Wie viel Einfluss hat der Boden auf die Flugsteuerung im Tiefflug?

In diesem fantastischen Video, das am „Mach Loop“ in Wales gedreht wurde, fliegen F-15Cs das Tal hinunter und überqueren dann einen sehr niedrigen Grat. Obwohl es aus dem Video schwer zu sagen ist, wie niedrig sie wirklich sind, scheinen sie ziemlich nahe beieinander zu liegen. Wie viel Einfluss auf die Flugeigenschaften spüren die Piloten, wenn der Boden auf sie zukommt und dann wegfällt?

Um ein paar Punkte aus den Kommentaren zu verdeutlichen, ich interessiere mich für Auswirkungen auf die Flugsteuerung, die dadurch verursacht werden, dass man ziemlich tief über diesen Kamm und durch das Tal fliegt ( zum Haus der Großmutter gehen wir ).

Ich bin mir nicht ganz sicher, ob "Impact" da die richtige Wortwahl ist...
Ja, ich habe darüber nachgedacht, aber nicht zu sehr ... :) Fühlen Sie sich frei, es zu ändern, wenn/wenn Ihnen etwas Besseres einfällt.
Wenn man so hoch fliegt, hat der Boden keinen Einfluss auf den Flug, außer auf den mentalen Prozess des Piloten.
Ja, das ist ein besseres Wort! Danke @JonathanWalters.
@JonathanWalters: Versuchen Sie, das noch einmal mit ernster Miene zu sagen, nachdem Sie einige Grate in einem Segelflugzeug geflogen sind!!!
@PeterKämpf Meinst du Auf- und Abwinde? Oder gehen Sie davon aus, dass mir die Erfahrung im Tief- oder Gratfliegen fehlt, und versuchen Sie anzudeuten, dass sich mein Wissen erweitern würde, wenn dies behoben würde?
@JonathanWalters: Beides. Warum sonst sollte ich Ihrem Kommentar widersprechen?
@PeterKämpf Orografische Winde sind sicherlich ein wichtiger Faktor für das Fliegen in den Bergen. Meine Lektüre der Frage lässt ihre Einbeziehung nicht zu, obwohl ich sehe, dass andere dies nicht so sehen, was in Ordnung ist. In Bezug auf Ihre Annahmen amüsieren Sie mich, aber ich werde meinen Mund halten.
@JonathanWalters: Ich finde deine Ignoranz weniger amüsant als ermüdend. Wie genau würde eine intelligente Person "irgendwelche Auswirkungen auf die Flugsteuerung" lesen? Dazu gehören natürlich Pitch-Anpassungen aufgrund plötzlich wechselnder Winde, oder?
Die meisten Kammhebungen sind nicht orographisch und kein wesentlicher Faktor. Der Gratauftrieb kommt hauptsächlich von der Thermik, aber es gibt auch Konvergenz

Antworten (3)

Bei der hohen Geschwindigkeit der F-15s im Video ist der Bodeneffekt fast vernachlässigbar. Beim Bodeneffekt geht es um die Einschränkung des Abwinds durch den Boden, und bei hoher Geschwindigkeit und Luftdichte ist der Abwind eher gering. Außerdem ist die Dauer der Bodennähe zu kurz, um den Bodeneffekt voll entfalten zu können.

Der größte Effekt werden Luftturbulenzen sein. Da Luft weder in den Boden hinein noch aus ihm heraus strömt, wird die vertikale Geschwindigkeit atmosphärischer Turbulenzen beim Fliegen in Bodennähe stark reduziert. Außerdem wird das Ausmaß der Turbulenz mit der Nähe zum Boden kleiner. Während Böen Ihre Flügel beim Hochfliegen erschüttern können, werden sich die Turbulenzen in sehr geringer Höhe (weniger als eine Flügelspannweite) über den Flügel verteilen.

Beim Überfliegen eines Kamms bedeutet jede Windgeschwindigkeitskomponente senkrecht zur Kammlinie Aufwinde auf der Luvseite des Kamms und Abwinde auf der Leeseite. Dies wird der stärkste Effekt in diesem speziellen Fall von F-15 sein, die mit Mach 0,7 bis 0,9 über einen Kamm fliegen.

Nun zurück zu dem Bodeneffekt-Mem, das hier breite Zustimmung zu finden scheint: Der Bodeneffekt ist ein stationärer Prozess, der bei niedriger Geschwindigkeit am stärksten ist, wenn der Abwind hinter dem Flügel stark ist. In dem hier gezeigten Fall befindet sich das Flugzeug nur kurzzeitig in Bodennähe. Das Druckfeld um das Flugzeug herum wird diese Nähe niemals widerspiegeln, da sie verschwunden ist, bevor die Aerodynamik zu reagieren beginnen könnte. Dies ist eine vollständig instationäre Aerodynamik, und Luft, die Masse hat, wird einige Zeit brauchen, um zu reagieren. Diesmal ist es jedoch nie gegeben.

Niedrig ist natürlich ein relativer Begriff, aber in einer ausreichend niedrigen Höhe wird ein Flugzeug physisch Bodeneffekte erfahren . Dies tritt im Allgemeinen bei einer Flügelspannweite vom Boden auf und manifestiert sich als verringerter Luftwiderstand an der Flugzeugzelle, niedrigere Strömungsabrissgeschwindigkeit und ein allgemeines Schwebegefühl.

In diesem speziellen Fall scheinen die Flugzeuge in einem relativ bergigen Gebiet tief zu fliegen. Die Piloten können auch bestimmte bergbezogene Windbedingungen erfahren, während sie so tief fliegen.

Warum sollte es ein schwebendes Gefühl geben. Wenn Sie sich im Bodeneffekt im Geradeausflug befinden, sind die G-Kräfte und vestibulären Empfindungen ungefähr die gleichen wie im Geradeausflug in der Höhe. Sie würden sich nicht leichter fühlen.
Das schwebende Gefühl bezieht sich auf die Tatsache, dass es sich anfühlt, als ob das Flugzeug auf einem Luftkissen schwebt (nicht Sie schweben in der Flugzeugzelle). Da die Flügel effektiver werden, neigt das Flugzeug dazu, nicht weiter absteigen zu wollen, wenn es in den Bodeneffekt eintritt.
Oh, beim Eintritt in den Bodeneffekt ... Da stimme ich zu. Ich dachte, Sie meinten während des Fluges im Bodeneffekt.
Obwohl es mir schwer fällt, das Schwebegefühl, das auf meine absichtliche Rotation zurückzuführen ist, wenn ich in den Bodeneffekt eintritt (damit ich meinen Abstieg in den Boden nicht fortsetze), und jedes Schwebegefühl, das auf den Bodeneffekt zurückzuführen wäre, zu unterscheiden seine eigene. Haben Sie sich jemals in einem stabilen Sinkflug eingerichtet und einfach beobachtet, wie stark der Bodeneffekt diesen Sinkflug verlangsamt, ohne dass Sie dazu beigetragen haben? Ich bin mir nicht sicher, ob es ausreichen würde, um ein "Gefühl" zu vermitteln.
Es lohnt sich, mit etwas mehr Leistung (vielleicht 15 % über Leerlauf) einige Tiefflüge über die Landebahn zu fliegen und zu versuchen, das Flugzeug 10 Fuß über dem Boden zu halten. Sie sollten in der Lage sein, den Effekt während dieses Manövers zu sehen. Eine andere Sache, die zeigt, dass es sich um einen absichtlichen Ballon auf Ihrer Runde handelt, das Flugzeug scheint sanft auf dem Luftkissen aufzuprallen.
Oder ich habe einfach überdreht und das Flugzeug springt sanft nach oben, weil ich zu hoch genickt habe. Ich habe Tonnen von Tiefflügen über Start- und Landebahnen geflogen, und während der Boden das Flugzeug während dieser Zeit beeinflussen muss, glaube ich nicht, dass ich etwas spüre. Möglicherweise nehmen Sie kleine Höhenänderungen nur bewusster wahr, weil Sie sich so nah am Boden befinden. Dieses "Gefühl" könnte nur das verstärkte Gefühl der 3D-Parallaxe zwischen Ihren Augen sein, das nicht wirklich eine Rolle spielt, wenn Sie weiter als ein paar Meter von einem Objekt (oder dem Boden) entfernt sind.
Aber sicher glauben Sie, dass Sie während des Flugs im Bodeneffekt etwas spüren, also tun das vielleicht auch andere Leute, und das könnte ihnen helfen, sich bewusst zu sein, wenn sie im Bodeneffekt sind. Es ist nur so, dass ich mir nicht sicher bin, ob ich es dem Bodeneffekt im Vergleich zu anderen Störfaktoren zuschreiben kann, was auch immer ich während der Rotation zum Landen, zum Halten, zu Tiefpässen usw. fühle.
Fliegen Sie ein Hochdecker oder Tiefdecker, ich habe mein Training absolviert und fliege jetzt hauptsächlich Tiefdecker, die eine ausgeprägtere Bodeneffektreaktion haben können.
Die meisten meiner Stunden verbringe ich in Tiefdeckern.

Bodeneffekt ist definiert:

...der erhöhte Auftrieb (Kraft) und der verringerte Luftwiderstand, den die Flügel eines Flugzeugs erzeugen, wenn sie sich in der Nähe einer festen Oberfläche befinden.

Quelle: Wikipedia

Der Effekt besteht darin, dass der aerodynamische Widerstand verringert und anschließend der Auftrieb erhöht wird, wodurch das Flugzeug in der Lage ist, mit einer niedrigeren Geschwindigkeit zu fliegen, als es normalerweise möglich wäre. Es ist auch ein Grund, warum überladene Flugzeuge vom Boden abheben können, aber dann stehen bleiben, sobald sie versuchen, etwas Höhe zu erreichen.

Der Bodeneffekt tritt auf, wenn sich das Flugzeug in einer Höhe befindet, die kleiner ist als die Spannweite des Flugzeugs. Für eine F-15 bedeutet dies, dass sie sich innerhalb von 43 Fuß vom Boden befinden müssten. Nachdem ich das Video gesehen habe, ist es schwierig, die genaue Höhe zu bestimmen, aber ich wage zu sagen, dass sie mehr als 50 Fuß vom Rasen entfernt sind.

Aber der andere Teil deiner Frage ist:

Wie viel Einfluss auf die Flugeigenschaften spüren die Piloten, wenn der Boden auf sie zukommt und dann wegfällt?

Dies kann insbesondere bei Tiefdeckern erheblich sein. Aus GA-Perspektive gesprochen, werden die Kontrollen leichter und das Flugzeug schwebt oder will den Boden nicht berühren. Allerdings hat die Beschaffenheit der Oberfläche einen großen Einfluss darauf. Weiche Erde oder Wasser hat eine geringere Wirkung als eine harte Oberfläche wie Pflaster. Das Überfliegen von Gipfeln mit mehr als 250 Meilen pro Stunde wird wahrscheinlich wenig Wirkung haben, während das Ankommen an Land viel auffälliger sein wird.

Es gibt hier ein paar Kampfpiloten, die Ihnen vielleicht sagen können, wie es sich in einem Fly-by-Wire-Flugzeug anfühlt, aber in einem Kabel- und Flaschenzugsystem ist es definitiv spürbar. So sehr, dass es ein ansonsten nicht flugfähiges Flugzeug zum Fliegen bringen kann. Es gibt Flugzeuge , die ausschließlich für den Bodeneffekt ausgelegt sind und bei Flugzeugabstürzen eine Rolle gespielt haben .

Ich würde auch sagen, dass es (zumindest meiner Erfahrung nach) schwierig ist, die psychologischen Effekte von den tatsächlichen aerodynamischen zu trennen. Obwohl meine Erfahrung hauptsächlich Piper Cherokee über trockenen Seen / Beifuß ist.
Auf einem Berggipfel ist der Bodeneffekt praktisch nicht vorhanden, da er eine ebene oder fast ebene Oberfläche erfordert und bei etwa der 0,5- bis 1,5-fachen Flügelspannweite bei geraden Flügeln auftritt. Aber die Fragen beziehen sich nicht auf den Bodeneffekt, sondern auf merkliche Auswirkungen auf die "Flugsteuerung", und außer Windeffekten sollte es keine geben
Wie viel Einfluss hat der Boden auf die Flugsteuerung im Tiefflug?
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