Pitch and power für NG

[Wolkenschieber]

Aber ist es nicht so, wie Chris Brady es mit wenigen Worten erklärt (vor allem um das Flugzeug, dass ja am Anfang der Fragestellung genannt wurde), dass es darauf ankommt, über welche Flugphase ich spreche.

 

During intermediate approach - before glideslope capture

• Speed is controlled by pitch

• Rate of descent is controlled by thrust

During final approach - after glideslope capture

• Speed is controlled by thrust

• Rate of descent is controlled by pitch

Pitch & Power Settings on Final Approach

• Use 5deg nose up for initial flap settings.

• Use 2.5deg nose up for flap 30.

• For flap 30, start with 55% N1, then adjust as required.

Stabilise the aircraft at the selected approach speed with a constant RoD between approx 600 to 800 fpm on a desired glide path, in trim.

Descent rates above 1000fpm should be avoided.

 

 

Rest verlinkt.

 

Der Mann fliegt das Fluzeug, bildet Piloten auf dem Flugzeug aus.

Ich korrespondiere gelegentlich mit ihm.

Was mich ihm gegenüber unüblich unkritisch macht, ist der Umstand, dass er sagt, wenn er etwas nicht weiß. Wobei nicht wissen, bei ihm bezüglich Flugzeug heißt, alles was er nicht selbst geflogen ist.

 

Daher, gibt s an dem oben gesagten, bezüglich der 737 Kritik oder Anmerkungen ? das würde mich jetzt interessieren, denn ich handele "streng" nach diesen Empfehlungen ?

 

Lese aber mit Interesse alle anderen Ausführungen, um da keinen falschen Eindruck zu erwecken.

[Chipart]

Wie viel Text man doch zusammen über eine ganz einfache Frage mit einer fast noch einfacheren Antwort schreiben kann. Am Ende ist das was hier alle schreiben doch total trivial:

 

Der Parameter, der gerade am schnellsten korrigiert werden muss wird mit Pitch geregelt, dann der andere mit Power nachgezogen.

 

Und je nach Flugphase/Situation ist halt ein anderer Parameter gerade am wichtigsten. Auf dem ILS z.B. ist das meist der Gleitpfad und damit vertical speed. Jeder den ich kenne fliegt den deswegen mit Pitch (auch diejenigen, die in Diskussionen in der Beiz vehement das Gegenteil vertreten ziehen wenn man mit ihnen fliegt intuitiv am Yoke, wenn die Nadel nach oben wandert...). Wenn allerdings die Speed bedrohlich klein wird, dann holt man auch auf dem ILS zunächst mal mit Pitch Fahrt auf (um dann einen go around zu machen bei mehr als half scale deflection...).

 

Florian

[hercules123]

Wie viel Text man doch zusammen über eine ganz einfache Frage mit einer fast noch einfacheren Antwort schreiben kann. Am Ende ist das was hier alle schreiben doch total trivial:

 

Der Parameter, der gerade am schnellsten korrigiert werden muss wird mit Pitch geregelt, dann der andere mit Power nachgezogen.

 

Und je nach Flugphase/Situation ist halt ein anderer Parameter gerade am wichtigsten. Auf dem ILS z.B. ist das meist der Gleitpfad und damit vertical speed. Jeder den ich kenne fliegt den deswegen mit Pitch (auch diejenigen, die in Diskussionen in der Beiz vehement das Gegenteil vertreten ziehen wenn man mit ihnen fliegt intuitiv am Yoke, wenn die Nadel nach oben wandert...). Wenn allerdings die Speed bedrohlich klein wird, dann holt man auch auf dem ILS zunächst mal mit Pitch Fahrt auf (um dann einen go around zu machen bei mehr als half scale deflection...).

 

Florian

Also, so wie Chris Brady es beschreibt, ist es für mich, als Laie, am besten nachvollziehbar. Da wo man am schnellsten reagieren muß, eben im Short final, nehme ich für kleine Korrekturen Höhe /Pitch. Speed/ Power.

Eine Korrektur der Sinkrate von 1000ft auf 750 ft, würde mir die "mehr Power" zu lang dauern, also Pitch erhöhen.

 

Bin ich deutlich zu schnell an ILS, aber genau auf dem Glidepath, reduziere ich die Power, da ich den Pitch so deutlich verändern müsste, dass ich vom Glidepath kommen würde.

 

Das ist irgendwie intuitiv und funktioniert von alleine.

 

Bin ich aber auf dem Glidepath deutlich zu langsam, würde ich instinktiv Höhe aufgeben, um die Speed zu korrigieren.

Auf die Triebwerke zu warten, wäre mir zu riskant. Auch wenn es einen Goaround bedeutet.

 

Wäre ich zu tief am ILS, mit korrekter Speed, wäre ich in Versuchung, den Pitch zu erhöhen. Das wiederum ist gefährlich, wenn man nicht sofort die Power anpasst, da sich schnell die Speed verringern kann.

 

 

Somit kommen beide Varianten in der selben Flugohase zum Einsatz. Ja irgendwie sogar beide gleichzeitig, beim letzten Beispiel.

 

Eben immer so wie es die Situation erfordert.

 

 

 

Best Regards/ Beste Grüße

Thomas Scheelen

Bearbeitet 22. Dezember 2014 von hercules123

[Pioneer300]

During intermediate approach - before glideslope capture

• Speed is controlled by pitch

• Rate of descent is controlled by thrust

During final approach - after glideslope capture

• Speed is controlled by thrust

• Rate of descent is controlled by pitch

Pitch & Power Settings on Final Approach

• Use 5deg nose up for initial flap settings.

• Use 2.5deg nose up for flap 30.

• For flap 30, start with 55% N1, then adjust as required.

Stabilise the aircraft at the selected approach speed with a constant RoD between approx 600 to 800 fpm on a desired glide path, in trim.

Descent rates above 1000fpm should be avoided.

 

Dass man ein ILS so am effizientesten abreitet glaube ich sofort.

Aber einen Flugschueler bei der PPL- oder UL-Ausbildung wuerde ich als FI konsequent die speed by pitch-Methode einhaemmern. Zur Not mit Gewalt. Wie oft sieht man doch, dass im Final nochmal nachgedrueckt wird, weil zu hoch oder dass im Abflug gnadenlos gezogen wird, weil man Hoehe gewinnen will. Das sind Reflexe, die unbedingt abtrainiert werden muessen, sonst wirds schnell brandgefaehrlich.

 

 

Chris

[hercules123]

Gibt es da eigentlich grosse Unterschiede zwischen kleinen und großen Flugzeugen ?

 

Best Regards/ Beste Grüße

Thomas Scheelen

Bearbeitet 2. Januar 2015 von hercules123

[Hans Tobolla]

Dass man ein ILS so am effizientesten abreitet glaube ich sofort.

Aber einen Flugschueler bei der PPL- oder UL-Ausbildung wuerde ich als FI konsequent die speed by pitch-Methode einhaemmern. Zur Not mit Gewalt. Wie oft sieht man doch, dass im Final nochmal nachgedrueckt wird, weil zu hoch oder dass im Abflug gnadenlos gezogen wird, weil man Hoehe gewinnen will. Das sind Reflexe, die unbedingt abtrainiert werden muessen, sonst wirds schnell brandgefaehrlich.

 

 

Chris

 

 

Vor allem würde ich als FI dem Flugschüler die Flugmechanik einhämmern.  Denn hat er die Flugmechanik mal voll kapiert,  dann ist ihm klar, dass im Steigflug  mit konstanter Triebwerksleistung  die Geschwindigkeit  mit Pitch  zu halten ist.  Nun ist es leider so, dass etliche Flugschüler  von der  klassischen Mechanik und etwas Thermodynamik  keine Ahnung haben.  Diese Leute  bräuchten einen diesbezüglichen Grundkurs, bevor sie mit  der Flugausbildung beginnen.

 

Gruß!

 

Hans

[PeterH]

Gibt es da eigentlich grosse Unterschiede zwischen kleinen und großen Flugzeugen ?

...

 

Nicht so sehr zwischen kleinen und großen, sondern zwischen langsamen und schnellen Fliegern. Die kinetische Energie, die man in Höhe (potentielle Energie) umsetzen kann, steigt eben mit dem Quadrat der Geschwindigkeit - doppelte Geschwindigkeit -> vierfache Energie usw. Die Masse des Fliegers kürzt sich heraus

 

Es gilt: m*g*h = 1/2*m*v^2, daher:     h = v^2 / (2*g); doppelte speed v -> vierfacher Höhengewinn h.

 

Gruß

Peter

Bearbeitet 2. Januar 2015 von PeterH

[Hans Tobolla]

Hallo 

 

 

Es gilt: m*g*h = 1/2*m*v^2, daher:     h = v^2 / (2*g); doppelte speed v -> vierfacher Höhengewinn h.

 

 

Hallo Peter,

 

 diese Gleichung gilt für verlustfreie Vorgänge, aber  das trifft für das Hochziehen der Maschine nicht zu.  Geschwindigkeitsüberschuß als Energiereserve ist trügerischen.  Die Fahrt ist schnell weg und der Höhengewinn lässt zu wünschen übrig.  

Und außerdem kann man ja nicht die ganze Fahrt wegziehen, sondern mit dem Jet vielleicht nur 30%.

Gruß!

 

Hans

Bearbeitet 2. Januar 2015 von Hans Tobolla

[PeterH]

Hans, zweifellos, aller Widerstand ist unberücksichtigt, aber die quadratische Abhängigkeit Delta h proportional v^2 bleibt natürlich. Es geht ja nur um eine Verdeutlichung, warum bei hoher Geschwindigkeit und vergleichsweise geringen Höhendifferenzen (ILS-Pfad) "pitch macht Höhe" eher anwendbar ist als bei langsamer Geschwindigkeit. Und darum, daß sich die Massen "herauskürzen" (kleines vs. großes Flugzeug)  - auch das natürlich nur in erster Näherung.

 

Wie oben schon gesagt: Ich fliege "meinen" Flieger (Vne 220 km/h) konsequent gemäß "Pitch macht speed".

 

Gruß

Peter

Bearbeitet 2. Januar 2015 von PeterH

[Hans Tobolla]

Hallo Peter,

 

gelegentlich ist es sinnvoll einfach einmal Beispiele mit praxisnahen Werten zu rechnen:

 

 Der Pilot eines  Airliners  im Landeanflug  (ILS)  verringert durch Ziehen die Geschwindigkeit von   140 kts auf 135 kts (= vref).

 Der Pilot eines Kleinflugzeugs  in der gleichen Situation verringert die Fahrt durch Ziehen von 70 kts auf 65 kts.

 

Mit der Gleichung  Delta h = ( 1/2g) * (v1^2 – v2^2)  erhalte ich beim Airliner  gerundet 60 ft, und beim halb so schnellen  Kleinflugzeug  gerundet 30 ft  an Höhengewinn.  Mit realistischen Werte gerechnet sehe ich keinen quadratischen, sondern eher einen proportionalen Zusammenhang  zwischen  Geschwindigkeit und Höhengewinn beim Wegziehen weniger Knoten.

 

 Verluste brauche ich bei diesen Beispielen nicht berücksichtigen.  Sie werden auf dem ILS  durch die Triebwerke ausgeglichen.

 

Viele Grüße!

 

Hans

 

Bearbeitet 3. Januar 2015 von Hans Tobolla

[Hans Tobolla]

Eine allgemeine Lösung:

 

W(v)  =  (1/2) *m *v^2

Differenzialquotient:

dW(v)/dv  =  m*v
dW = m*v *dv

dh:
 m*g* dh  = m*v * dv
dh  =  (1/g) * v * dv, näherungsweise   gilt dann  
Delta  h = (1/g) * v * Delta v 

 Die Fluggeschwindigkeit v geht linear ein, wenn   Delta v  viel geringer als v ist.

Für v = 140 kts und Delta v = 5 Kts  habe ich Delta h  = 62 ft berechnet.

 

Peter, ich bitte dich das alles gelegentlich genau zu kontrollieren. 

Gruß!

 

Hans
 

[PeterH]

Hallo Hans,

 

das ist formal völlig richtig. Der entscheidende Schritt ist der Übergang von

 

dh  =  (1/g) * v * dv   zu
Delta  h = (1/g) * v * Delta v

 

Eigentlich ist das eine näherungsweise Integration (ich schreibe mal das Integralzeichen als "Intg"):

Intg(dh)  =  (1/g) * Intg (v * dv), daraus folgt aber wieder h = 1/(2*g) * v^2 wie oben.

 

Zweifellos ist Deine Gleichung  Delta  h = (1/g) * v * Delta v annähernd gültig für sehr (sehr!) kleine Delta V (eigentlich infinitesimal kleine), insofern kann man sie für geringe Änderungen von v (z.B. auf dem Gleitpfad) näherungsweise benutzen, Deine Rechnung ist insoweit ok.

 

Generell aber bleibt der quadratische Zusammenhang, hier mal ein Experiment: Fliege doch mal im Sim mit Idle einen Pitch von z.B. 45 Grad  mit verschiedenen Anfangsgeschwindigkeiten und notiere den Höhengewinn und die Geschwindigkeitsabnahme bis zum Stall.

.

Noch ein Argument: In meiner langsamen C42 schaffe ich einen Parabelflug für vielleicht 4 Sekunden, im schnellen "Vomit-Comet" oder einem MIL-Jet kommt man auf eine Minute (oder mehr?) mit ganz erheblich größerem Höhengewinn.

 

Die Bewegungsgleichungen für eine ballistische Kurve (Wurfparabel mit Widerstand) sind (h:= Höhe y, s:=Weg x):

 

d2h/dt^2 = cw * (dh/dt)^2 -g   und   d2s/dt^2 = cw * (ds/dt)^2 ,   auch hier sieht man wieder den prinzipiell quadratischen Verlauf.

Ich werde mal nachsehen, ob es eine geschlossene Lösung zumindest für h=f(t) oder besser h = f(s)  gibt, numerisch get's natürlich auch (mal sehen, ob ich da ein Bildchen hinbekomme).

 

Viele Grüße

Peter

 

P.S. Deine Gleichung  Delta h = ( 1/2g) * (v1^2 – v2^2) aus Post #35 halte ich für nicht korrekt, sie müßte m.E. heißen:

Delta h = (1/2g)* (v1-v2)^2, also Delta h = (1/2g) * (v1^2 - 2*v1*v2 + v2^2).

Bearbeitet 5. Januar 2015 von PeterH

[Volume]

Es ist zwar immer nett über "Methoden" oder "Möglichkeiten" zu diskutieren, aber sicherer ist es sich im Zweifelsfall auf die Physik zu verlassen und die ist absolut eindeutig:

Im unbeschleunigten Geradeausflug hängt die Geschwindigkeit über das Kräftegleichgewicht senkrecht zur Flugbahn ausschließlich vom Anstellwinkel und gar nicht vom Schub ab, und wird daher mit dem Höhenruder gewählt. Der Gleitwinkel hingegen ergibt sich aus dem Kräftegleichgewicht in Richtung der Flugbahn und hängt nur sehr mittelbar vom Verhältnis Auftrieb zu Widerstand, und damit auch von Fahrt und Anstellwinkel, primär aber vom Schub ab, und wird daher mit dem Leistungshebel gewählt.

Als Sekundäreffekt bei sehr großen Geschwindigkeitsänderungen ändert sich auch der Gleitwinkel, aber diese Änderung ändert über den Geschwindigkeitsbereich ihr Vorzeichen, daher ist es je nach Flugzeug sehr schwer dies intuitiv zu nutzen. Nur bei Flugzeugen mit sehr wenig Power und sehr mieser Aerodynamik (was z.B. auf viele ältere SEPs zutrifft...) oder bei Flugzeugen mit relativ viel Power und Starrpropeller (Bei denen eine Fahrterhöhung automatisch zu mehr Drehzahl, und bei konstantem Throttle somit zu mehr Leistung führt, auch bei vielen SEPs zu finden) kann man mit den Sekundäreffekten sinnvoll hantieren, und quasi "gegen die Physik" fliegen. Piloten die es lieben (zum bewältigen ihrer Nervosität...) standing zu korrigieren, mag es ja angenehm sein nur mit den Sekundäreffekten zu steuern, und daher immer die dreifache Anzahl an Korrekturen durchzuführen (Also z.B. statt etwas mehr Gas zu geben um den Gleitwinkel zu verflachen lieber erst zu ziehen, dann wegen der jetzt zurückgehenden Fahrt mehr Gas zu geben, und dann um dem Steigen entgegenzuwirken etwas zu drücken). Sinnvoll ist das nicht. Und je nach Flugzeugtyp oder Konfiguration (z.B. Landung ohne Klappen) auch potentiell gefährlich, denn sobald man langsamer als bestes Gleiten (in der betreffenden Konfiguration) fliegt, wird die Flugbahn nach dem Verlangsamen steiler, und nach dem Beschleunigen flacher ! Viele verwechseln aber den Einfluss auf die Flugbahn während dem Verlangsamen/Beschleunigen mit dem neuen Gleichgewichtszustand nach dem Verlangsamen/Beschleunigen. Und wer den ganzen Anflug über standing korrigiert, erreicht ja auch nie einen Gleichgewichtszustand... Es funktioniert so zu fliegen, aber "good Airmanship" ist anders.

 

Dazu kommt noch (analog zur Diskussion über den Air-Asia-Flug und die Intuitivität der Cockpitanzeigen...) dass die Gleitwinkelanzeige im ILS mitnichten den Gleitwinkel anzeigt, sondern die Lage des Flugzeugs in Bezug auf den Gleitwinkel. Wenn man unterhalb des Gleitpfads aber flacher als der Gleitpfad anfliegt, zeigt das Instrument man müsse nach oben korrigieren (man muss aber eigentlich nur einen Moment abwarten, und dann nach unten korrigieren!), und die ILS Anzeige reagiert auf die kurzfristigen Höhenänderungen, nicht auf die Gleitwinkeländerungen. (Gleiches gilt übrigens für den visuellen Eindruck beim Sichtanflug). Es "sieht einfach besser aus" die falsche Korrektur zu machen, da sich sofort die Anzeige oder der Anblick in die gewünschte Richtung ändert, nur um kurz danach in genau die andere Richtung wieder davonzulaufen.

 

Hans & Peter, ihr diskutiert hier ebenfalls nur die kurzfristigen dynamischen Effekte, die kurzfristige Konvertierung von Energieformen. Was man eigentlich braucht, ist ein stabiler Energiefluss (im Landeanflug ein stabiler Energieverlust über die Reibung mit der Luft und die Randwirbel). Im Idealfall bei konstanter kinetischer Energie eine kontinuierliche Abgabe von potentieller Energie an die Luft. Die Formeln dafür sind etwas komplizierter, und viele Beiwerte nicht analytisch darstellbar.

 

Gruß

Ralf

Bearbeitet 5. Januar 2015 von Volume

[Hans Tobolla]

Hallo Peter,

 

vielen Dank für deine Stellungnahme. 

 

Ich  halte jedoch deine Gleichung  Delta h = (1/2g)* (v1-v2)^2 für nicht korrekt.

  Zu meiner  Gleichung  Delta h = ( 1/2g) * (v1^2 – v2^2)  habe ich mir folgendes überlegt:

 

Der Gewinn an Höhe  Delta h, wenn man etwas  Fahrt wegzieht,   ergibt sich aus der Differenz der kinetischen Energien   Wi  bei v1 (z.B, 140 kts und  bei v2 (z.B. 135 kts). 

  

Delta h = f( W1 – W2),   mit W1 = (1/2)*m* v1^2   und    W2 = (1/2) *m*v2^2.

 

 Weil mit der Gleichung  Delta h = ( 1/2g) * (v1^2 – v2^2)  der quadratische Zusammenhang  berücksichtigt wird,  gilt diese auch für größere Delta v. Dabei ist allerdings offen, inwieweit das Triebwerk die Verluste ausgleicht oder auch nicht.

 

Aber für kleine Korrekturen  mit dem Höhenruder auf dem ILS halte ich diese einfache Formel für ausreichend:

Delta h = 0,09*Geschwindigkeit *Änderung der Geschwindigkeit,   Werte in Knoten.  

 

Ob das  was wir hier schreiben überhaupt noch jemand liest? Vielleicht wir auch bald der Moderator  Andreas  seine Bedenken vorbringen.

 

Viele Grüße!

 

Hans

[Volume]

Wobei man sich das Leben noch ein bisschen leichter machen kann, wenn man davon ausgeht, dass delta v << v ist, denn dann ist (delta v)² <<<< v² , also (v + delta v)² ungefähr v² + (2 * v * delta v), den Term (delta v)² kann man relative beruhigt vernachlässigen, der v² Term kürzt sich bei der Differenzbildung raus und es bleibt nur das v * delta v stehen, so dass man eine hinreichend genaue lineare Gleichung bekommt :

 

Delta h = 0,09*Geschwindigkeit *Änderung der Geschwindigkeit

 

Aber das sind wie gesagt kurzfristige Einmaleffekte, viel entscheidender ist die zu jeder Geschwindigkeit gehörende Gleitzahl, die sich gerade bei großen Reibungswiderständen (durch weit ausgefahrene Klappen und das Fahrwerk) mit der Geschwindigkeit rapide abnimmt.

 

Wichtig ist auch zu verstehen, dass die tabellierten (und die auswendig gelernten) "Pitch and Power" Werte nicht extrapolierbar sind, da sie auf hochgradig nichtlinearen Zusammenhängen basieren. Und dass jenseits Ca max (= im Stall) AoA so groß ist, dass ein positive Pitch mitnichten eine ansteigende Flugbahn bedeutet, bzw. ein negative Pitch nicht bedeutet, dass man zu schnell ist, und ziehen muss.  "Pitch and Power" gilt nur im Bereich anliegender Strömung, und ist nur im Bereich "vor der Leistungskurve" (wo man normalerweise immer fliegen sollte) eindeutig im Pitch. Zu vielen Pitch-Werten gibt es "hinter der Leistungskurve" eine weitere Kombination (mit sehr viel mehr Power) die dem selben Gleitwinkel bzw. Horizontalflug / 3° Flugbahn als relevante Spezialfälle entspricht. Von daher sind "Pitch and Power" Kombinationen nur anwendbar, wenn man sich bewusst ist, in welchem Flugzustand man sich befindet.

 

Gruß

Ralf

[Hans Tobolla]

Wobei man sich das Leben noch ein bisschen leichter machen kann, wenn man davon ausgeht, dass delta v << v ist, denn dann ist (delta v)² <<<< v² , also (v + delta v)² ungefähr v² + (2 * v * delta v), den Term (delta v)² kann man relative beruhigt vernachlässigen, der v² Term kürzt sich bei der Differenzbildung raus und es bleibt nur das v * delta v stehen, so dass man eine hinreichend genaue lineare Gleichung bekommt :

 

Delta h = 0,09*Geschwindigkeit *Änderung der Geschwindigkeit

 

Diesen Lösungsweg finde ich elegant, weil man mit bescheidenen mathematischen Kenntnissen auskommt. Darauf bin ich leider nicht gekommen.

 

Gruß!

 

Hans

[hercules123]

und notiert sich die resultierende Speed.

 

Wenn man nun das power-setting verändert stellt man mit Erstaunen fest, daß der Flieger nun sinkt oder steigt, sich aber immer wieder auf die - per Trimmung - "eingestlellte" Geschwindigkeit einpendelt, was also vollkommen unabhängig von der Leistungseinstellung geschieht.

 

Hallo nochmals

nachdem ihr euch ja doch mächtig mit Berechnungen und komplexen Formeln befasst habt, was ich immer wieder bewundere, aber mal zu der Aussage von Manfred eine Frage.

 

Gilt das als eine genauere Regel, bei allen Flugzeugen? Also auch für Verkehrsflugzeuge, wie kleine Maschinen?

 

Wird also auch eine sauber getrimmte 737, bei Reduzierung des Schubs und dem resultierenden Sinkflug, automatisch die getrimmte Speed halten?

 

Beispiel

 

Mit einer 737 schneide ich mit 70%N1 und 140kt den G/S an und reduziere nun die Power auf rund 55% N1. Das Flugzeug beginnt zu sinken.

Wird sich nun die 737 wirklich bei rund 750 ft/Minute Sinkrate und 140kt einpendeln, ohne Trim input?

 

Oder trifft das nicht für alle Flugzeugtypen zu? Lassen wir mal Supersonic, Kampfjets und andere Extreme außen vor.

 

 

Best Regards/ Beste Grüße

Thomas Scheelen

Bearbeitet 15. Januar 2015 von hercules123

[Volume]

Bei allen Flugzeugen, bei denen der Triebwerksschub keinen Einfluss auf den Momentenhaushalt hat (was im allgemeinen bedeute: im Schwerpunkt angreift), gilt dies.

 

Bei vielen Flugzeugen jedoch hat Triebwerksleistung einen Einfluss auf den Nickomentenhaushalt, z.B.

- Weil die Triebwerke tief unter dem Flügel hängen (alle modernen Passagierjets)

- Weil der Propeller hoch über dem Rumpf auf einem Pylon sitzt (Klapptriebwerksmotorsegler, Wasserflugzeuge)

- Weil die Triebwerke mit Sturz eingebaut sind (ziemlich deutlich z.B. bei den DC-9 Nachhfolgern, MD-8X...)

- Weil der Propellerstahl das Höhenleitwerk anströmt (die meisten SEPs)

 

In den allermeisten Fallen sorgt Triebwerksleistung dafür, das die Nase hochkommt, das Flugzeug also sogar langsamer wird, wenn man die Leistung erhöht, aber das kann man nicht verallgemeinern. Gerade der Effekt der Anströmung des Höhenleitwerks kann bedeuten, dass die Reaktion im Langsam- und im Schnellflug, bei ein - oder ausgefahrene Klappen oder bei vorderer/hinterer Schwerpunktlage völlig unterschiedlich ist.

Moderne FBW-Flugzeuge werden in der Regel diesen Effekt automatisch ausgleichen, d.h. sie warden passend zur Triebwerksleistung die Flossentrimmung oder das Höhenruder entsprechend korrigieren.

 

Wenn du mal ein krasses Beispiel erleben möchtest, starte bei einer Cessna 150 oder einer C42 mit voll gesetzten Klappen durch. Da sind zwei Hände schnell zuwenig, um gegen das Aufbäumen zu drücken... Von sich aus würde das Flugzeug Sekunden nach Vollgas stallen. Aber ein guter Pilot erwartet das ja, und reagiert entsprechend ;)

 

Gruß

Ralf

[hercules123]

Hallo Ralf,

 

hab Dank für die präzise Erklärung.

 

Bei allen Flugzeugen, bei denen der Triebwerksschub keinen Einfluss auf den Momentenhaushalt hat (was im allgemeinen bedeute: im Schwerpunkt angreift), gilt dies.

 

Ahja, da ein Verkehrsflugzeug aber sehr wohl auf Schub angewiesen ist, um den Widerstand zu überwinden, trifft es hier also nicht zu.

Da der Schub die Höhe macht, sinkt das Flugzeug erwartungsgemäß bei Reduzierung des Schub.

 

Wenn ich dich richtig verstanden habe, wird sich durch die, sagen wir mal Kopflastigkeit, die Sinkrate erhöhen, wenn ich nicht mit dem Höhenruder oder der Trimming eingreife?

 

- Weil der Propellerstahl das Höhenleitwerk anströmt (die meisten SEPs)

 

 

Machen das die Verkehrsflugzeuge mit ihren Triebwerken nicht auch?

 

 

Moderne FBW-Flugzeuge werden in der Regel diesen Effekt automatisch ausgleichen, d.h. sie warden passend zur Triebwerksleistung die Flossentrimmung oder das Höhenruder entsprechend korrigieren.

 

 

Das gilt in gewisser Weise ja sogar für die 737 mit dem Speed Trim.

 

Wenn du mal ein krasses Beispiel erleben möchtest, starte bei einer Cessna 150 oder einer C42 mit voll gesetzten Klappen durch. Da sind zwei Hände schnell zuwenig, um gegen das Aufbäumen zu drücken... Von sich aus würde das Flugzeug Sekunden nach Vollgas stallen.

 

 

Wusste ich auch noch nicht, dass Klappen beim Start eine Gefahr in Form von Überziehen verursachen können.

 

Kenne nur die Auftriebs vs Widerstand Variante und die daraus resultierenden Limitierungen im 2. Takeoff Segment.

 

Besten Dank

 

 

 

 

 

Best Regards/ Beste Grüße

Thomas Scheelen

[PeterH]

...

Wenn du mal ein krasses Beispiel erleben möchtest, starte bei einer Cessna 150 oder einer C42 mit voll gesetzten Klappen durch. Da sind zwei Hände schnell zuwenig, um gegen das Aufbäumen zu drücken... Von sich aus würde das Flugzeug Sekunden nach Vollgas stallen. Aber ein guter Pilot erwartet das ja, und reagiert entsprechend ;)

 

Wobei man sich bei einer Cessna wirklich kräftig gegen den Knüppel bzw das Steuerhorn stemmen muß, bei der C42 braucht's deutlich weniger Kraft. Trotzdem muß man darauf vorbereitet sein, sonst kommt man schnell in echte Probleme. Was auch noch hinzukommt, ist ein wirklich heftiges "Ausbrechen" nach links (P-Faktor usw), da ist man ganz schnell über dem Pistenrand. Das behält man aber nach dem ersten Mal sehr gut im Gedächtnis, wie ich mich deutlich (und ungern :huh: ) erinnere...  :o  ;)

 

Gruß

Peter

Bearbeitet 15. Januar 2015 von PeterH

[hercules123]

Ist das gleichzusetzen mit dem Balloneffekt?

 

Best Regards/ Beste Grüße

Thomas Scheelen

[PeterH]

Allgemein wandert der Druckpunkt mit steigendem AoA nach vorne, dadurch hat man also einen längeren Hebel vor dem Schwerpunkt -> Pitch-Up-Moment.

Weiterhin: Die einfachen Wölbklappen werden ja nur nach unten gedreht, dadurch wird der Flügel weniger "breit" und der Druckpunkt wandert wiederum nach vorne.

 

P-Faktor: Wenn die Motorachse gegenüber der allgemeinen Anströmung einen Winkel nach oben aufweist (wie bei höherem AoA üblich), dann hat das abwärts drehende Propellerblatt mehr Auftrieb ("Zugkraft") als das aufwärtsgehende. Da normalerweiswe die Motoren (vom Cockpit aus gesehen) im Uhrzeigersinn drehen, zieht der Flieger dann nach links (auf der rechten Seite bewegt sich das Propellerblatt nach unten).

 

Andere "Dreheffekte":

Torque: größere drehende Massen im Motor werden beschleunigt, dadurch gibt es ein Gegen-Rollmoment.

Gyroscopic Precession: Der Motor ist mit seinen drehenden Massen ein Kreisel. Versuche ich, dessen Achse z.B. nach unten zu kippen, so weicht der Kreisel nach links aus.

 

Die letzteren beiden Effekte sind bei normalen Fliegern aber nicht so ausgeprägt, Torque merkte man heftig bei Apparaten wie Mustang oder ME-109 usw mit ihren Monstermotoren. Gyroscopic Precession wirkt mehr oder weniger deutlich bei Tailwheelern, wenn man z.B. beim Startlauf das Heck anhebt.

 

Die Kippmomente je nach Einbauort und -Richtung des Triebwerks gegenüber dem Schwerpunkt hat Ralf ja schon beschrieben. Sehr eindrücklich beim gewissen Pushern (Triebwerk mit Druckpropeller hoch hinter dem Schwerpunkt): Gibt man Gas, geht die Nase kräftig abwärts. Und leider (beim Landen) auch umgekehrt: Gas weg ->Nase hoch)

 

EDIT: Das war natürlich wieder ziemlich OT und hätte besser nach "Pitch und AoA" (Technik) gepasst, aber es ergab sich halt so...

 

Gruß

Peter

Bearbeitet 15. Januar 2015 von PeterH

[Volume]

 

Machen das die Verkehrsflugzeuge mit ihren Triebwerken nicht auch?

 

Nein, eigentlich versucht man tunlichst den Abgasstrahl der Triebwerke weit weg von den Leitwerken zu halten, das ist der Grund warum viele Höhenleitwerke V-Form haben.

 

 

Wusste ich auch noch nicht, dass Klappen beim Start eine Gefahr in Form von Überziehen verursachen können.

 

Es ist etwas komplexer... Die Klappen führen zu einer sehr starken Ablenkung des Propellerstahls, und dieser nach unten zeigende Propellerstrahl trifft dann das Höhenleitwerk, deshalb kommt die Nase hoch.

 

 

Ahja, da ein Verkehrsflugzeug aber sehr wohl auf Schub angewiesen ist, um den Widerstand zu überwinden, trifft es hier also nicht zu.

Da der Schub die Höhe macht, sinkt das Flugzeug erwartungsgemäß bei Reduzierung des Schub.

Wir reden hier nur vom Nickmoment, nicht von Schub und Widerstand. Schub unter den Tragflächen sorgt für ein aufnicken, genau wie ziehen. Schub am Propellerturm oder an Treibwerk Nr. 2 Der MD-11 sorgt für abnicken, genau wie drücken. Wenn das Triebwerk weit weg vom Schwerpunkt installiert ist, wirkt es auch ein bisschen wie ein Höhenruder. Normalerweise wird ein Konstrukteur versuchen, diesen Effekt zu minimieren (z.B. indem er Einbauhöhe und Sturz gegeneinander ausspielt, die meisten Klappmotorsegler haben den Propellerturm leicht nach hinten geneigt, so dass der Propellerstahl zum Ausgleich die Höhenflosse etwas runterdrückt)

 

Solange der Betriebspunkt des neuen Momentengleichgewichts erreicht ist, und noch ein vernünftiger Flugzustand ist, wird das Flugzeug nach einer Schubreduktion meist (mehr) sinken. In krassen Betriebszuständen kann es aber auch mal anders sein, bzw. der Umkehrschluss (mehr Schub = steigen) kann falsch sein, wenn mehr Schub = deutliches aufnicken = stall bedeutet.

 

Wenn ich dich richtig verstanden habe, wird sich durch die, sagen wir mal Kopflastigkeit, die Sinkrate erhöhen, wenn ich nicht mit dem Höhenruder oder der Trimming eingreife?

Kurzfristig erhöht diese Kopflastigkeit die Sinkrate, da das Flugzeug die Nase runternimt und Höhe in Fahrt umwandelt. Vor der Leistungskurve resultiert die höhere Geschwindigkeit im kopflastigeren Zustand auch eine größere Sinkrate (Gleitzahl wird schlechter).

 

 

Wobei man sich bei einer Cessna wirklich kräftig gegen den Knüppel bzw das Steuerhorn stemmen muß, bei der C42 braucht's deutlich weniger Kraft.

Bei den Ultraleichten braucht es für alles weniger Kraft, deshalb machen sie ja auch mehr Spaß ;)  

Aber im Verhältnis zu den "normalen" Höhenruderkräften muss man schon deutlich drücken. Die C150 muss man ja auch in Steilkurven bärig ziehen. Diese hohen Höhenruderkräfte sind extra gewollt, da sie das Flugzeug harmloser machen.

 

 

Ist das gleichzusetzen mit dem Balloneffekt?

 

Was bitte ist der Balloneffekt ?

 

Gruß

Ralf

[DaMane]

.....................

Was bitte ist der Balloneffekt ?

 

Gruß

Ralf

Er meint vielleicht 'ballooning', worunter ich ich ein durch eine Warmluftblase bedingtes aufschweben verstehen würde?

 

Gruß

Manfred

[Alexh]

Ballooning kenne ich nur als zusätzlich entstehenden Auftrieb beim Ausfahren von Landeklappen. Dadurch steigst du ungewollt weg oder sinkst langsamer sofern du diesen Effekt nicht ausgleichst bzw. antizipierst.

 

Gruß Alex