KTAS


KTAS
Eigengeschwindigkeitsanzeige in einem Cockpit

Die Fluggeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges. In der allgemeinen Luftfahrt werden heute mehrere Arten der Geschwindigkeit unterschieden. In der Regel werden alle Fluggeschwindigkeiten in Knoten angegeben, lediglich in großen Höhen wird die Fluggeschwindigkeit als Machzahl im Verhältnis zur Schallgeschwindigkeit dargestellt.

Inhaltsverzeichnis

Gerätegeschwindigkeit

Die Gerätegeschwindigkeit, in der Luftfahrt unkorrigierte Eigengeschwindigkeit genannt, meint die unkorrigierte Geschwindigkeit eines Flugzeugs relativ zur umgebenden Luftmasse (engl. indicated air speed, IAS).

Die Messung der IAS erfolgt mittels Staurohrs, auch Pitotrohr genannt. Dieses liefert den Gesamtdruck, der sich aus dem Druck der augenblicklichen Höhe (statischer Druck) und dem Staudruck zusammensetzt. Die Anzeige erfolgt im Cockpit über den Fahrtmesser, der die Differenz aus Gesamtdruck und statischem Druck (also den Staudruck) auf einer Geschwindigkeitsskala (die auf die Dichte bei Normal Null bezogen ist) darstellt. Diese unkorrigierte Geschwindigkeit gegenüber der umgebenden Luft ist für Piloten wichtig, denn sie allein erlaubt einen direkten Rückschluss auf die momentanen Flugeigenschaften beziehungsweise die Flugstabilität eines Flugzeugs. In den Anfängen der Fliegerei wurde bei langsamen Flugzeugen versucht, das Flügelrad zu Messung der IAS zu verwenden (siehe Anemometer).

Bei einem Motorflugzeug liegt die Eigengeschwindigkeit im Bereich von etwa 50 kt (90 km/h) bei kleinen Propellerflugzeugen und bis zu 350 kt (650km/h) bei Verkehrsflugzeugen. Begrenzt wird die IAS durch die Flugzeugstruktur, Vorschriften (z.B. unterhalb 10.000 ft Flughöhe nur 250 kt) und spätestens auf Reiseflughöhe durch die Machzahl - ausgenommen natürlich überschallschnelle Flugzeuge. Ein weiterer limitierender Faktor ist der Zustand der Hochauftriebshilfen. Je nachdem, wie weit die Landeklappen ausgefahren sind, droht ein Flugzeug unterhalb einer gewissen IAS abzustürzen (Strömungsabriss). Bei voll ausgefahrenen Klappen jedoch können sie bei einer zu hohen IAS beschädigt werden. Die Eigengeschwindigkeit eines Segelflugzeugs kann zwischen etwa 50 und 400 km/h (bei einigen modernen Modellen nur kurzfristig im Sturzflug) liegen, jene eines Ballons ist hingegen meistens nahezu Null. Er wird einzig durch den Wind transportiert.

Berichtigte Fluggeschwindigkeit

Bei entsprechender Flugzeugausstattung kann die um den Instrumentenfehler korrigierte Fluggeschwindigkeit (engl. calibrated air speed, CAS) gemessen werden. Diese Messung berücksichtigt Instrumenten- und Einbaufehler (engl. static source error). Die CAS ist eine wichtige Größe in der Aerodynamik, da sie ein Maß für die auf das Luftfahrzeug wirkenden Kräfte ist.

Äquivalente Fluggeschwindigkeit

Die Äquivalente Fluggeschwindigkeit (engl. equivalent air speed, EAS) berichtigt die Anzeige der berichtigten Fluggeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Kompressibilität der Luft in der jeweiligen Flughöhe.

Wahre Fluggeschwindigkeit

Hauptartikel True Airspeed

Die Wahre Fluggeschwindigkeit (engl. true air speed, TAS), auch korrigierte Eigengeschwindigkeit, ist die tatsächliche Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges relativ zum umgebenden Medium. Zur Berechnung der Wahren Fluggeschwindigkeit wird in der modernen Luftfahrt zusätzlich zur Äquivalenten Fluggeschwindigkeit die Dichte in der jeweiligen Flughöhe berücksichtigt. Die Wahre Fluggeschwindigkeit nimmt bei absinkender Luftdichte gegenüber der Berichtigten Fluggeschwindigkeit zu.

Für Piloten von Kleinflugzeugen erscheint in erster Näherung folgende Faustformel hinreichend genau:

Die TAS ist um ca. 2 Prozent pro 1000 ft Flughöhe größer als die IAS.

Beispielsweise ist in einer Flughöhe von 5000 ft bei einer IAS von 100kt mit 5 * 2 %, ergo 10 % höherer Geschwindigkeit, also 110 kt TAS zu rechnen.

In großen Höhen wird die 'TAS' vorzugsweise in Mach, der Relation zur Schallgeschwindigkeit, angegeben. Wird Mach 1 überschritten, befindet sich das Flugzeug im Überschallflug.

Tatsächliche Geschwindigkeit über Grund

Die Geschwindigkeit über Grund (engl. ground speed, GS) bezeichnet die um den Wind korrigierte Wahre Fluggeschwindigkeit. Sie stellt die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges relativ zur Erdoberfläche dar. Die Kenntnis der Ground speed ist wichtig, da es bei Gegen- oder Rückenwind zu einer erhebliche Differenz zwischen der Geschwindigkeitsanzeige im Cockpit und der tatsächlichen Geschwindigkeit kommen kann. So verkürzt der Flug in einem Jetstream wegen der erheblich höheren Ground speed die Flugzeit erheblich. Unter besonderen Umständen kann eine zu niedrige Ground speed verbunden mit einer zu hohen Anzeige im Cockpit zu Unfällen, wie dem Absturz der Star Dust über den Anden, führen.

Man kann die Geschwindigkeit über Grund durch Berücksichtigung des Windes mittels Winddreieck auf Grundlage der Meldungen der Flugwetterwarten berechnen, heutzutage aber auch durch moderne Bordsysteme messen (z. B. Trägheitsnavigationssystem, Doppler) oder durch Navigationsverfahren wie beispielsweise GPS bestimmen.

KIAS/KTAS

In der internationalen, zivilen Luftfahrt wird die Angabe der Art der Geschwindigkeit (IAS/TAS) häufig mit der betreffenden Einheit (normalerweise Knoten) kombiniert. Die häufigsten Angaben sind daher KIAS (knots indicated air speed) und KTAS (knots true air speed).

Beispiel

Die verschiedenen Geschwindigkeiten werden in nachfolgender Tabelle verglichen. Man beachte, wie trotz abnehmender IAS die Geschwindigkeit über Grund letztendlich mit zunehmender Höhe steigt.

Flughöhe IAS TAS Wind GS Mach Anmerkung
1000ft
(ca. 300m)
150 kt
(278 km/h)
153 kt
(283 km/h)
kein Wind 153 kt
(283km/h)
durchschnittliches Verkehrsflugzeug kurz nach dem Start
FL100
(ca. 3km)
250 kt
(463 km/h)
300 kt
(556 km/h)
kein Wind 300 kt
(556km/h)
FL200
(ca. 6km)
310 kt
(574 km/h)
434 kt
(803 km/h)
kein Wind 434 kt
(803km/h)
FL360
(ca. 11km)
280 kt
(518 km/h)
480 kt
(889 km/h)
20 kt Rückenwind 500 kt
(926km/h)
0.8 Reiseflug, höhere IAS durch Machzahl begrenzt
FL360
(ca. 11km)
280 kt
(518 km/h)
480 kt
(889 km/h)
20 kt Gegenwind 460 kt
(852km/h)
0.8 Reiseflug, höhere IAS durch Machzahl begrenzt

Siehe auch

Jetstream, Navigation, Abkürzungen/Luftfahrt

Literatur

  • Lush, K. J. - Standardization of Take-Off Performance Measurements for Airplanes, Technical Note R-12, AFFTC, Edwards AFB, California.
  • Anderson, John D., Jr. - Introduction to Flight, 3rd ed, McGraw-Hill Book Company, New York, 1989.
  • Herrington, Russel M., Major, USAF, et al - Flight Test Engineering Handbook, AF Technical Report 6273, AFFTC, Edwards AFB, California, 1966
  • Russell E. Erb - A Low Cost Method for Generating Takeoff Ground Roll Charts from Flight Test Data, Society of Flight Test Engineers (SFTE) 27th Annual Symposium, Fort Worth, Texas, November, 196
  • Jeppesen Sanderson - Privat Pilot Manual, Jeppesen Sanderson, Englewood CO 1997, 2001, ISBN 0-88487-238-6
  • Peter Dogan - Instrument Flight Training Manual, Aviation Book, Santa Clarita CA 1991, 1999. ISBN 0916413128
  • Rod Machado - Instrument Pilot´s Survival Manual, Aviation Speakers Bureau, Seal Beach Ca 1991, 1998. ISBN 0-9631229-0-8
  • Wolfgang Kühr - Der Privatflugzeugführer. Bd 3, Technik II, Schiffmann Verlag, Bergisch-Gladbach 1981, 1999. ISBN 392127009X

Weblinks


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