Vorlesung mal anders ...

[Dan83]

 

Ich hatte Ende August im Rahmen meines Studiums die Möglichkeit, am „Fliegenden Hörsaal“ des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen (EDMO) bei München teilzunehmen.

 

Was ist der „Fliegende Hörsaal“? Hierzu verweise ich auf den Internetauftritt des DLR:

 

Der fliegende Hörsaal

 

 

Zum Einsatz kommt, wie im Artikel bereits erwähnt, die D-FDLR, eine Cessna C208B „Grand Caravan“. Auch hierzu bietet das DLR auf seiner Internetseite für Interessierte weiterführende Informationen.

 

Die Cessna C208B D-FDLR

 

 

Vor dem Flug ergab sich die Möglichkeit, die gerade in der Halle stehende D-ECCU, eine Dornier Do 228-212, etwas in Augenschein zu nehmen. Ganz so kreativ wie Tis, der dieses Flugzeug mit einem Augenzwinkern als Schuhschachtel oder etwas allgemeiner als Angströhre betitelt hat, bin ich leider nicht. Ich finde, dass das Teil einfach nur hässlich ist.

 

 

Auch eine kurze Sitzprobe vorne links war problemlos möglich, außerdem versorgte uns der Techniker mit interessanten Details und Informationen.

 

 

Zwischen den insgesamt vier Flügen, die uns Stuttgartern eingeräumt wurden, konnte die Caravan begutachtet werden.

 

 

 

 

 

Das Cockpit dürfte hier sicher vielen aus der schönen Microsoft – Welt bekannt sein.

 

 

 

Am Nachmittag hatte das Warten dann ein Ende und meine Gruppe kam an die Reihe, zum letzten Flug an diesem Tag. Wir wurden strikt nach Weight & Balance gesetzt, um eine maximale vordere Schwerpunktlage zu erreichen, und bekamen noch einige grundlegende Instruktionen, bevor der Pilot ankündigte, dass er jetzt laut machen werde und den Motor anließ. Umgehend gings dann zur Piste 22.

 

Schon wieder so ein hässliches Teil!

 

 

 

Noch ein paar Gewichtsdetails zum Flug:

 

Leermasse mit Einbauten 2550 kg

Leertankmasse 3257 kg

Treibstoff 499 kg

=> Startmasse 3756 kg

 

 

Auf Bahnkurs stiegen wir vorbei an Oberpfaffenhofen und Weßling, wo sich ein schöner Blick auf den Weßlinger See ergab. Die wahrscheinliche Entstehungsgeschichte des nahezu kreisrunden See als so genanntes Toteisloch liest sich interessant: Ein Teil der Gletscherzunge, welche die beiden nahe liegenden und deutlich größeren Seen Starnberger See und Ammersee ausgrub, brach ab und wurde unter dem Gletscher begraben. Das Gewicht des Gletschers drückte das Bruchstück tief ins Gestein und als der Gletscher schmolz, blieb die Vertiefung zurück.

 

 

Kurz nach dem Start drehten wir auf annähernd Südkurs und flogen parallel zum links liegenden Starnberger See auf die Alpen zu, während wir auf etwa 7000ft stiegen. Dort sollte dann mit den Steig- und Sinkflugmessungen begonnen werden.

 

 

 

 

Jeder hatte vor sich, montiert an der Rückenlehne des Vordersitzes, ein Display, welches einen durchgehend über die wichtigsten Flugparameter informierte und zur Durchführung der Flugversuche benötigt wurde.

 

 

Vor dem Flug wurden Testkarten verteilt, auf welchen während des Fluges Notizen gemacht werden mussten, hier als Beispiel ein Steig- und Sinkflug mit konstanten 130 Knoten zwischen 7700 und 8300 ft.

 

 

Unser etwas langweiligerer Flug führte Steig- und Sinkflüge bei verschiedenen Geschwindigkeiten durch, um Aussagen über die Steig- sowie die Überschussleistung und die Gleitflugpolare treffen zu können. Zudem musste eine Stau - Statik - Kalibrierung durchgeführt werden. Die ersten beiden Gruppen hatten die Themen Phygoide (dazu gleich mehr), Neutralpunkts- und Manöverpunktbestimmung mit Anfangbögen.

 

 

Hier ist deutlich zu sehen, dass die Caravan bei 140 Knoten im zweiten Steigflugdurchgang merklich schlechter steigt als bei 130 Knoten. Dafür gehts bei 140 Knoten im Leerlauf rasanter nach unten, so dass kaum Zeit zwischen den einzelnen Messpunkten vergeht!

 

 

Natürlich blieb zwischen den einzelnen Phasen ausreichend Zeit, um das schöne bayerische Alpenvorland zu bestaunen.

 

 

Das Wetter war wunderschön an diesem Tag und die Wolken türmten sich beeindruckend.

 

 

Hier kommt der Staffelsee ins Blickfeld. Danach waren wir westlich bis nach Füssen am Forggensee vorgedrungen und auch das Schloss Neuschwanstein blitze kurz zwischen den Wolken hervor. Leider blieb ein Großteil der Alpen jedoch verdeckt.

 

 

Nach Abschluss des Pflichtprogramms flogen wir noch ein paar Manöver der anderen Gruppen, wie z.B. eine Phygoide, ein Manöver, um die statische Längsstabilität des Luftfahrzeugs nachzuweisen. Dazu regt der Pilot im stationären Horizontalflug eine Schwingung an, indem er am Knüppel zieht und danach das Steuer loslässt. Das Flugzeug führt dann (hoffentlich) eine gedämpfte Schwingung durch, wobei immer im Wechsel die Geschwindigkeit ab- und die Höhe zunimmt bzw. umgekehrt, also ein oszillatorischer Wechsel zwischen potentieller und kinetischer Energie stattfindet.

 

 

 

Hier nur der Vollständigkeit halber noch das Höhenprofil des Fluges. Schön zu erkennen sind die Steig- und Sinkphasen, und auch die Phygoide lässt sich bei genauem Hinsehen lokalisieren.

 

 

Im Anschluss an die Phygoide folgte noch ein wenig Schaufliegen über dem schönen Starnberger See.

 

 

Wer hier ein Ufergrundstück sein Eigen nennen darf, hat es zumindest in finanzieller Hinsicht geschafft.

 

 

 

Zum Spaß brachten wir mit Hilfe zweier Parabeln noch etwas Unordnung in die Kabine und flogen noch ein paar Pull-Ups, Push-Overs sowie bis an die Stall - Warnung heran. Dann war es auch schon wieder Zeit, an den Heimweg zu denken. Über den Starnberger See gings mit direktem Kurs zurück nach Oberpfaffenhofen.

 

 

 

Die Landung erfolgte auf der Piste 04. Mit einer einheitlichen Landerichtung scheinen sie es dort nicht so ernst zu nehmen, während des ganzen Tages wurde unterschiedlich gelandet und gestartet.

 

 

Der Flug hat wirklich Spaß gemacht, zwischen den eigentlichen Aufgaben blieb genug Zeit, die Landschaft zu genießen, außerdem war das Wetter einfach toll! Die eine Stunde verging im wahrsten Sinne des Wortes wie im Flug.

 

Meine Gruppe befasste sich in der nachträglichen Auswertung mit der Stau – Statik – Kalibrierung mittels GPS – Methode. Dabei ist der Einbaufehler (position error) zu untersuchen und mit der Bauvorschrift abzugleichen.

 

Für interessierte Leser:

 

Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten angezeigte Eigengeschwindigkeit (indicated airspeed, IAS), berichtigte Fluggeschwindigkeit (calibrated airspeed, CAS), äquivalente Fluggeschwindigkeit (equivalent airspeed, EAS), wahre Eigengeschwindigkeit (true airspeed, TAS) und Geschwindigkeit über Grund (ground speed, GS) dürften vielen hier bekannt sein. Um basierend auf der IAS die CAS zu berechnen, müssen zwei systematische Messfehler berücksichtigt werden: Der Einbaufehler (position error oder pressure error) sowie der Instrumentenfehler (instrument error). Von der CAS zur EAS gelangt man über die Berücksichtigung des Kompressibilitätsfehlers, zieht man dann noch die Luftdichteabweichung zur Standardatmosphäre heran, erhält man die TAS, also die wahre Geschwindigkeit relativ zur umgebenden Luft. Um die Geschwindigkeit über Grund zu erhalten, muss nur noch der Windeinfluss einbezogen werden.

 

Zur Thematik der unterschiedlichen Geschwindigkeiten hat Walter Bislin alias Wabis hier im Forum bereits sehr ausführliche Beiträge verfasst, die sehr lesenswert sind, z.B. dieser hier:

 

http://www.flightforum.ch/forum/showthread.php?p=574115#post574115

 

Der eben erwähnte Instrumentenfehler ist schlicht die Eichungenauigkeit des Instruments, während der Einbaufehler durch die nicht optimale Anbringung der Druckmesser am Rumpf entsteht, da eine durch das Flugzeug beeinflusste Strömung vermessen wird.

 

Dieser Einbaufehler hängt maßgeblich von der Anbringung des Druckmessers, der Geschwindigkeit und der Fluglage ab. Bei kombinierten Druckmessern (Pitot - Druck + statischer Druck) wird etwa 95% des Einbaufehlers durch turbulente Strömung um die statische Druckmessstelle erzeugt.

 

Daher wird der statische Druck oft separat durch statische Luftlöcher (static vents) gemessen, die strömungsoptimal seitlich am Rumpf angebracht sind. Der Pitot – Druck wird dann über ein simples Pitotrohr gemessen. Somit lässt sich ein Großteil des Einbaufehlers eliminieren. Bringt man an beiden Rumpfseiten solch ein Loch an und schließt sie zusammen, lässt sich zudem der Fehler, der beim Schiebeflug entsteht, minimieren.

 

Das für diesen Versuch notwendige Programm bestand darin, bei Zielgeschwindigkeiten von 120 sowie 130 Knoten drei Legs in unterschiedliche Richtungen zu fliegen und sowohl den Kurs über Grund als auch die Geschwindigkeit über Grund zu notieren. Diese Daten wurden vom GPS bereitgestellt. Aus den drei Wertepaaren lässt sich für jeden Geschwindigkeitsdurchgang die zugehörige TAS sowie der Wind errechnen. Nachfolgend eine Prinzipskizze:

 

 

Im oben eingefügten Flugpfad lassen sich diese 2 x 3 Legs gut ausmachen, nämlich am Rechteck südlich des Ammersees:

 

Angeflogen wurde aus südwestlicher Richtung auf einem Kurs über Grund von 071°, danach folgte eine Linkskurve auf 353°. Die erste Messreihe bei 120 Knoten wurde abgeschlossen nach einer weiteren Linkskurve auf 268°. Auf diesem Kurs begann dann auch der zweite Durchgang bei 130 Knoten, gefolgt von den Kursen 174° sowie 089°. Somit standen für jede Zielgeschwindigkeit drei separate Abschnitte zur Verfügung.

 

Aus den weiterhin notierten Daten wie Druckhöhe, IAS und die statische Lufttemperatur lässt sich dann die CAS, der CAS – Fehler sowie der Höhenfehler bestimmen und mit der Bauvorschrift abgleichen.

 

Noch ein paar Worte zu den Kosten: Laut Fakultätsübersicht kostete der Charter des Fliegenden Hörsaals dieses Jahr insgesamt 5.519,20€. Studiengebühren mal sinnvoll eingesetzt!

 

Ich hoffe, dass euch der Bericht etwas gefallen hat, vielleicht der eine oder andere sogar ein wenig dazugelernt hat und wünsche noch einen schönen Tag.

 

Gruß, Daniel

[Tis]

Hi Dani,

 

tja, studiere wohl eindeutig das falsche...;)

Wobei ich eingestehen muss, wohl auch nicht wirklich geeignet zu sein: Erstens hab' ich ab dem Reiseflug eh nur noch Bahnhof verstanden. Zweitens hätte ich mich ohnehin sicher niemals während eines Fluges (mit Fenstern) auf einen Bildschirm konzentrieren können. Toll aber, dass euch diese Möglichkeit geboten wird.

 

Schade, hat Jus so wenig mit Fliegen zu tun...:D

 

 

Danke für die Eindrücke!

 

Tis (der mit der Schuhschachtel ist übrigens leider gar nicht von mir...;))

 

[Edit:] @Brufi: Lol! :D

[Brufi]

Danke für den interessanten Beitrag. In der Tat eine sinnvolle Verwendung des Geldes :).

 

@Tis: Also, ich weiss dann nicht, ob Juristerei nix (oder wenig) mit Fliegen zu tun hat. Jedenfalls, ab dem Moment wo die Juristen in der Fliegerei eine Rolle spielen wirds ein teurer Flug. :005:

 

Grüessli

 

Philipp

[Danilo]

Interessante Bilder, interessanter Bericht, vielen Dank! Eine Frage habe ich an dich: Wie ich annehme, hast du die Bilder vom Cockpit am Boden gemacht, wieso steht dann der Höhenmesser nicht auf Null? Bezieht sich dessen Angabe auf die Meereshöhe?

 

Gruss

Dani

[Günter Reisner]

Interessante Bilder, interessanter Bericht, vielen Dank! Eine Frage habe ich an dich: Wie ich annehme, hast du die Bilder vom Cockpit am Boden gemacht, wieso steht dann der Höhenmesser nicht auf Null? Bezieht sich dessen Angabe auf die Meereshöhe?

 

Hallo Dani!

 

Ich weiß jetzt leider nicht, wie auf welcher Höhe Pfaffenhofen liegt. Aber das Höhenmesser von Flugzeugen am Boden nicht den Wert 0 anzeigen, liegt (in den meisten Fällen) daran, dass diese auf QNH eingestellt sind.

 

Wird der HM auf den QNH-Wert eingestellt, so erhält man die (um den Temperatureinfluss verfälschte) Flughöhe über MSL oder Meeresspiegel angezeigt. Am Boden zeigt der Höhenmesser daher die Ortshöhe über dem mittleren Meeresspiegel an. In der Luft wird die Flughöhe (Altitude) angezeigt.

 

Der QNH-Wert ist abhängig vom lokalen, aktuellen Luftdruck (QFE), was zur Folge hat, dass dieser umso niedriger ist, je näher man an einem Tiefdruckgebiet ist. Luftdruckbedingte Abweichungen des Höhenmessers können beträchtlich sein, daher muss ein Flugzeug unter der sog. Transition Altitude (in Deutschland: 5000ft) immer den aktuellen Wert des zum Flugweg nächsten Verkehrsflughafens eingestellt haben. Zur Landung wird das lokale Flugplatz-QNH eingestellt, soweit dieser berechtigt ist, es auszugeben. Üblicherweise holt sich der Motorflieger das QNH vom nächstgelegenen Verkehrsflughafen. Der Pilot landet dann auf Platzhöhe über NN (und nicht auf Höhe 0).

 

Der QNH ist standardmäßig die Höhenmessereinstellung in der Fliegerei, manche Segelflieger setzen den Höhenmesser allerdings auf QFE.

 

QFE ist der gemessene Luftdruck am Boden (Meteorologische Station oder Flugplatz). Wird das QFE im Altimeter eingestellt, so zeigt der Höhenmesser eine Höhe von 0 m oder 0 ft an.

 

Damit dann im Flug aber (fast) alle die selben Höhen angezeigt bekommen, gibt es die Transition Altitude (abgekürzt: TA), das ist die Übergangshöhe beim Steigflug ab der auf Standard-QNH gestellt (1013,25 hP) wird bzw. der

Transition Level (abgekürzt: TRL), das ist die Übergangsfläche beim Sinkflug, ab der man auf Platz-QNH umstellt.

 

Diese Infos bekommt der Pilot im Regelfall über ATIS.

 

Soweit ein Ausflug in die wunderbare Welt der Höhenmesser. Ich hoffe, dass ich mich jetzt nicht geirrt habe und mein Examiner mitliest.

 

Günter :cool:

 

Übrigens, in der Uni würde ich gerne einen "Lehrstuhl" belegen, am liebsten den vorne links :005:

[Danilo]

Vielen Dank, Günter, für die interessanten Ausführungen!

 

Gruss

Dani