Pilotentraining Treibstoffplanung

[Peter Guth]

Pilotentraining: FUEL CALCULATION

 

 

Hallo Piloten,

 

immer wieder erreichen mich Anfragen zur Berechnung des Treibstoffs für einen Flug. In letzter Zeit ist das Thema insbesondere bei Fluggeräten aktuell, die über ein FMC verfügen. Hierbei sind zutreffende Werte bereits bei der Cockpit Preparation zu programmieren.

 

Insbesondere bei Maschinen mit FMC, die auch die Funktion VNAV ermöglichen, ist bekannter Weise eine exakte Dateneingabe unbedingt notwendig, um dem Bordcomputer eine passende Leistungssteuerung zu ermöglichen.

 

Deshalb hier nochmals die allgemein gültigen Faustformeln. Diese kommen dem realen Verbrauch sehr (!) nahe und erleichtern die Fuel Calculations dramatisch. Denn beim realen Flug besteht die Treibstoffkalkulation aus einer Vielzahl hochkomplexer Faktoren, beginnend beim Gewicht, Wetter/Wind/Luftdruck, Blockzeit/Flugzeite, Flightlevel, Triebwerkleistungen u.v.m.

 

Immerhin haben nachstehend erläuterten Formeln eine Genauigkeit von 99%. Für reale Verkehrsfliegerei nicht genau genug, sehr wohl aber beim Flight Simulator. Und zwar auch für Jets/Panels ohne FMC

 

 

1. BERECHNUNG DES BLOCKFUEL ÜBER DAS TAKE OFF WEIGHT/TOW:

 

also das Startgewicht der Maschine, incl. "Flugzeug", Crew, Passagiere + Fracht (payload), Catering UND Treibstoff an Bord (fuel on board/FOB). Hier gilt die Prozentrechnung:

 

benötigte Informationen: Gewicht der beladenen Maschine incl. Treibstoff und die Flugzeit.

 

MERKE:

je Tonne TOW werden 4% pro Flugstunde benötigt. Darin enthalten sind alle "Mittelwerte" aus Take Off, Climb, Cruise, Descent, Approach, aber keine Reserven!

 

Beispiel B777:

TOW 280 to, geplante Flugzeit 10 Stunden: 280 x 4% x 10 Stunden = 112 to

(Mögliches ZFW daraus: 280 to - 112 to = 168to)

 

Beispiel B737:

TOW 60 to, geplante Flugzeit 2 ½ Stunden: 60 x 4% x 2,5 Stunden = 6 to

(Mögliches ZFW daraus: 60 to - 6 to = 54 to)

 

2. BERECHNUNG DES BLOCKFUEL ÜBER DAS ZERO FUEL WEIGHT/ZFW

 

also das Startgewicht der Maschine, incl. "Flugzeug", Crew, Passagiere + Fracht (payload), Catering OHNE Treibstoff . Hier gilt die Verhältnisrechnung, die etwas komplizierter ist.

Benötigte Informationen: Gewicht der beladenen Maschine ohne Treibstoff und die Flugzeit

 

MERKE:

Flugzeug UND Treibstoff gleich 100 Gewichtsanteile (100%). Es wird das Verhältnis zwischen dem ZFW und dem benötigten Tripfuel berechnet.

 

Beispiel: B777: ZFW 168to, geplante Flugzeit 10:00 Stunden

 

1.Rechengang:

Flugzeit (in Dezimal umgewandelte Stunden) mal 4%

Hier im Beispiel: Flugzeit 10 Stunden mal 4 = 40 Gewichtsanteile (40%)

 

2.Rechengang:

Bekanntes ZFW nun in das Verhältnis zum zuvor berechneten Treibstoff setzen:

Wenn Treibstoff plus ZFW 100% bedeuten und der Treibstoffanteil 40% ist, dann beträgt das ZFW 60% Gewichtsanteil.

Oder ein Verhältnis von 40 zu 60, umgerechnet 40:60 = 0,6666

 

Das ZFW beträgt 168to (Anteil am späteren Gesamtgewicht 60). Das Verhältnis zum Treibstoff muß 0,6666 betragen. Also 168to ZFW mal 0,6666 = 112 to.

 

Demnach sind 112 Tonnen Kerosin tanken (ohne Reserven).

 

Und siehe da: 168 to ZFW plus 112 to Treibstoff macht, im Beispiel 280 to TOW.

 

 

Beispiel: B737: ZFW 60to, geplante Flugzeit 2:30 Stunden

 

1.Rechengang:

Flugzeit (in Dezimal umgewandelte Stunden) mal 4%

Hier im Beispiel: Flugzeit 2,5 Stunden mal 4 = 10 Gewichtsanteile (10%)

 

2.Rechengang:

Bekanntes ZFW nun in das Verhältnis zum zuvor berechneten Treibstoff setzen:

Wenn Treibstoff plus ZFW 100% bedeuten und der Treibstoffanteil 10% ist, dann beträgt das ZFW 90% Gewichtsanteil.

Oder ein Verhältnis von 10 zu 90, umgerechnet 10:90 = 0,1111

 

Das ZFW beträgt 54to (Anteil am späteren Gesamtgewicht 90%). Das Verhältnis zum Treibstoff muß 0,1111 betragen, also 54to ZFW mal 0,1111 = 6 to.

 

Demnach sind 6 Tonnen Kerosin tanken (ohne Reserven).

 

Und siehe da: 54 to ZFW plus 6 to Treibstoff macht, im Beispiel 60 to TOW.

 

 

So einfach ist das. Da kann man sich andere Treibstoffplaner sparen. Taschenrechner genügt.

 

Gruß PG

 

[Gast harry]

profis gehen von PLW, zu fliegender strecke und gegen- bzw ruecken-wind aus. das TOW ergibt sich dann automatisch.

 

in meinem 747 AOM wird folgende methode beschrieben:

 

aus der entfernung ergibt sich die flugzeit. mal die gegenwindkomponente ergibt eine entfernungskorrektur und die gesamte zu fliegende strecke und flugzeit. aus einer tabelle bekommt man dann die spritmenge, die fuer den flug selbst noetig ist. dazu kommt noch eine korrektur, abhaengig vom PLW (inklusive reserven). das haengt wieder vom FL ab. alles zusammen ergibt dann das TOW, das natuerlich auch wieder einen bestimmten wert nicht uebersteigen darf. dieser wert haengt von verschiedenen faktoren ab: laenge der landebahn, wetter, hoehe des flughafens,...

 

aus dem TOW ergibt sich dann der erste FL (in PS1 stelle ich den FMC ca 10 FLs hoeher als die anzeige in der CRZ seite, weil bis ich da oben bin, hab ich ja schon einiges an sprit verheizt, und der opt. FL ist hoeher als vorher) und aus dem PLW ergibt sich der letzte FL vor dem sinkflug. wenn man bei der spritplanung vom falschen FL ausgegangen ist, ist es zu empfehlen das ganze nochmal zu machen...

[Peter Guth]

..sehr korrekt beschrieben. Allerdings gibt es eine WINZIGE Unstimmigkeit für den Flightsimulator: Wo, bitte schön, kann der PC Pilot diese genannte Tabelle hernehmen, in die DU (real?) hineinschaust, um anhand der vielen Koeffizienten die Spritmenge zu finden?

 

Richtig, es gibt sie nicht im FS System. Siehste, und deshalb habe ich mir die Mühe gemacht, einmal vereinfachte allgmein gültige Formeln darzulegen

[Gast harry]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="Verdana, Arial">Zitat:</font><HR>Original erstellt von Peter Guth:

..sehr korrekt beschrieben. Allerdings gibt es eine WINZIGE Unstimmigkeit für den Flightsimulator: Wo, bitte schön, kann der PC Pilot diese genannte Tabelle hernehmen, in die DU (real?) hineinschaust, um anhand der vielen Koeffizienten die Spritmenge zu finden?

 

bei guten simulatoren werden diese tabellen migeliefert. ausserdem gibts noch AOMs. allerdings wenn man ein AOM vom original in nem billigsimulator benutzt, kann es ueberraschungen geben. in PS1, OTOH, kommt der verbrauch schon sehr nah an die werte einer echten 747-400 unter den gleichen bedingungen heran.

[Peter Guth]

akzeptiere bitte - mit unendlicher Großzügigkeit - die Faustformeln für die ganz "winzige Minderheit" der restlichen 98% Flightsimmer, die kein PS1 oder sonstige High End Fluggeräte mit adäquatem AOM besitzen.

 

Merke: diese hochmotivierten, freundlicheren Leute verdienen es nicht, mit begnadeter Arroganz abgekanzelt zu werden, nur weil sie (Zitat)"nen Billigsimulator" benutzen -oder benutzen müssen (Jugend) und deshalb keinen Zugang zu ergänzenden Unterlagen haben.

 

 

[Hannes]

Hallo Peter

 

Ich danke dir herzlichst für deine Erläuterungen. Ich bin immer ein bisschen stolz, wenn ich an der Destination ankomme und feststellen kann: Doch, doch! Die Treibstoffanzeigen präsentieren mir so in etwa die angestrebte Menge.

 

Eine Frage noch: Sind diese Faustformeln von dir persönlich? Hast du über all die Jahre deiner Karriere diese gewisse Regelmässigkeit feststellen können?

 

Gruss von einem Billigsimulatorflieger, der Peters Faustformeln zu schätzen weiss - Hannes

[Peter Guth]

hallo, Hannes,

 

also diese Faustformeln habe ich anhand der realen Verbrauchsdaten mittels einem Kalkulationsprogramm ermittelt. Sie beinhalten den hohen Fuelflow beim TO + Climb, den moderaten Verbrauch beim Cruise und das "Fast Leerlauf" beim Descent.

 

Die original Formel lautet übrigens:

(ZFW x 4% x Blocktime) geteilt durch

1 - (4% x Blocktime)

 

Zeitangaben zuvor immer in Dezimal umwandeln.

 

Diese Faustformel gilt für Flüge ab 45 Minuten (0,75 Std). Darunter sollte man mit 5% rechnen, wegen des verhältnismäßig geringeren Anteil des Cruise.

 

Egal wie, die daraus resultierenden Treibstoffmengen passen nicht nur real, sondern auch weitestgehendst (!!!)im Simulator. Sollte die FS Maschine hiervon erheblich abweichen, dann muß der PC Pilot diese (eine) Maschine mit einem individuellen Korrekturfaktor versehen, z.B. 4,5% als Rechenbasis.

 

Noch ein winziger Tipp dazu für die Piloten, die eine "moderne" Maschine a´la Phoenix B777 im Simulator benutzen können. Diese Fluggeräte sind mit einer Digital-Trimm Anzeige auf dem Trottle Panel - gemäß realem Vorbild - bestückt.

 

Die Trimmdaten errechnen sich dabei wie folgt: man berechne das TOW in lbs und verwende die ersten beiden Ziffern für das setzen der TO Trimmung.

 

Beispiel: TOW 410.000 lbs = 41er Trimmwert

 

Da man jedoch immer mit Tonnen kalkuliert, muß dafür der Faktor 2,2 verwendet werden.

Also 1000kg = 2200 lbs

 

Beispiel: TOW 186 to = davon die ersten beiden Ziffern = 18 mal 2,2 = 41er Trimmwert

 

alles klar?

Gruß PG

 

 

[Hannes]

Hi Peter!

 

Nun ist fast alles klar. Danke! Allerdings kann ich mir schlecht vorstellen, wo der Anwendungsbereich der "BERECHNUNG DES BLOCKFUEL ÜBER DAS TAKE OFF WEIGHT/TOW" liegt. Was macht es den für einen Sinn, die Treibstoffmenge zu kalkulieren, wenn man sie so oder so schon kennt? Ich meine, zur Bestimmung des TOW muss ich ja zwingend die Treibstoffmenge kennen.

 

Und da ist noch etwas, was vielleicht etwas vom Ursprünglichen Thema abweicht. Es geht um die Trimmwerte: Ich fliege fast ausschliesslich mit dem A320 der IADG und dem Panel von A. Jaros. Nun habe ich gesehen, dass dort die Trimmwerte in Grad angegeben werden (und zwar von +19.8° bis -19.8° ... ist doch ein extremes Spektrum). Stimmt das für das reale Vorbild auch? Und gibt's da evtl. auch Faustformeln?

 

MfG

 

Hannes

[Peter Guth]

hallo, Hannes,

 

also die Sache ist ja logisch einfach: sollte durch Anwendung der Faustformel der Treibstoffbedarf errechnet werden UND das ZFW plus FUEL zu hoch liegen (nämlich über dem MTOW), dann ist dasZFW zu hoch. Das heißt, die Maschine kann in der gewählten Belastungsklasse eben nicht(!) die Fluglänge durchführen, wie geplant.

 

Da man das OEW (das Gewicht der "leeren" Maschine, incl. Crew, nicht reduzieren kann (fixed), muss also die Payload verringert werden. Was z.B. bei Phoenix (B777...) per Load Edit funktioniert.

 

In dem Fall muss (!) also das ZFW reduziert werden. Nimm also mal folgende, erheblich vereinfachte Erklärung: die Beladung des Maindeck (also Paxe plus deren Gepäck im Unterdeck - man rechnet, ähh, ca 100kg/pax)

erreicht entweder bereits das Limit, oder aber die Airline kann noch Fracht mitnehmen. Da die gebuchten Paxe auf jeden Fall in die Kiste müssen, wäre also mit der Std By Fracht zu variieren. So, und dann erhält der virtuelle Pilot ein Load Sheet, auf dem nunmehr sein ZFW ausgewiesen ist.

 

Und dann muß er in der Lage sein, die für dieses Gewicht und die bekannte Flugzeit benötigte Treibstoffmenge zu ordern. Genau hier soll ja die Faustformel einsetzen.

 

Real ist das System natürlich anders. Denn bereits im Dispatch sind die zuerwartenden Gewichte bekannt (man kennt die Anzahl der verkauften Sitzplätze und die mitzunehmende Fracht, errechnet vorab -auf Basis der Datenbanken/Erfahrungswerte/AOM´s/PerformanceTabellen - den Tripfuel für die Flugzeit. Selbstverständlich beinhaltet diese Flugzeit alle Wetterkomponenten, Temperaturen usw. Daraus resultiert, wie immer, eine Empfehlung an die Flightcrew, die jedoch beim Groundbriefing eigenverantwortlich das prüfen und akzeptieren muss oder aber in der Rubrik "crew corrections" auf dem Fuel Calculation Sheet" eigene Werte ergänzt. Alles in allem bleibt aber die Rechenbasis bestehen: erst wenn man das ZFW kennt und die (bereinigte) Flugzeit, dann erst kann man die dafür benötigte Treibstoffmenge ermitteln. Genau hierzu dient ja die Faustformel für den Simulatorbetrieb.

 

Das beschriebene Trimm-Set bezieht sich, wie genannt, nur auf digitale Sets der als Beispiel aufgeführten Fluggeräte im Simulator.

 

Real gelten für andere Typen selbstverständlich differenzierte Berechnungsvorgaben. Hier verwendet man ein Balance+Trimmsheet, ein flugzeugpezifisches Diagramm, dessen diverse eingetragene Gewichts-"Linien" eine Resultierende ergeben. Egal welche Ergebniseinheit dabei heraus kommt: diese Werte müssen "gesetzt" werden. Es ist dann wurscht, ob die individuelle (!) Flugzeug-Trimmskala dazu Prozent, Grad, Dots oder was auch immer anzeigt. OK, bei der B777 ist es als die digitale Skala, auf nur die ich mein Beispiel bezog.

 

Vereinfacht sei gesagt: je schwerer ein FS Flugzeug ist, um so mehr muss auf Nose up getrimmt werden. Die realen Basics für den Airbus kenne ich nicht, aber die Naturgesetze(Flug-Aerodynamik) ist im Prinzip gleich. Ich denke aber, dass zur, von Dir erwähnten Maschine auch ein "AOM" gehört, aus dem der FS Pilot diese elementaren Basisinfos entnehmen kann.

 

Falls nicht, so setze mal probeweise bei max. TOW die Trimmung auch auf max. Nose Up auf der Skala (egal, ob dort nach Grad, Prozent oder Bratwursteinheiten gefragt ist). Und beobachte dann mal das Verhalten nach dem rotieren. Insbesondere das "Ansprechverhalten" des Höhenruders.

 

Ein gutes Beispiel ist/war MADDOG MD83. Wenn diese Maschine im Simulator durch volle Tanks (hierbei der einzig mögliche Beladungs/Lastspielraum)auf MTOW gesetzt wurde, dann passierte bem rotieren nichts, in Worten nix, wenn der Pilot nicht zuvor die Trimmung manuell - und mangels Informationen - auf maximal Nose Up getrimmt hatte.

 

Gerade deshalb habe ich ja immer wieder (ich weiß, meistens erfolglos) dafür plädiert, sich im FS System auf nur ein Flugzeugmuster zu beschränken. Das lernt man kennen (z.B. den simulierten Verbrauch und die notwendige Trimmung), wenn man sich anfangs, zur späteren Weiterverwendung, adäquate Notizen gemacht hat.

 

Gruß PG

 

 

[ursmunger]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="Verdana, Arial">Zitat:</font><HR>Original erstellt von Peter Guth:

 

Vereinfacht sei gesagt: je schwerer ein FS Flugzeug ist, um so mehr muss auf Nose up getrimmt werden. Die realen Basics für den Airbus kenne ich nicht, aber die Naturgesetze(Flug-Aerodynamik) ist im Prinzip gleich. Ich denke aber, dass zur, von Dir erwähnten Maschine auch ein "AOM" gehört, aus dem der FS Pilot diese elementaren Basisinfos entnehmen kann.

 

[/b]

 

Hallo zusammen,

 

ich habe zwar die A320-Familie auch schon real geflogen - im Simulator der Lufthansa. Um die Trimmung habe ich mich dabei leider nicht gekümmert.

 

Bekanntlich sind die Airbusse ab A320 ja 'Fly by wire'. D.h., Du steuerst nicht direkt die Steuerflächen an, sondern gibst mit dem Sidestick einen Befehl, was das Flugzeug fliegen soll (Attitude, Bank usw).

Ich persönlich hatte dabei beim Platzrundenfliegen meine Mühe beim Kurvenfliegen - ich zog, wie bei 'normalen' Flugzeugen gelernt, auch leicht am Knüppel. Dies gab aber beim Airbus einen 'Befehl' zu steigen.....

 

Ich könnte mir vorstellen, dass die Trimmung ähnlich funktioniert. Du trimmst nicht direkt einen Ruderausschlag, wie bei herkömmlichen Flugzeugen, sondern in der Tat die gewünschte Attitude....nur so eine Vermutung.

Dabei wäre natürlich die Trimmung für den Start immer gleich - unabhängig vom TOW.

 

 

Genaues darüber könnte sicher unser SWR Airbus-Pilot Roli sagen!

 

Gruss

Urs

[Hannes]

Hallo Peter, hallo Urs

 

Vielen Dank für eure Infos. Ich werde nächstens einen neuen Beitrag in dieser Rubrik erstellen, um Roli über die noch ungeklärten Dinge (die A320 betreffend) ausfragen zu können. Im "AOM" zum air-File habe ich übrigens gewisse Anhaltspunkte gefunden, mit denen ich ein zumindest eingigermassen korrektes Trimsetting hinkriegen sollte.

 

Ähhm, ich wage schon fast nicht mehr zu Fragen. Aber, habe ich es richtig verstanden, dass das Flugzeug bei korrekten Take-Off-Trimmwerten ohne grossen Zug am Höhensteuer seine z.B. 17° NUP im Anfangssteigflug halten sollte? Will heissen, bei V_R zwingt man durch leichten Zug am Höhensteuer das Flugzeug die Nase zu heben, kann dann den Stick oder das Steuerhorn wieder in die Neutralstellung zurückbewegen und wird dabei einigermassen die gewünschte Lage halten können.

 

Weshalb ich mich für solche dinge Interessiere? Ich habe mittlerweilen schon stolze 9:00h TFT mit einer C172 auf dem Buckel und bin nun sehr interessiert, inwiefern sich die gelernten Dinge denn auch auf grosse Maschinen übertragen lassen. Wir pflegten nämlich den Trimm vor dem Take-Off auf die Take-Off Marke zu setzen (völlig unabhängig vom Gewicht wohlverstanden) und gaben uns dann bis zum Level-Off mit diesem Wert zufrieden, da wir die Pitch-Attitude wegen Wind und Thermik so oder so stets verändern mussten, um V_X bzw. V_Y bei konstanter Leistung halten zu können. Das scheint sich nun schlecht auf grössere Maschinen übertragen zu lassen.

 

Gruss Hannes