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Sonstiges | bank angle, Kurvenradius und G-Belastung  
17. Februar 2021 09:04 Uhr: Von Nicolas Nickisch 

Neulich versuchte ich Kollegen den Standard-Turn zu erklären.

Dabei kam es auch auf diese Faustformel TAS/10+7=Bank angle für den Standard-Turn.

Bei 100kt wären das also ~17°, bei 200 schon 27°.

Bei 600kt bräuchte man schon ~67° und hätte wenn ich mich recht erinnere 2g konstant für den gesamten Turn auszuhalten.

Aber wie gross wäre der Kurvenradius dabei ?

Ein Eurofighter schafft lt. Wikipedia eine Reisegschwindigkeit von ~1000kt. Der Starndard-Turn müsste dann wohl in Messerfluglage geflogen werden und die g-öoad wäre theroretisch unendlich (1/cos(90)). Da würden wohl selbst dem fittesten Piloten die Lichter ausgehen.

Damit wird wohl bei solchen Geschwindigkeiten ein Standard-Turn gar nicht mehr möglich sein. Schon ein Airliner dürfte bei Cruise Speed mit wesentlich geringeren Turn-Rates arbeiten (müssen). Schon um des Komforts der Passagiere willen.

Und wieviel Platz braucht man dann um eine Umkehrkurve zu fliegen? So ein Eurofighter könnte ja immerhin noch vertikal wenden

Angenommen man hätte richtig schnelles Gerät unter dem Hintern;: So von SR71 Blackbird aufwärts; dann bräuchte man wohl die halbe Sowjetunion um kehrt zu machen, oder ? Ich erinnere mich dunkel an einen Artikel über den Himalaya-Airway wo es durchaus um genau dieses Problem geht, nämlich zum Beispiel wenden, wenn ringsrum die Berge 6-8000m hoch sind.

Bitte nicht gleich hauen wenn irgendwas falsch ist

Gruss Nico

17. Februar 2021 09:35 Uhr: Von Johannes K. an Nicolas Nickisch Bewertung: +2.00 [2]

Die TAS/10+7 ist die Linearisierung einer Winkelfunktion und gilt nur für den üblichen Kleinflugzeug-Bereich von 100kts plus/minus X. Für die Blackbird nimmt der Fehler dann minimal zu ;-)
Die Formel leitet hier bestimmt gleich jemand her, da müsste ich schnell in die Literatur schauen. Deine Formel für die G-Load ist korrekt (G = 1/cos(alpha)), allerdings steigt der benötigte Winkel weniger schnell an als die Geschwindigkeit (degressives Wachstum).

Zum Kurvenradius: Da der Kreis im Standard-Turn immer 120 Sekunden dauert, skaliert der Durchmesser linear mit der TAS. Bei 60kts TAS werden 2 NM in 120 Sekunden zurückgelegt, Kreisdurchmesser ist dann (2 NM)/pi = 0,63 NM. Bei 120kts das doppelte, usw...

17. Februar 2021 09:50 Uhr: Von Andreas KuNovemberZi an Nicolas Nickisch

ICAO Standard Turn: Standard Rate, jedoch max. 25° Bank.
Also ab 180 KTAS 25° Bank.

17. Februar 2021 10:07 Uhr: Von Nicolas Nickisch an Andreas KuNovemberZi

Gut. Dann bräuchte unsere SR71 also die gesamte Sowjetunion.

Plus halb Asien?

17. Februar 2021 11:18 Uhr: Von Udo Rauch an Nicolas Nickisch

Irgendwo hatte ich das mal gelesen, dass der Kurvenradius der SR71 gigantisch ist. Ist ja auch logisch. Da in der militärischen Fliegerei aber wohl nicht zu befürchten steht, dass Passagiere das on-bord 3-Sterne-Menü unvermittelt zurückgeben und deshalb auch noch den Betreiber des Luftfahrzeugs verklagen, wird man da auch nicht die 25° Bank Angle einhalten (müssen). Das ist ja letztlich dafür geschaffen worden, damit Airliner eben nicht mit 3° pro Sekunde drehen müssen, was bei 250 Knoten aufwärts mit deutlicher G-Belastung einhergeht.

Ich denke das Problem ist insgesamt eher ein theoretisches. Da hier wohl auch niemand mit Insiderwissen glänzen kann, werden wir wohl auch nicht lösen, wie tatsächlich schnelle Luftfahrzeuge steuern sollen.

Grüße, Udo

17. Februar 2021 12:26 Uhr: Von Erik N. an Nicolas Nickisch

Das POH gibt es Online: https://www.sr-71.org/blackbird/manual/



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KBHhZm.jpg

17. Februar 2021 14:13 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Nicolas Nickisch Bewertung: +1.00 [1]
Die Wahrscheinlichkeit dass eine Blackbird ein Holding oder einen Procedure Turn supersonic fliegt ist noch geringer als jene, dass ich im Februar mehr als 0,0 Flugstunden schaffen werde.
17. Februar 2021 14:59 Uhr: Von Juergen Baumgart an Andreas KuNovemberZi

...onboard Mig29 mit G-Messer...

https://www.youtube.com/watch?v=nr3RDLDs0fg

(nett und als Anhaltspunkt :-) )

19. Februar 2021 21:51 Uhr: Von Arno Reinhard an Nicolas Nickisch
Beitrag vom Autor gelöscht
19. Februar 2021 22:07 Uhr: Von Arno Reinhard an Nicolas Nickisch Bewertung: +1.00 [1]

Bei Interesse und/oder Langeweile ;-) aus F-4E POH

kann man(n) bank angles / turn rates / radii für alle speeds ermitteln, auch Umkehrkurve in den G-LoC...

Das passende Gerät zum Erfliegen gibt es gerade bei Controller.com im Angebot , F4-H aus 1959, Schnäppchen für 2,9Mio USD

Always happy landings

PS sorry fingertrouble, erst lädts gar nicht hoch, dann doppelt ;-(



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20. Februar 2021 07:36 Uhr: Von Christian Kamp an Nicolas Nickisch Bewertung: +2.00 [2]

Warum so kompliziert? Wir sprechen von 120 Sekunden für einen Vollkreis, also gilt:

v=2*pi*r/t --> r=v*t/(2*pi)

natürlich alles in m/s

Da außer v alles konstant ist können wir vereinfachen:

r=v*19,1

umgerechnet auf Knoten ergibt sich:

r=v*19,1*1852/3600 --> r=v*9,826 oder ungefähr r=v*10

Die Zentripetalbeschleunigung beträgt:

az=omega^2*r --> az=(2*pi*(1/120))^2*r

Alles außer r ist konstant, also:

az=r/365

v von oben eingesetzt:

az=v*10/365 --> az=v/36,5

Umgerechnet in g:

az[g]=v/(36,5*9,81) --> az[g]=v/360

Daraus die Gesamtbeschleunigung:

a[g]=Wurzel(az[g]^2+1^2) (Pythagoras)

Und die Querneigung:

Alpha=arctan(az[g]/1) --> Alpha=arctan(az[g]) --> Alpha=arctan(v/360)

Zurück zum Eurofighter:

Alpha=arctan(1000/360)=70°

r=1000*10=10000m --> "Wendekreis" bei 1000kt und Standardkurve ca. 20km

Daraus noch ein einfacher Weg zur Gesamtbeschleunigung, wie im ersten Beitrag schon erwähnt:

a=1/cos(Alpha) --> a=2,92g

Die Gesamtbeschleunigung ist dabei mit knapp 3g durchaus erträglich, Bob Hoover hätte währenddessen noch Kaffee eingeschenkt ;-)

Gruß an alle

Christian Kamp

20. Februar 2021 10:36 Uhr: Von Arno Reinhard an Christian Kamp Bewertung: +1.00 [1]

Wenn ich nix übersehen habe, ist das jetzt aber nur die geometrisch und zentrifugal/petal Kräfte Herleitung.

Insofern ist die Anwendbarkeit der Faustformeln (@ Johannes) schon beste Näherung.

Wenn die aerodynamischen Faktoren ( V-N/G Diagramm, AOA, Flughöhe) dazukommen, wird die Luft schnell "dünn". V-G Diagramm als Teil der Acroausbildung ist da sehr aufschlussreich.

Eurofighter kenne ich nicht. Bei F4 aus dem gewählten Beispiel sind 1000Kts, 3g je nach Flughöhe sicher ausserhalb der Envelope , weil structural limit, und/oder AOA den Flieger entweder zerlegen oder im besten Fall "nur" stallen. Und dann POH Hinweis : if not recovered at 10.000ft - EJECT.

So, Wetter ist zu schön um vorm PC zu sitzen, geh fliegen ;-))



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20. Februar 2021 16:48 Uhr: Von Nicolas Nickisch an Flieger Max L.oitfelder

Naja, wenn Dir einer sagt, daß in 800nm jemand gerade den Hauptschalter am Radar seiner SAM-Stellung umgelegt hat - vielleicht schon :-))

Sind natürlich eher theoretische Betrachtungen.

20. Februar 2021 16:50 Uhr: Von Nicolas Nickisch an Erik N.

Danke, das Handbuch durcke ich mir aus und stelle es zu dem der C152 und der DA40. Das gehört doch zwischen C152 und DA40, oder ?

Das Ulkige ist, das Layout sieht dem der GA-Flieger doch recht ähnlich.

20. Februar 2021 16:52 Uhr: Von Nicolas Nickisch an Christian Kamp Bewertung: +1.00 [1]

Das geht ja eigentlich noch. Danke


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