..Tippfehler: wieder etwas angehoben, dann steigt er wieder.

Genau. Und Horizontalflug ist nichts Anderes als Verringerung der Steigrate, in diesem Fall auf "0".

Der Level-off per Autopilot heißt bei manchen Airlines sogar ">engage vert. speed zero".

Selbst wenn du -im Extremfall- unendlich langsam den Pitch veränderst wirst Du ein Abnehmen der Steigrate beobachten. Ein Beschleunigen ohne etwas Anderes dafür aufzugeben, in dem Fall Steigrate bis der Sollwert an Speed erreicht ist, ist physikalisch und logisch nicht möglich.

Das Augenmerk beim Takeoff wird aber eher nicht darauf gelegt, unendlich lang zu brauchen bis ich mit der gewünschten Speed Vy steigen kann, insofern wird es jetzt schon kleinlich: weniger Anstellwinkel=weniger Auftrieb.

Was du aufgibst ist Widerstand. Bei Vy ist der Rate of Climb optimal, d.h. wenn du dich von Vx auf Vy zu bewegst, wird deine Rate of Climb optimiert. Vx ist auf die Distanz optimiert, doch die interessiert in dieser Betrachtung keinen.

Zur Ausgangslage:

Zwei Flugzeug am gleichen Punkt mit Vx. Flugzeug 1 steigt weiter mit Vx, Flugzeug 2 beschleunigt kontinuierlich auf Vy.

Ich bin der Meinung, dass Flugzeug 2 schneller steigt. In der Theorie kann dabei eine sehr kurze Zeit F2 unter F1 sein, wobei diese Zeit keine praktische Relevanz hat. Und erst recht nicht zur Begründung reicht, man verliere beim steigen mit Vy wertvolle Höhe.

Letzter Absatz: Du verlierst keine Höhe absolut, aber während der Beschleunigung von Vx auf Vy relativ zum Flugzeug 1 das mit Vx weitersteigt. Das diese nicht relevant sei kann man bei Betrachtung anderer, schwererer Flugzeuge wirklich nicht behaupten. Es geht ja um das Prinzip, und nicht um eine übermotorisierte Extra 300.

Letzter Absatz: Du verlierst keine Höhe absolut, aber während der Beschleunigung von Vx auf Vy relativ zum Flugzeug 1 das mit Vx weitersteigt. Das diese nicht relevant sei kann man bei Betrachtung anderer, schwererer Flugzeuge wirklich nicht behaupten. Es geht ja um das Prinzip, und nicht um eine übermotorisierte Extra 300.

Nein, eben nicht. Ich fliege schneller als Vx aber langsamer als Vy, also habe ich auch die bessere Rate of climb als bei Vx. Zu jeder Geschwindigkeit gibt es eine RoC, und die ist bei V>Vx eben grösser als bei Vx (bis Vy).

Bei Vx fliege ich bezüglich RoC nicht im Optimum. Beschleunige ich nun fliege ich optimaler. Ich kann die "freiwerdende Energie" (unwissenschaftlich, ich weiss!) dabei fürs Beschleunigen einsetzen und steige immer noch mindestens mit der RoC von Vx.

Probier es doch einfach mal aus, wenn es mit Airbus und UL funktioniert..

Was ist eigentlich im umgekehrten Fall, wenn Du aus dem Horizontalflug oder statt mit Vy mit Vx steigen willst? Musst Du da die Nase nicht heben um die Steigrate zu erhöhen?

Was ist denn dann der Input, der Dein Flugzeug veranlasst die Geschwindigkeit zu verändern?

Ich finde es interessant, dass man darüber diskutieren muss.

Die Betrachtung des Umkehrvorgangs ist tatsächlich interessant. Fliege ich mit Vy und ziehe bis ich Vx habe, so wird meine RoC eben abnehmen, da ich mich vom Optimum wegbewege. Die RoC wird auch hier zeitlich kurz verzögert reagieren, aber auch hier wohl vernachlässigbar. (selbst wenn sie kurz steigen wird, verpufft dieser Effekt nach sehr kurzer Zeit) Es hat halt schon einen Grund, weshalb man mit Vy steigt.

Dein Schluss ziehen=mehr steigen und stossen=weniger steigen stimmt eben nicht immer. Weil mehr ziehen ist bekanntlicherweise irgendwann tödlich.

Ich finde es auch interessant, dass man darüber diskutieren muss!

Es kommt darauf an...

Überschüssige Motorleistung kann ich für Steigen oder Beschleunigen verwenden - oder für einen Mix aus beidem

Bei wenig Leistungsüberschuss ist das schnelle Beschleunigen auf vy ökonomischer - was die Airliner auch tun

Alleine in der 2mot reduziere ich gemütlich den AoA auf den für vy passenden Wert und beschleunige dabei so schnell, dass praktisch keine Reduzierung der roc spürbar ist

Eine Extra 300 ist immer untermotorisiert, lieber Max!

...manchmal helfen Extrembeispiele:

Das Flugzeug fliegt mit Vx, Anstellwinkel (nur eine Zahl) 10 Grad. Der Pilot entscheidet sich, von Vx auf Vy zu wechseln. Dazu ändert er digital den Anstellwinkel von 10 Grad auf 8 Grad. Es passiert also eine Reduzierung des Anstellwinkels bei zunächst gleichbleibender Geschwindigkeit, d.h. reduziertes Steigen, geringer als Steigen bei Vx! Die freiwerdende Energie aus dem geringeren Auftrieb wird in Beschleunigung umgewandelt.

Kommt jetzt noch ein schweres Flugzeug mit relativ geringer Leistung dazu, dann setzt die Beschleunigung zwar unmittelbar nach der Änderung des Anstellwinkels ein, aber es dauert eben, bis der Auftrieb wieder so hoch ist, bis das Steigen wieder bei dem von Vx angekommen ist.

Bei inkremental kleinen Änderungen des Anstellwinkels ergeben sich natürlich auch inkremental kleine Änderungen im Steigen, d.h. es wird nicht wahrgenommen.

...manchmal helfen Extrembeispiele:

Das Flugzeug fliegt mit Vx, Anstellwinkel (nur eine Zahl) 10 Grad. Der Pilot entscheidet sich, von Vx auf Vy zu wechseln. Dazu ändert er digital den Anstellwinkel von 10 Grad auf 8 Grad. Es passiert also eine Reduzierung des Anstellwinkels bei zunächst gleichbleibender Geschwindigkeit, d.h. reduziertes Steigen, geringer als Steigen bei Vx! Die freiwerdende Energie aus dem geringeren Auftrieb wird in Beschleunigung umgewandelt.

Kommt jetzt noch ein schweres Flugzeug mit relativ geringer Leistung dazu, dann setzt die Beschleunigung zwar unmittelbar nach der Änderung des Anstellwinkels ein, aber es dauert eben, bis der Auftrieb wieder so hoch ist, bis das Steigen wieder bei dem von Vx angekommen ist.

Bei inkremental kleinen Änderungen des Anstellwinkels ergeben sich natürlich auch inkremental kleine Änderungen im Steigen, d.h. es wird nicht wahrgenommen.

Ich sehe das schon auch so, bin nur der Ansicht, dass die Dauer bis die Geschwindigkeit angepasst ist sehr überschaubar ist. Aber die genaue Auswirkung und benötigte Dauer ist letztlich Haarspalterei.

Auf jeden Fall ist es kein Argument, mit Vx statt mit Vy zu steigen.

Die Diskussion ist aber für mich erledigt, ich wollte auch niemanden auf die Füsse treten!

Ich bin trotzdem meiner ursprünglichen Meinung.

Bei Vollgas des Triebwerks gehört zu jede AOA eine bestimmte Speed. Bei 78 KIAS in der SR22 erreiche ich damit den steilsten Steigwinkel.

Nehme ich die Pitch soweit runter, dass die Maschine auf 90 KIAS beschleunigt, so steigt die RoC, und zwar auf einen Wert, der über der RoC von Vx liegt, dafür ist der Winkel flacher.

Natürlich muss man dazu die Nase nicht weiter herunternehmen und dann "wieder steigen". Man muss nur den AOA so weit verringern, dass die Maschine bei Vollgas 90 KIAS fliegt.

Um auch noch meinen Senf abzulassen:

Was das mit der Motorleistung zu tun hat, erschließt sich mir nicht:

Ich kann meine Kraft entweder in die Beschleunigung oder das Heben der Masse (Flugzeug) investieren. In beiden Fällen ist dabei die nötige Energie proportional zur Masse.

Will ich über die Baumreihe (oder die Stadt vor Lärm schützen, oder eine Umkehrkurve bei Minimalgeschwindigkeit fliegen (nein, nicht meine Absicht) ), dann ist die Investition in Höhe gut, also Vx.

Will ich möglichst zügig den induzierten Widerstand reduzieren, um mich ganz auf bestmögliche RoC zu fokussieren, dann muss ich eben initial mehr in Beschleunigung investieren.

Der Übergang von Vx auf Vy lässt sich natürlich "fast unmerklich" durch ganz langsames Pitchreduzieren herstellen: Ich gebe durch minimales, schrittweises Absenken der Nase vielleicht 1% aktueller ROC auf, um sie in Beschleunigung zu investieren. Ziemlich zügig werde ich dann mit der ROC oberhalb der Vx-ROC sein, aber eben nicht sofort, sondern zunächst darunter. Das andere Extrem wäre der Übergang in den Levelflug, Beschleunigung auf Vy bei 0 ROC, und dann wieder Nase hoch. Wirkt auf mich aber nicht besonders elegant... Dann hätte man doch lieber gleich das Speed, so machbar (s.o.), schon im Bodeneffekt aufgebaut, und dem induzierten Widerstand nicht schon ein Schnapsgläschen (oder für Max: ein Eimerchen) Sprit umsonst spendiert.

Eben hatte ich eine Konferenz nichts zu tun und habe gemalt: Vz oder RoC bei verschiedenen Geschwindigkeiten.

Du hast die Wahl:

1. unendlich langsame Beschleunigung: Vz ist während des Prozesses der Beschleunigung von Vx auf Vy immer höher als bei Vx.
2. Rasante Beschleunigung: RoC fällt, wird sogar negativ.
3. mäßige Beschleunigung: RoC sinkt, real muß es minimal unter Vx sinken, steigt dann wieder an.
4. jede beliebige andere Kurve.

Den Dip am Beginn der Beschleunigung können wir in unseren übermotorisierten Fliegern eben nicht messen.

Jemand mit gediegenen mathematischen Kenntnissen kann die Strategien jamal integrieren und die optimale herausfinden...

Nein, Alexander, für den Fall 1) trifft Dein "immer" nicht zu. Du musst - und sei es für den Moment einer Sekunde - auf ROC verzichten, um es in Beschleunigung zu investieren. Und wenn Du nach dieser Sekunde oder einem Bruchteil davon die Reduktion des induzierten Widerstand (bei weniger zunehmenden dynamischen Widerstand) nur das kleine bisschen fortan in Beschleunigung investierst: Dann wird ab diesem Zeitpunkt Dein "Immer höhere ROC als bei Vx" aufgehen. Aber eben nicht immer, nicht in Sekunde 0.

Das war mit dem Satz über den DIP gemeint

Auf dem Weg von Vx nach Vy reduziert sich der induzierte Widerstand und der Formwiderstand nimmt zu.

In der Summe ergibt sich normalerweise eine Gesamtwiderstandsreduzierung. Bei Vy haben wir den größten Abstand zwischen Gesamtwiderstand und verfügbarem Schub, der sich auch mit der Gerschwindigkeit auch leicht ändert.

Ein Versuch es etwas einfach auszudrücken.

Versuch:

Parziel Leistung setzen dass Flugzeug leicht steigt

Höhenruder nachlassen bis Geschwindigkeit bei 0 Steigen sich enstellt.

Jetzt Höhenruder langsam ziehen, Geschwindigkeit geht zurück

Flugzeug beginnt zu steigen bis maximales Steigen,

Weiter ziehen Geschwindigkeit reduziert sich weiter, Steigen geht wieder zurück.

Es wird sich eine zweite Geschwindigkeit einstellen beidem jetzt wieder Steigen 0 ist.

Es gibt bei gleicher Leistung zwei stabile Punkte, verschiedene Geschwindigkeiten wo steigen 0 ist.

Zwischen diesen beiden Punlten ist steigen möglich, oberhalb und unterhalb dieser Geschwindigkeiten ist nur Sinken möglich.

Bei der unteren Geschwindigkeit ist der induzierte Widerstand , bei der oberen Geschwindigkeit der Formwiderstand die größere und bestimmende Widerstand.

... aber eingeschränkt auf unsere übermotorisierten Flieger :-)

Meine 1150 MTOW bei 135 Pferdchen kann damit doch nicht gemeint sein. Übrigens: Im Startlauf beschleunigt die DA40 bei ca. 1000 kg mit grob 2 m/s/s, also ganz grob 3 kt schneller jede Sekunde. Das gilt aber nur dann, wenn die ganze Urgewalt der 135 PS sich darauf konzentrieren kann, mich in die Rückenlehne zu pressen, anstatt zu fliegen oder gar zu steigen. Rechne ich für "nahe Best-Glide in der Luft zu bleiben" mit 1/3 der verfügbaren Leistung, so sind es noch 2 kt / Sekunde ohne Steigen oder alternativ 830 fpm bei sibirischer Dichtehöhe, oder eben ein Kompromiss davon, z.B. halbe/halbe.

und ziehe bis ich Vx habe, so wird meine RoC eben abnehmen, da ich mich vom Optimum wegbewege. Die RoC wird auch hier zeitlich kurz verzögert reagieren, aber auch hier wohl vernachlässigbar. (selbst wenn sie kurz steigen wird, verpufft dieser Effekt nach sehr kurzer Zeit)

sie WIRD kurz steigen, sie wird. Wenn Du bei Vy ziehst kannst Du den Geschwindigkeitsüberschuss zu Vx kurzzeitig in Höhe umsetzen, danach mit Vx mit geringerer Rate als bei Vy steigen.

Die Ausgangsfrage ist ja doch: wie verhält sich die Cirrus von Alexis, wäre er tatsächlich bis zu seiner Wunschhöhe von 500' mit Vx besser dran oder ist das vernachlässigbar?

Ich habe heute die Instrumente (Airbus, aber vom Prinzip gleich) bei genau diesem Manöver gefilmt, da ist es sehr klar und werde das Video in ein paar Tagen hier verlinken. Wenn jemand das bei einer Einmot auch machen möchte wäre es sicher interessant.

Bei der SR22 komme ich rechnerisch auf etwa 1,88 m/sec2 Beschleunigung und 22 sec Startlauf mit MTOW, kommt das hin?

Ich mach mal in den nächsten Tagen auch ein Video und zwei Versuche ... auf 500 ft AGL mit Vx und mit Vy.

Hallo Alexis,

bin gespannt was rauskommt. Ich habe gestern Abend mit meinem antiquierten FS2004 und einer SR22-Turbo folgende Starts gemacht (Flugplatz auf 6ft, 1013 hPa, 15°C, kein Wind, MTOW, 50% Flaps, Leistung im Startlauf 106%):

1. Szenario: Abheben bei 70...73 kts, beschleunigen bis Vx = 78 kts, Steigen mit Vx (mit 50% Flaps)
2. Szenario: Abheben bei 70...73 kts, beschleunigen bis Vy50% = 91 kts (mit 50% Flaps), Steigen mit Vy50%
3. Szenario: Abheben bei 70...73 kts, beschleunigen bis Vy = 101 kts, dabei Klappen einfahren, Steigen mit Vy0%

(das SR22 Hanbuch gibt 2 Werte für Vy an: 91 kts bei 50% Flaps und 101 kts bei 0% Flaps, daher habe ich das oben als Vy50% und Vy0% bezeichnet).

Die Steigzeit auf 506ft betrug in allen drei Szenarien immer ca. 24 Sekunden. Im dritten Szenario hat man allerdings bei Erreichen von 500ft bereits die beste Steigrate erreicht, wärend bei 1 und 2 erst noch auf Vy0% beschleunigt werden muss und es daher noch etwas dauert, bis die beste Steigrate erreicht wird.

Vermutlich müsste man das Ganze mit deutlich geringerer Leistung (z.B. 75%) fliegen, um einen Unterschied erkennen zu können, da so die Auswirkung der Beschleunigung messbar werden (könnten).

VG Mark

Das beweist zumindest einmal, dass auch hier die Zeit für die Beschleunigung nicht vernachlässigbar ist; und welche Steigraten hast Du jeweils gehabt?

Hallo Max,

die Steigraten lag bei Vx bei ca. 1000ft/min. Bei Vy0% dann bei ca. 1400ft/min. Die genauen Werte habe ich Zuhause.

Ich habe gerade für eine C172 mit 2250lb das folgende ausgerechnet (auf Basis dieser Daten: https://www.avweb.com/news/airman/182410-1.html):

1. Szenario: Abheben bei Vx und Steigflug bis 500ft mit Vx, Steigzeit = 42,6 Sekunden
2. Szenario: Abheben bei Vx und Steigflug bis 50ft dann Beschleunigung auf Vy bei 0ft/min Steigen (benötigte Zeit für die Beschleuning der 2250lb von Vx auf Vy = 6,7 Sekunden, verfügbarer Schub für die Beschleunigung bei 0ft/min ca. 245lbf = 1090N), gesamte Steigzeit = 45,2 Sekunden

Das Beschleunigen wirkt sich also definitiv auf das Endergebnis aus. In der Paraxis sind die hier errechneten zweieinhalb Sekunden sicher kaum spürbar.

VG Mark

PS: Break-Even der beiden Szenarien ist bei ca. 750 ft. Bei einem Steigflug auf 1000ft is 2. bereits 2 Sekunden besser und bei 2000ft sind es brereits 11 Sekunden und bei 4000ft, 30 Sekunden.

" '... aber eingeschränkt auf unsere übermotorisierten Flieger :-)'

Meine 1150 MTOW bei 135 Pferdchen kann damit doch nicht gemeint sein."

Nein, ich meinte Alexis' und meinen.

Danke, das bedeutet aber auch dass Du nicht nur 500' mit Vx ein paar Sekunden früher erreichst als mit Vy, und wenn Deine Mindestauslösehöhe angenommen 100m / GND ist die Zeit bis dorthin schon gravierend kürzer wird. Die absoluten Werte variieren sicher stark je nach Typ, auf die SR22 wäre ich gespannt und schätze das Ergebnis als klarer ein als bei der C172.

Ich habe gerade für eine C172 mit 2250lb das folgende ausgerechnet (auf Basis dieser Daten: https://www.avweb.com/news/airman/182410-1.html):

1. Szenario: Abheben bei Vx und Steigflug bis 500ft mit Vx, Steigzeit = 42,6 Sekunden
2. Szenario: Abheben bei Vx und Steigflug bis 50ft dann Beschleunigung auf Vy bei 0ft/min Steigen (benötigte Zeit für die Beschleuning der 2250lb von Vx auf Vy = 6,7 Sekunden, verfügbarer Schub für die Beschleunigung bei 0ft/min ca. 245lbf = 1090N), gesamte Steigzeit = 45,2 Sekunden

Das Beschleunigen wirkt sich also definitiv auf das Endergebnis aus. In der Paraxis sind die hier errechneten zweieinhalb Sekunden sicher kaum spürbar.

VG Mark

PS: Break-Even der beiden Szenarien ist bei ca. 750 ft. Bei einem Steigflug auf 1000ft is 2. bereits 2 Sekunden besser und bei 2000ft sind es brereits 11 Sekunden und bei 4000ft, 30 Sekunden.

Cool, Danke für die Berechnung! Sehr interessant.

Würde mich noch interessieren ob es einen Unterschied macht, wenn man kontinuierlich beschleunigt und steigt, anstelle der Treppenlinie.

Die beiden Endzustände von 1 und 2 sind jedoch nicht gleichwertig, aber dies war ja nicht Bedingung.

Nur falls dir irgendwann wiedermal langweilig ist ;)

Roland