Warum wird ein Sinkwinkel von 3 Grad verwendet?

Im Grunde ist es eine Kombination aus historischer Bedeutung, Komfort für die Passagiere und Leichtigkeit des Kopfrechnens.

Historisch gesehen war, bevor Flugzeuge unter Druck gesetzt wurden, ein schneller Sinkflug für die Passagiere unangenehm. Bei den typischerweise geflogenen Geschwindigkeiten wurde ein Sinkflug von 300 ft/min als bequem genug für den typischen Passagier erachtet.

Viele Flugzeuge hatten eine Reisegeschwindigkeit zwischen 160 und 190 km / h (100 bis 120 Meilen pro Stunde). Drei Meilen würden in etwa 1,5 bis 1,8 Minuten zurückgelegt, was zu einer Sinkgeschwindigkeit von etwa 550 bis 660 Fuß pro Minute führen würde. Das war ungefähr so ​​schnell, wie sich die Passagiere bequem an den wechselnden Druck auf ihr Trommelfell anpassen konnten. Viele Piloten verwendeten jedoch eine Sinkgeschwindigkeit von 300 Fuß pro Minute, da dies von den Passagieren fast unbemerkt geschah. Ein Pilot, der auf 10.500 Fuß fliegt, würde berechnen, dass er 9.500 Fuß absteigen müsste, um an seinem Ziel auf 1.000 Fuß zu sein. Wenn man 9.500 Fuß durch 300 Fuß pro Minute teilt, würde dieser Abstieg etwa 32 Minuten dauern. Wenn seine Geschwindigkeit über Grund 190 km/h (120 Meilen pro Stunde) betragen würde, würde er seinen Abstieg etwa 103 km (64 Meilen) von seinem Ziel entfernt beginnen (sofern es der Verkehr zulässt).

Wie Sie sehen können, gibt es eine relativ einfache mentale Berechnung, die dort durchgeführt werden kann. Dies wird allgemein als Dreisatz bezeichnet, der teilweise oben zitiert wurde.

Dies umfasst den Abstieg aus der Reiseflughöhe, aber Sie haben Recht, dass der Flug in IFR von den Verfahren und dem Szenario abhängt. Ein Beispiel ist der Flughafen London City, der beim Landeanflug ein viel steileres Sinkprofil von 5,5 Grad verwendet.

Der Abstieg ist eine Frage der Verwaltung des Energiehaushalts des Flugzeugs.

Um abzusteigen, muss das Flugzeug sein gesamtes Potenzial und einen großen Teil seiner kinetischen Energie abgeben. Piloten reduzieren die Motorleistung auf ein Minimum, um keine Energie mehr hinzuzufügen, aber die Energie, die das Flugzeug bereits hat, wird immer noch nur durch den Luftwiderstand vernichtet. Der Winkel, in dem das Flugzeug ohne Beschleunigung absinken kann, entspricht seinem Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand. Wenn Sie steiler absteigen, beschleunigt das Flugzeug.

Jetzt bedeutet ein höheres Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand einen geringeren Kraftstoffverbrauch, daher sind Flugzeuge so konstruiert, dass dieses Verhältnis hoch ist. Ein typisches modernes Verkehrsflugzeug hat bei optimaler Geschwindigkeit ein Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand von etwa 18. Die ältere Generation etwas weniger, 15-16, das neueste Flugzeug etwas mehr, 20-21. Und$18\times 1,000\ \mathrm{ft}\ \dot=\ 2.96\ \mathrm{NM}$.

Das Flugzeug kann weniger steil absteigen, indem es etwas Motorleistung verwendet, aber die Motoren sind in geringer Höhe weniger effizient, so dass es nicht wünschenswert ist, langsamer abzusinken.

Das Flugzeug kann seinen Luftwiderstand auch bis zu einem gewissen Grad erhöhen, normalerweise durch Verwendung der Geschwindigkeitsbremsen. Eine schnellere Abfahrt auf diese Weise bedeutet jedoch, dass die Motoren vor Beginn der Abfahrt länger liefen und somit mehr Kraftstoff verbrannten, dessen Energie nun für die Beschleunigung der Bremsen verschwendet wird.

Piloten versuchen also, etwa im optimalen Gleitwinkel abzusinken. Und mit der Aerodynamik aktueller Verkehrsflugzeuge sind es ungefähr 3 Meilen pro 1.000 Fuß. Auf diesen Wert gerundet, wenn Sie die Berechnung im Kopf durchführen müssen, anstatt das FMS es für Sie tun zu lassen.