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67 Beiträge Seite 1 von 3

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Avionik | Aerovonics AoA, Standby AI etc.
29. Oktober 2018 15:52 Uhr: Von Carmine B. 

Liebe Foristi,

bin heute durch Zufall auf folgende eierlegende Wollmilchsau gestossen.

https://aerovonics.com/av-20-1

Ist sicher zu neu für praktische Erfahrungen, klingt aber nach einem unschlagbaren Preis-/ Leistungsverhältnis. Was ist von AoA Anzeigen ohne externe Sensoren zu halten?
Habe ich irgendeinen Catch übersehen?

Hätte ggf jemand Interesse an einer Sammelbestellung?

Gruß,

Carmine

29. Oktober 2018 16:39 Uhr: Von Name steht im Profil an Carmine B.

Was ist von AoA Anzeigen ohne externe Sensoren zu halten?

Weißt du woher er die AoA Info bekommt, wenn nicht von einem externen Sensor? Rein technisch könnte man sich schon vorstellen, dass er das künstlich aus irgendeinem 6-achs gyro ausrechnet. Ist dem so? Ist das zuverlässig?

29. Oktober 2018 16:57 Uhr: Von Achim H. an Carmine B.

Das Aspen EFD macht AoA auf dieselbe Weise. Natürlich kann man ihn ohne gesonderten Sensor ermitteln, man benötigt nur genügend andere Variablen, um die Gleichung zu lösen.

29. Oktober 2018 17:50 Uhr: Von Malte Höltken an Name steht im Profil

Weißt du woher er die AoA Info bekommt, wenn nicht von einem externen Sensor? Rein technisch könnte man sich schon vorstellen, dass er das künstlich aus irgendeinem 6-achs gyro ausrechnet. Ist dem so? Ist das zuverlässig?

Der Anstellwinkel ist immer die Differenz zwischen Flugweg und Lagewinkel. Dafür hat das Gerät einen Anschluss für statischen Druck und Gesamtdruck.

29. Oktober 2018 18:50 Uhr: Von Name steht im Profil an Malte Höltken

OK. Verstanden.

Er holt sich also alles aus einem Gyro. Der statische Druck dürfte doch wenig helfen, wenn ich zB in einem 70° Bank Turn ohne Höhenverlust in den Stall ziehe, oder?

29. Oktober 2018 18:58 Uhr: Von Florian S. an Malte Höltken

In ruhiger Luft...

29. Oktober 2018 19:04 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Florian S.

? Funktioniert Dein Höhenmesser auch nur in ruhiger Luft?

29. Oktober 2018 19:23 Uhr: Von Malte Höltken an Florian S.

Nein, immer. Das fußt auf der Definition der Überführung der Flugzeugkoordinatensysteme ineinander: Beispiel

29. Oktober 2018 19:47 Uhr: Von Florian S. an Malte Höltken

Dein Beispiellink funktioniert leider nicht.

Aber betrachte einfach folgenden Fall: Ein Segelflugzeug (ein Motor ändert am Prinzip nichts) fliegt im stabile Geradeausflug in ruhiger Luft mit z.B. 120km/h und 2 m/s Eigensinken. Aus diesen beiden Zahlen kannst Du den Bahnwinkel ausrechnen. Hierbei hat das Flugzeug einen bestimmten Lagewinkel. Die Differenz aus diesen beiden Winkeln ist der AoA.

Num fliegt das gleiche Segelflugzeug in einer mit 2m/s steigenden Luftmasse mit den gleichen 120 km/h. Der Lagewinkel ändert sich dadurch nicht - das Flugzeug weiß ja nicht, dass sich die Luftmasse bewegt. Der Bahnwinkel ist jetzt aber 0 Grad. Dann hätte sich der AoA verändert, was aber physikalisch nicht sein kann.

29. Oktober 2018 20:06 Uhr: Von Malte Höltken an Florian S.

Wie kommst Du darauf, daß sich der stationäre Lagewinkel nicht ändert im Bart?

29. Oktober 2018 20:10 Uhr: Von Florian S. an Malte Höltken Bewertung: +1.00 [1]

Der Lagewinkel ist bei einem Segelflugzeug im Flug (im stationären Flug also mit konstanter Geschwindigkeit) eine Funktion der Geschwindigkeit. Bei jedem Lagewinkel stellt sich genau eine Geschwindigkeit ein.

Ob sich die Luftmasse aussenrum bewegt (stell Dir vor, dass Flugzeug samt umgebender Luft ist in einer riesigen Kiste die konstant bewegt wird) ist dem FLugzeug und damit dem Lagewinkel egal.
Das gilt nicht nur bei vertikaler, sondern auch bei horizontaler Luftbewegung: Der Lagewinkel für eine bstimmte Geschwindigkeit (IAS) ist unabhängig davon, ob Du 20kt Gegen- oder Rückenwind hast.

29. Oktober 2018 20:20 Uhr: Von Malte Höltken an Florian S. Bewertung: +3.00 [3]

Nein, die Geschwindigkeit ist Anstellwinkelabhängig, nicht Fluglagenabhängig. Die Sprungantwort auf vertikale Luftmassenbewegung ist eine Anstellwinkelschwingung mit anschließender Bahn-und Lageänderung bei identem stationärem Anstellwinkel (Trimmpunkt).

29. Oktober 2018 21:00 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Florian S. Bewertung: +1.00 [1]

"Bei jedem (Lagewinkel) ANSTELLWinkel stellt sich genau eine Geschwindigkeit ein."

So würde es stimmen und gilt nicht nur für Segelflieger.

29. Oktober 2018 21:13 Uhr: Von Andreas KuNovemberZi an Florian S.

Florian hat Recht. Wenn man nicht weiß, was die Luftmasse um einen herum macht, geht die Berechnung des AoA nicht alleine aus Fluglage und Flugpfad. Wenn die Berechnung des AoA mit Gyros und Static so einfach wäre, dann hätte es diese Systeme schon vor 30 Jahren für die allgemeine Luftfahrt gegeben. Hier stecken sicher ausgeklügelte Algorithmen dahinter.

Nehmen wir als Beispiel ein Aspen EFD 1000. Da funktionieren Lage und mit einiger Wahrscheinlichkeit auch Angle of Attack sehr zuverlässig (ich habe kein AoA im Aspen PFD). Das System lernt sich sehr wahrscheinlich Kurvenpunkte der Funktion AoA (KIAS) für a vertical = 1.0 g ein. Im Mittel eines Fluges (oder gar mehrere Flüge) halten sich Auf- und Abwinde ja etwa die Waage. Fängt vielleicht schon beim Take-Off an, wo dann gleich eine Massekorrektur geschätzt wird (Abhebegeschwindigkeit, Pitch). Jedenfalls werden da jede Menge Annahmen dabei sein und wer 5 min permanent 500 ft/min Aufwind hat, bekommt wahrscheinlich einen AoA Ausfall gemeldet.

In sehr starken Turbulenzen zeigt mein Aspen EFD 1000 C3 (für > 6000 lbs MTOM) in seltenen Fällen auch mal „Crosscheck Attitude“, mein PFD 2 (EFD 1000 ohne C3) auf der Copilotenseite zeigt das nicht. Das C3 ist hier vermutlich von der Spezifikation sensibler. Anzeige passt aber immer. Das Aspen benutzt neben Solid State Gyros auch das Magnetfeld sowie Pitot und Static für die Berechnung der Lage und einen Integritätscheck. Damit führt der Ausfall eines Sensors nicht zu falscher Anzeige, sondern zu einer Fehlermeldung. Das ist viel besser als bei mechanischen AI.

Die Berechnung des AoA dürfte für normale Flüge bei zertifizierten Geräten zuverlässig funktionieren, vielleicht bei manchen Geräten auch ohne Pitot wie bei dem Aerovonics, aber mit großer Wahrscheinlichkeit nicht völlig robust in bestimmten, sehr ungewöhnlichen Situationen.

29. Oktober 2018 21:23 Uhr: Von Karpa Lothar an Flieger Max L.oitfelder

.... in Abhängigkeit von Gewicht und Gs

29. Oktober 2018 21:53 Uhr: Von Sebastian G an Carmine B.

Die Messung des AoA in allen dynamischen Flugzuständen ist nur an der Fläche selber möglich. Eine komplette G550 Crew ist damals bei der Flugerprobung gestorben weil der AoA nur seitlich neben dem Cockpit gemessen wurde. Das wurde/wird dann auf den Flügel hochgerechnet statt am Flügel selber zu messen. Wenn man die Messung aber nicht in allen Extremsituationen braucht, kann man mit der Differenz zwischen pitch und flight path aber sicher schon viel anfangen.

29. Oktober 2018 22:02 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Karpa Lothar

GS? Groundspeed?

30. Oktober 2018 00:36 Uhr: Von Matthias F. an Sebastian G

Mein Verständnis ist, dass bei Airbus und Boeing die mechanischen AOA Sensoren an der Aussenseite hinter dem Cockpit sitzen.

Welche AOA Sennsoren sitzen auf oder an den Tragflächen?!

30. Oktober 2018 04:52 Uhr: Von Karpa Lothar an Flieger Max L.oitfelder

G wie Gewichtsvielfache, zB Kurven- oder Parabelflug

30. Oktober 2018 06:55 Uhr: Von Carmine B. an Karpa Lothar

Stellvertretend für Alle an den letzten Poster

Vielen Dank für die Diskussion und die sich daraus ergebenden Infos, werde mir wohl mal solch ein Instrument gönnen.

30. Oktober 2018 07:10 Uhr: Von Florian S. an Malte Höltken

Nein, die Geschwindigkeit ist Anstellwinkelabhängig, nicht Fluglagenabhängig.

Das ist gar kein Widerspruch, weil sich bei einem Segelflugzeug bei gleicher Fluglage immer der gleiche Anstellwinkel einstellt - es geht ja um den eingeschwungenen Zustand und nicht um die SPrungantwort bei Änderungen der Umgebungsströmung.

Vielleicht noch mal einen Schritt um die Differenz - und damit die Probleme bei der Berechnung des AoA mit Bordmitteln - zu erklären:

Der Anstellwinkel ist der Winkel zwischen Anströmung und Profilsehne. Typischerweise zerlegt man diesen in zwei Komponenten durch Einführung einer (horizontalen) Bezugsebene:

  1. Dem Winkel zwischen dieser Bezugsebene und der Profilsehne (Lagewinkel oder Pitch; Mit Lagewinkel wird normalerweise der Winkel zwischen Längsachse und Horizontaler bezeichnet. Dann müsste man noch den Einstellwinkel dazurechnen. Der Einfachheit halber nehmen wir an, dass die Profilsehne parallel zur Längsachse ist).
  2. Der Winkel zwischen anströmender Luft und Bezugsebene.

1.) Ist durch Bordmittel relativ einfach zu ermitteln: Man braucht nur die Daten des AI. (Bei Flugzeugen mit Wölbklappen braucht man zusätzloich noch die Klappenstellung, weil sich durch Veränderung der Klappen der Einstellwinkel ändert. Deswegen berücksichtigt ja z.B. die Lösung von Aspen die Klappenstellung

2.) ist mit bordgestützten Systemen nicht trivial zu ermitteln. In ruhiger Umgebungsluft ist das gleich dem Bahnwinkel und kann damit ohne Probleme entweder über GPS-Geschwindigkeit/-sinken oder über Fahrtmesser/Vario ermittelt werden.
Bei bewegter Umgebungsluft wird das leider schwieriger:

  • Im Gegenwind wird der Bahnwinkel steiler (kleiner, wenn man ihn ab der horizontale mit negativem Vorzeichen nach unten misst). Im Extremfall, in dem der Gegenwind genau der Luftgeschwindigkeit des Flugzeuges entspricht, beträgt er (wieder bei einem Segelflugzeug) -90 Grad - das Flugzeug scheint "auf der Stelle zu sinken". Dies würde bei der Berechnung des Bahnwinkels aus GPS-Daten auch so rauskommen.
    Berechnet man den "Bahnwinkel" allerdings aus IAS und VS laut Vario, dann kommt man auf einen anderen Winkel (darum die """): Da die IAS ja schon gegenüber der Umgebungsluft gemessen wird, ist der "Fehler" schon kompensiert und man erhält den korrekten Anströmwinkel
  • In vertikal bewegter Luft wird es nun schwierig: Wieder leifert das GPS hier falsche Daten für die Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeuges im Verhältnis zu Luft. Das Vario allerdings auch! Da dieses über Druckunterschiede funktioniert misst es auch die Höhenänderung und nicht die Vertikalbewegung relativ zur Luft.
    Man bräuchte hier die Daten eines totalenergiekompensierten Nettovariometers, um wieder "richtig" rechnen zu können. Allerdings braucht so eines in der Regel auch einen extra Sensor und ist vor Allem bei Motorflugzeugen prinzipbedingt nicht wirklich möglich, weil man die Energieabgabe des Motors nicht vernünftig rausrechnen kann.

Deswegen zeigen AoA-Systeme ohne extra Sensor bei vertikal bewegter Luftmasse prinzpbedingt nicht richtig an. Das ist für viele Anwendungen kein allzu großes Problem, da man den AoA ja insbesondere bei der Landung braucht wo großräumige Auf- oder Abwinde eher selten sind.
Aber genau das ist der Grund, warum große Flugzeuge normalerweise sensorgestützte AoA-Systeme haben, obwohl diese deutlich teurer in Einbau und Unterhalt sind und auch operativ mehr Probleme machen können (kaputt gehen, vereisen, etc.).

30. Oktober 2018 07:13 Uhr: Von Achim H. an Sebastian G

Die Schlussfolgerung, dass eine AoA-Sonde am Flügel sein muss, um in jedem Fall einen korrekten Wert zu ermitteln, teile ich nicht.

Der AoA kann immer indirekt bestimmt werden, wenn die anderen Größen bekannt sind. Hierfür haben die meisten ADAHRS-Cockpits alle benötigten Daten.

Ich bin früher ein Flugzeug mit mathematisch bestimmtem AoA geflogen, das hat gut gepasst. Jetzt fliege ich eines mit einer AoA-Sonde. Das System muss übrigens noch die Klappenstellung wissen, da sich die Flügelgeometrie dadurch ändert und auch der Anstellwinkel (aufgrund des Einstellwinkels) und der kritische Anstellwinkel.

30. Oktober 2018 13:39 Uhr: Von Martin S. an Achim H.

ich habe vor Monaten schon das größere AV30 bestellt, das derzeit noch nicht lieferbar ist. Mein mechanischer Horizont gibt den Geist auf, und statt ihn teuer überholen zu lassen, möchte ich gerne das AV30 probieren. Vor allem auf die AoA Anzeige bin ich sehr gespannt...

30. Oktober 2018 14:46 Uhr: Von Thomas Endriß an Martin S.

Ich werde, sobald das 30er zertifiziert ist, gleich zwei davon einbauen in meine C-170. Einmal Horizont, einmal Kurskreisel.

Damit fallen dann zwei Venturis am Rumpf weg, an denen ich mir beim Putzen immer die Finger aufreiße.

Und das klassiche Cockpit sieht nach wie vor klassich aus...

30. Oktober 2018 21:01 Uhr: Von Sebastian G an Achim H.

Der AoA kann immer indirekt bestimmt werden, wenn die anderen Größen bekannt sind. Hierfür haben die meisten ADAHRS-Cockpits alle benötigten Daten.

In den meisten Fällen stimmt das schon aber wie man bei der NTSB sieht liegt der Teufel im Detail. Und ich vermute dass die Erprobung vieler kleiner GA Muster nicht so detailliert ist. Mir war bis zur Lektüre dieses Reports damals der Effekt nicht mal bekannt:

https://www.ntsb.gov/investigations/AccidentReports/Reports/AAR1202.pdf#37


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