Flughöhenmessung

[Johannes H.]

Hallo Fachleute,

 

ich hab eine ganz simple Frage und würde euch um eine für Leihen verständliche Antwort bitten:

 

Wie wurde früher (wird heute noch?) mechanisch die Flughöhe gemessen?

 

Viele Grüße,

Johannes

[Ueli Zwingli]

Hallo Johannes

 

Aneroiddose --> für Laien??

Du musst Dir dabei ein Gerät ähnlich wie ein Barometer vorstellen, der in Feet geeicht ist. Einen Barometer eichst Du jedoch nach der Höhe über Meer, um den Luftdruck zu erhalten. Beim Höhenmesser musst Du den aktuellen Luftdruck einstellen, um die Höhenangabe zu erhalten. Die aktuellen Luftdruckwerte werden dem Pilot per Funk mitgeteilt.

 

Sorry für die Profis, dies ist eine Erklärung eines Laien für einen Laien. :D

[Markus D.]

Hallo Johannes,

 

hier noch ein Link zu aviation4u, da hats noch schöne Grafiken.

 

Ciao, Markus ;)

[Heinz Richner]

Hallo

 

da habe ich als Laie auch gleich eine Zusatzfrage. Woher bezieht der Transponder seine Höheninformationen. Ich habe zwei Altimeter eingebaut, stelle das eine auf Platz QNH, das andere auf Flightlevel 1013. Der Controller cleart mich im climb bis FL95 und gibt mir einen Transpondercode, crossing aproved. Welche Höhe sieht der Controller auf seinem Schirm?

 

 

Heinz

[DNovet]

Depends...

 

Ich nehme an, du fragst wie's in deiner Arrow (und damit in den meisten GA-Fliegern) funktioniert.

 

Dort hats (die weitverbreiteste Variante, da die billigste...) im Transponder drin noch ein zusätzlichen "Höhenmesser", welcher seine Daten nur an den Transponder liefert und dessen Referenzluftdruck nicht von aussen eingestellt werden kann. Diese Höhe wird auf hundert Fuss genau gemessen und bei neueren Geräten kann die übermittelte Höhe abgelesen werden, bei älteren Geräten ist dies nicht möglich. Dieser Höhenmesser ist auf Standarddruck (1013,21-und-ein-paar-zerquetschte) geeicht und es kann daher gut vorkommen, dass die angezeigte Höhe mal um 100 Fuss nicht stimmt. Beispiel von Bendix-King wäre

 

http://www.bendixking.com/static/catalog/viewproductdetails.jsp?pid=141

 

Der nächste höhere und teurere Step in der Preisklasse "Open-End" wäre dann ein Transponder mit Encoder. Dabei wird direkt die angezeigte Höhe eines eingebauten Altimeters übernommen. Allerdings funktionieren die gängigen Geräte nur mit einem Eingang, es kann also nicht gewählt werden, von welchem Altimeter die Angabe übernommen wird. Weiteres Beispiel von Bendix-King wäre:

 

http://www.bendixking.com/static/catalog/viewproductdetails.jsp?pid=140

 

Deshalb: Checken, ob dein Transponder ein Encoder hat und an welchen Altimeter dieser angehängt ist...

[Johannes H.]

Hallo,

 

vielen Dank für eure Erklärungen. Der Link von Markus ist echt nicht schlecht!

 

Gruß

Johannes

[Heinz Richner]

Dani

 

herzlichen Dank für deine Antwort. Welches System bei mir eingebaut ist, werde ich mal abchecken.

 

Wäre dann aber die, wie du sagst, nächst höhere und teurere Variante mit dem Encoder nicht auch die schlechtere? Wenn ein Pilot irrtümlich was falsches einstellt, würde dem Controller ja genau dieser Wert angezeigt, obwohl die echte Höhe ganz woanders liegt. Beim eingebauten Höhenmesser im Transponder hätte der Controller lediglich die Differenz von 1013 zum echt vorherrschenden Luftdruck.

 

Ich hätte eigentlich angenommen, dass diese Höhenübermittlung etwas genauer sind. In meiner NVFR-Ausbildung meinte der Fluglehrer, ich solle so genau wie möglich an der geclearten Höhe fliegen, wir seien ja beim TWR auf dem Schirm. Auch wenns, wie in meiner Arrow, 2 Altimeter drinhat und ich nicht weiss, auf welches der Transponder zugreift, ist dies doch auch etwas unsicher. Könnte ja sein, dass ich nur das eine richtig setze, das andere nicht berücksichtige oder fest 1013 setze.

 

Da sind mir noch einige Rätsel offen.

 

Heinz

[DNovet]

Darum ist das QNH ja wahrscheinlich auch ein Readback-item... :D

 

Das mit dem Tower und auf dem Schirm sein liegt daran, dass in der näheren Umgebung von Flughäfen zT Primärradar eingesetzt wird, wodurch dann ein genauerer Positionsfix erreicht werden kann, als mit dem Transponder.

 

Aber das mit dem falsch einstellen gibt mir schon auch as bisserl zu denken. Denn einerseits habe ich mich schon gefragt, warum es im VFR schon wichtig ist, eine Toleranz von +/-100ft einzuhalten, wenn der Transponder eh nicht stimmt... Andererseits hats in den Flugzeugen, in welchen zwei Altimeter installiert sind, auch meistens IFR-trainierte Piloten, welche das beherrschen (sollten)... Und meistens gleich zwei davon...

 

Und in diesem Sinne stimmt eigentlich die Aussage, die Version ohne sei sicherer. Aber:

Tower: "D-XXXX, confirm your squawk is XXXX?"

Flieger: "Thats confirmed"

Tower: "In that case, I'll be sending you an excavator, your Transponder shows minus 600 feet Altitude..."

Unter dem Aspekt gesehen, ist der Encoder wieder besser...

Und dort, wo die Position nicht mit primär-Radar überwacht wird und die Flughöhe spizig wird (RVSM-Luftstrassen), sollten ja eigentlich sowieso alle den Standard haben...

 

In diesem Sinne: Nix für ungut...

[MarkusP210]

Also mit der Erklärung des mechanischen Höhenmessprinzips bin ich noch nicht zufrieden.

 

Ein mechanischer Höhenmesser enthält eine Membrandose, welche mit einem Zeiger gekoppelt ist. Beim Aufsteigen des Flugzeugs (Höhenmessers) nimmt der Aussendruck ab was eine entspannung der Membrandose und damit eine Bewegung des Zeigers im Uhrzeigersinn (=grössere Höhe) zur Folge hat. Beim Absinken wird die Membrandose durch den steigenden Aussendruck zusammengepresst und der Zeiger dreht gegen den Uhrzeigersinn.

 

Die Aneroiddose wird beim VSI (Vertical Speed Indicator oder ugs. Vario-Meter) eingesetzt. Die Dose hat zwei Druckkammern, die eine ist gegen Aussen offen, die andere auch ist aber mit einer Dämpfung versehen. Im Levelflug herrscht in beiden Kammern gleicher Druck. Beim Steigen nimmt der Aussendruck ab, in der offenen Kammer geschieht dies auch. In der gedämpften Kammer bleibt der Druck noch einen Moment so hoch wie vorher und ändert sich nur langsam. Die Druckdifferenz wird auf einen Zeiger übertragen.

 

@Heinz

In Deinem Flugzeug idt mit grosser Wahrscheinlichkeit ein Altimeter mit Encoder eingebaut. Normalerweise steht das vorne auf dem Altimeter irgendwo drauf (z.B. "Altimeter encoder equipped" oder so).

 

Es stimmt, dass der Pilot für die Umstellung von QNH auf QNE verantwortlich ist. Die dem Controller angezeigt höhe enstammt dem Altimeter (Encoder). Die Toleranz beträgt für den Controller +- 300 ft.

 

Markus

[Gast Fox1]

Servus Markus,

 

hast die Begriffe sheinbar vertauscht.

Das Aneroid ist deine Meßdose im Höhenmesser (Aneroid = luftleer).

 

Die Dose im Vario ist die Messdose (->Ausgleichsgefäß).

 

 

 

cheers

 

Matthias

[Fredy Däppen]

Hallo zusammen

 

hier noch einmal die Info zur Höhenangabe am Radarschirm des Controllers:

 

der Transponder übermittelt IMMER die Höhe gemäss Standarddruck 1013,2 HPa, egal was Ihr am Höhenmesser eingestellt habt.  Dies ist aus Sicherheitsgründen ja auch logisch, denn es kommt doch ab und zu vor, dass ein Pilot einen falschen Druck einstellt oder vergisst, von QNH auf Standarddruck umzustellen oder umgekehrt. Sobald das Flugzeug unterhalb des Transition-Level fliegt, wird die Anzeige auf den Radarschirmen vom Radarrechner automatisch auf QNH umgerechnet und entsprechend dargestellt. Diese QNH-Höhe (Altitude) wird dann mit einem besonderen Symbol markiert (bei uns "*") um zu zeigen, dass es sich hier nicht um FL sondern um ALT handelt.

 

Gruss

[Heinz Richner]

Hallo Fredy

 

genau das wollte ich wissen. So ist es auch logisch und ohne mögliche Fehlerquellen seitens der Piloten. Ich hab mir noch gedacht, dass da etwas mehr Technik dahinter sein müsse, als das blosse Einstellen des Höhenmessers im Flugi.

 

Danke dir für diese Erklärung.

 

Heinz

[DNovet]

Also in dem Fall hat der Transponder mit Encoding keine Dose drin (wie schon gesagt) und benutzt die Dose den Altimeters. Wo genau die Information für den Transponder herkommt (direkt von Dose oder am Ende der Mechanik) müsste ich erst noch ankucken, und diese Informationen sind spärlich gesäht...

 

Aufgrund der Aussage von Fredy nehme ich daher an, dass die Information direkt von der Dose genommen werden und nicht erst nach der Mechanik zum Einstellen des QNH.

 

Dann taucht bei mir allerdings die Frage auf, wozu denn das gut sein soll und warum soviel teurer? Denn wenn der Transponder ja eine eigene Dose hätte und er den gesendeten FL anzeigt, hätte ich ja sozusagen einen zusätzlichen Altimeter an Bord. Man könnte zwar nicht so genau navigieren, aber wenn man im Nebel ist, genügt mir persönlich die Angabe des FL schon, da ich damit weiss, ob ich überhalb der Mindesthöhe bin oder nicht...

Der einzige Vorteil wäre wohl der Preisvorteil bei einem Overhaul, da mit dem Kalibrieren des Altimeters auch gleich der Transponder kalibriert wird, welcher sonst noch separat bearbeitet werden müsste, was doppelte Arbeit heisst und wir alle wissen, das wohl kein Flugzeugmech für Gottes Lohn arbeitet...

 

Ich glaube dem Fredy, müsste mich also mal tiefer in die Materie stürzen, um ein paar Dinge rauszufinden...

[Fredy Däppen]

Hallo

 

also ich bin da eher skeptisch und glaube kaum, dass ein Transponder eine eigene Aneroid-Dose hat. Da müsste ja der Transponder auch einen Anschluss an die statische Druckabnahme am Flugzeug haben. Meine Cessna 421 hatte 2 Höhenmesser, einer davon ein sogenannter "Encoding Altimeter" und dieser liefert die Höheninformation nach Standarddruck an den (oder die) Transponder.

 

Gruss aus 5000 ft im Schnee

[DNovet]

Der Transponder muss nicht zwingend ein Anschluss ans Statik-system haben. Bei Flugzeugen ohne Druckkabine ist der Innen gleich Aussendruck. Siehe Archer: Ist das Pitotrohr (wenn man den hässlichen Auswuchs so nennen darf... ;) ) vereist oder verstopft, so kann auf ein Alternativsystem zurückgegriffen werden. Dieses bezieht den Statikdruck aus der Kabine, da dieser ja eben gleich Aussendruck ist.

 

Und da geht mir (Wieder dank dem Fredy) ein Licht auf, für was wohl der Altitude Encoder gut sein soll: Bei Druckkabinen. Denn da ist der Kabinendruck nicht gleich Aussendruck und deshalb muss man entweder den Transponder an das Statiksystem anhängen oder die Information mit Elektrokabel vom Altimeter abholen, welcher ja sowieso am Statiksystem angehängt ist.

 

Könnte auch sein, dass ein Transponder mit Encoder eine Bedingung für IFR-Zulassung ist, da der Fluglotse und der Pilot dann die Höhenangabe von der gleichen Quelle bekommen, der Aneroiddose im Altimeter. Was natürlich auch wieder Nachteile bergen kann, aber dies ist im Moment ja nicht gerade der springende Punkt...

[FalconJockey]

Hi Dani,

 

Ist das Pitotrohr (wenn man den hässlichen Auswuchs so nennen darf... ) vereist oder verstopft, so kann auf ein Alternativsystem zurückgegriffen werden. Dieses bezieht den Statikdruck aus der Kabine, da dieser ja eben gleich Aussendruck ist.

 

ähm, ich wage zu widersprechen :-) Es ist zwar richtig, dass man auf ein Alternativsystem zurückgreifen kann (ALTERNATE AIR, Piper Archer: Beim PIC unter dem Panel), aber der Druck IN der Kabine ist definitiv anders als der Aussendruck. Da müssen wir Herrn Bernoulli heranziehen... Durch den Fahrtwind wird ja ständig Luft aus der Kabine abgesaugt, sodass der Luftdruck leicht anders ist als aussen. Vergleichbar mit einem Cabrio mit geschlossenem Verdeck: Bei höherem Tempo bildet sich da eine Beule, weil der Luftdruck innen leicht sinkt (bzw. durch den Luftzug das Verdeck hochgezogen wird, weil es elastisch ist).

 

Also ist der statische Innendruck leicht niedriger als aussen, daraus folgt, dass uns die Instrumente leicht verfälschte Werte liefern. Vom Hoch zum Tief geht's schief... sie zeigen uns zuviel an.

 

Hab ich zumindest beim CPL/IFR so gelernt :-)

[DNovet]

Nun, alleine dem Bernoulli würde ich den Cabrio-effekt nicht in die Schuhe schieben.

 

So wie mit die Aerodynamik beigebracht wurde, kann man das sehr schön an einem Lastwagen erklären. Denn dort wird die Plane zwar zu Beginn ebenfalls abgehoben, weiter hinten jedoch wieder angedrückt.

Das kommt daher, dass an der Front des Lastwagens die Luft nach aussen gedrückt wird. Da auch die Luft Masse ist und somit träge ist, behält sie diese Bewegungsrichtung noch kurz bei, obwohl bereits schon die gerade Lasterwand da ist. Dies erzeugt dann während den ersten zwei Metern einen Unterdruck auf der Aussenwand des Lasters. Dieser Unterdruck sorgt für eine weitere Bewegungsänderung des Luft, diesmal nach innen, woraus sie dann weiter hinten am Laster nach zB fünf Metern die Blachen nach innen drückt. Also alleine ein Phänomen der Strömungslehre. Und ich wünschte, ich hätte jetzt so ein Planschbecken für die Strömungslehre, wie's in der Physiklaborabteilung im Technorama eins hat, um meine Gedanken spielerische Art und Weise zu erklären... Aber ob nun Bernoulli oder Strömungslehre, der Effekt ist der selbe.

 

Wendet man nun diese Erkenntnisse an, so bildet man einen Lastwagenkörper, welcher Tropfenförmig aussehen wird, vorne dick und schön rund, damit die Luft schön der Kontur folgen kann, und hinten dünn auslaufend. Und der Rumpf einer Archer kommt doch meiner Meinung schon recht gut da dran. Gemäss AFM (soweit ich das noch von der HB-PHG, Archer2, im Kopf habe) treten zwar schon Fehler auf, aber diese sind so klein, dass sie vernachlässigbar sind (wenn ich mich richtig an eine aus den Graphen ausgelesene Zahl erinnere, so ist das Extrem bei zwei Knoten auf 80...). Allerdings kommts bei Benutzung des Alternativsystems zu einer Restriktion, welche da heisst, dass das Fenster geschlossen bleiben muss. Und vielleicht haben sogar die verschiedenen Archer-Versionen (Archer1, 2 und 3) verschiedene Eigenschaften in dieser Beziehung.

 

Auch kommt mir hierbei noch in den Sinn, dass die Kabine ja mit Stauluft belüftet/beheizt wird. Damit führen wir Luft unter Druck in die Kabine und blasen diese ein wenig auf. Dieser Druck ist zunehmend mit dem Fahrtwind, welcher dann den erwähnten (und bestimmt nicht ausser acht zu lassenden) Bernoulli-Effekt seinerseits bestimmt, wodurch sich die beiden Effekte unter bestimmten Bedinungen (Fenster offen/zu, Zustand Lüftung) doch schon in der Waage halten könnten.

 

Gruss von Dani, der nicht belehren, sondern seine Gedankengänge zum Thema aufzeigen will...

[FalconJockey]

Hi Dani,

 

keine Sorge, ich seh das nicht als belehrend an, bin ja nicht "xxxxx" (zufällige Wortlänge) :-)

 

Wie auch immer, ich hatte gar nicht an den Staueffekt von der Lüftung gedacht, das ist natürlich wahr. Ich fühlte mich nur auf den Plan gerufen, weil die Aussage "Aussendruck = Innendruck" zu festgenagelt war :) Wenn ich mich recht erinnere, liegt der Fehler im Rahmen von 100 bis 200 ft. Sicher nicht tragisch, aber trotzdem finde ich es wichtig, dass man sich dessen bewusst ist. Fliegen ist komplexer als man denkt...und trotzdem so einfach :)

[MarkusP210]

Sehe ich das richtig, eine Piper Archer wäre dann ja faktisch ein Lastwagen? :D ;)

 

Markus

[FalconJockey]

...ja aber auch nur weil das entfernbare Verdeck fehlt :D

[DNovet]

Also, nochmals die verschiedenen Transponder.

 

Die Standardware, welche in den kleineren Fliegern weiter verbreitet ist, sind die Transponder, welche eine eigene Aneroid-Dose haben, geeicht auf 1013,21, und nach dieser Dose die Höhe übermitteln. Dabei wird der statische Luftdruck innerhalb des Transponder-Gehäuses genommen, kein Anschluss an das Statiksystem also.

 

Bei den Encoding-Altimeter gibts zwei verschiedene Varianten. Eine, die die Information direkt von der Aneroiddose im Altimeter nimmt und somit geeicht ist auf 1013,21. Die andere Version nimmt die Information nach der Mechanik zum Einstellen des QNH, somit die Höhenangabe gemäss dem QNH übermittelt (Hmm... Dann könnte ich also mal den Fredy ein wenig nervös machen, indem ich inflight an der Schraube drehe, damit mal minus tausend Fuss und dann wieder mal zehntausend Fuss angezeigt würden... ;) ).

 

Ich hoffe, as bisserl Licht herein gebracht zu haben...

[Hans Tobolla]

Hallo miteinander,

 

es ist schon eine Weile her, Nachtflug mit einer Cessna 172 von Nürnberg nach München-Riem, IFR und IMC, ich saß hinten drin.

 

Plötzlich bekamen wir unerwartet bedenkliche Vereisung. Nach einem Blick auf das Außenthermometer meinte der Pilot, dass eine geringere Höhe abhelfen könnte, aber leider waren wir schon auf dem niedrigsten Level. Die Lösung des Problems war „ausgesprochen elegant“. Während des Sinkflugs drehte der Mann rechts so gefühlvoll am Höhenmesser, dass stets der zugewiesene Level angezeigt wurde. Der Radarlotse hat sicher nichts bemerkt, denn diese Leute fragen sofort nach, wenn man ohne Freigabe den FL ändert.

 

Gruß!

 

Hans

[Robi]

Original geschrieben von Hans Tobolla

Die Lösung des Problems war „ausgesprochen elegant“

 

Naja, lieber Hans... :001:

[MarkusP210]

C172, IFR und IMC?!

 

Da rollen sich mir die Schuhsohlen! :eek: (Mal ganz abgesehen von dem beschriebenen Indianer-Procedere)!

 

 

Markus