Theoretische PPL Fragen

[Alice92]

Guten Abend!

Ich habe ein paar Fragen, die während meiner PPL aufgekommen sind. Ich hoffe Ihr könnt mir hier weiterhelfen. Vielen Dank..

1. Wieso ist der Flügel einer Cessna der perfekte "Schulungsflügel"?
2.Was ist die Differenz zwischen einer Mixture Control und einer Throttle Control?
3. Wieso braucht man einen variable fix propeller?

Eine kurze Antwort reicht vollkommen aus!

[Schienenschreck]

[Alice92]

Vielen Dank Schienenschreck. Zur ersten Frage habe ich mir das folgende mal zusammen gereimt:

1. Der typische Flügel eines Schulungsflugzeuges ist ein Straight Wing, der vgl. zu einem gepfeilten Flügel schon bei geringeren Geschwindigkeiten gute Auftriebswerte hat, aufgrund des relativen Luftstromes parallel zur chordline
2.Ein gepfeilter Flügel neigt zum Strömungsabriss an den Flügelspitzen, aufgrund, der höheren Ladungen die hier einwirken und der Verdickung der Grenzschicht (spanwise flow).
Bei einem Stall wandert der Center of Pressure, nach vorne was wiederrum zu einem zusätzlichen Anstieg der Nase führt und eine Recovery erschwert-->schlechte Eigenschaften bei einem Strömungsabriss
Bei einem straight wing hat man diese Neigung bei einem Strömungsabriss an der Flügelspitze nicht.

Das wären meine Erklärungen. Was ich mich aber Frage ist:

Wandert der CP bei einem gepfeilten Flügel sicher vor den CG? Weil das würde ja ein unstabiles Flugzeug bedeuten, jedoch lässt für mich das pitching moment nach oben keinen anderen Schluß zu-->Sind unkorrigierte swept wings nach dem stall also unstable?

[Alice92]

Hoffe ihr könnt mir auch noch bei folgender Frage weiterhelfen...

Bis zur crossover altitude steigt die TAS bei einem constant CAS climb; Danach wechselt man auf einen constant Mach climb, bei der die TAS wieder sinkt.

Wenn man die Effizenz der Triebwerke bei größeren Höhen weglässt, könnte man doch theoretisch sagen, dass am schnellsten in der Cross-over altitude geflogen wird, da hier die TAS am höchsten ist. Stimmt das so? Steigt man also nur noch weiter um Fuel zu sparen?

[B1900D]

Die crossover altitude bezieht sich auf das Verhältnis IAS/Mach und nicht auf die TAS, weil die VNE (bei IAS) bzw. nach dem crossover MMO (bei Mach) entsprechend struckturell limitierend ist - entweder entsprechend materieel oder eben, weil das Flugzeug die kritische Machzahl nicht überschreiten darf.

TAS=M*Schallgeschwindigkeit und letztere ist von der Aussentemperatur abhängig, also auch von der Höhe der Tropopause die bei Standardatmosphäre in c.a. 36000 Fuß liegt - das heisst also, das die TAS auch bei gleicher Machzahl gleichbleibt weil die Schallgeschwindigkeit gleichbleibt, oder bei bei einer Inversion auch steigen kann.

[Alice92]

Genau...Aufgrund der Limitierung durch Mcrit steigt man mit konstanter Mach Zahl, was zu einer Veringerung der TAS führt M=TAS/LSS (Beides sinkt). Also müsste ich doch die Höchstgeschwindigkeit genau an dem Punkt haben, an dem vom konstant IAS climb zu M climb gewechselt wird.

Würde mich nur interessieren wieso den überhaupt ein weiteres Steigen notwendig ist, da die TAS wie gesagt wieder absinkt. Einzige Punkte, die für mich in Frage kommen wären der niedrigere Drag und die angesprochene lower SFC.

[B1900D]

Wenn die Temperatur mit der Höhe abnimmt stimmt das. Sobald man die Tropopause erreicht, ist dass jedoch nicht mehr der Fall, weil die Temperatur dann nicht mehr kälter wird und auch nicht bei einer Höheninversion, wo das Gegenteil der Fall wäre - die Athmosphäre ist ja nicht immer ISA Standard. Die changeover Altitude ist z.B bei 300kts IAS/M0.8 bei ca. FL320 und in ISA Bedingungen beginnt die Tropopause eh in FL360 - da machen die 4000ft jetzt nicht so den Unterschied.

Flugzeuge, die höher fliegen, können in der Regel auch höhere Machzahlen fliegen, dadurch kann man das ausgleichen.
Der Höhenwind spielt in punkto Bodengeschwindifkeit natürlich auch eine ganz entscheidende Rolle, jedenfalls mehr als die paar Knoten Unterschied in der TAS.

[Alice92]

Flugzeuge, die höher fliegen, können in der Regel auch höhere Machzahlen fliegen, dadurch kann man das ausgleichen


Aber ist die Machzahl nicht einfach die ratio TAS/LSS? Allein die TAS ist doch verantwortlich für die letztendliche Geschwindigkeit eines Fliegers. Versteh nicht ganz wie die Mach Zahl an sich eine Geschwindigkeit darstellt. Bisher habe ich sie nur als eine Zahl gesehen, die ledeglich dafür da ist die Geschwindigkeit nach oben zu begrenzen.

Verstehst du was ich meine?

[Jesuslatsche]

Wenn man schneller fliegen will, sollte man tiefer fliegen Das ist soweit richtig, solange man unterhalb der Tropopause bleibt.
Du musst aber in deine Rechnung auch noch die Wirtschaftlichkeit mit einbeziehen. Mit geringerer Luftdichte, bedingt durch die große Höhe, sinken Widerstand und Kraftstoffverbrauch. Ich muss also nur geringfügig langsamer Fliegen, um gleichzeitig wesentlich wirtschaftlicher zu fliegen.
Wenn man ohne Rücksicht auf Verbrauch und Wirtschaftlichkeit schnell ankommen möchte, sollte man mit maximum TAS fliegen, also tiefer.

Zu deiner Frage mit dem Swept Wing:
Der Stall tritt außen zuerst ein, damit verlierst du auch die Ailerons. Gleichzeitig wandert, wie du ja schon richtig gesagst hast, der CP nach vorne, teilweise auch vor den CG. Bei Flugzeugen mit T-Leitwerk kann es dann sogar zum Deep-Stall kommen, sodass sogar das Höhenleitwerk nicht mehr richtig angeströmt wird. Der Deep-Stall endet in den meisten Fällen am Boden. Der Flieger wird also extrem instabil.
Bei Flugzeugen mit konventionellem Leitwerk bleibt das Höhenruder dagegen angeströmt. Für gewöhnlich kann man damit dann das Nose-Up Moment überdrücken. Immerhin wird ja mit Voranschreiten das Stalls auch der Auftrieb und damit das Moment kleiner. Bei solchen Flugzeugen kommt auch meistens noch hinzu, dass die Triebwerke ja unter der Fläche hängen, ihre Kraft also unterhalb des CPs wirkt und die bei Vollgas auch ein Nose-Up Moment erzeugen. Deswegen empfielt sich in so einem Fall auch, entgegen der natürlichen Reaktion, erst mal das Gas raus zu ziehen. Damit kommt die Nase auch schon nach unten und man ist aus dem Stall raus.
Hier dazu mal der Auszug aus einem A320 FCOM:
As soon as any stall indication (could be aural warning, buffet...) is recognized, apply the immediate
actions:
NOSE DOWN PITCH CONTROL.............................................................................................APPLY
This will reduce angle of attack
Note: In case of lack of pitch down authority, reducing thrust may be necessary.

[Jesuslatsche]

[quote="Alice92"][i]
Flugzeuge, die höher fliegen, können in der Regel auch höhere Machzahlen fliegen, dadurch kann man das ausgleichen[/i]


Aber ist die Machzahl nicht einfach die ratio TAS/LSS? Allein die TAS ist doch verantwortlich für die letztendliche Geschwindigkeit eines Fliegers. Versteh nicht ganz wie die Mach Zahl an sich eine Geschwindigkeit darstellt. Bisher habe ich sie nur als eine Zahl gesehen, die ledeglich dafür da ist die Geschwindigkeit nach oben zu begrenzen.

Verstehst du was ich meine?[/quote]

Stell dir mal die Frage, warum die Geschwindigkeit überhaupt nach oben begrenzt wird. Die Triebwerke liefern weiterhin Schub, man könnte ja also noch schneller fliegen, oder nicht?
Das Problem ist aber, dass irgendwo am Flugzeug schon Ströumgsgeschwindigkeiten auftreten, wo M=1 ist, ich also Schallgeschwindigkeit erreiche. Die aerodynamischen Gesetze in diesem Geschwindigkeitsbereich sind aber schon stark unterschiedlich zu denen im Unterschallbereich. Wenn über der Tragfläche jetzt die Strömung in den Überschallbereich geht, kommt es zu Verdichtungsstößen und damit zum Strömungsabriss. Man redet dann von einem Mach-Stall, oder Mach-Buffet. Deswegen muss die Geschwindigkeit über die Machzahl begrenzt werden, weil nur die die Schallgeschwindigkeit beinhaltet.

[Alice92]

Super. Danke für eure Hilfe

Wenn ich noch eine Frage einwerfen dürfte und zwar dieses mal zu den Pressure Levels= From High to Low lookout below

1. Höhere Temperaturen-->Geringere Dichte-->Expanding Air mass-->Expanding Pressure Levels: Bei einem konstanten Altimeter setting kommt es zu einem "overread"

Diese Reihenfolge soll ebenso für den Druck gelten:

2. Höherer Druck-->konstantes setting-->overread

Aber ist den ein höherer Druck nicht verbunden mit einer höheren Dichte und daher "shrinking" Pressure levels was im Falle des Druckes genau das Gegenteil bewirkt?