff RAS (Recified Air SPeed) verwendet.

 

-TAS (True Air Speed): wahre Eigengeschwindigkeit. Dies ist die Relativgeschwindigkeit des Flugzeugs gegenüber der umgebenden Luft. Sie wird aus der berichtigten Fahrtmesseranzeige (CAS) durch Anbringung der Dichtekorrektur (Höhen- und Temperaturberichtigung) bestimmt. Mit zunehmender Flughöhe wird die IAS im Vergleich zur TAS immer kleiner. In einer Dichtehöhe von 5000ft erhöht sich die TAS gegenüber der IAS um 8 Prozent, in 10.000ft sind es schon 17 Prozent. Die TAS dient als Referenz für navigatorische Zwecke wie zur Ermittlung der Geschwindigkeit über Grund (Ground Speed/GS). <<

 

Ich hoffe, das jetzt alles geklärt ist. Wen das Thema interessiert, ich habe oben ja meine Quelle geschrieben. Im übrigen kann ich den Aerokurier nur jedem Luftfahrtbegeistertem empfehlen. http://www.aerokurier.rotor.com

[fifo]

Wenn sich Experten Streiten, aber um es mal in deinen Worten auszudrücken:

 

...den Unterschied zwischen dem statischen Druck und dem dynamischen Druck. ....

 

Stimmt nicht (ergibt nonsens), sondern

... momentanenGesamtdruck (statischer plus dynamischer Druck) ...

 

ist richtig. Oder umgeformt:

 

....Gesammtdruck - Statischer Druck = Dynamischer Druck...

 

Gruss Philipp

[Carsten]

Vielen Dank noch mal an alle :-)

[Hans Tobolla]

@Joseph

 

Du schreibst, dass die TAS auch von der Temperatur abhängt. Stimmt das wirklich?

 

Gruß!

 

Hans

[Markus Burkhard]

Hans,

 

bin zwar nicht Joseph, aber ja, das ist richtig.

 

Der erste Schritt für die Umrechnung von IAS in TAS ist zwar lediglich die Flughöhe, in einem zweiten Schritt muss aber auch für die Temperatur korrigiert werden sofern die OAT 10 oder mehr Grad wärmer bzw. kälter als Standard ist.

 

Gruess

Markus

[Hans Tobolla]

@Markus

 

Es kommt sehr darauf an, welche Merkmale man der TAS zuordnet. Wenn man Geschwindigkeit des Flugzeugs durch die umgebende, ungestörte Luft als TAS bezeichnet, dann hat diese TAS überhaupt nichts mit dem Zustand (Druck, Diche, Temperatur) der Luft zu tun.

Der auf dem Navigationsdisplay als TAS angezeigte Wert würde ich lieber ITAS (Indicated TAS) nennen, weil dieser Wert abhängig von den Messwerten Druckhöhe und Temperatur, sowie der Kompressibilität von der IAS ausgerechnet wird und fehlerbehaftet ist.

 

Viele Grüße!

 

Hans