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Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann
Technik
Aerodynamik
Flugzeugkunde
Instrumentenkunde
Das Flugklare Flugzeug
Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann
Technik
Instrumentenkunde
Einige der Abbildungen wurden mit mit freundlicher Genehmigung desLuftfahrtverlag Friedrich Schiffmann GmbH & Co. KG, aus folgende Bänden entnommen:Schiffmann1: "Der Privatflugzeugführer", Band 1, Technik I, 1977Schiffmann3: "Der Privatflugzeugführer", Band 3, Technik II, 1977Schiffmann4A: "Der Privatflugzeugführer", Band 4A, Flugnavigation, 1979Schiffmann7: "Der Segelflugzeugführer", Band 7, 1997Hesse3: Hesse3, Flugnavigation, 1976Hesse4: Hesse4, Der Segelflugzeugführer, 1975
Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann
Cockpit einer A319
Instrumentenkunde Frank-Peter Schmidt-Lademann
FahrtmesserGrün: Normaler BetriebsbereichGelb: nur bei ruhiger Luft, harte Steuerbewegungen und ruckartiges Abfangen vermeidenRot: Diese Grenze keinesfalls überschreiten (VNE)Gelbes Dreieck: geringst empfohlene Geschwindigkeit für den LandeanflugWeiß: Zulässigen Bereich für die Betätgung der LandehilfenNicht gekennzeichnet: Manövergeschwindigkeit (VA) als Maximalgeschwindigkeit für volle Ruderausschläge
Schiffmann7: Abb 4.3.1
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Fahrtmesser-sonden
Schiffmann7: Abb 4.3.2
Schiffmann7: Abb 4.3.3
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Prinzip der Staudruckmessung
Der Staudruck ist die Differenz zwischen dem Gesammtdruck und dem statischen Druck
Mit zunehmender Höhe zeigt der Fahrtmesser infolge der abnehmenden Dichte zu gering an. Die TAS kann nach folgender Regel ermittelt werden:
Pro 1000 m werden 6% zur angezeigten Geschwindigkeit hinzugeschlagen
q= *v21 2
Pro 1000 ft werden 2% zur angezeigten Geschwindigkeit hinzugeschlagen
oder
Schiffmann7: Abb 4.3.5
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Barometrische HöhenmessungStandarddruck NN: 1013,2 hPa
Barometrische Höhenstufen:
Faustregel: 8 m/hPa Faustregel: 30 ft/hPaoder
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Höhenmesser
QFE: Luftdruck am PlatzQNH: zurückgerechneter Luftdruck in NN
Schiffmann7: Abb 4.3.7
Schiffmann7: Abb 4.3.8
Zulässige Toleranz: 80ft
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Flug entlang einer Druckfläche
Schiffmann7: Abb 4.3.9
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Vom Hoch ins Tief gehts schief
Schiffmann7: Abb 4.3.10
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Höhnmessereinstellungen
QNH Auf Meereshöhe zurückgerechneter Druck.
Bei dieser Einstellung zeigt der Höhenmesser die Platzhöhe an. Gilt nur für einen bestimmten Platz
QFEDruck am Platz. Höhenmesser zeigt am Boden 0 an.
1013,2Standardhöhenmessereinstellung. Höhe über der Standarddruckfläche wird angezeigt auch Flugfläche genannt.
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Arten von Flughöhen
QNH Höhe angezeigte Höhe, wenn im Höhenmesser
QNH eingestellt istwahre Höhe
tatsächliche Höhe, bzw temperaturkorrigierte QNH Höhe
Druck Höhe (QNE)Höhe wenn im Höhenmesser 1013,2 hpa eingestellt ist, Flugfläche wird angezeigt.
Dichtehöhe Höhe in der Standardatmosphäre, die der herrschenden Luftdichte entspricht
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Aufgaben• Bei einer angezeigten Höhe von 1600m stelle ich das QNH
von 1008 hPa auf 1009 hPa um. Welche Höhe wird jetzt angezeigt.
• Bei einem Flug in einer angezeigten Höhe von 2000m ändert sich das QNH von 1020 auf 1010 hPa. Wie ändert sich die wahre Höhe wenn der Höhenmesser nicht umgestellt wird
• Beim Höhenmesser sei ein QNH von 1020 hPa eingestellt, bei welcher Höhenanzeige erreiche ich die Flugfläche 100
• Der Höhenmesser zeigt bei einer QNH Einstellung von 1005 hPa 5000 ft an, befinde ich mich über oder unter der Flugfläche 50?
• Im Sinkflug wird beim durchstoßen von Flugfläche 50 der Höhenmesser von 1013,2 auf ein QNH von 1000 hPa umgestellt, welche Höhe wird jetzt angezeigt
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Prinzip des Variometers
Das Variometer mißt die
Druckveränderung
Schiffmann7: Abb 4.3.13
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Stauscheibenvariometer
Schiffmann7: Abb 4.3.14Schiffmann7: Abb 4.3.11
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TE-Kompensation
ps-q
Der Staudruck wird vom statische Druck abgezogen. Damit kann das Umsetzen von Fahrt in Höhe und umgekehrt in der Anzeige des Varios kompensiert werden.
Knüppelthermik
Schiffmann7: Abb 4.3.14
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McCready-Funktion
Schiffmann7: Abb 4.3.16b
Schiffmann7: Abb 4.3.17
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Borddrucksystem
Schiffmann7: Abb 4.3.22
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Magnetfeld der Erde
Schiffmann7: Abb 4.3.26
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Kompass
Schiffmann7: Abb 4.3.30
Schiffmann7: Abb 4.3.31
Schiffmann4A: Abb 56
Schiffmann4A: Abb 56
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DeviationAbweichung durch Metallteile und Magnetfelder des Luftfahzeuges, abhängig vom Luftfahrzeug und der Richtung.
Variation oder OrtsmißweissungAbweichung der magnetischen Nordrichtung zur geografischen Nordrichtung, abhängig vom Standort.
Begriffe um den Kompaß
030 060 090 120 150 180 210 240 270 300 330 360+05 +04 +03 000 000 -04 -05 -03 -02 000 000 +03 rwN
mwN
KN
Magnetischer Nordpol
geographischer Nordpol
vardev
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Inklinationskompensation
Schiffmann7: Abb 4.3.32
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Kompassdrehfehler
Auf nördlichen Kursen früher ausleiten. Z.B. von West auf Nord bei 330grad ausleiten
Auf südlichen Kursen später ausleiten (überdrehen).Z.B. von West auf Süd bei 150 grad ausleiten
Auf Ost- oder Westkurs:bei Beschleunigung Anzeige zu nördlichbei Verzögerung Anzeige zu südlich
Fehler kann durch die Inklination direkt und dem tief liegenden Schwerpunkt oder durch den nicht im Drehpunkt liegenden Schwerpunkt erklärt werden
Schiffmann4A: Abb 72 Schiffmann4A: Abb 73
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KreiselinstrumenteWendezeiger
Künstlicher HorizontKurskreisel
Ursprüngliche Richtung
erzwungene Richtung
Präzess
ions
- kraf
t
Je höher die Drehzahl desto
höher die Präzessionskraft
und damit die Stabilität des
Kreisels
Schiffmann7: Abb 4.3.40
Antrieb • elektrisch oder• pneumatisch (5 inch hg)
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Kreiselaufhängung
1.Achse (Rotationsachse)
2.Achse
3.Achse
Vollkardanisch aufgehänter Kreisel•3 Achsen = 3 Freiheitsgrade•Kurskreisel und künstlicher Horizont
Halbkardanisch aufgehängter Kreisel•2 Achsen = 2 Freiheitsgrade•Wendezeiger
Der rotierende vollkardanisch aufgehängte Kreisel behält seine
Lage im Raum bei
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Scheinbare Drift bzw Kippen
Scheinbare Drift15° * sin(Breite) pro Stunde
Scheinbares Kippen15° * cos(Breite) pro Stunde
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Wendezeiger
Schiffmann7: Abb 4.3.42
Standardkurve:•2 Min. für einen Vollkreis•3° pro sec.
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Aufbau des Wendezeigers
Schiffmann7: Abb 4.3.41
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Schaubilder des Wendezeigers
Schiffmann7: Abb 4.3.43
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StandardkurveBei Instrumentenflugverfahren ist die “Standardkurve” definiert mit einer festgelegten
Drehgeschwindigkeit von 3 grad / sec bzw 2 min für einen Vollkreis.
Diese Drehgeschwindigkeit ist bei den Wendezeigern im Motorflug besonders gekennzeichnet.
Schiffmann3: Abb 29
TAS(kt)/10 + 7
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Künstlicher Horizont
Schiffmann7: Abb 4.3.45
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Schaubilder des künstlichen Horizonts
Schiffmann7: Abb 4.3.44
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Fehler des künstlichen Horizontes
Beschleunigungsfehler• Beschleunigung: Steigen, Rechtsneigung• Verzögerung: Sinken, Linksneigung
Drehfehler• Querneigung wird kleiner angezeigt
Da die Kreiselachse immer zum Erdmittelpunkt zeigen muß, wird sie nachgeführt (gestützt).
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Kurskreisel
Etwa alle 20 min nachstellenauf den MWSK
Schiffmann3: Abb 39
Schiffmann3: Abb 41
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Faden
Schiffmann7: Abb 4.3.46
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GPS
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GPS Ortsbestimmung
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Positionsbestimmung mit GPS3 Satelliten müssen empfangen werden, um eine Position auf der Erdoberfläche bestimmen zu können
4 Satelliten müssen empfangen werden, um eine Position im Raum bestimmen zu können
Eine Überbestimmung der Position ist notwendig, um die Zeitbasis festzustellen
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GPS-GenauigkeitPrecise Positioning Service (PPS)22 meter Horizontal accuracy 27.7 meter vertical accuracy 100 nanosecond time accuracy
Standard Positioning Service (SPS)100 meter horizontal accuracy 156 meter vertical accuracy 340 nanoseconds time accuracy
L1 frequency (1575.42 MHz)L2 frequency (1227.60 MHz)
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Navigationsfunktionen eine GPS-Empfängers
Grundinformation:• Die Koordinaten des Standorts eventuell inclusive Höhe• Die augenblickliche Zeit
Abgeleitete Information:• Geschwindigkeit• Flugrichtung• Windgeschwindigkeit (bei Eingabe von CAS,rwsk,Höhe)
Mit Kartenbasis bzw Wegpunkteliste:• Richtung zum Ziel• Zeit zum Ziel• Ablageanzeige (wie beim VOR)• Moving Map• Luftraumhinweise• Endanfluginformation
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Fragen zur Instrumentenkunde
• Wie groß ist die TAS bei einer Fahrtmesseranzeige von 100 km/h in 5000m Höhe• Da die Überziehgeschwindigkeit mit abnehmender Luftdichte steigt, was ist im Landeanflug bei
der Fahrtmesseranzeige zu beachten?• Wie wird die Höchstgeschwindigkeit für volle Ruderauschläge bezeichnet?• Was bedeutet der gelbe Bogen am Fahrtmesser?• Was bedeutet das gelbe Dreieck am Fahrtmesser?• Worauf bezieht sich die Höhenanzeige des Höhenmessers?• Was bewirkt die Kompensationsdüse am Variometer?• Welche Instrumente funktionieren nicht, wenn die Öffnung für den statischen Druck verstopft
ist?• Wozu dient die Kompaßflüssigkeit?• Wodurch entsteht der Kompaßdrehfehler?• Was versteht man unter der Deviation eines Kompaß?• Was kann man über einen vollkardanisch aufgehängten Kreisel sagen?• Welche Zeit benötigt man für einen Vollkreis bei einer Drehgeschwindigkeit von 3°/s• Was zeigt der Wendezeiger an?• Was zeigt die Libelle an?