Autopiloten

[Johannes H.]

Hallo,

 

ich möchte hiermit ein großes Thema anschneiden, zu dem ich ein paar Fragen habe und das nicht oft diskutiert wird: die Autopiloten.

 

Es gibt sie mitlerweile in fast jedem Flugzeug vom kleinen Sportflieger (Cessna, Piper) bis zur großen Passagiermaschiene (Airbus, Boeing). Ihre Funktionen sind verschieden umfangreich. Die einfachsten halten nur den Kurs und die Flughöhe ein, die Komplexesten können den Schub und dem entsprechend die Geschwindigkeit obtimal regeln, Referenzgeschwindigkeiten errechnen, gute Flabsettings bestimmen, automatisch landen und bremsen - kurz, deas Flugzeug vom Start bis zur Landung steuern. Natürlich nur, wenn der Bordcomputer vorher vom Pilot mit allen relevanten Daten gefüttert wurde. Und doch gibts da eine Funktion, die ich vermisse, und die doch bestimmt leicht einzurichten wäre: Die korrekten Flapsettings werden berechnet, und der Bordcomputer erkennt, wann die Räder ausgefahren sein müssten, und gibt Alarm, wenn das nicht der Fall ist. Darum frage ich mich, weshalb man diese wenigen von Hand durchzuführenden Dinge nicht auch den Autopilot erledigen lassen kann?

 

Ebenfalls würde mich interressieren welche Flugzeuge, außer Airbus und Boeing ein solch komplexes FMC gekoppelt an einen Autopilot mit VNAV und LNAV besitzen (ERJ und Saab z. B. nicht!)?

 

Haben Kampfjets, eigentlich gehört das in den Militärordner, den es bald geben soll ;) , haben die auch einen Autopilot?

 

Speziell für PG: In dem neuen Pilotentraining wird erklärt, dass man den Autopilot frühestens ab hundert Feet/AGL anschalten kann, aber es heißt auch, dass man mit TOGA-Knopf starten kann. Wiederspricht sich das nicht:confused: ?

 

Gruß,

Johannes

[ThomasF]

HAllo Johannes

 

Ich bin zwar wirklich kein Experte, aber ich glaube das mti Fahrwerk usw geht nicht. Der AUtopilot kontrolliert nur die Steuerelemente /Engines, aber errechnet nichts. Das Flightmanagementsystem errechnet all diese werte, und die darausresultierenden optimalen GEschwindigkeiten / Höhen, oder was auch immer. Dieser gibt die Daten, dann die Zielsteigrate, GEschwindigkeit, usw dem AP weiter, der dann den Steuerelementen die entsprechenden BEfehle erteilt.

 

Die Warnung für Fahrwerk und Klappensettings (ToLowGear/Flap) werdne vom GPWS (Ground Proximity Warning System / Bodenmäherungswarnsystem) gegeben, wie dieses genau funktioniert weiss ihc nicht, aber eigentlich überall unabhängig vom FMS, AP.

 

Ich bin weder Pilot noch Flugzeugmechaniker, aber habe das, in den Mittlerweilen 2½ Flugsimulation (schon so lange her ;) ) so abgespeichert.

 

Wenn was falsch ist wird es sicher prompt und hart richtiggestellt :D

 

 

Gruss Thomas

[Markus Burkhard]

Hallo Johannes

 

Natürlich wäre es technisch möglich, das Ausfahren der Flaps und des Fahrwerks automatisch regeln zu lassen. Nur, was bringt's? Wieso sollte man einen solch grossen technischen Aufwand machen nur damit die Piloten zwei Hebel weniger bedienen müssen?

Und so kritisch ist der Punkt für das Ausfahren des Fahrwerkes nun auch wieder nicht. Beim amerikanischen Space Shuttle wird dieser Vorgang sogar BEWUSST dem Piloten überlassen, denn wenn der Computer hier ein Fehler macht und das Fahrwerk zu früh ausfährt, kann der Orbiter die Landebahn nicht mehr erreichen.

Aber eben, Airliner sind keine Gliders und haben zwei Piloten an Bord die auch noch etwas tun wollen und können.

 

Jeder heute gebaute zivile Airliner besitzt ein Flight Management System, auch der ERJ145 und der Saab 2000. Klar, wenn kein Autothrottle vorhanden ist, dann ist halt die vertikale Steuerung weniger komplex.

 

Zu deiner letzten Frage; Bei einigen Airlinern wird der TO/GA Button gedrückt um die Triebwerke automatisch auf Startleistung zu bringen, mit dem Autopiloten hat dies noch nichts zu tun...

 

Gruss Markus

[DNovet]

Ähm - Moment mal!

 

Ich denke, man müsste da mal zwei Dinge voneinander trennen, ja? Zuerst gibts mal das System Autopilot. Und dann gibts da noch das FMC. Diese beiden haben, obwohl sie miteinander arbeiten, nix miteinander zu tun. Das FMC kann den Flug managen, Fueldaten berechnen, aktuelle Wettermeldungen einholen sowie Flugpläne erstellen, abändern, deren Ausführung nachführen und natürlich die gesamte Navigation übernehmen. Der Autopilot erhält "Soll"-Daten von Komponenten wie zB FMC, Nav-Empfängern oder auch GPS und sorgt mit Steuerausschlägen dafür, dass sich der "Ist"-Zustand dem Soll annähert. So.

 

Das Beispiel mit dem Fahrwerk:

Diese Funktionen wird nicht errechnet. Ich nehme an, hier ist von der Warnung vom GPWS die Rede. Diese Warnung wird rein aufgrund bestimmter Sensordaten wie zB Radioaltimeter und einer Datenbase "berechnet". Diese Datenbase enthält lediglich das Gelände und bestimmte Hindernisse in näherer Umgebung des Flughafens (ca 10km). Es wird also nicht intelligent berechnet, sondern einfach nur ein paar Werte miteinander verglichen und wenn das Gesamtresultat aus einem bestimmten Feld fällt, erklingt die Warnung.

 

Das Beispiel mit der optimalen Flapsstellung zum landen:

Auch diese Funktion wird nicht intelligent errechnet und wird meist vom FMC "erarbeitet". Früher wurde dies vom Bordmech gemacht. Dieser tat dies, indem er mit den Daten wie zB erwartetes Gewicht bei der Landung, Windwerte und Temperatur in Tabellen ging und dann die optimale Stellung auslas. Heute macht man dies schneller, indem man diese Tabellen einspeichert und nun das FMC anweist, dies gleich selbst zu tun, da es ja sowieso über alle notwendigen Daten verfügt.

 

Das Beispiel mit den TOGA Knöpfen:

Ja, auch der Saab hat die, obwohl er kein Autothrottle hat. Sie dienen ihm dazu, den aktuellen powermode von Cruise auf Toga zu verstellen (=100% Power instead of 80% wenn Hebel am vorderen Anschlag). Des weiteren zeigt der Flight Director die optimale Attitude für den GoAround an. (Fehler dieser Informationen mögen vom "Wisi" vergeben und korrigiert werden). Klar ginge es auch ohne. Der PF würde Schub geben, den powermode auf Toga setzen und von Hand auf den auswendig gelernte Pitch steuern, währenddem der PNF die weiteren Systeme wie Flaps und Funk übernehmen würde. Allerdings kann bei einem GoAround jede Zehntelsekunde zählen, die man durch das nichtdrücken eines Knopfes sparen kann und im Stress kann man auch mal schnell mal einen Pitchwert vergessen. Alles in allem eine sinnvolle Anwendung finde ich.

 

Man darf also nicht einfach das gesamte Flugzeug als solches ansehen, sondern es ist eine komplizierte Ansammlung mehrerer ineinander verflochtenen Systemen, von denen jedes sein Auftrag ausführt.

 

Allerdings bin ich davon überzeugt, dass man ein Flugzeug sehr sicher von A nach B fliegen kann. Siehe zB ein A330er an. Da gibt es soviele Redundanzen, dass diese gewaltigen Katastrophen, die in den Kinofilmen zelebriert werden, eigentlich gar nie eintreten könnten. Bzw, wenns dann mal soweit ist, dass das Flugzeug gar nimmer elektrisch steuerbar wäre, so wären wohl auch die Piloten überflüssig, da auch sie ohne Strom nix mehr tun könnten. Und traut man den Statistiken, so ist bei den fatalen Flugunfällen leider meist immer noch der Mensch die Ursache...

 

Die heutige Airline-Industrie ist einfach noch nicht soweit. Aber ich hoffe da stark auf Airbus, die mit jedem neuen Typ anscheinend einen Schritt in diese Richtung machen und eines Tages werden wir wohl mal soweit sein...

 

Aber bis dahin ists noch ein weiter Weg...

[DanielSchweizer]

Hey Dani,

 

Was ist denn das für ein "Wunderding" das aktuelle Wettermeldungen einholt ? :D :D :D

 

Das könntest du doch mal bei uns aktiveren!:001:

 

Gruss

 

Dani

 

Also VOLMET abhören im Flug macht auch Spass....

[Johannes H.]

Hallo,

 

vielen Dank für eure Antworten. Mir ist schon klar, dass das FMC und der Autopilot zwei verschiedene Sachen sind. Aber bei modernen Airlinern bekommt der AP die Daten doch größtenteils vom FMC, oder? Sie werden nicht manuel am AP-Panel vom PNF eingedreht (mit solchen Rädchen).

 

Zwei meiner Fragen erscheinen mir noch nicht so recht beantwortet:

 

Welche Flugzeuge besitzen (außer Airbus und Boeing) einen AP mit den an das FMC gekoppelten Funktion LNAV und vorallem auch VNAV? Vielleicht hat man mich hier falsch verstanden: ich meinte den AP gekoppelt an das FMC, nicht gleichgesetzt ...:D

 

Und wie sieht es mit den Militärjets aus?

 

Viele Grüße,

Johannes

[TooLowFlap]

Guten Morgen Johannes,

 

ich möchte nocheinmal auf einige Punkte genauer eingehen an dieser Stelle.

 

1. Ein Autopilot hat nicht die Möglichkeit den Schub zu steuern zum Zweck der Geschwindigkeitshaltung. Dafür sorgt das Auto Thrust System (A/THR) welches seperat (falls vorhanden) zuschaltbar ist.

 

2. Du sprachst von TO/GA Starts und einem Zusammenhang mit Autopilotfunktionen. Dies ist nur bedingt richtig. Man kann sich - unabhängig vom Schaltzustand des Autopiloten - die am Mode Control Panel (MCP - Boeing) selektierten Modi auch nur durch die Flight Director (F/D) anzeigen lassen. Ein Start mit angezeigten TO/GA Empfehlungen im Primary Flight Display (PFD) ist also durchaus möglich. Übrigens, die minimale Autopilotenhöhe wird durch die Hersteller aber vorallem auchdurch die individuellen Airlines begrenzt. Technisch interessant und durchaus mehrfach demonstriert ist ein Start mit Autopilot (!!!), z.b. beim Überführungsflug der ersten Tristar.

 

3. Wie schon richtig gesagt wurde: Der Autopilot verfolgt entweder vom Piloten direkt eingegebene Werte (SELECTED) oder vom FMGC/FMC (MANAGED) errechnete - und versucht diese über Flugregler einzuhalten. Er selbst berechnet nix. Ob man nun SELECTED oder MANAGED fliegt hängt vom Flugzustand ab. Im Cruise wird man oft MANAGED unterwegs sein, während man den Approach oftmals SELECTED fliegt.

 

4. Der einzig mir bekannte Kampfjet (TORNADO) hat ein komplexes Autoflight System.

 

Liebe Grüße

 

Jo

[DNovet]

Dani, da hammas!

 

Und schon ist auch mir der Fehler unterlaufen... :eek:

 

Natürlich kann alleine mit dem FMS keine Wetterdaten empfangen werden. Dazu benötigt man das ACARS (Aircraft Communicating And Reporting System), mit welchem man - ähnlich einem Fax - Daten anfordern oder versenden kann.

 

Nicht jeder ist von Fehler gefeit... ;)

 

Trotzdem: Nix für ungut...

[Gast Andyman]

Tschou zäme,

 

 

zwei gaanz kleine Infos am Rande....

 

Der CH FA - 18 hat so was wie ein Autopilot - bitte keine Detailfragen, aber ich weiss, dass sicher HDG, ALT/FL, gehalten werden können. Auch kann er selber einen ILS fliegen (coupled Mode), der ist aber viel unergonomischer als von Hand und macht saumässig viel Krach. Das kommt unter anderem daher, dass dort wo dieses Flugi herkommt und eingesetzt wird (auf dem Meer - irgendwo in einer amerikanischen Wüste..:-)) Lärm nicht wirklich ein Problem ist. Der Autopilot fliegt somit mit voller Landekonfiguration schon ab dem Punkt wo er auf dem Glide der Erde entgegenrutscht. Damit er da nicht "absäuft" muss er konsequenterweise mehr Schub geben..... Folgen sind Lärmtelefone auf den Flugplätzen, daher werden die meisten ILS bei uns "von Hand"geflogen.

Dann noch zu den Flaps, der F 5 Tiger hat eine Flaps Stellung "Auto" die Klappen (inkl. Slats wenn mich nicht alles täuscht) funktionieren danach selbstständig und unterstützen den Piloten so im Luftkampf - slow fight z.B.

Hoffe auch noch was beigetragen zu haben

 

Tschüss zäme

Andy

[Gast Fox1]

Der Tornado hat auch die Möglichkeit dem Gelände automatisch zu folgen (bis 30m glaube ich vs. 60m von Hand minimum). Muss schon geil sein mit ein paar hundert kts in 100ft über Canada hinwegzubretzeln :D . (Die Infos stammen von einem Kumpel von mir, der beim Bund Tornados fliegt.)

 

 

Remember:

The difference between a man and a boy is the price of their toys.

 

 

cheers

 

Matthias

[DNovet]

Ach ja, und die MirageIII (zumindest die Version der Schweizer Luftwaffe) soll auch geringe Autopilotfähigkeiten haben. Und zwar gehts dabei um Althold. Ob auch ein Hdghold dabei ist, weiss ich nicht, aber ein Standardtürn ist auf jeden Fall drin.

 

Und man bedenke, dass ganze auf Analogtechnik mit Aneroiddosen und Zahnrädchen!

[Johannes H.]

Hallo,

 

vielen Dank für eure Zahlreichen Antworten. Aus TLFs Antwort ergeben sich für mich noch ein paar Fragen bezüglich Managed und Selected.

 

Wenn man gestartet ist, schaltet man direkt den Managed-Modus am Autopilot ein, denn das wäre doch sinnvoll, da der Autopilot nun das optimale Verhältnis von Steigrate und Geschwindigkeit abfliegt?! Aber, geht das überhaupt? Kann man Managed ein absolutes Speedlimit halten, wie 250kts, das technisch durchaus unbegründet ist, soll heißen, man kann eigentlich schneller fliegen? Über 10.000ft heißt es dann auf jeden Fall Managed fliegen bis zum Cruise. Hier gibts ein weiteres Problem. Wenn ich weiter Managed fliege, werde ich den Economic Cruising Speed halten. Was ist, wenn ich schneller fliegen möchte? Vor allem auf Langstrecken kann das geschätze ein bis zwei Stunden Flugzeit ausmachen. Dann geht es wieder in den Sinkflug, von dem ich annehme, dass er bis zu 10.000ft auf jeden Fall Managed geflogen wird. Dann stellt sich wieder die Frage mit dem Speedlimit. Schließlich gehe ich davon aus, dass man auf der STAR oder spätesten beim Einkurven zum Final auf Selected umstellt und in diesem Modus bis kurz vor der Landung fliegt, beziehungsweise ein Automatische Landung durchführt.

 

Meine in diesem Text auftretenden Fragen nochmal übersichtlich zusammengestellt:

 

Kann man Managed fliegen und ein Speedlimit halten (z. B. 250kts)?

Kann man Managed fliegen und einen Uneconomic Cruising Speed wählen?

Diese Frage taucht nicht auf, aber ich stell sie hier: Fliegt man den Descent von der Cruise Altitude herab Managed oder Selected?

 

Ich währe dankbar für eure Antworten.

 

Gruß Johannes

[Markus Burkhard]

Hallo Johannes

 

I'll give it a try...

 

Kann man Managed fliegen und ein Speedlimit halten (z. B. 250kts)?

Ja kann man, der FMCG kennt diese Limite unter FL100. Will man aber ein eigenes Limit setzen aufgrund einer Anweisung von ATC oder eines Procedures, dann muss man mit Selected Speed fliegen.

 

 

Kann man Managed fliegen und einen Uneconomic Cruising Speed wählen?

Wenn du einen anderen cruising speed fliegen möchtest als derjenige welcher vom Computer berechnet wurde, dann fliegst du entweder Selected Speed, oder aber du änderst den Cost Index, dann wäre es noch immer Managed Speed. Aber z.B. auf der Langstrecke, eine schnellere Speed von ca. 0.02 Mach verkürzt die Flugzeit niemals um ein bis zwei Stunden. Die 10-15 Minuten die man damit rausholt machen meist keinen Sinn, da unnötig viel Fuel verbrannt wird, darum fliegt man wenn immer möglich mit dem vom Flugzeugtyp abhängigen economic speed.

 

Diese Frage taucht nicht auf, aber ich stell sie hier: Fliegt man den Descent von der Cruise Altitude herab Managed oder Selected?

Das kommt auf ATC an. Am Anfang des Cruise wird man kaum Speed restrictions erhalten, und so spricht nichts dagegen, Managed Speed zu fliegen. In Flughafennähe gibt es aber oft speed restrictions, da muss man dann so oder so selected fliegen.

 

 

So ich hoffe das hilft dir weiter...

 

Gruss Markus

[Johannes H.]

Hallo Markus,

 

vielen Dank für deine Antwort. Zum Uneconomic Cruising Speed muss ich sagen, dass ich da vor allem auch an große GA-Flieger denke. Das ist ein besonderes Interessensgebiet von mir. Da gibt es den Corporate Jetliner Von Airbus, der ökonomisch mit 0.78 Mach unterwegs ist. Er kann aber bis zu 0.82 Mach fliegen. Das sind schon 0.04 Mach Unterschied. Bei den Kollegen von Gulfstream und Bombardier fliegt man ökonomisch 0.80 Mach, kann aber sogar 0.87 Mach. Das sind 0.07 Mach Unterschied. Alle diese Flugzeuge fliegen mit höchster Geschwindigkeit von Zürich mindestens bis Chicago. Die Gulfstream kann mit 0.85 Mach von Zürich bis San Francisco fliegen. Auf so einer langen Strecke machen 0.05 Mach mehr oder weniger bestimmt eine Stunde aus. Und für den GA-Verkehr gelten solche ökonomischen Ristrictions wie bei Arlines eher nicht. Ich gebe allerdings zu, dass das alles sehr spezielle Beispiele sind.

 

Viele Grüße,

Johannes

[TooLowFlap]

Ab 36.000ft unter ISA (-56°C) machen M0.05 genau 28NM pro Stunde aus:

 

Schallgeschwindigkeit = 39 x Wurzel (Static Air Temperature*)

*in Kelvin

 

Soviel zu den Unterschieden!

 

Zum Thema Managed vs. Selected. Managed heißt nur, dass ein vorher programmiertes Profil abgeflogen wird! Das heißt nicht, dass das ökonomischste geflogen wird! So kann ich beliebig Speed und Altitude Restrictions einbauen, ich kann eine Cruise Mach Number vorgeben usw. Selected bedeutet hingegen, dass ich an der FCU direkt die Werte die der Flieger einhalten soll auswähle.

 

Übrigens, der Unterschied zwischen M.82 und M.84 bei der A340 macht auf der Strecke FRA-JFK nur 2-4 Minuten aus...aber auch die selbe Größenordnung an Mehrverbrauch!

 

Liebe Grüße

Jo

[Johannes H.]

@Jo:

Das hät ich nicht gedacht. Ich hab mal überschlagen: Es macht nur eine halbe Stunde aus, ob ich von Zürich nach LA 0.05 Mach schneller oder weniger schnell fliege:eek: ! Wozu gibts da noch was anderes als Economic Cruise:confused: ?! Normal Cruise? Fast Cruise?

 

Viele erstaunte Grüße,

Johannes

[Markus Burkhard]

Hallo Jonny

 

Andere Mach Speeds können in einigen Situationen auf Langstrecken Sinn machen, aber nicht um Zeit aufzuholen.

 

Z.B. wenn man in einem Gebiet fliegt wo viele Flugzeug auf dem selben Airway fliegen. Flugzeug A fliegt mit .82 auf FL330. Flugzeug B fliegt weiter hinten auf FL350 mit .83 . Wenn nun Flugzeug A gerne einen Step Climb machen würde auf FL350, weil es wieder ein Stück leichter ist oder weiter oben die Winde besser sind oder grad beides zusammen, dann könnte es unter Umständen nicht auf FL350 steigen weil das weiter hinten fliegende Flugzeug aufholen würde. Fliegt Flugzeug A aber auch mit .83, so besteht keine Gefahr dass sich diese beiden Flugzeuge zu nahe kommen und es darf gestiegen werden.

 

Dies war nur eines der div. Beispiele warum man im Langstreckenverkehr durchaus auch anders fliegen soll/muss als economic speed. Ich hoffe das hilft dir weiter.

 

Gruss Markus

[Johannes H.]

Hallo Markus,

 

ja klar, das leuchtet schon ein! Einzig und allein die Bezeichnung Normal Cruisespeed erscheint mir etwas verwirrend. Bei einer A320 sind doch wohl die okonomischen 0.78 Mach als normal zu betrachten. Trotzdem nennt sich die Geschwindigkeit 0.80 Mach Normal Cruisespeed!

 

Liebe Grüße,

Johannes