flaps und v2

[Hans Tobolla]

Hallo miteinander,

wenn man die verschiedenen Winkel, Anstellwinkel (Angle of Attack), Einstellwinkel (Angle of Incidence) und Pitch Angle (das ist der Winkel zwischen der Flugzeuglängsachse und der ebenen Erdoberfläche, das deutsche Wort dafür weiss ich gerade nicht) nicht ganz genau auseinander hält, gibt es immer wieder Verständnisprobleme.
Eine gute Erklärung gibt es hier:

http://www.aerospaceweb.org/question...cs/q0165.shtml

Gruß!

Hans

[Leo]

"...Ok nur wenn sich der Pitch erhöht erhöht sich auch der Anstellwinkel oder? Die Nase geht ja nach oben. Und die Tragfläche mit nach oben..."

Im Horizontalflug schon.
Tatsächlich muss man jedoch, und da gebe ich Hans recht, aufpassen. Ich neige dazu es vielleicht auch zu verwirren. Die Landeklappen sorgen für mehr Auftrieb. Sie ändern aber auch tatsächlich den Anstellwinkel, sprich den Winkel zwischen Profilsehne der Tragfläche und anströmender Luft. Und jetzt wirds kompiziert. Fliege bei konstanter (niedriger) Geschwindigkeit eine konstante Höhe. Eventuell sogar mit Autopilot. Jetzt fahre 1 2 stufen flaps und sieh zu was sich tut. Der Pitch senkt sich, die Leistung der Triebwerke wird erhöht und was man nicht sieht aber tatsächlich so ist, der Anstellwinkel erhöht sich per Definition, da sich die Profilsehne der Tragfläche als solche verändert hat.

Vielleicht ein kleines Bild dazu:

[Hans Tobolla]

Hi Leo,

schön, dass wir einmal wieder zum Diskutieren kommen.

Was hälst Du von dieser Überlegung: Wenn die Klappen ausgefahren werden, vergrößert sich der der Winkel zwischen der Tragflächensehne und der Flugzeuglängsachse, bei einem nicht beschleunigten Horizontalflug kaum jedoch der Anstellwinkel, weil dann durch den geringeren PITCH-Winkel die Tragfläche nicht mehr so stark von unten angeströmt wird.

Gruß!

Hans

[Leo]

Absolut!

[alpha2003]

Ok danke soweit.

Nun nochmal das Ganze. Die Flaps erzeugen einen Auftrieb. Dadurch senkt sich meine Anstellwinkel. Die Flaps erzeugen einen Widerstand.
Man verwendet die Flaps nur wenn man startet und langsam fliegen muss. Beim steigen verwendet man sie nicht, da man immer mit großen Geschwindigkeiten steigt.

So aber um v2 zu halten brauche ich die Flaps da sie den Auftrieb erhöhen und ich mit einem geringeren Anstellwinkel steigen kann.
Aber ich muss auch mit vollem Schub steigen um maximalen Auftrieb zu erhalten.

So nun mal ein Spiel. Man könnte die Flaps auch verwenden wenn man langsam steigt oder? Angenommen man steigt mit vollem Schub und 170 kt. also Flaps raus, da in der Betriebsanleitung drin steht bei 170 kt Flaps raus.

Nun bei einer Ga Maschine steige ich z.B mit 70 kt. Man sieht anhand der weißen Balken wo man Flaps setzen kann. Ok nun setze ich Flaps, da ich ja langsam steige. Nun verhöhen die Flaps den Auftrieb und den Widerstand. Mein Anstellwinkel verkleiner ich dadurch bis ich wieder 70 kt habe. oder muss ich schauen dass ich gleiche Geschwindigkeit beibehalte und gleichen Vertikal speed. Nur ist dies leider nicht machbar, da der Schub drastisch abbaut.

SO und nun die Quizfrage warum geht das bei einer Ga Maschine nicht aber bei einem Airliner?

Habe mal den Test gemacht mit Flaps steigen und ohne. Meine Erkenntnis -> Beim steigen einer Chessna mit 80 kt habe ich eine Steigrate von 800ft. so nun möchte ich mit flaps steigen -> habe versucht natürlich die gleiche Vertikal speed zu halten. Machtlos. Die geschwindigkeit baut dermaßen ab. Dann steige ich mit 800ft und 60kt. wenn ich nun nur die Geschwindigkeit halten möchte muss ich den Anstellwinkel verkleiner bis ich die Geschwindigkeit halte. Allerdings steige ich dadurch nicht.

So und wie ist das nun bei einem Airliner mit 170 kt steigflug?

[Leo]

Original geschrieben von alpha2003
Ok danke soweit.

Nun nochmal das Ganze. Die Flaps erzeugen einen Auftrieb. Dadurch senkt sich meine Anstellwinkel. Die Flaps erzeugen einen Widerstand.
Man verwendet die Flaps nur wenn man startet und langsam fliegen muss. Beim steigen verwendet man sie nicht, da man immer mit großen Geschwindigkeiten steigt.

So aber um v2 zu halten brauche ich die Flaps da sie den Auftrieb erhöhen und ich mit einem geringeren Anstellwinkel steigen kann.
Aber ich muss auch mit vollem Schub steigen um maximalen Auftrieb zu erhalten.

So nun mal ein Spiel. Man könnte die Flaps auch verwenden wenn man langsam steigt oder? Angenommen man steigt mit vollem Schub und 170 kt. also Flaps raus, da in der Betriebsanleitung drin steht bei 170 kt Flaps raus.

Nun bei einer Ga Maschine steige ich z.B mit 70 kt. Man sieht anhand der weißen Balken wo man Flaps setzen kann. Ok nun setze ich Flaps, da ich ja langsam steige. Nun verhöhen die Flaps den Auftrieb und den Widerstand. Mein Anstellwinkel verkleiner ich dadurch bis ich wieder 70 kt habe. oder muss ich schauen dass ich gleiche Geschwindigkeit beibehalte und gleichen Vertikal speed. Nur ist dies leider nicht machbar, da der Schub drastisch abbaut.

SO und nun die Quizfrage warum geht das bei einer Ga Maschine nicht aber bei einem Airliner?

Hm, nö, nicht ganz:

Flaps erzeugen Auftrieb und der tatsächliche Anstellwinkel wird größer. Der Auftrieb nimmt durch die Erhöhung der Gesamtauftriebsfläche und durch die Erhöhung des Anstellwinkels zu. Gleichzeitig erhöht sich der Widerstand.
Deine Überlegung von V2 ist falsch. Es gibt eine V2 für 0Flaps,8°Flaps und Slats und bla bla bla. Je nach Flugzeughersteller.
V2 ist NICHT die Geschwindigkeit für bestes Steigen oder besten Gradienten. V2 ist lediglich eine Geschwindigkeit mit der die Hindernissfreiheit berechnet wurde. Diese ist meist in Relation zur Stallspeed gegeben. Da die Stallspeed mit Flaps niedriger ist als ohne, ist auch die V2 mit Flaps geringer.
Flaps für den Take Off nimmst du eigentlich nur dann, wenn das Flugzeug für so schnelle Rollgeschwindigkeiten nicht ausgelegt wurde oder eben da durch die niedrigere Stallspeed auch eine niedrigere V1,Vr (bei der ich abhebe) und V2 möglich ist, dass mir hilft, bei einem Startabbruch vor V1 nicht über das Pistenende hinauszuschiessen.

Die Climb performance mit Flaps ist IMMER schlechter als ohne.
Flaps erhöhen zwar den Suftrueb bei niedrigeren Geschwindigkeiten aber er ist nie so hoch wie wenn der saubere Flügel beim Jet mit der Vmd (minimmum drag speed) oder Vfto (final Take off speed) meist auch als green dot bezeichnet und gleichzeitig Vx umströmt wird. Hier hat er den höchsten erzielbaren Auftrieb. Daher auch gleichzeitig den geringsten verbrauch was wiederrum dazu führt das die geschwindigkeit für die grösste reichweite (endurance) auch dort ist, wo sich diese all genannten Speeds aufhalten.

Wenn nun 170kts in deinem Beispiel die speed ist, bei der du klappen fahren musst, dann handelt es sich hier um die minimmum clean speed für das gegebene gewicht
Hier siehst du, in welchem Zusammenhang Widerstand und Speed stehen. Diese Kurve ändert sich mit dem Ausfahren von Fahrwerk und/oder Flaps.
Wichtig ist aber auch das verhältnis zwischen Widerstand und Auftrieb. Lift/drag Ratio

Hier siehst du, dass der maximal mögliche Auftrieb nur ohne Klappen erreicht werden kann. Wenn es anders wäre, würden reiseflugzeuge mit Klappen im reiseflug fliegen.Wenn du im Steiglfug Flaps ausfährst, wirst du merken, wie deine Geschwindigkeit bei gleichbleibendem Schub abnimmt. Um die Gesschwindigkeit zu halten wirst du die Nase etwas senken müssen, was wiederrum dafür sorgen wird, dass deine Steigrate abnimmt.
Vielleicht groob gesagt:

FLAPS HELFEN LANGSAMER FLIEGEN ZU KÖNNEN!

Sie helfen weder beim Steigen, noch beim Horizontalflug noch beim Sinken (ausser, dass sie die Sinkrate erhöhen können...)

[alpha2003]

ok habe es glaube ich gerafft.

Hier mal wein Test mit Flaps und ohne beim Airliner.

2300ft v/s 92,4 N1 170kt
2000-2100 v/s 10 kt 92,7 N1 1% Flaps
1400 v/s - 1800 v/s 2% 94,7 kt

Ok hier nun meine Erkenntnis. -> Flaps bewirken eine höheren Auftrieb aber auch einen höheren Widerstand. Das Flugzeug versucht die angegebene Geschwindigkeit zu halten muss aber den Anstellwinkel verkleinern oder macht das automatisch. -> Vertikal Speed nimmt ab.
Das will man aber nicht. Also um einen beste Steigrate zu erhalten muss ich Flaps wegnehmen. Fertig. Nur kommt es hier denke ich wieder auf den Airliner an welche Flaps er bei welchen Geschwindigkeiten benötigt.

Und bei der Ga Maschine ist es im Prinzip nicht anders. Ich kann zwar Flaps beim steigen verwenden laut weißen balken nur Baut die Geschwindigkeit ab und ich muss entweder den Anstellwinkel verkleinern um Geschwindigkeit zu behalten oder eben nehme ich den erhöhten Anstellwinkel in kauf und meine Geschwindigkeit sackt in den Keller. Was auch nichts bringt. Al´so beste Steigrate bei 80 kt und 800 v/s. fertig.

Also benötigt man nur die Flaps um Geschwindigkeiten halten zu können und nicht um Vertikal Speed zu halten wie ich angenommen habe.

Nur warum setzt man v2 rein und steigt nicht gleich mit der besten Steigrate und Geschwindigkeit?

Hoffe es stimmt nun so, wenn nicht bitte verbessern.

P.S. Egal ob Steigen oder Senkrecht fliegen. Die Geschwindigkeit ist ausschlaggebend für Flaps setzten.
Steigt man immer mit full n1 oder schaut man sich im manual die beste Steigrate und Geschwindigkeit an und steigrt mit der?

[Leo]

Original geschrieben von alpha2003


So und wie ist das nun bei einem Airliner mit 170 kt steigflug?

genauso

[alpha2003]

Ist das nun so richtig wie ich es oben erklärt habe?

[Leo]

Original geschrieben von alpha2003


Nur warum setzt man v2 rein und steigt nicht gleich mit der besten Steigrate und Geschwindigkeit?

Hoffe es stimmt nun so, wenn nicht bitte verbessern.

P.S. Egal ob Steigen oder Senkrecht fliegen. Die Geschwindigkeit ist ausschlaggebend für Flaps setzten.

Die Speed für bestes (steilstes)Steigen ist weit höher als die Speed mit der ich abhebe.Eine Beschleunigung auf solch eine hohe speed kann erst vorgenommen werden, wenn man sicherstellen kann, dass während der sehr flachen (im one engine out case sogar horizontalen) Beschleunigungsphase ich nicht in Hindernisse reindonnere.
Angenommen meine V2 ist 145kts. Dann kann je nach Flugzeugtype meine Vx oder green dot speed schon gut bei 180 oder drüber sein.
Die Speed für die beste Steigrate ist noch mal um ein Eckhaus höher und ist bei einer F70/100 so um die 260kts. Beste Steigrate gibt mir die grösste Höhe innerhalb einer gewissen Zeit. Bestes Steigen ode bester gradient gibt mir die geringste Distanz um auf eine bestimmte höhe zu steigen.

BTW: Der weisse Balken im Fahrtmesser eines GA Fliegers bezieht sich nur auf den Horizontal und Sinkflug.