Was ist die Aufgabe des Air Data Systems?
Messung und die Bereitstellung von Luftdaten in der Gesamtsystemarchitektur.
Informationen bzgl.:
Druckhöhe (Barometrische Höhe)
Vertikalgeschw.
Fluggeschw. (CAS & TAS)
Flug-Machzahl
Woraus werden die Luftdaten, wie z. B. Druckhöhe und Vertikalgeschwindigkeit, abgeleitet?
Aus Messung von:
Totaldruck
Statischem Druck
Umgebungstemperatur
Wie kann der statische Druck gemessen werden?
Bohrungen an der Flugzeugseite (static ports) - Standard
Prandtl-Rohren (statisch & total)
Wie kann der Totaldruck gemessen werden?
Pitot-Rohr - Standard
Prandtl-Rohr (statisch & total)
Warum kann der statische Druck der ungestörten Strömung vom Messwert stark abweichen und wie kann das kompensiert werden?
Druckverteilung an der Flugzeugoberfläche werden i. d. R. in Windkanalmessungen bzw. Flugversuchen bestimmt
Einbau-Fehler (position error) wird in Korrekturdiagrammen und/oder durch den Air-Data-Computer berücksichtig
Welches Problem kann durch transsonische Effekte bei der Messung des Totaldrucks auftreten?
Verdichtungsstöße führen zu ansiotropen Strömungsänderungen.
Fluggeschwindigkeit kann nicht direkt aus Totaldruck ermittelt werden.
Totaldruck mit gemessenenen stat. Druck korrigiert
Wieso muss die Außentemperatur gemessen werden?
Zur Korrektur von anderen Flugdaten (z. B. TAS, Höhe)
Wie wird die Temperatur gemessen?
Messung d. Unterschieds zw. Static Air Temperatur (SAT) und der Total Air Temperatur (TAT)
SAT - ungestörte Atmosphäre
TAT - Erwärmung der Flugaufstau
TAT wird gemssen
-> SAT aus korrigierter TAT bestimmt.
Welches Messinstrument wird zur Messung der Temperatur verwendet?
Thermoelement
Einbaufehler und Messungenauigkeit über Korrekturfaktoren bereinigt.
Wie werden Anstellwinkel & Schiebewinkel am Flugzeug gemessen?
Kleine Windfahne am Rumpf - Anstellwinkel
Wichtig für Überziehwarunung
Stat. Druckbohrung
Pitot-static-System nutzen -> Schibewinkelmessung (Differenz)
Welche Funktionen am Stick gibt es als Überziehwarnung (stall warning)?
Stick shaker
Vibrationen am Knüppel vor Erreichen der Abreißgrenze
Stick pusher
Drückt Knüppel vor Erreichn der Abreißgrenze
Wovon hängen Zustandsgrößen Druck, Dichte, Temperatur,… start ab?
Von der Position auf der Erde und der Höhe.
In welche Schichten lässt sich die Erdatmosphäre anhand des charakteristischen Temperaturverlaufs einteilen?
Troposphäre
Stratosphäre
Mesosphäre
Terhmosphäre
Wer hat die International Standard Atmosphere (ISA) definiert und woran ist diese angelehnt?
ICAO
Angelehnt an Atmosphärenbedingungen mitteler Breiten (ca. 40° nördliche Breite -> USA, Südeuropa)
Welche Annahmen werden für die ISA (internationla Standard Atmosphere) getroffen? Nenne 3 Annahmen
Atmosphäre ruht
kein Staub & Feuchtigkeit in der Atmosphäre
ideales, kalorisch perfektes Gas
gültig: ideale Gasgleichung
idealisierte Temperaturverteilung
konst. Temperaturgradient
gültig: barometrische Höhenformel
Nenne die ISA-Referenzdaten für Druck, Temperatur und DIchte.
Wie ist der Temperaturverlauf nach ISA definiert? Tipp: unterschiedliche Gradienten für Troposphäre, untere und obere Stratosphäre.
Wie funktioniert ein Höhenmesser?
Im Gehäuse befindet sich eine Membran mit Vakuum drin.
mechanisch mit Anzeige verbunden
Flugzeug steigt -> Druckt sinkt -> Membran dehnt sich aus -> Nadel dreht sich
Flugzeug sinkt -> Druckt steigt -> Membran wird komprimiert -> Nadel dreht sich gegenläufig.
Was ist der Unterschied zwischen QFE, QNH und QNE?
QFE - Flugplatzhöhe, “Field Elevation”
QNH - tatsächliche Höhe über Normalnull “Nautical Height”
QNE - Normaldruck für NN
Höhenstaffelung im Reiseflug
Wie erfolgt die Übertragung der QFE & QNH-Höhen an das Flugzeug vom Flughafen aus?
Große Flughäfen: Beacons, die unter anderem auch konstant Wetterdaten senden.
Kleine Landepläze: Anfrage per Funk vom Tower.
Wie funktioniert ein Variometer?
Ähnlich wie ein Höhenmesser
Verzögerter Druckausgleich der Membran durch Kappilare (kleiine Ausgleichsöffnungen)
Änderungsrate des statischen Drucks = Sinken/Steigen
Wie lautet die Bernoulli-Gleichung zur Bestimmung der Fluggeschwindigkeit?
Für Höhere Geschwindigkeiten muss die Kompressibilität der Luft mit berücksichtig werden?
Bis zu welcher Machzahl müssen keine Kompressionseffekte beachtet werden?
Mach < 0.3
Welche Bezugsgeschwingigkeiten gibt es und welche Korrekturen wurden durchgeführt?
Indicated Airspeed (IAS)
direkt prop. zum Staudruck
Calibrated Airspeed (CAS) -> Einbaufehler aus Druckmessung korrigiert
Equivalent Airspeed (EAS) -> Kompressibilitätsfehler korrigiert
Staudruck und Belastung d. Struktur sind bekannt
True Airspeed (TAS) -> Dichtefehler korrigiert
reale Fluggeschwindigkeit
Ground Speed -> korrigiert mit Windgeschw.
Wie verhalten sich CAS und IAS bei konstanter TAS und steigender Höhe?
IAS und CAS nehmen nahezu linear ab.
In welcher Airspeed werden Flugbereichsgrenzen angegeben?
In der Equivalent Airspeed
Zur Bestimung dieser wird die Referenzdichte in NN genutzt.
Wann gibt die Calibrated Airspeed auch die reale Fluggeschwindigkeit an?
Bei Fllug auf NN.
Nutzung der Referenzwerte in NN für Dichte und stat. Druck
Womit muss die TAS korrigiert werden, um die Ground Speed zu erhalten?
Windgeschwindigkeit
Aus welchen Komponenten kombiniert sich das Machmeter zusammen?
Höhen- und Geschwindigkeitsmesser.
Nach welchen Zustandgrößen ist die Machzahl abhängig?
stat. Druck
NICHT von der Dichte.
In welchem System werden die gemessenen Zusatandsgrößen, stat./total Druck, Temperatur, … verarbeitet?
Im Air Data System.
Welche Informationen kann das Air Data System aus den Größen stat. Druck und Totaldruck gewinnen?
Druckhöhe - stat. Druck
Vertikalgeschw. -> Änderung des. stat. Drucks
CAS -> ~ Differenz aus totalem & stat. Druck
Ma -> Verhältnis TAS und Schallgeschw.
Welche Informationen kann das Air Data System aus der Größe Temperatur gewinnen?
statische Temperatur -> korrektur aus totaler Temp.
Schallgeschw. -> abhängig von stat. Temp.
TAS -> Mach-Zahl & Schallgeschw.
Luftdichte -> ideale Gas Gleichung
Welche Systemarchitekturen finden bei dem Air Data System in der Luftfahrt Anwendung und wie funktionieren diese?
Centralized Architecture
zentrale Verarbeitung aller Signale der Messsonden + redundates Backup-System
Daten werden über Bussystem anderen System bereitgestellt
Nachteil: lange Kabel- & Leitungswege
Distributed Architecture
mech. Signale direkt an Sonde -> Messwandler -> digitale Signale
Digitale Messgrößen -> redundaten Air Data Inertial Reference Units eingespeist
Vorteile: Gewichtseinsparung & leichtere Wartung
Was bedeutet ADIRU?
Air Data Inertial Reference Units
Welche Systeme arbeiten mit den Messdaten des Air Data Systems? Nenne drei Beispiele und gibt an wie die Schnittstelle realisiert wird.
Flight Control System
Flight Management System
Autopilot
FADEC
Navigationssysteme
ATC-Transponder
Schnittstelle: Daten-Bus-Systeme
Wie wird das Cockpit auch genannt?
Flight Deck
Von welchen Personen ist das Cockpit der Arbeitsplatz?
eines / mehrerer Piloten
ggf. eines Flugingenieur
Welches Ziel verfolgt die Anthropotechnik?
Die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine so auszulegen, dass sie hinsichtlich folgender Kriterien bestmöglich zusammenwirken
Leistung
Zuverlässigkeit
Wirtschaftlichkeit
Welche Herausforderungen gibt es bei der Bereitstellung aller Informationen im Cockpit? Nenne zwei Punkte
Piloten können nicht gleichzeitig alle Daten überschauen
Informationsrelevanz abhängig vom Flugzustand
Instrumente direkt im Sichtfeld der Piloten
Datenaufbereitung für Fehlerfälle für schnelle Fehleranalyse
Bennen die folgenden Instrumente auf der Grafik:
Bennen die folgenden Instrumente in einem A330-200 Cockpit
Bennen die folgenden Instrumente in einem A330-200 Cockpit:
Wann darf ein Pilot ein Flugzeugmuster fliegen?
Wenn er ein Type Rating für das Muster besitzt
Teuer und zeitaufwändig
Welche Crew Members gab es noch in der Vergangenheit im Cockpit?
Navigator
Funker (z. B. Constallation)
Bordingenieur
Nach welchem Prinzip erfolgt der Informationsaustausch mittels Human Machine Interface (HMI)
Mensch <—> HMI <-> Maschine
Welche Faktoren haben Einfluss auf den Erfolg von technischen Produkten neben den Faktoren Preis, Zuverlässigkeit und Lebensdauer?
Handhabbarkeit & Bediungsfreundlichkeit
Welche Anforderungen an die Schnittstelle (HMI) zwischen Mensch und Maschine gelten?
Übersichtlich und intuitiv bedienbar
Verwechslungen/Missinterpretationen ausschließen
höchst mögliches Maß an Automatisierung bereitstellen
Welche Schnittstelle (HMI) ist die wichtigste beim Flugzeug?
das Cockpit
Welchen Haupteinfluss hat das moderne Cockpit auf die Piloten heutzutage und nenne ein Beispiel?
Arbeitsfeld ist deutlich effizienter
Bsp. Fly-By-Wire
-> erhöhte Sicherheit
Was ist unter Glascockpit zu verstehen?
CRT und LC-Display
Zeigerinstrumente sind nur noch mech. Backup-System
blendet automatisch rel. Informationen und Warnung ein
Primary Displays zweifach vorhanden (Captain & Co-Pilot)
klassiche Aufteilung d. Informationen im Normalbetrieb
Welchen Nachteil haben Glascockpit in der GA?
System nur so gut wie die Datenbank
Es kann nicht für die Richtigkeit der Daten garantiert werden
-> Deshalb dient das System nur derUnterstützung und nicht zum Instrumentenflug!
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