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Ich sehe gerade den Zusammenhang nicht; weshalb sollten für eine Steilkurve volle Ruderausschläge erforderlich sein?
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Hi Max, weswegen Va:
Die Va ist ja an der Stelle, unterhalb derer der Flieger aerodynamisch g-limitiert und über der er strukturell g-limitiert ist, soweit sind wir uns einig?
Va ist damit die geringste Geschwindigkeit, bei der maximale g möglich sind, d'accord?
Wie Du selber schön hergeleitet hast, ist der Loadfactor proportional zur turn rate, d.h. mehr ziehen macht den Radius kleiner - wenn ich nicht dabei abkippe oder zerbreche.
Wir müssen also g so hoch wie möglich bekommen und die TAS so klein wie möglich.
Das ist bei VA gegeben, die man nicht umsonst auch cornering speed nennt. Mit Vollausschlägen hat das wenig zu tun. Frag mal einen Kampfjetpiloten oder einen Red Bull Airrace-Piloten.
Cornering speed gibt kleinsten möglichen Radius (ohne Wind).
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PS mit Vollausschlag hat das doch etwas zu tun, eigentlich musst Du den Knüppel dabei am Bauch haben. Die meisten Flugzeuge können dabei die speed nicht halten, dann liegt die max speed für den engsten Turn ohne Höhenverlust unterhalb Va.
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Lutz, wie wäre es mit Vx?
Die Geschwindigkeit mit höchstem Auftriebsbeiwert...
Allerdings verschiebt sich die Ca/Cw Kurve mit sich änderndem Gewicht bzw G-Belastung, damit auch Vx...
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Richtig, für unsere propellergetriebenen Lfz ist die Limitierende die verfügbare Leistung.
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Korrekt, allerdings geht mit CA,max auch CW,max einher. Deshalb ist die Geschwindigkeit mit CA/CW = maximal die ideale.
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Das Problem haben einige Jets sicher auch, bei corner speed und einem g-pull von 8+ braucht man schon eine Menge Schub. Sustained corner Speed erfliegen ist sicher eine lustige Idee.
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Tino, nicht ganz...
Üblicherweise steigt mit zunehmenden Anstellwinkel Ca an, bis das Max erreicht wird. Ein darüber hinausgehender Anstellwinkel führt zu wieder sinkendem Ca bis die Strömung gänzlich abreisst. In diesem Bereich (oberhalb Ca max) nimmt jedoch Cw weiter zu... und erreicht sein Maximum beim Strömungsabriss
Mit Max (Ca/Cw) ermittelst Du die Geschwindigkeit des besten Gleitens, entspricht grob Vy
Bei der Umkehrkurve willst Du aber eben nicht weit (=Kurvenradius) kommen, sondern möglichst langsam und damit möglichst eng umkehren
Ein Bild dazu:
https://www.mig-21-online.de/Aerodynamik/aerodynamik_3.htm
oder auch
https://de.wikipedia.org/wiki/Polardiagramm_%28Str%C3%B6mungslehre%29#Lilienthalpolare
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Respekt, erstaunlich was man hier neben verbaler Freundlichkeiten auch noch an theoretischen Ergüssen zum VFR Alpenflug erleben kann!
Den kleinesten Kurvenradius erreicht man (theoretisch) mit dem Kapferschen Spriralslip, nachzulesen auf S.50 des empfehlenswerten "Gebirgsflug" Buches von Ekkehard Kapfer,noch amüsanter als dieser Thread und vor allem etwas praxisnäher ;-)
Evtl. wäre im richtigen Leben noch die Wind und die Kurven Richtung von nicht zu unterschätzender Bedeutung, diese kleine zusätzliche Berechnung sollte demjenigen
der sich schon blitzschnell so weit durchgerechnet hat auch kein Problem mehr bereiten, oder?
Steilkreise mit 60° Schräglage (oder 2 G!) mögen zum Handwerkszeug eines Piloten gehören bei den meisten ist leider erfahrungsgemäß bei 45° die Schmerzgrenze erreicht, was nicht heißt, dass man auf einem Alpenfluglehrgang dann "einen ganzen Tag lang nur noch Umkehrkurven übt".
Die beiden Vorgänge einerseits die Geschwindigkeit zu reduzieren und andererseits dann auch noch einen Steilkreis zu fliegen, (selbst in einem weiteren Tal) stresst u. U. ungemein.
Es kann nicht Ziel eines Alpenfluglehrgangs sein bei X-Ray Konditionen die richtigen Täler zu finden, das hat weder etwas mit Sicherheits Bewusstsein noch mit Können zu tun, sondern ist einfach nur BOLD.
Diverse Flugschulen an den Alpen bieten sehr gute Alpen Einweisungen, meist aufden eigenen Flugzeugen an. Wer diese auf dem eigenen Flugzeug durchführen mag, kann sich gerne auch an mich wenden. Happy landings bzw. philosophieren.
Gute N8
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So langsam kommts wieder...
Wenn ich mit Ca max fliege, entspricht dies in etwa Vx
Bei 60° Steilkurve habe ich 2 G und bei gleichem Anstellwinkel für Ca max brauche ich ca 1,4 Vx
bei 20° Kurve ca 1.2 G (geschätzt) und dann nur ca 1,1 Vx
und über die Kreisbeschleunigungen lassen sich die Verhältnisse der beiden Radien für 60° und 20° Kurven zueinander ausrechnen.
Dafür müsste ich den Stoff von Dynamik 1. Semester rauskramen, nur nicht mehr heute...
ein weiterer Einfluß ist, dass ich bei 20° Kurven mit Klappen noch langsamer fliegen kann, bei 60° Kurven würde ich vermutlich keine Klappen setzen
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Die Geschwindigkeit mit höchstem Auftriebsbeiwert...
... nennt man VS, nicht Vx. |
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Malte, Vs habe ich noch als Stall-Geschwindigkeit gelernt...
und da ist Ca schon merklich niedriger als bei Vx
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Das Buch Gebirgsflug ist seit Juli diesen Jahres wieder neu aufgelegt worden...
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Ja, das ist korrekt, VS ist die Stallgeschwindigkeit, also die geringstmögliche stationäre Geschwindigkeit im Geradeausflug. Diese wird folgerichtig mit dem größten CA geflogen. VX hingegen ist die Geschwindigkeit des steilsten Steigens, das sich bei maximalem CA³/CW² auf der Polare findet. Diese liegt über VS und hat folgerichtig einen kleineren CA, wenn ansonsten alle Parameter (Masse, Flügelfläche bzw. Flächenbelastung, Luftdichte, Erdbeschleunigung) konstant bleiben.
Steht witzigerweise auch in dem Wikipediaartikel beschrieben, den Du verlinkt hast.
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Korrekt, das habe ich unterschlagen, da wir uns in diesem Bereich kurz vor einem (un)kontrollierten Absturz befinden...
Wikipedia dulde ich nicht als Quelle ;-P
Für die Herleitung meiner Antworten, bitte noch einmal meine Formel betrachten und die Vorlesung "Luftfahrtmechanik" besuchen ;)
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Malte, zur Erläuterung können wir den Motor weglassen und sind beim Segler
Vs ist die Stallgeschwindigkeit, die niedrigst fliegbare Geschwindigkeit
Vx ist die Geschwindigkeit geringsten Sinkens
Vy ist die Geschwindigkeit besten Gleitwinkels
Wenn bei Vs Ca maximal wäre, wäre da auch die höchste Steiggeschwindigkeit durch Motorkraft, ist es aber nicht, da ist kaum noch Steigen möglich - deshalb auch Rückseite der Polare...
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Nein, der Zusammenhang zwischen maximalem CA und minimaler Geschwindigkeit ergibt sich ja direkt aus der Auftriebsformel. Der Auftriebsbeiwert für das beste Steigen wird ja aus der minimalen Sinkgeschwindigkeit hergeleitet, nicht aus der minimalen Vorwärtsgeschwindigkeit.
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Also wenn ich bei X ray in das falsche Tal einfliege mache ich folgendes:
Heading Bug auf "current heading + 179°"
Power um 13,6% zurück
Warten bis Speed auf min 121%Vso max 91,6%Vnix
Wobei Vnix (Fausformel) 56x arctan (¥ bank)
Messung der Nutzbaren Talbreite
83% der nutzbaren Talbreite muss< cos(bankangle- pitch)
Wenn größer dann blöd
Bank langsam einleiten über Querruder aber noch ohne Seitenruder
Ab Bank 23° Seitenruder dazu aber Max bis Bank 49°
Wenn Bank 55° erreicht hat dann.... OK ich hör auf
Also:
Wenn ich bei D oder X in das falsche Tal einfliege habe ich die größten Fehler schon hinter mir
Was dann notwendig ist sollte sofort passieren und geübt sein
Ich würde NIE in oder durch die Alpen fliegen bei D oder schlechter mit einem Flugzeug mit dem ich keine Übung habe (ergo, sollte das oben nicht passieren)
Wem die Diskussion Kopfzerbrechen bereitet sollte wirklich bei CAVOK mit gut Höhe mal üben und spielen
Nächster Schritt: bei CAVOK in ein richtig breites Tal und weiter spielen. Da werden Alpen Neulinge Überraschungen erleben. (Deshalb am besten nur per professioneller Einweisung)
Nächster Schritt bei GAFOR O (nicht C) mal eine GAFOR Route abfliegen. Auch da wird es Überraschungen geben.
Wer das getan hat wird sicher nicht mehr bei M oder sogar X Täler suchen die er nicht aus dem ff kennt.
Vom Sofa aus finde ich die Diskussion als "alter Physiker" umso spannender. Aber bitte nicht als Grundlage für praktische Alpenfliegerei hernehmen, selbst wenn die Formeln stimmen. Kein Pilot der Welt hat die im Kopf wenn er doch bei D in das falsche Tal fliegt. Beim "erfliegen" der Formeln bei CAVOK in 5000ft AGL können wir dann noch genug Spaß haben.
Viele Grüße
Thomas
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Beitrag vom Autor gelöscht
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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, je nach Flieger bis hin zum Sinken (wenn Du nicht aufpasst auch zum schnellen Sinken ;))
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Vom Sofa aus finde ich die Diskussion als "alter Physiker" umso spannender. Aber bitte nicht als Grundlage für praktische Alpenfliegerei hernehmen, selbst wenn die Formeln stimmen. Kein Pilot der Welt hat die im Kopf wenn er doch bei D in das falsche Tal fliegt. Beim "erfliegen" der Formeln bei CAVOK in 5000ft AGL können wir dann noch genug Spaß haben.
Genau darum geht es meines Erachtens bei dem Diskutieren der Zusammenhänge: Am Sofa ein "Was wäre, wenn" zurechtlegen. Wenn meine Komfortzone bei 45° Querneigung erreicht ist, ich mit einer C172 fliege und nicht langsamer als 90 Knoten fliegen will, bestimme ich dadurch meinen Kurvenradius und kann ihn mir in Flugplatzlängen zurechtlegen. Plus Pfuschfaktor weil irgendwas sowieso nicht stimmt und ich neben der Ausführung des Manövers auch noch den Rückkurs finden muß, mir in Erinnerung rufen, wo ich im Falle des Umdrehens danach lang wollte, Mitflieger beruhigen, etc. pp.
Derjenige, der in dieser Situation weiterfliegt und denkt mit Immelmann oder Kurvenslip würde das schon irgendwie gehen, sollte dann wohl vorher sein ELT und PLB überprüft haben.
Zugegeben, ich bin noch nie im Hochgebirge geflogen (bisher konnte ich noch nicht die Zeit für eine schöne Einweisung frei machen). Aber ich weiß das Eine oder Andere über Flugmechanik, Airmenship und defensives Fliegen...
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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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