Einfluss von Hitze und Feuchtigkeit auf Start, Sinkflug, Steigflug und Reiseflug

Ich bin mir dieser Frage , dieser Ressource (phak) und dieser Ressource , die die Wissenschaft erklärt, bewusst, aber ich suche nach einer einfacheren Antwort.

Ich bin Flugschüler und es gibt viel Literatur zu "Wenn es mehr Hitze und Feuchtigkeit gibt, dann brauche ich einen längeren Start und eine geringere Steigrate" und viele Variationen dieser Aussage (z. B. Kälte und Höhenlage usw.). Aber für mich ist das alles etwas verwirrend.

In der oben verlinkten Ressource heißt es, dass hohe Temperaturen bedeuten, dass die Luft weniger dicht ist, aber hohe Luftfeuchtigkeit den Druck erhöhen kann, sodass der Dichtedruck insgesamt erhöht wird und ich einen längeren Start benötige. Aber warum würden sich die höheren Temperaturen und die Luftfeuchtigkeit nicht gegenseitig aufheben?

Ich frage mich, ob jemand es vielleicht wie folgt aufschlüsseln könnte:

  1. Heiße Temperaturen, hohe/niedrige Luftfeuchtigkeit, Meereshöhe
  2. Heiße Temperaturen, hohe/niedrige Luftfeuchtigkeit, Höhenlage
  3. Kalte Temperaturen, hohe/niedrige Luftfeuchtigkeit, Meereshöhe
  4. Kalte Temperaturen, hohe/niedrige Luftfeuchtigkeit, Höhenlage

Was ist für die 8 oben genannten Bedingungen die allgemeine Wirkung in der Luftfahrt für Start, Landung und Steiggeschwindigkeit?

Sie haben in Ihrer Frage den Ausdruck "Dichtedruck" verwendet. Sie sprechen in diesem Satz von "Dichtehöhe". Dichte und Druck sind zwei getrennte Eigenschaften von Luft.

Antworten (3)

Wenn Sie nach einer Erklärung für die Ursache der Änderung des TO-Abstands suchen:

  • Luft dehnt sich bei Erwärmung aus, daher benötigt ein warmes Kilo Luft mehr Kubikmeter als ein kaltes Kilo. Wenn es sich nicht wie in einem geschlossenen Behälter ausdehnen kann, steigt der Druck. Wenn es sich ausdehnen kann , gibt es weniger Luftmoleküle.
  • Wassermoleküle wiegen weniger als Luftmoleküle. Wenn bei Umgebungsdruck einige Wassermoleküle Luftmoleküle ersetzen, ist ein Kubikmeter feuchter Luft leichter als ein trockener m 3 und die reduzierte Dichte führt zu weniger Auftrieb. 1
  • In höheren Lagen wird die Atmosphäre dünner. Es gibt weniger Luftmoleküle, um das Flugzeuggewicht zu tragen.

In Anbetracht dessen, dass die Luftdichte ein entscheidender Faktor für die Erzeugung von Kraft und Auftrieb ist, sollte es einfach sein, die vier aufgelisteten Punkte in der Frage zu überspringen :)

Aktualisieren Diese Antwort enthält ein Diagramm darüber, wie Feuchtigkeit und Temperatur die Luftdichte verringern.

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1 Die Auswirkung auf die Dichte ist tatsächlich sehr gering, Hauptproblem ist die Leistungsreduzierung, die am deutlichsten bei Kolbenmotoren auffällt. Aber als Merkhilfe sollte es funktionieren.

Eine hohe Temperatur verringert die Motorleistung aufgrund der geringeren Luftdichte (der Motor denkt, dass er sich in einer höheren Höhe befindet), und eine hohe Luftfeuchtigkeit verringert die Motorleistung, da die Luftfeuchtigkeit die Verbrennungsrate der Ladung im Zylinder des Motors verlangsamt, was einen ähnlichen Leistungsminderungseffekt wie das Verzögern hat Zündzeitpunkt; Der Spitzenzylinderdruck wird zu spät erreicht, um den Druckanstieg beim Aufbringen einer Hebelwirkung auf die Kurbelwelle optimal zu nutzen.

Wie die Reihenfolge Ihrer Liste von der Größe jedes Parameters im Verhältnis zu den anderen abhängt, gibt es also zu viele Variablen.

Die Quintessenz ist einfach:

Niedriger, kälter, trockener = besser.

Höher, heißer, feuchter = schlechter.

Vielleicht ist das für mich etwas kontraintuitiv, aber wenn die Temperatur höher ist, warum sollte das Flugzeug denken, dass es sich in einer höheren Höhe befindet? Sinkt die Temperatur normalerweise, wenn wir in die Höhe gehen?
@Jonathan Das Flugzeug kümmert sich nicht um die Höhe, es kümmert sich um die Luftdichte, und wärmere Luft ist ähnlich wie Luft in größerer Höhe weniger dicht.
@John K Warum ist kältere Luft besser? Reduziert es nicht den thermischen Wirkungsgrad des Motors? Oder weil es eine höhere Dichte hat als ein heißeres?
Nein, je kälter die Luftladung, desto besser. Die Leistung kommt vom absoluten Temperaturanstieg durch die Verbrennung, und Sie erhalten keinen Schub, wenn die anfängliche Ladung heißer ist, aber Sie erhalten einen Schub, wenn die Ladung dichter ist. Im Extremfall, wie bei Motoren mit Turbolader, ist die Luftladung, obwohl sie durch die Kompression dicht ist, so heiß, dass sie sich in die Detonationsspannen einfrisst, und Sie müssen entweder den Zündzeitpunkt verzögern oder einen Ladeluftkühler verwenden, um die Temperatur der Luftladung zu senken.
"humid-er" -> "feuchter", aber TBH, ich mag "humid-er". ;)
Ich war besorgt, dass die Leute Humider mit Humidor verwechseln würden, einem dieser Zigarrenschränke lol
@JohnK Wenn eine höhere LDA schlecht ist, wie kommt es dann, dass Verkehrsflugzeuge normalerweise in so großen Höhen fliegen? Ich verstehe, dass es in dieser Höhe weniger Luftwiderstand, Verkehr und turbulentes Wetter gibt, was zu einer besseren Kraftstoffeffizienz führt. Aber werden die Nachteile einer geringeren Luftdichte durch die Vorteile einer besseren Kraftstoffeffizienz ausgeglichen?

„Hoch“ und „niedrig“ für jeden dieser Faktoren ist relativ, und ich kann nicht erklären, wie sie zusammenwirken, ohne auf Mathematik zurückzugreifen. Glücklicherweise genügt es zu wissen, in welche Richtung jeder dieser Faktoren (isoliert) die Dichtehöhe bewegt.

Die Dichtehöhe ist eine einzelne Zahl, die Ihnen sagt, wie gut Ihr Flugzeug unter bestimmten Bedingungen funktioniert (wie viel Leistung Ihr Motor erzeugt und wie viel Auftrieb Ihre Flügel erzeugen). Das wiederum diktiert die erforderliche Landebahn und die Steigrate.

Niedriger DA ist gut. Hohe DA ist schlecht.

Es wird nicht erwartet, dass Sie sich daran erinnern, wie Sie den genauen DA berechnen; Dafür gibt es Apps, und einige AWOS sagen es dir sogar direkt. Es wird jedoch erwartet, dass Sie wissen, welche Bedingungen zu einem hohen DA führen und warum dies so gefährlich sein kann, damit Sie erkennen, wann eine potenzielle Gefahr gemindert werden muss.

Wenn ein höherer LDA schlecht ist, wie kommt es dann, dass Verkehrsflugzeuge normalerweise in so großen Höhen fliegen? Ich verstehe, dass es in dieser Höhe weniger Luftwiderstand, Verkehr und turbulentes Wetter gibt, was zu einer besseren Kraftstoffeffizienz führt. Aber werden die Nachteile einer geringeren Luftdichte durch die Vorteile einer besseren Kraftstoffeffizienz ausgeglichen?
@Jonathan Es ist meistens ein Problem für normal angesaugte Kolbenmotoren, die mit der Höhe an Leistung verlieren. Turbinenflugzeuge tun dies nicht, weshalb sie im Allgemeinen viel höher fliegen können. Sie brauchen nur längere Start- und Landebahnen. Aber auch Flugzeuge können an hohen und heißen Flughäfen wie PHX und LAS Probleme haben.
Aha ich verstehe. Das hatte ich vermutet, wollte es aber bestätigen. Danke
Einfluss von Hitze und Feuchtigkeit auf Start, Sinkflug, Steigflug und Reiseflug
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