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2015,09,19,22,1205216
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Malte, eine kleine praktische Übung...
Ja, mach das doch mal. VY gibt Dir die beste Steiggeschwindigkeit, VX den besten Steigwinkel. Damit eine geringere Steiggeschwindigkeit. VY erfliegst Du bei (CA/CW)max, VX bei (CA³/CW²)max, VS bei CA,max. Aber dafür wirst Du kein Messinstrument haben, denke ich. Wobei Du im Motorflug noch den verfügbaren Schub einbeziehen musst. Alleine schon die Abhängigkeit des Schubs vom Eingangsimpuls hat einen Effekt auf Dein Kräftegleichgewicht. Um die Polare zu verstehen, ist die Betrachtung des Antriebslosen Fluges ja garnicht so schlecht.
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Malte, ich versuche es mal anders...
Wenn Du den Anstellwinkel erhöhst, kannst Du an der Polaren ablesen, dass Ca ansteigt - bis zu einem Maximum (dies entspricht Vx) und bei weiterer Erhöhung des Anstellwinkels geht Ca dann runter, bis es abbricht (bei Vs)
im Gegensatz dazu wird Cw bei Erhöhung des Anstellwinkels kontinuierlich (wenn auch nicht linear) ansteigen
Hilfreich dazu ist das 3. Bild vom Wikipedia Artikel, bei dem Ca und Cw als Funktion des Anstellwinkels dargestellt sind
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Du wirfst da etwas durcheinander.
1.) Lilienthalpolare, CA über CW:
Punkt 5 beschreibt den Punkt des besten Gleitens bei VY bzw. VBG mit maximalem CA/CW. Dies entspricht einem CA von etwa 0,85. Punkt 6 beschreibt den Punkt des geringsten Sinkens bei VX und maximalem CA³/CW². Das CA liegt hier bei ca. 1,6. VS erfliegt man am Punkt 7 bei maximalem CA von 1,8. In die Auftriebsformel eingesetzt findest Du bei konstanter Masse, über V= ((2*m*g)/(S**CA))^1/2.
Da das NACA2412 ja auf der 172 hängt, nehmen wir mal die Flügelfläche von S=16,17 m², die Masse von m=1089 kg und die Dichte der Standardatmosphäre auf Meereshöhe ist ja bekanntlich =1,225 m³/kg. Approximieren wir die Erdbeschleunigung bei g=9,81 m/s² erhalten wir für VY=35,62 m/s = 69,24 kts, für VX=25,96 m/s = 50,46 kts und für VS=24,47 m/s = 47,56 kts. Ist natürlich nur eine grobe Approximation, alleine über die Profilpolare.
2. Polardiagramm CA / CW / Cm über α.
Hier können wir nun nachschauen, daß wir bei CA(VY)=0,85 einen Anstellwinkel von α=6° fliegen müssen. Das CA(VX)=1,6 erreichen wir bei einem Anstellwinkel von α=13° und bei einem Anstellwinkel von ca. α=19,5° haben wir unseren maximalen Auftriebsbeiwert erreicht. Was Du nun vorschlägst ist, weiter zu ziehen und den Anstellwinkel zu vergrößern. Das wiederum verringert aber den Auftriebsbeiwert und ich kann diese Punkte auf der Polare nur dann im Horizontalflug erfliegen, wenn ich schneller bin als VS.
Die Auftriebsformel zeigt ja sehr anschaulich, daß man mit kleinerem Auftriebsbeiwert nicht langsamer fliegen kann. Also muß ja VS bei maximalem CA liegen.
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Malte, danke. Genau so haben wir es auch gelernt und wird es in diversen Airplane manuals definiert, wobei sich durch jet vs. piston Unterschiede ergeben die jedoch nicht die Definitionen umkehren.
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Bei Vs steigst Du nicht mehr weil nicht nur Ca sondern auch Cw sein Maximum erreicht als auch der induzierte Widerstand.
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Malte, eine kleine praktische Übung...
Motorleistung so einstellen, dass Du bei Vy horizontal unbeschleunigt fliegst
Dann einfach langsam ziehen: Du wirst steigen, die Max Steiggeschwindigkeit ist bei Vx
Beim weiteren Ziehen nimmt die Steiggeschwindigkeit wieder ab
Die Übung hat einen systemischen Fehler: wenn ich die Geschwindigkeit Vy mit einer derart geringen Leistung fliege, dass ich lediglich die Höhe halten kann ist es klar, dass ich durch Erhöhen des pitch eine größere Steigrate als 0 erreiche.
Seriöserweise müßte ich eine Steigfluglage mit Vy einnehmen, ROC>0 und DANN ziehen, aber nicht so stark dass sich durch das Umwandeln des Geschwindigkeitsüberschusses eine kurzfristige bessere Steigrate als mit konstanter Speed ergibt. Also z.B. Vy-5, warten, Vy-10, warten, etc.
Wenn auch dann noch Vx eine bessere SteigRATE als Vy ergibt - dann war es nicht Vy.
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So spannend auch der Exkurs in die Physik sein mag, praktisch wird diese Diskussion soeben um den jüngsten Unfall im Alpenraum ein wenig mehr greifbar gemacht:
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Das "chancenlos" im Artikel suggeriert ein quasi gottergebenes "dem Schicksal ausgeliefert sein". (Eine) richtige Entscheidung wäre aber jene zur rechtzeitigen Umkehr gewesen.
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....wollten nach Trento weil sie Häuser in Spanien haben...
Nicht gerade der direkte und sichere Weg. ich fliege immer bei Genf vorbei wenn es nach Spanien geht oder noch weiter westlich. Und das, obwohl ich Druckkabine und Power habe. Vor den Alpen habe ich einfach Respekt und meide sie, wenn es geht lieber. Und um nach Spanien zu fliegen ist Trento eher ein Umweg.
Sehr traurig....
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Zurück zum Thema Alpeneinweisung. Eben habe ich die Nachricht erhalten, daß ich nun endlich MOU FI eingetragen bekomme. Als FE darf ich dann auch MOU prüfen.
Dann kann man richtige Alpeneinweisungen machen, mit Landungen auf den Altiports oder Altisurface. Im eigenen Flieger wenn er ordentlich gewartet ist und dafür geeignet.
Alpeneinweisung in Twins geht auch, aber ohne Landung auf Altiports. Ich war, bevor Courchevel zur Albertville Olympiade ausgebaut wurde, oft mit der MU-2 in Courchevel und Alp d Huez und Zell am See, hab aber kein Twin Rating mehr.
In meiner Husky eine Einweisung mit Landungen auf Altiports / Altisurface vom Vordersitz aus zu machen, macht wenig Sinn, wenn der PIC nicht mindestens 100 Landungen auf dem Typ hat.
Bei Interesse schickt mir eine PM.
Tom
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Kriegt der Schüler dann auch MOU eingetragen? Dachte das gibt es noch nicht außerhalb von Frankreich.
Darf man mit MOU beliebig ohne rolling currency und gesonderter Einweisung in Courchevel landen?
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Achim,
MOU bekommst Du nur nach einer kompletten Ausbildung in einer dafür zugelassenen ATO eingetragen. Ich bin da gerade dabei das zu organisieren.
Die gilt dann 2 Jahre und kann bei entsprechender Erfahrung verlängert werden. Der komplette MOU Kurs dauert eine gute Woche und setzt handwerkliches Fliegen voraus. Also auf der Ebene sollte eine Landung auf +20/-0 Meter genau gelingen.
Ich kann bei einer Einweisung an einem oder 2 Tagen höchstens die Platzgenehmigungen Gratif d Site eintragen.
Aber Du kannst mit einer Gratif d Site in Courchevel, Meribel und den anderen eingetragenen Altiports landen. Innerhalb eines Jahres musst Du dann dort auch mindestens 10 Landungen machen.
Mit gültiger MOU kannst Du auf allen Altiports und Altisurface landen.
Hier einige Bilder vom Anflug auf Altisurface St Roc Mayeres.
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Nun habe ich doch mal in die Formelsammlung geschaut und eine Tabelle
erstellt für Durchmesser von Umkehrkurven in Abhängigkeit von Bank und
Geschwindigkeit. Und ergänzt um die Zentrifugalbeschleunigung (Fz/Fg) in g sowie
das resultierende Lastvielfache (Fa/Fg):
| Speed (kn): |
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50 |
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60 |
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70 |
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80 |
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90 |
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100 |
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130 |
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| Bank |
Fa/Fg |
Fz/Fg |
Durchmesser
und Flugdauer Umkehrkurve |
| grad |
g/g |
g/g |
m |
sec |
m |
sec |
m |
sec |
m |
sec |
m |
sec |
m |
sec |
m |
sec |
| 10 |
1,02 |
0,18 |
765 |
47 |
1.102 |
56 |
1.499 |
65 |
1.958 |
75 |
2.479 |
84 |
3.060 |
93 |
5.171 |
121 |
| 17 |
1,05 |
0,31 |
441 |
27 |
635 |
32 |
865 |
38 |
1.129 |
43 |
1.429 |
48 |
1.765 |
54 |
2.983 |
70 |
| 20 |
1,06 |
0,36 |
371 |
23 |
534 |
27 |
726 |
32 |
949 |
36 |
1.201 |
41 |
1.482 |
45 |
2.505 |
59 |
| 30 |
1,15 |
0,58 |
234 |
14 |
336 |
17 |
458 |
20 |
598 |
23 |
757 |
26 |
935 |
29 |
1.579 |
37 |
| 40 |
1,31 |
0,84 |
161 |
10 |
231 |
12 |
315 |
14 |
412 |
16 |
521 |
18 |
643 |
20 |
1.087 |
26 |
| 45 |
1,41 |
1,00 |
135 |
8 |
194 |
10 |
264 |
12 |
345 |
13 |
437 |
15 |
540 |
16 |
912 |
21 |
| 50 |
1,56 |
1,19 |
113 |
7 |
163 |
8 |
222 |
10 |
290 |
11 |
367 |
12 |
453 |
14 |
765 |
18 |
| 55 |
1,74 |
1,43 |
94 |
6 |
136 |
7 |
185 |
8 |
242 |
9 |
306 |
10 |
378 |
12 |
638 |
15 |
| 60 |
2,00 |
1,73 |
78 |
5 |
112 |
6 |
153 |
7 |
199 |
8 |
252 |
9 |
312 |
10 |
526 |
12 |
| 65 |
2,37 |
2,14 |
63 |
4 |
91 |
5 |
123 |
5 |
161 |
6 |
204 |
7 |
252 |
8 |
425 |
10 |
| 70 |
2,92 |
2,75 |
49 |
3 |
71 |
4 |
96 |
4 |
126 |
5 |
159 |
5 |
196 |
6 |
332 |
8 |
| 80 |
5,76 |
5,67 |
24 |
1 |
34 |
2 |
47 |
2 |
61 |
2 |
77 |
3 |
95 |
3 |
161 |
4 |
| 85 |
11,47 |
11,43 |
12 |
1 |
17 |
1 |
23 |
1 |
30 |
1 |
38 |
1 |
47 |
1 |
80 |
2 |
Die Formeln dafür:
r=v^2/g*tan (alpha)
r: Radius in m
v: Geschwindigkeit in m/s; 1 kn= 0,5144 m/s (1852/3600)
g: Erdbeschleunigung mit 9,81 m/s^2
alpha: Bank-winkel in grad
Dann habe ich auf die Schnelle Geschwindigkeitspolaren nur von Seglern gefunden (hier DG 1000):
Die Segler fliegen mit unterschiedlichen Flächenbelastungen, je nachdem wieweit ihre Wassertanks befüllt sind. Dementsprechend verschiebt sich auch die Polare. Übertrage ich dies qualitativ auf einen Motorflieger und ersetze km/h durch kn, dann hätte ich Vx bei geringstem Sinken. Bei 1g wäre es bei 80kn, bei 1,25 g bei 90 kn, bei 1,5 g bei 100 kn.
Übertrage ich dies auf die Umkehrkurve und interpoliere ich ein wenig, dann käme ich zu folgenden Werten
Bank g Vx Durchmesser
10 1,02 81 2000
20 1,06 83 1020
30 1,15 86 700
37 1,25 90 580
48 1,50 100 486
Demnach doch eng kurven für minimalen Umkehrradius....
Übrigens gibts zumindest qualitativ ähnliche Kurven für Motorflieger, die sind dann nach oben gespiegelt und statt geringstes Sinken wird der Leistungsbedarf für Horizontalflug in Abhängigkeit der Fluggeschwindigkeit dargestellt.
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Wenn man einen Sicherheitsfaktor von 1,3 x Vs akzeptiert (was ich nicht üppig finde), braucht man bei
45° bank 1,5 x Vs
60° bank 1,8 x Vs
65° bank 2 x Vs (=VA bei den meisten Zulassungen)
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Kannst du diese Tabelle auch als Excel-Sheet hier irgendwie raufladen ? Wäre super :)
Für mich interpretiere ich das jetzt so: bei einer 45°-Kurve und 100kn braucht man +/- 1km / 0,5 NM Platz für eine Umkehrkurve. Und gleichzeitig für die Beech: selbst 130kn schon so schnell, daß ich, um mit 1km hinzukommen, schon mit 60° bank drehen müsste. Also auch dort, runter vom Gas.
Abgesehen davon - eine Menge dieser Zahlen kann man löschen, weil vorher längst entweder Strömungsabriss, Strukturbruch oder Ohnmacht / Tod des Piloten erfolgt :)
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...gut, die Formel hatten wir ja schon auf Seite 1 dieses Threads, Spreadsheet auch, aber ist ja nicht verkehrt, wenn diese Diskussion dafür gesorgt hat, dass wir am Ende alle auf dem gleichen Stand sind ;)
Flugtaktisch kann man nochmal sehen, warum es sinnvoll sein kann, sich mit Querlagen oberhalb von 60 Grad zu beschäftigen. Man müsste jetzt in die Tabelle von Lothar noch den Enveloppe des eigenen Flugzeuges einzeichnen, der durch stall speed und maximal zulässige Lastvielfache gesetzt wird. Der Kurvenradius von 12m bei einer Kurve mit 85 Grad bank bei 50kn wird wohl von keinem manntragenden Flugzeug zu fliegen seinweil die Strömung abrisse bevor der Flieger auseinanderbräche.
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Wer fliegt denn mit einer C150 oder ähnlichem bei 50kts eine 85° Bank?
Was passiert denn dann (außer, dass ich innerhalb von 12Metern rum komme)?
Olaf
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Olaf, bei 85° Bank hast Du 12 g - theoretisch, weil sich vorher die Flächen vom Flieger verabschieden würden und Dein Hirn ziemlich blutleer vor sich hindämmern würde
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@ LOthar, sorry, das ist Quatsch. Du kannst gerne mal versuchen in einer C150 einen 12g Kreis mit 85 Grad Schräglage und 50kn (oder meinetwegen alles was die Cessna hergibt, 85kn) zu ziehen.
Die Strömung wird vorher abreißen. Unterhalb von Va sind Flugzeuge aerodynamisch g-limitiert (oberhalb von Va auch, aber da ist dann die strukturelle Belastungsgrenze erreicht).
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@Olaf Was passiert ist, dass die C150 über den langsameren Flügel abkippt.
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You're too kind. Das war nur, damit niemand auf die Idee kommt, mit 1,3 x Vs eine 60°-Kurve zu fliegen (zu versuchen).
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Lutz, das ist kein Quatsch, sondern der Unterschied von Theorie und Praxis.
Die Theorie ist immer eine Vereinfachung und funktioniert in der Praxis nur innerhalb eines bestimmten Bereichs...
Im übrigen wurden in WW2 Flieger entwickelt, die hohe g-Lasten fliegen konnten und der Pilot das bewußt überleben und aktiv steuern konnte (im Liegen bis +15 g)
mal abgesehen von den Modellfliegern....
Es ist nur eine mathematische Tabelle...
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@Alexander: Sorry, habe falsch geklickt, ich meinte gar nicht Deine Formeln, sondern die von Lothar.
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Olaf, bei 85° Bank hast Du 12 g - theoretisch, weil sich vorher die Flächen vom Flieger verabschieden würden und Dein Hirn ziemlich blutleer vor sich hindämmern würde
Ich bleibe dabei - Du zeigst mir, wie das in Theorie oder Praxis (ganz nach Deiner Wahl) Sinn ergibt und ich ziehe meine Behauptung, das sei Quatsch, zurück.
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Hab ich ein Glück, dass ich Heli fliege:
Einer meiner TREs meinte mal: "Nimm sie ruhig rum, fällt nicht runter, ist ja kein Flugzeug." Daraufhin habe ich mit ihm während meiner TRE in einer engsten Platzrunde 70° - 75° Bank im Steig- und im Horizontalflug geflogen. Immer schön 4 mal rum um die Ecke, dann scharfe Autorotation, dann wieder hoch und wieder 4 mal um die Ecke...
Nach 5 oder 6 Runden war ich körperlich ziemlich "gut durch"...
Und im Alpental (bin noch nicht in den Bergen geflogen, daher nur mit Vorsicht) würden mir mehrere Optionen bleiben:
- Ein Acker ist für eine Sicherheitslandung ausreichend
- Direkt vor der Felswand hilft ein Quickstop (mal auf Youtube suchen. Gibt interessante Videos dazu)
- Wenderadius: siehe oben. Nahezu beliebig klein. Ich selbst würde mir im Soloflug derzeit aber nur ca. 60° Bank zutrauen und auch nicht in einem Rutsch dorthin kommen.
Allerdings würde ich mit der leichten H300 wohl sehr schnell zum Spiel der Winde werden, ohne dagegen etwas machen zu können. Daher bleibe ich den Bergen erst mal fern...
Olaf
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