Speed in knots / mach

[Juergen Falkenhain]

Hi Leute !
Mal ne Frage: ab wann, bzw. welcher Höhe schalte ich auf mach um ?
Und warum eigentlich ? Wer kann mir das mal erklären ??

Danke !!

Gruss

Jürgen

[Leo]

Der "Crossover" findet so in FL270 statt.(Ungefähr)
Prinzipiell steigt´man Anfangs mit IAS.
Gleichzeitig nimmt aber durch Abnahme der Temperatur die TAS zu. Die TAS kann in Knoten aber auch in Mach angegeben werden.
Sprich unten fliegt du zB 280 IAS und eine TAS von 310 oder M0.65. Reines Beispiel...
Jetzt erhöht sich aber die TAS mit zunehmeder Höhe und irgendwann kommst du in die Situation wo du an der maximalen zB strukturellen, oder noch steigflugfähigen TAS bist. Um jetzt nicht zu schnell zu werden wechselst du auf TAS. Deine IAS wird deshalb immer geringer bei konstanter TAS.
Deshalb hast du dann in FL350 so um die 240 IAS bei einer TAS von 420knoten oder M0.76.
Sprich: Bei konstanter TAS wird man ab FL 270 immer langsamer. Dies bedingt dadurch dass die Schallgeschwindigkeit von der Temp abhängig ist. Umso kälter es wird, desto geringer ist sie. Und wenn du eine TAS fliegst, fliegst du ja in Relation zur Schallgeschwindigkeit.
Es klingt etwas kompliziert ist aber auch im FS mit einem guten EFIS Flugzeug zu verfolgen.

Grüße

[Juergen Falkenhain]

Hi Leo,
danke für die prompte und erläuternde Antwort. Ja, hörte sich kompliziert an. Aber beim 2. Durchlesen hab ich´s kapiert. Stimmt, bei Navstar hatte ich dies schon festgestellt, dass mein TAS wesentlich höher war als die IAS anzeigt. Und zwar erheblich.
Wenn ich unter 10.000 ft bin, muss ich ja die 250 kts einhalten. Gut. Muss ich dann die IAS oder die TAS einstellen ?? Vielleicht doofe Frage, aber ich komm da immer wieder ins Stolpern. Danke nochmals.
Gruss
Jürgen

[MarkusV]

Hi Jürgen,

> Wenn ich unter 10.000 ft bin, muss ich ja die 250 kts einhalten. Gut. Muss ich dann die
> IAS oder die TAS einstellen ?? Vielleicht doofe Frage, aber ich komm da immer wieder
> ins Stolpern. Danke nochmals.

laß es mich so sagen: die TAS kannst du nicht mit Instrumenten ermitteln, die ausschließlich mit dem Staudruck der Luft arbeiten. Im wesentlichen gibt es zwei Möglichkeiten: man versucht, aus Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte und natürlich dann IAS die TAS zu errechnen. Im Prinzip möglich, da ein physikalischer Zusammenhang besteht. Oder man hat ein Trägheitsnavigationssystem. Das ist in den meisten Verkehrsmaschinen auch tatsächlich die Quelle für die TAS.
Weiterhin kannst du versuchen, die TAS mit Hilfe von Navigationsanlagen zu ermitteln. Die meisten DMEs in Maschinen ohne Glascockpit können die DME ground speed errechnen. (Man muß allerdings beachten, das die Änderung der DME-Entfernung als Grundlage genommen wird. Auf einem DME-Arc ist die DME ground speed 0! Auch die Schrägentfernung sollte man nicht vergessen!) Auch Flächennavigationssysteme wie (VOR/DME-)RNAV, GPS, OMEGA oder LORAN können die Groundspeed errechnen.

Aber du merkst schon: das ist alles recht aufwendig. Insbesonders einfacher Flugzeuge haben diese ganzen Geräte nicht. Daher nimmt man einfach das, was in jedem Flugzeug vorhanden ist: ein Prandtlsches Staurohr und den daran angeschlossenen Fahrtmesser, der IAS anzeigt. Aerodynamisch ist das auch die sinnvollere Größe, denn die IAS bestimmt, ob ein Flugzeug schneller als die Abreißgeschwindigkeit fliegt. Insbesonders sind z.B. Stallspeed und Vne (Maximalgeschwindigkeit) in der Regel in Knots IAS angegeben. Wenn also der Controller eine Geschindigkeit verlangt, die niedriger ist als die Stallgeschwindigkeit, dann weiß der Pilot das sofort. Bei TAS ist das nicht so klar.

Merke: eine 747 kann in FL450 immer noch 300 TAS schnell und trotzdem wegen zu langsamer IAS einen Strömungsabriß haben.

Zusammenfassung: IAS ist einfacher zu messen und aerodynamisch die sinnvollere Größe. TAS ist im wesentlichen für die Navigation interessant.

Markus

[Juergen Falkenhain]

Hallo Markus,
ah jetzt ja. Kapiert. Leuchtet ein. Gut, ich denke, dass dies soweit für den FSs reicht an Info, denn ausser Wind gibt es ja keine Einflüsse mehr auf die speed.Ja, doch, die Höhe. Ich denke, dass dies auch soweit korrekt wiedergegeben ist in bezug auf die speed. Wissensdurst gestillt.
Wobei mir sich schon wieder die nächste Frage aufdrängt: Wind, starke Turbulenzen. Das fehlt im FS98: eine genauere wettervorhersage, wo die Turbulenzen sind, sodass man diese umfliegen kann. Hatte letzt so starke Turbulenzen (teilweise über 50 kts), dass mir sogar NAVSTAR den AP abgeschaltet hatte. Egal in welche Richtung ich flog, waren die Turbulenzen dermassen stark; da fehlte mir eine Unterstützung der ATC. Habe versucht, auf QRG´s der umliegenden Airports zu schalten, aber oft ist es, dass man die ATIS erst unmittelbar vor dem Airport hört (vorallem kommt dann beim approach Freude auf; man plant die rwy 25L ein, ist dann kurz vor´m final fix und schwupps meldet sich die ATIS mit runway in use 07R )
Aber so ist das eben.
Ja, danke allen für die Info´s und Erklärungen

Gruss
Jürgen

[Leo]

Zu 99% aller Fälle sind die Limitationen in IAS angegeben.
Eigentlich auch kein Problem, denn alle Flugzeuge in diesem Gebiet müssen sich daran halten und sind somit trotzdem mit gleicher Geschw. unterwegs obwohl die TAS und GS ganz anders sind.
Weiter oben wird öfter die Staffelung durch Mach geführt. Hier wird einfach darauf geachtet, dass die Flugzeuge mit gleicher oder je nach Verlangen unterschiedlicher Mach Speed im gleichen Level unterwegs sind.

Grüße

[Peterle]

MarcusV, Du schriebst:
... Im wesentlichen gibt es zwei Möglichkeiten: man versucht, aus Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte und natürlich dann IAS die TAS zu errechnen. Im Prinzip möglich, da ein physikalischer Zusammenhang besteht. Oder man hat ein Trägheitsnavigationssystem. Das ist in den meisten Verkehrsmaschinen auch tatsächlich die Quelle für die TAS.

... in den guten alten Zeiten der DC's und Constellations war ja nix mit Inertialsystem. Da war die Quelle fuer die TAS der gute alte Drehmeier, auf dem man mit vielen Fensterchen und Zeigern und Skalen die TAS aus IAS, korrigierter Temperatur, Druckhoehe usw ermitteln konnte.
Ich hab mir damals in den roaring Sixties so'n Teil gekauft (Aristo Aviat), liegt bei mir immer neben dem FS (auch um schnell feet in Meter und Imp.-Gallons in US-Gallons usw umzurechnen, ausserdem kann man mit dem Ding ganz gut die Kurskorrektur bei Seitenwind ermitteln und vieles mehr).

Moral und feine Nutzanwendung:
Es muss nicht immer Silizium sein, oft reicht eine einfache Plastikscheibe.

Gruss Peterle


[Diese Nachricht wurde von Peterle am 26-05-2000 editiert.]

[Hans Tobolla]

Hallo Peterle,

ich hab' mal wieder einige Verständnisschwierigkeiten, weil die Dinge sich nicht so recht zusammenfügen wollen: Wieso kann das Trägheitsnavigationssystem die wahre Quelle für die TAS sein? Das will mir nicht einleuchten.

Das Trägheitsnavigationssystem ist dafür gebaut, die Ground-Speed und den wahren Kurs
über Grund zu ermitteln, sowie die gegenwärtige Position und im Prinzip auch die Höhe (nicht die barometrische). Aber um von diesen Werten auf die TAS zu schließen, brauche ich noch den Wind in meinem FL, und genau den habe ich erstmal nicht.

Für mich ist folgendes zunächst logisch: Der Luftdatenrechner berechnet aus dem Staudruck, dem statischen Druck und der Temperatur den Betrag der TAS und zusammen mit dem Kurs, der meistens anders ist als der Kurs über Grund, hat man dann den TAS-Vektor. Die Differenz zum Ground-Speed-Vektor ist dann der Wind-Vektor im gegenwärtigen FL.

Hoffentlich ist das so. Ich glaub', jetzt müssen unsere Profis mal wieder ran, das wäre echt hilfreich.

Und da ist da noch was. Mit dem Begriff Ground-Speed habe ich auch Problem, denn ich habe keine Ahnung, für welche Höhe dieser, vom Trägheitsnavigationssystem errechnete Wert, eigentlich gilt. MSL? Aber woher weiß das Trägheitsnavigationssystem mitten übern Atlantik noch dazu bei Ebbe und Flut wo MSL ist? OK, man kann vor dem Abflug die Platzhöhe eingeben.
Für das Trägheitsnavigationssystem wäre es am einfachsten, es berechnet die Groundspeed stets für eine bestimmte Entfernung vom Erdmittelpunkt. Aber wie ist es nun?

Keine Ahnung und davon jede Menge. Besser ich hör' auf mit Denken.

Viele Grüße!

Hans

[Peter Guth]

Hallo, Piloten,

ich verfolge nun jetzt seit einigen Tagen eure Diskussion und denke, man sollte für die vielen Leute, die nicht jedes Detail interpretieren können, einige Basis Infos geben, was nun was bedeutet:

IAS = indicated airspeed

Es handelt sich hier um die angezeigte Geschwindigkeit auf der Flugzeug-Speedanzeige. Also genau die Zeigerstellung, die Jedermann auf dem Instrument ablesen kann. Es handelt sich um das Tempo, welches momentan von den äußeren Meßgeräten der Maschine festgestellt wird.

TAS = true airspeed

Hiermit beginnt die Rechnerei. Die Basis für die Berechnung der TAS ist zunächst die zuvor genannte IAS. Aber: diese anzeigten Geschwindigkeiten sind natürlich nicht korrekt. Denn mit zunehmender Flughöhe wird die Luft dünner. Und weil über Staudruckmessgeräte die Menge der einströmenden Luft abgetastet wird, preßt sich am Erdboden mehr (dichte) Luft in das Meßgerät, als in großen Flughöhen mit dünner Luft. Also zeigt der Fahrtmesser in großen Höhen weniger Tempo an, obwohl z.B. dort die gleiche Geschwindigkeit geflogen wird, wie weiter unten.

Nun gibt es einen Zusammenhang zwischen der falschen Anzeige in dünner Luft und der damit verbundenen Flughöhe über dem Boden. Diese Differenzen sind in Tabellen und Formeln erfasst. Das heißt, ein Pilot kann, wenn er hoch fliegt, sehr wohl berechnen, wie schnell er in der umgebenden Luft tatsächlich unterwegs ist, obwohl ihm der Fahrtmesser ggf. zu wenig anzeigt.

Merke: in großen Flughöhen fliegt die Maschine erheblich schneller, als angezeigt wird. In Nähe des Bodens sind die Differenzen zwischen der IAS und der TAS sehr gering und können im FS System beim Landeanflug vernachlässigt werden.

GS = Ground Speed

Hierbei handelt es sich um die wirkliche Geschwindigkeit über Grund. Warum dieses? Ganz einfach: Ein Flugzeug fliegt z.B. in großen Flughöhen. Es herrscht starker Rückenwind. Als erstes wird dem Piloten grundsätzlich eine IAS (also zu geringe) Geschwindigkeit im Fahrtmesser angezeigt, siehe oben. Nämlich deshalb, weil er in dünner Luft hoch oben fliegt.

Also müßte er an Hand der Tabellen umrechnen, was die Fahrtmesser tatsächlich anzeigen müssen, nämlich die TAS.

Aber: das Flugzeug fliegt z.B. 200 kts IAS, dann sagen wir mal korrigierte TAS 290 kts.

Die Maschine ist also 290 kts schneller, als die umgebende Luft.

Jetzt herrscht aber angenommen ein Rückenwind mit strammen 60kts. Der kann aber weder bei der IAS noch bei der TAS Gerätetechnik festgestellt bzw. abgelesen werden.

Und weil der Rückenwind die Maschine insgesamt mit den 60 Kts "anschiebt, fliegt man über dem Boden gemessen nicht nur 290 kts TAS, sondern die wirklichen 350 kts Ground Speed.

Diese Groundspeed/GS kann man oft im HSI ablesen, wenn man auf ein VOR zufliegt, weil der Computer als kostenlosen Service nicht nur die Entfernung (DME) zur Station anzeigt, sondern als "Abfallprodukt" auch noch die dazu gehörende wirkliche, echte Geschwindigkeit über Grund anzeigt. Im GPS System ist das ebenfalls möglich.

Aber Achtung: befindet sich das Flugzeug relativ nah an der Bodenstation, dann werden diese Rechenwerte verfälscht. So kann es in unserem fiktiven Beispiel bedeuten, das man die GS mit 350 kts als Ziffer auf dem HSI angezeigt bekommt, und dann, in der Nähe des Sender: schwupps, auf einmal zeigt der Kasten nur noch 116 kts an. Was natürlich nicht stimmt, wie ihr jetzt wißt. Und deshalb läßt man sich dadurch nicht irritieren.

Alles klar?

Noch etwas zum Umschalten der Airspeed auf Mach Anzeige im Flugsimulator. Wenn ein Pilot im Steigflug den oberen Luftraum erreicht, so knips man den AP (Speed Hold) so zwischen FL 220 und FL240 auf Mach um. Und natürlich umgekehrt beim Sinkflug. Eine ganz einfache "Eselsbrücke".

Gruß Peter Guth

[Peterle]

Hans, Du hast mich erwischt!

Natuerlich bestimmt ein INS (eins mit 6 Freiheitgraden) Beschleunigung, Geschwindigkeit und Ort in X,Y und H sowie die Lage um die drei Raumwinkel immer bezueglich eines waehlbaren Bezugssystems. Soviel ich weiss, werden die Basiskoordinaten am Boden eingegeben (vermutlich auch MSL) und dann muss die Speed auch die Ground Speed sein, logo. Daraus koennte man, WENN man den Wind kennt, die True Airspeed und dann (mit dem Kompi oder dem Drehmeier rueckwaerts ??) mit Temperatur usw die IAS ermittelen - aber ich red' ja Stuss, dafuer gibts ja das Pitot-Rohr... Ich schau mal in der Gebrauchsanweisung fuer den Drehmeier nach... Barometrische Navigation... seitliche Windversetzung... hmmm ... Fahrtmesseranzeige, berichtigte Aussentemperatur (C.O.A.T.) in Celsius, Druckhoehe, Wahre Eigengeschwindigkeit... ich gebs auf.... zu dusslig, einen Drehmeier zu bedienen, na ja.

Da schliess ich mich Dir an - ich schalt's Knobelkaestle ab und hoffe, dass uns die Profis heimleuchten.

Uebrigens, in der Raumfahrt (beim Apollo) wurden die INS-Daten auf verschiedene Bezugssysteme (reference-frames) umgeschaltet: Erdmittelpunkt, Erdoberflaeche und Sterne (stellar inertial mode)... naja, bis zum Mond wollen wir ja nicht sofort...

Viele Gruesse Peterle