Flugzeuglängssteuerung: Pitch oder Power?

Ich bin kürzlich auf einige Folien aus einer Flugschullehre gestoßen, für den anfänglichen Steigflug nach dem Start und für den Anflug, die Strategie des Steuerns / Einstellens

RoC/RoD mit Power

Geschwindigkeit mit Haltung

Ich habe versucht, mich ein wenig über das Thema zu informieren, weil mir der Begriff des Controllings besser bekannt ist

RoC/RoD mit Haltung

Geschwindigkeit mit Kraft

Ich habe verstanden, dass dies hauptsächlich ein Unterschied zwischen VFR- und IFR-Flug ist. Ist das wahr? Hat der erste Ansatz tatsächlich Vorteile in Bezug auf die Fähigkeit des Piloten, das Flugzeug im VFR-Flug zu steuern? Wenn ja, wie und welche?

"Leistung für ROD, Fluglage für Geschwindigkeit" wird normalerweise Ab-initio-Studenten in einmotorigen Kolbenflugzeugen beigebracht. Fluggesellschaften verwenden "Schub für Geschwindigkeit, Fluglage für Gleitweg". Die Schüler werden in der Regel während der Instrumentenbewertung auf diese Technik umstellen, um sie auf Verkehrsflugzeuge vorzubereiten.

Antworten (4)

Ich habe mich gefragt, wie lange es dauern würde, bis diese Frage auftaucht.

Es ist die alte Debatte über die Fluggeschwindigkeitsregelungstechnik "Pitch vs. Power", die in der gesamten Luftfahrtwelt tobt. Es gibt starke Befürworter beider Techniken (und sie scheinen es fast wie eine religiöse Debatte zu sehen, da die andere Seite niemals Recht haben kann, egal was passiert ), und beide Seiten haben gute Gründe dafür!

Anstatt zu sagen, dass das eine besser ist als das andere, sagen wir einfach, dass es sich bei beiden um Techniken handelt, um die potenzielle Energie des Flugzeugs zu verwalten (die Fluggeschwindigkeit, die gegen die Höhe eingetauscht werden kann und umgekehrt). Tatsächlich denke ich so gerne darüber nach (und entscheide mich nicht für eine Seite):

  • Wenn Sie die Neigung des Flugzeugs ändern, ohne die Leistung zu ändern, stabilisiert sich die Fluggeschwindigkeit auf einem neuen Wert.
    • Pitch up und Sie verringern die Fluggeschwindigkeit.
    • Neigen Sie nach unten und Sie erhöhen die Fluggeschwindigkeit.
  • Wenn Sie die Leistungseinstellung des Flugzeugs ändern, ohne die Neigung zu ändern, stabilisiert sich die Fluggeschwindigkeit auf einem neuen Wert.
    • Fügen Sie Leistung hinzu und Sie erhöhen die Fluggeschwindigkeit.
    • Reduzieren Sie die Leistung und Sie verringern die Fluggeschwindigkeit.
  • Sie können beide gleichzeitig ändern und verschiedene Ergebnisse erhalten.
    • Sie können mit der gleichen Fluggeschwindigkeit enden, die Sie zuvor hatten.
    • Sie können mit viel mehr Fluggeschwindigkeit enden .
    • Sie können mit viel weniger Fluggeschwindigkeit enden .

Meistens müssen Sie beide gleichzeitig ändern, um Ihre Fluggeschwindigkeit richtig zu steuern.

Im Grunde kommt es also darauf an, was man erreichen möchte. Wenn Sie die Fluggeschwindigkeit ändern müssen, haben Sie zwei Möglichkeiten, aber jede einzeln verwendet hat einen Nebeneffekt. In einigen Situationen mag dies in Ordnung oder sogar wünschenswert sein, aber Sie müssen sich bewusst sein, was Ihre Aktionen bewirken werden.

Schauen wir uns ein konkretes Beispiel an:

Manchmal, insbesondere bei einem Instrumentenanflug, möchten Sie Ihre aktuelle Fluggeschwindigkeit beibehalten, während Sie Ihre vertikale Geschwindigkeit ändern.

  • Nehmen wir an, Sie sind ein wenig hoch auf der Gleitbahn.
    • Wenn Sie einfach nach unten neigen, um den Gleitpfad wiederzuerlangen, gewinnen Sie an Fluggeschwindigkeit, werden sie aber schnell wiedererlangen.
    • Wenn Sie einfach die Leistung reduzieren, um den Gleitpfad wiederzuerlangen, verlieren Sie an Fluggeschwindigkeit, aber es dauert länger als die Verwendung von Pitch.
    • Wenn Sie Ihre Fluggeschwindigkeit beibehalten möchten, während Sie den Gleitweg zurückerobern (typisch bei einem Instrumentenanflug), dann würden Sie nach unten neigen und gleichzeitig die Leistung reduzieren, und wenn Sie den Gleitweg wiedererobern, werden Sie wieder nach oben neigen, um ihn beizubehalten, und die Leistung erhöhen, um ihn aufrechtzuerhalten Ihre aktuelle Fluggeschwindigkeit.
Die Antwort auf solche polarisierenden Fragen lautet oft „Beides. Gleichzeitig.“ -- aber warum Realität und Physik einen guten Kampf verderben lassen? :)
+1 für Frage und Antwort. Und danke, dass Sie die Antwort objektiv gemacht und die Physik klar beschrieben haben.
"If you change the power setting of the aircraft without changing the pitch, the airspeed will stabilize out at a new value."Wenn Sie die Leistung ändern, während Sie eine konstante Tonhöhe beibehalten, ändern Sie dann nicht eher den RoC als die Fluggeschwindigkeit? Sie ändern natürlich kurz die Fluggeschwindigkeit, aber dann tauscht das Flugzeug diese Fluggeschwindigkeitsdifferenz gegen eine vertikale Beschleunigung aus, und Sie landen nach Abschluss der Beschleunigung bei ungefähr derselben Fluggeschwindigkeit, mit der Sie begonnen haben, jedoch mit einem anderen ROC (Wieder unter der Annahme, dass sich die Eingabe der Tonhöhe nicht ändert.)
@reirab Wenn sich die Tonhöhe überhaupt nicht ändert, ändert sich Ihre Fluggeschwindigkeit mit einer Änderung der Leistung. Beachten Sie, dass Sie in der Praxis eine Pitch -Trimm- Änderung vornehmen müssen, um die gleiche Tonhöhe beizubehalten, also denken Sie vielleicht daran? Der einzige Grund, warum ein Flugzeug die gleiche Geschwindigkeit beibehält (außer kurz, wie Sie es erwähnen), wenn Sie die Leistung ändern, besteht darin, dass es darauf getrimmt ist und sich die Neigung ändert , um die aerodynamischen Kräfte im Gleichgewicht zu halten. Meine Aussagen beziehen sich aber auf eine konstante Tonhöhe.
@Lnafziger Ah, ok, ich dachte an eine konstante Tonhöheneingabe , nicht unbedingt an eine konstante Tonhöhe. Wenn ich zum Beispiel einen Cherokee auf 85 Knoten trimme und meine Hände vollständig vom Joch nehme, steigt das Flugzeug mit 85 Knoten, wenn ich Leistung hinzufüge. Wenn ich die Leistung reduziere, sinkt sie mit 85 Knoten (die Tonhöhe ändert sich von selbst, jedoch ohne Änderung der Tonhöheneingabe .)
Wenn ich die Nase (entweder durch Trimmung oder das Joch) hebe, ohne Leistung hinzuzufügen, tausche ich die Fluggeschwindigkeit kurz gegen die Höhe ein und nehme dann die gleiche Steigrate wie zuvor wieder auf, nur mit einer niedrigeren Fluggeschwindigkeit.
@reirab - Eine "Eingabe" mit konstanter Tonhöhe behält in erster Näherung einen konstanten Anstellwinkel bei, keine konstante Tonhöheneinstellung. Selbst bei einem konstanten Anstellwinkel gibt es eine gewisse Variation der Fluggeschwindigkeit, wenn die Leistung variiert, aber in die entgegengesetzte Richtung, wie Sie vielleicht erwarten. Wenn Sie beispielsweise denselben Angriffswinkel mit hohem Winkel halten, den Sie normalerweise für ein effizientes Gleiten verwenden, und genügend Schub hinzufügen, um einen 60-Grad-Steigpfad aufrechtzuerhalten, bedeutet dies, dass die Fluggeschwindigkeit letztendlich abnehmen muss, da sonst der übermäßige Auftrieb dazu neigt, dies zu erreichen Kletterpfad zur Kurve näher an der Vertikalen.
@reirab - ctd - Während dieser Verzögerung müssen Sie den Anstellwinkel vorübergehend etwas verringern, wenn Sie Ihren Ziel-Steigwinkel von 60 Grad nicht "überschießen" möchten. Daran erinnern Sie sich natürlich Für einen Steigflug ist weniger Auftrieb erforderlich als für einen Horizontalflug. Genau die gleiche Logik gilt für einen 60-Grad-Sturzflug, der nur möglich wäre, wenn Sie eine Art großen Drogue-Schirm oder ein ähnliches Gerät einsetzen würden, um den Luftwiderstandsbeiwert zu erhöhen, solange wir immer noch über das Fliegen in der Höhe sprechen Angriffswinkel.

Das praktische Argument, Ab-initio-Schülern den ersten Ansatz beizubringen, betrifft die Entwicklung sicherer Antworten auf Probleme:

  1. Zu kurze Annäherung (zu hohe Sinkgeschwindigkeit): Wenn Ihre erste Reaktion darin besteht, die Nase zu heben, schaffen Sie möglicherweise die gefährlichere Situation „zu langsam im Anflug“.

  2. Stromausfall: Wenn Sie glauben, dass Strom die Geschwindigkeit steuert, dann haben Sie die Fähigkeit verloren, die richtige Geschwindigkeit beizubehalten. Außerdem wird dich das Anheben der Nase nicht in der Luft halten (obwohl es dich verlangsamen wird).

Aus theoretischer Sicht, was erlaubt die Leistung eines Motorflugzeugs, was ein Segelflugzeug nicht kann? Es ermöglicht es ihm, relativ zur Luftmasse an Höhe zu gewinnen und diese beizubehalten.

Diese Sichtweise eignet sich gut zum Fliegen kleiner, einmotoriger Flugzeuge mit geringer Leistung in VMC; darüber hinaus kann ich das nicht sagen.

Diese Ansicht funktioniert auch in Bezug auf die Physik gut. :) Der andere nicht so sehr. Ich verspreche Ihnen, dass Sie Ihre Steiggeschwindigkeit nicht nachhaltig erhöhen werden, wenn Sie die Nase anheben, ohne Kraft hinzuzufügen. Stattdessen tauschen Sie kurz Ihre Fluggeschwindigkeit gegen Höhe (kinetische Energie gegen potentielle Energie) und kehren dann zu ungefähr der Steigrate zurück, die Sie zuvor bei einer langsameren Fluggeschwindigkeit hatten.
" Was erlaubt Kraft einem Motorflugzeug, was ein Segelflugzeug nicht kann? ": Schlagkräftiges Argument, leicht zu merken :-)
@reirab. Die Aussage in Ihrem Kommentar gilt nur, wenn Sie die Änderung des Luftwiderstands für unterschiedliche Fluggeschwindigkeiten außer Acht lassen.
@mins Ein Segelflugzeug steigt nur mit Energie aus der Umgebung. dh Thermik, orografisches Heben usw. Ein Flugzeug steigt aufgrund von überschüssiger Energie des Motors. Beide werden ohne ausreichend überschüssige Energie weder steigen noch sehr lange in der Luft bleiben.

Aufgrund der Längsstabilität neigen Flugzeuge dazu, einen konstanten Anstellwinkel beizubehalten. Im Geradeausflug ist die Flächenbelastung konstant, so dass die Geschwindigkeit der einzige signifikante Faktor bleibt und das Flugzeug dazu neigt, eine konstante Geschwindigkeit beizubehalten (oder vielmehr in phugoider Oszillation um sie herum zu oszillieren ). Wenn Sie die Leistung erhöhen und die Geschwindigkeit beibehalten wird, schreibt das Energieerhaltungsgesetz vor, dass das Flugzeug steigen muss, und wenn die Leistung reduziert wird, muss es sinken. Theoretisch kontrollierst du also die Geschwindigkeit mit dem Höhenruder (und trimmst so, dass sie ohne Druck auf die Steuerung beibehalten wird) und die vertikale Geschwindigkeit mit der Kraft. Siehe Wie es fliegt, Kapitel 2 für eine detaillierte Diskussion.

In der Praxis wirkt sich das Ändern der Leistung auch auf die Tonhöhentrimmung aus, sodass Sie immer beide anpassen müssen. Und Sie müssen die phugoide Oszillation aufhalten.

Es könnte interessant sein festzustellen, dass die Airbus-Kontrollgesetze die Regeln so ändern, dass die Fluglage den Steig-/Sinkflug steuert und die Leistung die Geschwindigkeit durch automatische Anpassung der Trimmung steuert.

+1 Für das Energieerhaltungsgesetz. Das ist die Antwort. Zurückziehen gibt dir Energie nicht umsonst. Es tauscht nur kinetische Energie gegen potentielle Energie.

Ich denke, es hängt auch von der Art des Flugzeugs ab, das Sie fliegen.

In Düsenflugzeugen wird die Geschwindigkeit immer mit Kraft gesteuert. Das Absenken der Nase, um zu versuchen, im kurzen Finale etwas Geschwindigkeit zu erreichen, würde das Flugzeug destabilisieren und wahrscheinlich zu einer "festeren" Ankunft führen.

Flugzeuge mit untergebauten Triebwerken erfordern beim Aufbringen von Leistung einen Vorwärtsdruck, der aufgrund des Pitch-Power-Paares beim Anflug deutlich spürbar ist. Das Gegenteil gilt auch, schalten Sie die Stromversorgung aus und Sie müssen zurücktrimmen.

Flugzeuglängssteuerung: Pitch oder Power?
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