Wie beeinflusst Gegenwind die Ergebnisse eines Pitotrohrs und damit den Fahrtmesser?

Was ich bisher weiß

Ich habe kürzlich über Pitotrohre und deren Verwendung in Flugzeugen gelesen. Für die Grundlagen habe ich Wikipedia konsultiert und bin auch die Definitionen für Fluggeschwindigkeit, Bodengeschwindigkeit und die verschiedenen anderen Fluggeschwindigkeitsdefinitionen (TAS, IAS, EAS, CAS) durchgegangen . Außerdem habe ich mich mit Geschwindigkeitsanzeigern von Flugzeugen vertraut gemacht.

Zuerst schien alles logisch, ich dachte, ich hätte das Funktionsprinzip verstanden. Aber dann stieß ich vor ein paar Tagen auf die Frage, wie Wind (Gegenwind, was das angeht) auf dem Fahrtmesser berücksichtigt wird.

Frage

Stellen Sie sich ein Flugzeug vor, das still am Boden steht und einem Gegenwind von 60 kt ausgesetzt ist. Wird die Fluggeschwindigkeitsanzeige irgendetwas anzeigen, das mit diesem Gegenwind zusammenhängt? Warum Warum nicht?

@mins Danke für das Video! Ich hätte eigentlich selbst darauf kommen können.
Sie können sich vorstellen, dass Ihre Hand der Geschwindigkeitssensor ist (wie wenn Sie Ihre Hand durch ein Autofenster stecken: Sie spüren den Wind, egal ob sich das Auto bewegt oder der Wind. Wenn Sie gegen den Wind fahren, addieren sich die Geschwindigkeiten, wenn Sie fahren in die Richtung, in die der Wind bläst, die Geschwindigkeit abziehen. Wenn Sie mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Wind und in der gleichen Richtung sind, dann spürt Ihre Hand keinen Wind, auch wenn sich das Auto tatsächlich bewegt. Ein Fluggeschwindigkeitssensor (Pitot-Sonde ) funktioniert genau nach diesem Prinzip.

Antworten (1)

Das Pitot-Static-System (und der Fluggeschwindigkeitsanzeiger) kümmert sich nicht um die Geschwindigkeit des Flugzeugs in Bezug auf den Boden. Es befasst sich nur mit der Luftgeschwindigkeit in Bezug auf das Flugzeug (deshalb heißt es Airspeed und nicht Groundspeed Indicator).

Steht Ihr Flugzeug also am Boden und hat Gegenwind von 60 kt, zeigt der Fahrtmesser im Idealfall eine Fluggeschwindigkeit von 60 kt an.

Dies ist wichtig, da der Flügel abhängig von der Fluggeschwindigkeit und nicht von der Geschwindigkeit über Grund Auftrieb erzeugt (vergiss Dinge wie Bodeneffekt usw.). Dies bedeutet, dass ein am Boden geparktes Flugzeug bei Gegenwind mit ausreichender Geschwindigkeit versucht, das Flugzeug anzuheben.

Wenn das Flugzeug also in diesen Gegenwind (für Startzwecke) beschleunigt, beginnt der Fluggeschwindigkeitsmesser (IAS) bei 60 kt, sinkt, bis das Flugzeug 60 kt überschreitet, und steigt dann wieder an?
@ pat3d3r Nicht ganz. Wenn das Flugzeug bei einem Gegenwind von 60 Knoten stationär am Boden steht, beginnt die Fluggeschwindigkeitsanzeige (ASI) bei 60 Knoten (bei einer Geschwindigkeit über Grund von 0 Knoten bewegen sich 60 Knoten Luft über das Flugzeug). Wenn das Flugzeug auf 20 Knoten Geschwindigkeit über Grund beschleunigt wird, zeigt der ASI 80 Knoten an (da sich 80 Knoten Luft über dem Flugzeug bewegen). Wenn das Flugzeug auf eine Bodengeschwindigkeit von 100 Knoten beschleunigt, zeigt der ASI 160 Knoten an (da sich 160 Knoten Luft über dem Flugzeug bewegen).
@JonathanWalters Ok, das macht Sinn, insbesondere in Bezug auf die Unterscheidung von Flug- und Bodengeschwindigkeit. Danke schön!
@ pat3d3r Was Sie in Ihrem ersten Kommentar beschrieben haben, ist eine Art, was passieren würde, wenn Sie jedoch einen Rückenwind von 60 kt hätten . Aufgrund der Konstruktion des Pitotrohrs (nach vorne zeigend) würde es tatsächlich bei 0 beginnen, bei 0 bleiben, bis eine Bodengeschwindigkeit von 60 kt erreicht wird, und dann beschleunigen, während das Flugzeug weiter beschleunigt. Beachten Sie, dass es in vielen Fällen aufgrund der Konstruktion des Flugzeugs und der Länge der verfügbaren Landebahn nicht einmal möglich ist, mit einem so starken Rückenwind abzuheben.
@Lnafziger Ich habe immer noch Probleme, die Physik dahinter zu verstehen. Nehmen wir die Rückenwindsituation: Während der Beschleunigung des Flugzeugs hält die Luftmasse des Rückenwinds die einströmende Luft (aufgrund der Beschleunigung) aus dem Staurohr, bis die Geschwindigkeit der einströmenden Luft den Rückenwind übersteigt?
@pat3d3r Richtig, WENN es ein bidirektionales Staurohr wäre, würde es als -60 kts angezeigt, was in Richtung 0 zunehmen würde, wenn sich das Flugzeug vorwärts bewegte. Da das Pitot-Rohr dies jedoch nicht ist, zeigt es 0 an, bis sich das Flugzeug relativ zur Luft vorwärts bewegt . Es gibt jedoch keine Vorwärtsbewegung relativ zur umgebenden Luft, solange Sie sich mit weniger als der Luftgeschwindigkeit vorwärts bewegen.
@Lnafziger Verstanden, danke!
Wie beeinflusst Gegenwind die Ergebnisse eines Pitotrohrs und damit den Fahrtmesser?
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