Anzeige der Windstärke und deren Richtung

[Adi]

Hallo

 

Ich frage mich schon seit längerer Zeit, wie eine Anzeige im Cockpit während dem Reiseflug eigentlich die Windstärke und deren Richtung anzeigen kann. Mit Sensoren, die aussen am Flugzeug angebracht sind, kann dies ja nicht gemessen werden. Das muss doch irgendwie berechnet werden. Ich habe mal gehört, dass man hierfür mit Vektoren vorgeht.

 

Danke für eure Antworten.

 

Gruss

 

Adi

[ursmunger]

Hoi Adi,

 

Die heutigen Naviationssysteme sind ja bekanntlich sehr genau.

Sie ermitteln auch den Kurs über Grund und die Wahre Geschwindigkeit (Ground speed).

 

Dies wird dann mit den 'flugzeugspezifischen' Werten verglichen: TAS und Heading.

 

Danach kann mit einfachster Trigonometrie der Wind berechnet werden. In Flugzeugen mit FMS macht das das System automatisch.

 

Hat ein Flugzeug kein FMS werden auch die Werte nicht abgeglichen. Die meisten VFR-GPS können aber schon den Wind berechnen - dazu muss der Pilot aber normalerweise das Heading und die TAS des Flugzeuges eingeben.

 

Alles klar?

Wie's im Detail funktioniert kann sicher einer unserer 'Technik-Hirsche' erklären.

 

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Gruess us Gämf

Urs

[Peter Guth]

guten Morgen,

 

die Windinformationen, komfortabel auf dem ND angezeigt, ermittelt der Bordrechner schlicht weg aus der Differenz Track/Heading, wenn, ja wenn ein AP System an Bord ist.

 

Dieses hält "auf Teufel kommt raus" den vorgegeben Kurs. Der Vogel wird solange "gedreht", bis er dauerhaft in die Sollrichtung fliegt. Dabei ergibt sich ein mehr oder weniger großer Vorhaltewinkel. Hierbei dreht sich die Längsachse der Maschine (Heading) in den Wind. Die Maschine fliegt also "schräg stehend" durch die Luft.

 

Diese Differenz (eigentlich nur diese!) zeigt der Monitor an. Und dann ist es ein leichtes, zum Differenz-Vorhaltewinkel dem Piloten auch die daraus resultierenden Windeinflüsse anzuzeigen.

 

Gruß PG

[ursmunger]

Hallo Peter,

 

soviel ich weiss, zeigt das ND den aktuellen Wind an, oder nicht? Daher können uns die Piloten ja auch den 'spot wind' angeben.

 

Gemäss meinem Mathematikverständnis kann das nicht nur durch die Differenz Track/Heading errechnet werden - dazu braucht es auch den GS und TAS.

Denn, geometrisch gesehen, ist der Windvektor ja die Differenz zwischen dem Vektor über Grund (also Track und GS) und dem Vektor des Flugzeuges (Heading und TAS)...ist sicher nicht allzu wissenschaftlich ausgedrückt, aber mathematisch gesehen braucht man alle vier Werte um Windrichtung und -geschwindigkeit errechnen zu können...

Oder irre ich mich da auf's Wildeste???

 

 

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Gruess us Gämf

Urs

[Robi]

Hallo!

 

Der Spotwind wird bei den Airbussen von der ADIRS berechnet. ADIRS steht für Air Data Inertial Reference System. Dabei wird kommen vom Air Data Teil des Computers Heading und True Air Speed Informationen und vom IRS-Teil Track und Groundspeed Angaben, woraus die Windrichtung und -stärke computiert werden und auf dem ND oben links folgendermassen angezeigt:

 

 

Gruss, Robi

[Markus Burkhard]

Hi zusammen,

 

Unterschiedliche Hersteller, unterschiedliche Windanzeigen... Darum hier noch drei Möglichkeiten:

 

Navigation Display MD-11

 

ND Saab 2000

 

Head-Up-Display Saab 2000

 

 

Gruss Markus

 

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www.airliners.ch - Die grösste schweizer Website über Verkehrsflugzeuge

Redaktion ILS Vereinszeitschrift - glideslope@airliners.ch

[Adi]

Hallo zusammen

 

Das ging ja wieder mal voll schnell mit den Antworten!

Vielen Dank Urs, Peter und Robi für die genauen Erklärungen und Markus für die guten Beispielfotos, wie der Wind in verschiedenen Flugzeugen auf dem ND und sogar dem HUD angezeigt wird.

Es ist schon sehr imposant, was die heutige Technik alles drauf hat und das ist nur die Spitze des Eisbergs.

 

@Markus: Wie funktioniert das mit der Windrichtung bei der MD-11? Auf diesem Foto würde ich sagen, dass der Wind aus 153, mit einer Geschw. von 95 kn kommt. Beim Airbus und der Saab ist es meiner Meinung nach logischer aufgebaut. Dort zeigt das kleine Pfeilchen sogar, nebst dem Windkurs, die Windrichtung an. Bei der MD-11 könnte dies doch nach einem langen Flug eher zu Fehlern führen?

 

@alle: Wie war das früher mit der Windberechnung? Berechnet ein System, änhlich wie das ADIRS die Windrichtung z.B. in einer B747-200 oder -300? Die haben ja noch keine Bildschirme.

 

Gruss von Adi

 

PS: der nächste Beitrag ist mein Hundertster. Also ein Jubiläum. ein Weiteres Jubiläum ist, dass ich in diesem Monat genau 1 Jahr im Forum registriert bin.

[Markus Burkhard]

Hallo Adi

 

In der oben gezeigten Situation wehte der Wind mit über 250 Knoten soweit ich mich erinnern kann, und zwar von rechts hinten. Auf dem ND wird der Wind dann aufgeteilt angezeigt, so dass die Piloten sehen können wie stark der Wind einerseits von der Seite und von vorne/hinten weht, in diesem Foto also 153kts von rechts und 95kts Rückenwind.

 

Die MD-11 hat aber auch noch eine Airbus-like Windangabe, und zwar auf der Progress-Page des FMC, hier ein Foto davon:

 

 

Hier also kommt der Wind aus Richtung 284° mit 111 kts...

 

Gruss Markus

 

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[Dieser Beitrag wurde von mburkhard am 05. Mai 2002 editiert.]

[Peter Guth]

ja, Klasse, immer mehr Verfeinerungen zum Thema. Ich dachte anfangs, mit einer allgemein verständlichen, bewußt abgespeckten Erläuterung (nämlich dass der "Bordrechner" die Winddaten aus den genannten Differenzwerten liefert), wäre es genug.

 

Nix, die Leserschaft entwickelt sich - dank Eurer Ergänzungen - bald selber zu Flighttrainern.

 

Bin mal gespannt, ob wir hier gemeinsam irgendwann einmal den Punkt erreichen, wo das gesamt Fachwissen der Realität vermittelt wurde...

 

happy landings

PG

[Markus_V]

Eigentlich ist alles ganz einfach: der Windvektor (der, da es sich um einen Vektor handelt, sowohlt Richtung als auch Geschwindigkeit angibt) ist nicht anderes als die Differenz zwischen "Ground Speed Vektor" und dem "True Airspeed Vector".

 

Die Richtung und Geschwindigkeit der "Ground Speed" lassen sich aus den Trägheitsnavigationsdaten ermitteln, die Richtung für die "True Air Speed" kommt ebenfalls aus dem Trägheitsnavigationssystem (Lagedaten! = Pitch, Bank, True Heading). Die einzige wirklich schwierige Messung ist die Bestimmung der True Air Speed, welche u.a. Kenntnis von statischem Druck, statischer Temperatur, dynamischem Druck und Kenntnis der Strömungverhältnisse erfordert.

 

Abgesehen davon ist das Prinzip sehr einfach und hat somit nichts mit Fachwissen oder Track/Heading zu tun - es geht nur um einfache Vektorrechnung und die Frage, welche Systeme die benötigten Daten liefern. Diese sind alle schon in nicht-Glass-Fliegern enthalten. Ein recht interessanter Link geht hier etwas ins Detail, u.a. am Beispiel einer DC-8 der NASA.

http://geo.arc.nasa.gov/sgg/mms/instrument.htm

 

Die Wirklichkeit zu verstehen ist etwas schwieriger, wie folgendes Bild beweist:

http://www.airliners.net/open.file/168111/L/

 

Hier sehe ich drei Windanzeigen (Captain's ND, F/O ND und F/O MCDU) - alle sind verschieden! 307/33, 308/33 und 317/33.

 

Viele Grüße,

 

Markus

 

[Dieser Beitrag wurde von Markus_V am 06. Mai 2002 editiert.]

[Robi]

Hallo Markus!

 

Die Anzeigen zwischen Cpt und Copi auf PFD/ND/FMC können durchaus voneinander abweichen! Grund dafür ist, dass jede "Seite" ihre Infos von separaten Quellen bezieht. Beim A320 z.B. hat es 3 ADIRU's (Air Data Inertial Reference Unit). Die Cpt-Instrumente beziehen die Infos von ADIRU 1, die Copi Seite wird von ADIRU 2 versorgt. Da z.B. die Pitot- und Staticports der einzelnen Systeme an unterschiedlichen Stellen des Flugzeuges angebracht sind, kann es so zu kleinen Differenzen kommen. So ist auch die unterschiedliche Wind-Anzeige auf den ND's Deines Bildes zu erklären!

 

Bei der Windanzeige der MCDU handelt es sich vermutlich um den durchschnittlichen Wind des letzten zurückgelegten Teilstücks od. so... Aber ich kenne mich bei Boeing nicht aus

 

Gruss, Robi

[Markus_V]

Hallo Robi,

 

> Die Anzeigen zwischen Cpt und Copi auf

> PFD/ND/FMC können durchaus voneinander

> abweichen! Grund dafür ist, dass jede

> "Seite" ihre Infos von separaten Quellen

> bezieht. ...

> Da z.B. die Pitot- und Staticports der

> einzelnen Systeme an unterschiedlichen

> Stellen des Flugzeuges angebracht sind,

 

Klar, keine Thema. Das ist genau der Punkt "Strömungsverhältnisse" am Staurohr, den ich oben erwähnt habe. In den NASA-Link sind ja auch einige interessante Punkte erwähnt, insbes. die Kalibrierung der TAS-Berechnung und welche Faktoren da alles eine Rolle spielen. Ich wußte selbst noch nicht, welche Auswirkung z.B. die vertikale Windgeschwindigkeit hat!

 

> Bei der Windanzeige der MCDU handelt es

> sich vermutlich um den durchschnittlichen

> Wind des letzten zurückgelegten Teilstücks

> od. so...

 

Oder es ist der Wind am letzten Waypoint - was ja für den Met Report auf Oceanic Flights durchaus Sinn macht, wenn man ihn zusammen mit Überflug-Zeitpunkt, Wind und idealerweise noch Temp auf der Progress Page darstellt.

 

Markus