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Autor Thema:Überlegungen zur Windenstartvermessung
Bastian-
Schick
Neuling
Beiträge: 4
Beitrag Überlegungen zur Windenstartvermessung
am February 12, 2015, 11:59

Hallo Zusammen,

Andi und ich waren (und sind hoffentlich noch) uns einer Meinung, dass wir als Aktivitas uns detailierten Messungen des Windenstarts annehmen wollen und sollten, da
a) die Winde aufgelastet werden Soll
b) die Ergebnisse der Umrüstung Stahl -> Kunststoffseile dokummentiert werden sollte und
c) Die Erfassung des Windenstarts uns wieder als Akademische Fliegergruppe präsentabel machen könnte. Nebenbei kann Wissenschaftliches Arbeiten geübt werden.

Um Messen zu können sollten wir uns jetzt, da Semesterferien sind zunächst klar werden
a) Welche Messgrößen zu erfasssen sind und wie sich diese auf den Flug und den Start auswirken
b) Welche Zeitliche und Messtechnische Auflösung und Genauigkeiten sinnvoll sind
c) Wie die Erfassung und Auswertung aussehen soll

für die Flugsicherheit wäre es wichtig, dass wir uns überlegen, wie viel mehr Auftrieb wir im Windenstart gegenüber der Normalfluglage benötigen.
Dies würde in einer Erhöhten Mindestfahrt resultieren.
-> dafür brauchen wir die Seilkraft und der Winkel zwischen Seil und Flugrichtung (beta) und den Winkel zwischen Erdboden und Flugbahn (alpha)

Wichtig für die Loggerei wäre aus meiner Sicht das man sich Gedanken macht, wie man die Seilkraft und die Winkel alpha und beta bestimmt.
Wichtig wären aus meiner Sicht auch die Geschwindigkeiten von Flugzeug und Seil.

Für die Auflastung der Winde benötigen außerdem wir folgende Nachweise:

1. Das Schwerste Flugzeug muss nach 15m Steuerbar sein.
2. nach 60m muss die Abhebegeschwindigkeit +10% erreicht sein.
3. Die Ausklinkhöhe bei diesem Flugzeug muss mindestens 30% der Schleppstrecke betragen und eine sichere Platzrunde ermöglichen (bei uns ca. 300m).

1. und 2. wurden aus meiner Sicht gut von Hartwig Schnabel gelöst. bei Interresse schickt er sehr gerne den Bericht zu.

3. muss noch Erfasst werden. zwar gibt es Ansätze, diese müssen aber noch durchdacht und validiert werden.

Um reproduzierbare Ergebnisse zu bekommen sollten aus meiner Sicht noch mindestens folgende Einflussgrößen erfasst werden:

Wind
Temperatur
Luftfeuchtigkeit
Luftdruck
-> als abgeleitete Größe die Dichte der Luft.
Thermikeinflüsse sollten auch untersucht werden, dies ist leider Messtechnisch schwierig.

Weitere Parameter, die man vielleicht zur sinnvollen Erfassung des Windenstarts benötigt wären:
Anstellwinkel
Höhenruderausschlag
Leistung an der Winde
Wandlerschlupf
...

für alle, denen dass jetzt zu lang war:
Wir brauchen:

Seilkraft, Wind(Betrag und Richtung), Hoehe, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck,
Fluggeschwindigkeit, der Winkel zwischen Flugbahn und Boden und Der Winkel zwischen Seil und Flugbahn als Messgrößen.
Genauigkeiten und Abtastraten, Messmittel und Methoden können hier Diskutiert werden.

Es dürfen alle mitmachen.
Eine Diskussion mit sachlichen Argumenten ist erwünscht.

gruß

Bastian

Update 27.Februar 2015:

Am Mittwoch habe Ich mit dem Werktsatt Andi den Theoretischen Ansatz nochmals Diskutiert.
Dabei ist herausgekommen, dass man neben der Seilkraft auch den Winkel des Seils gegenüber dem Erdboden kennen müsste und das Eine Messung der Flugzeuglage und des Anstellwinkels wichtig ist.

waldo
Neuling
Beiträge: 3
Beitrag Re: Überlegungen zur Windenstartvermessung
am February 16, 2015, 15:10

Hallo Basti, das ist alles gut aufgelistet. Aktuell müssen wir Material aussuchen und bestellen. Die Rechnung geht dann an Frau Leonhardt, es sind nämlich noch Mittel für "iLaunch" verfügbar! Grüße Waldo

Bastian-
Schick
Neuling
Beiträge: 4
Beitrag Re: Überlegungen zur Windenstartvermessung
am February 21, 2015, 09:56

Betrachtungen zum Staudruck:

Es gilt p=ro/2*v²

mit
p = druck[pa]
ro = Dichte der Luft in kg/m³
v = Geschwindigkeit in m/s

Ich möchte Betrachtungen darüber anstellen, was meine Messunsicherheit in verschiedenen Arbeitspunkten ausmacht.
Dazu habe ich folgende Angaben in den Datenblättern:

BMP 085: relative Genauigkeit +-20pa (ich nehme 2 und berechne die Differenz)
mpx5010: Genauigkeit 5% vom messbereich -> +-500pa (Schätzeisen)

Die Staudruckformel nach V umgestellt ergibt:

v= (2/ro)^0.5*p^0.5

Die Formel nach P abgeleitet ergibt:

v'= (2/ro)^0.5*p^(-0.5)*0.5

Ich berechne nun den Staudruck bei

v= 50km/h = 13,888 m/s
v= 70km/h = 19,4444m/s
v= 90km/h = 25 m/s
v= 120km/h = 33,3333 m/s

für die Dichte setze ich den normwert 1,2 kg/m³ ein

ich erhalte:

für v= 50km/h 115 pa
für v = 70km/h 226 pa
für v = 90km/h 375 pa
für v = 120km/h 666 pa

damit fällt mein mpx5010 leider raus, da er viel zu grob ist.

Betrachtungen für den BMP 085:

ich berechne jeweils die minimale und maximale geschwindigkeit bei den verschiedenen Messpunkten:

bei 50pm/h:

pmin = 95pa -> 45km/h
pmax = 135pa -> 54km/h

bei 70km/h:

pmin = 206pa -> 67km/h
pmax = 246pa -> 73km/h

bei 90 km/h:

pmin = 355pa -> 88km/h
pmax = 395pa -> 92km/h

bei 120 km/h:

pmin = 646pa -> 118km/h
pmax = 686pa -> 122km/h

Die Einflussanalyse der Dichte folgt...

Bastian-
Schick
Neuling
Beiträge: 4
Beitrag Re: Überlegungen zur Windenstartvermessung
am February 21, 2015, 09:56

Durch einen Systemfehler habe ich einen Doppelpost gemacht.

Bastian-
Schick
Neuling
Beiträge: 4
Beitrag Re: Überlegungen zur Windenstartvermessung
am March 12, 2015, 15:58

Jetzt zum Thema Dichte:

Die Dichte ist Abhängig von:
Druck,
Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Die Dichte hat Einfluss auf den dynamischen Druck.
Der dynamische Druck beeinflusst Die Indikated Airspeed und den Auftrieb im gleichen Maße.

Bei einer Hohen Dichte benötigt man eine Kürzere Anrollstrecke, als bei einer Niedrigen.
(soweit so bekannt)

Ich habe mir extreme Bedingungen angesehen und bin dabei Auf folgende Maximal und Minimal Dichten gekommen. Darunter Sieht man die Fahrtenmesseranzeigen, wenn man Einen Fahrtmesser verwendet, der für Normalbedingungen(Luftdichte = 1,2kg/m³) konzipiert worden ist.
(TAS = true air speed, IAS = indicated air speed).
bei:
1100m,QNH990,Luftfeuchtigkeit99%, Temperatur 40°C:
Luftdichte = 0,957 kg/m³

50km/h TAS ->44,7 km/h IAS
70km/h TAS ->62,5 km/h IAS
90km/h TAS ->80,4 km/h IAS
120km/h TAS ->107,2 km/h IAS

bei:
350m, QNH1035, Luftfeuchtigkeit 1%, Temperatur -10°C:
Luftdichte = 1,3142 kg/m³

50km/h TAS ->52,3 km/h IAS
70km/h TAS ->73,3 km/h IAS
90km/h TAS ->94,2 km/h IAS
120km/h TAS ->125,6 km/h IAS

Zugegebenermaßen sind meine Werte etwas übertrieben,

aber ich kann mir Vorstellen, dass man es merkt, ob man an einem Kalten und Trockenen Tag startet oder an einem Schwülheißen Tag. Das könnte so 5-10 km/h in der GPS Geschwindigkeit beim Abheben machen. (jo, nix neues. Jeder Motorflieger weiß dass, oder sollte es zumindest :)). Wie ich darauf komme? die IAS beim Abheben ist immer gleich, die TAS dagegen nicht.

Wenn jemand die Rechnung genauer Interessiert, soll mir der jemand eine E-mail schreiben, dann schick ich ihm das Excelsheet, wo die Rechnungen gemacht wurden.

so, genug Fachgesimpelt. Die Seilkraft wird wohl nach dem Sommersemester in aller Ruhe in ihre Komponenten zerlegt werden.

Norbert-
Schur
Administrator
Beiträge: 18
Beitrag Re: Überlegungen zur Windenstartvermessung
am May 11, 2015, 19:22

hoffe Ihr denkt auch in irgend einer Weise an den Rollwiederstand.
Schiebt ein Flugzeug bei weichem Untergrund und bei hartem Untergrund.
Auch beim Motorflug gibt es da irgendwelche Richtwerte.
Norbert

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