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Freitag, 16. Juni 2006, 21:51

Lektion 4 : Start und Steigflug

Richtiger Start mit Twinjets im Flugsimulator / Vereinfachtes Flugsimulator-Verfahren für einen PC Piloten

Nach der Freigabe zum "Line up" (aufstellen auf der Startbahn durch die Flugsicherung) wird die Maschine auf zur Mittel-Linie der Runway gelenkt und dort bis zur Startfreigabe gestoppt. Soweit der Simulator es zulässt, wird der Schalter der Triebwerkszündung eingeschaltet und die Hydraulik Ausgleichspumpe vorsorglich aktiviert.

Alle Instrumente sind nochmals abzulesen und zu prüfen, insbesondere Kerosinpumpen- und Hydrauliköldruck. Gleichzeitig checkt man nochmals, ob das Autobrakesystem auch auf der Stellung RTO steht (rejected take off), was bei einem evtl. folgenden Startabbruch maximale Bremsunterstützung garantiert. Anschließend wird die Startcheckliste laut gelesen und alles nochmals überprüft.

Nach der Startgenehmigung wird die Bord-Stoppuhr gestartet, die Schubhebel auf zunächst kurz 50% Leistung geschoben, geprüft, ob alle Turbinen gleichmäßig ansprechen und dann sofort die Startleistung gesetzt. Der Pilot sagt dabei laut "Take off power set" und bringt den Schub auf etwa 96% N1 Start-Leistung.

Während des Startvorganges bleibt eine Hand des Piloten auf dem Schubhebel ! Der Pilot beobachtet dabei die Runway, aber auch die Triebwerks- und die Geschwindigkeitsanzeige. Das Flugzeug beschleunigt, bei 80 kts Speedanzeige wird laut "eigthy" angesagt .Man hält die Maschine (bis ca. 80 kts mit den Fußpedalen, danach auch mit dem Steuerhorn) auf der Runway Mittellinie.

Dann folgt die Geschwindigkeit V1. Diese liegt, je nach Flugzeugtyp und vorheriger Berechnung bei etwa 140 kts. Bis zu diesem Zeitpunkt kann ggf. der Start noch abgebrochen werden, danach nicht mehr, weil i.d.R. die restliche Bahnlänge nicht mehr ausreichen würde um die Maschine sicher zu stoppen. V1 wird laut angesagt, und dabei nimmt der Pilot die Hand vom Schubhebel ! Ab jetzt ist ein Startabbruch nicht mehr möglich. Der Schub bleibt unverändert auf 96% N1.

Kurz danach, bei etwa 155 bis 160 kts erreicht man Vr, was ebenfalls laut angesagt wird. Jetzt wird mit dem Steuerhorn die Flugzeugnase nach oben genommen, wonach die Maschine erst danach komplett vom Boden abhebt, also "rotiert". Auf dem Fluglageanzeiger zieht man dabei das Flugzeug auf generell 20° Steigung. Der Pilot beobachtet dabei immer wieder die Triebwerksinstrumente und Systemanzeigen

Sekunden später erreicht die Maschine bereits die Speed V2, die bei etwa 165 - 170 kts liegt. Jetzt hat das Flugzeug auch eine sichere Geschwindigkeit zur Fortsetzung des Starts erreicht. V2 wird ebenfalls laut angesagt.

Sobald die Maschine in der Luft ist (airborne) und zu steigen beginnt, wird dieses im Variometer angezeigt als. Dieses "positiv climb" wird laut angesagt und dann laut der Befehl gegeben "Gear up", also Fahrwerk einfahren. Die Maschine wird weiterhin auf 20° Steigung gehalten. Das Flugzeug beschleunigt dabei nur ganz gering, die angezeigte hohe Steigrate im Variometer ist unterschiedlich, je nach Flugzeugtyp. Sie interessiert nicht besonders, Hauptsache ist, der Vogel steigt kräftig nach oben.

:bier:
Gruß


2

Freitag, 16. Juni 2006, 21:54

RE: Lektion 4 : Start und Steigflug

Bei etwa 1500" über Grund geht der Pilot von Start- auf Steigrate. Das heißt, man reduziert den Schub von 96% N1 auf ca. 86% - 88% N1, und senkt gleichzeitig die Nase ab auf nur noch 10° Steigwinkel. Jetzt beschleunigt die Maschine, so dass stufenweise die Klappen (Flaps) eingefahren werden. Der Befehl wird laut mit "flaps to 10°" angesagt.

Bei der B737 bedeutet das, dass man bei etwa 200 kts auf 10° Flaps geht, bei etwa 210 kts auf 5° und bei etwa 230 kts die Klappen ganz einfährt. Anschließend werden auch die Start/Landescheinwerfer ausgeschaltet. Gleichzeitig werden die Triebwerke Startzündschalter abgestellt, das Autobrakesystem ebenfalls. Dann die Hydraulikölpumpen (soweit vorhanden) auf LOW gestellt und die Ausgleichspumpe gestoppt.

Nach dem Einleiten des Steigfluges verabschiedet sich der Pilot über Funk vom Flughafen Tower und nimmt danach Verbindung mit der übergeordneten Radarstation der zuständigen Flugsicherung auf. Er holt sich die Genehmigung zum weiteren Steigflug und die Zustimmung zu gewünschten Flughöhen ein, oder er erhält zunächst noch andere Höhen zugeteilt.

Jetzt, während das Flugzeug auf 10° Steigwinkel von Hand gehalten wird, beobachtet man den Höhenmesser und den Geschwindigkeitsanzeiger. Bis zu einer Höhe von 10.000 ft darf man die Geschwindigkeit 250 Kts nicht überschreiten, sodass ggf. bereits bei 240 kts der Schub etwas weiter reduziert um nicht zu schnell zu werden.

Dann durchfliegt man die "magische" Höhe von 5000 ft (Fuß). Jetzt wird normaler Weise in Europa der Luftdruckanzeiger im Höhenmesser auf den Standardwert von 1013,2 mB - oder 29.92 inches- gestellt (in den USA, Canada, Mexico übrigens erst bei 15.000 ft). Diese Übergangshöhe nennt man Transit-Level, bei der oft auch die No Smoking Signs der Cabine ausgeschaltet werden. Ab dieser Höhe wird auch erstmals der Autopilot aktiviert, der bei den Flugvorbereitungen bereits alle Grundeinstellungen erhielt, aber nur auf std by (Bereitschaft) war. Der Steigwinkel sollte nach wie vor 10° betragen, abzulesen am Fluglageanzeiger.

Wenn der Autopilot ab 5000 ft. aktiviert wird, muss man als Anfänger (später hat man die Werte aus Erfahrung im Kopf) die vertikal Speed (Steigrate in Ft), die N1 Anzeige und die Speed genau beobachten und variieren.

:bier:
Gruß


3

Freitag, 16. Juni 2006, 21:57

RE: Lektion 4 : Start und Steigflug

Jetzt ist etwas Zeit, um die Climb Checkliste laut vorzulesen und alles zu überprüfen.

Grundsätzlich gilt: so schnell wie möglich nach oben. Aber dabei darf die Dauersteigleistung der Triebwerke nicht überschritten werden und die Maschine muss, zumindest bis zur Höhe von 10.000 ft" die Geschwindigkeit von 250 kts halten.

Also dreht man die Steigrate zunächst einmal auf 2.200ft/min, das ist ein Wert, den fast jeder Jet in dieser Höhenlage erreichen und vorläufig halten kann. Nicht vergessen, immer wieder die Triebwerksanzeigen und System überprüfen.

Weiter geht es nach oben. Irgendwann durchfliegt man die Höhe 10.000 ft ab der es kein Speedlimit mehr gibt. Jetzt darf man die Schubhebel wieder auf die Dauer-Steigleistung von 88% N1 schieben, wobei die Maschine wieder beschleunigt.

Viele Flugzeuge beschleunigen dann auf etwa 270 kts, bei 10° Steigwinkel und/oder 2200ft/min Höhengewinn. Werden nun keine besonderen Flugmanöver mit großen Schräglagen erwartet, so kann man auch die Anschnallzeichen in der Cabine ausschalten.

Aber langsam erreicht man Höhenlagen, wo die Luft immer dünner wird und somit die Triebwerksleistung auch abnimmt. Man müsste also mehr Schub geben, aber das geht wegen der Dauersteigleistung der Turbinen (88%N1) nicht, ohne diese zu beschädigen. Also wird entweder die Geschwindigkeit geringer, oder man muss zur Einhaltung des Tempos allmählich die Steigrate reduzieren, zunächst auf nur noch 1800ft/min, dann noch weniger. Deshalb wird grundsätzlich die Steigleistung stufenweise herabgesetzt, um ja das Tempo zu halten. Denn die dünnere Luft trägt das Flugzeug auch weniger, als am Boden, so dass man Speed benötigt. Man muss also von Hand am Autopiloten die vertikal Speed (Steigrate) reduzieren.

Die endgültige Reiseflughöhe kann, in starker Abhängigkeit vom Gewicht der Maschine, oftmals erst nach längerer Flugzeit stufenweise erreicht werden. Jeder Höhenwechsel muß wiederum bei der Radarflugüberwachung beantragt und von dort aus genehmigt werden.

Dann endlich ist die Reiseflughöhe von, na sagen wir mal 28.000 Ft (FL =Flightlevel 280) erreicht. Nun geht die Steigrate auf Null zurück und die Maschine beschleunigt noch einmal, weil ja die Triebwerke immer noch auf ca. 88% N1 laufen. Man geht auf die ökonomisch günstigste Reisegeschwindigkeit, in dem man im Autopiloten von KTS auf MACH Anzeige umschaltet und eine Speed von etwa 0,74 bis 0,78 Mach (je nach Flugzeugtyp beim Twinjet) wählt. Dieses Tempo liegt immer ein wenig unter dem gelb schraffierten Warnbalken auf dem Geschwindigkeitsanzeiger.

Ist die Reisegeschwindigkeit erreicht, werden die Triebwerke soweit in der Leistung zurück genommen, bis dieses Tempo beibehalten wird. In dieser Flughöhe liegt der N1 Wert dann bei ca. 75%. Jetzt kann man am Autopiloten auch den YAW Dämpfer einschalten, der Schlingerbewegungen des Flugzeuges dämpfen soll.

Die sehr kalte Luft in großen Höhen ist praktisch ohne Feuchtigkeit, sodass es auch keine Vereisung gibt. Deshalb kann die Enteisungsanlage (DE-Icing) auch vorübergehend abgeschaltet werden.

:bier:
Gruß


4

Freitag, 16. Juni 2006, 22:05

Nachtrag zur Komunikation

Jeder PC Pilot sollte für sich - im stillen Kämmerlein - die Kommunikation der Piloten untereinander vor sich sprechen, um der Realtität etwas näher zu kommen. Jede Crew hat dabei, auch abhängig von den Company Vorgaben, ihren eigenen Stil, der aber i.d.R. so abläuft:

Take off:

Zum Lineup steuert zunächst zunächst noch der PIC die Maschine. Falls der "CO" /First Officer den Flug -Leg- durchführen wird (er ist dann der Pilot Flying (PF), übergibt der PIC an ihn die Maschine: "you have controlle". Damit ist der Captain der Pilot not flying (PNF)

Dann wird vom PF der Startschub gesetzt: "take off power set", zunächst kurz auf 50%N1, um zu sehen, ob beide Engines gleichmäßig hochlaufen, danach sofort Take Off Thrust, also ca. 96%N1.

Bei 80 Kts auf dem Speedgauge sagt der PNF "eighty"". Beide Piloten prüfen die getrennten Anzeigen vor ihnen, der PF bestätigt "Checked". In der Regel schaut der PNF beim Startlauf NICHT nach draußen, sondern überwacht die Instrumente.

Bei V1 sagt der PNF "V1", und der PF nimmt die Hand vom Schubhebel. Ein Startabbruch ist jetzt nicht mehr möglich.

Es folgt vom PNF die Ansage " Vr" und der PF rotiert, zieht die Nase auf einen Pitch von ca.17 - 20° nach oben. Das Flugzeug hebt kurz danach vom Boden ab, steigt, wobei sich die Airspeed nur ganz gering erhöht. Manche Flightcrews sagen zu diesem Zeitpunkt nicht Vr, sondern "rotate", was aufs gleiche rauskommt.

Danach wird V2 erreicht, was der PNF ebenfalls ansagt. Der PF hält zunächst die Steigrate von ca 20°, während der PNF meldet: "positiv climb". Darauf gibt der PF den Befehl :"Gear up". Der PNF fährt das Fahrwerk ein, und beobachtet die Kontrollanzeige und bestätigt: "Gear Up, Lights out".Die grünen Kontrollampen des Fahrwerks erlöschen, was sognalisiert, dass das Fahrwerk eingefahren und verriegelt ist.

Sobald etwa 1500" über Grund (AGL) erreicht werden, nimmt der PF den Pitch von ca. 20° auf 10° zurück und reduziert den Schub von Take Off Power (96%N19 auf Climb Thrust (ca 86-88%N1).
Jetzt beginnt die Maschine zu beschleunigen, wobei der PF danach vorgibt: "Flaps Up" oder, je nach Aircraft "Flaps ten", später "Flaps five"...

Zum Thema Steigrate/Pitch: selbstverständlich ist das in der Realität abhängig vom Take Off Weight, Luftdruck/Wetter, Wind, Temperatur und der EPR Limitierung des TRC Systems. Es hängt aber auch mit der TRIMMUNG zusammen. Im FS sollte die Trimmung vor dem Start immer auf neutral gesetzt werden.Der FS setzt nämlich die Trimmung immer auf etwas positiv, also ca 1. oder sogar 2. Teilstrich über der Trimmanzeigen-Mitte. Das darf NICHT sein.

Die Pitchrate von 20° ist ein Standardwert, der aber bei intensiver Beobachtung der Instrumente variiert werden muß.

Nehmt nach dem rotieren (Trimmung NEUTRAL !) die Nase zuerst auf 20° hoch. Dabei muss der Fahrtmesser beobachtet werden. Normalerweise bleibt er dann auf dem Tempo stehen, der bei erreichen der 20° Steiglage angezeigt wurde. Die Maschine beschleunigt dann (fast) nicht mehr, sondern hält die Airspeed unter gleichzeitiger enormer Steigrate.. Sollte jedoch die Speed abfallen (manche Primary Displays im FS zeigen zusätzlich einen Beschleunigungs - oder Verzögerungspfeil an), dann sollte der Pitch etwas (!) reduziert werden, also z.B. gefühlvoll auf ca 17° zurücknehmen.

Natürlich ist dieser Standardwert immer abhängig vom Flugzeugtyp und von der Programmierung der Maschine. Und, noch ganz wichtig, wenn ihr mit vollen Tanks startet, müßte eigentlich die Werte V1, Vr und V2 höher liegen, als bei leeren Tanks im Simulator. In der Realität werden diese wichtigen Werte gewichtsabhängig (unter Wetterabhängig) immer (!) für den Start individuell ermittelt.

Wer also bei vollen Tanks (also hohem Startgewicht) stur bei 150kts rotiert, und nicht erst bei 159kts, der braucht sich nicht zu wundern, wenn die Maschine danach bei 20° Pitch in der Leistung (Steigleistung) zusammenbricht und an Tempo verliert. ;)

Solltet ihr beim Start die Maschine nicht vom Boden hoch kriegen, dann wäre einfachheitshalber der Joystick, hier die Höhenruderachse, wieder auf etwas (!) mehr Empfindlichkeit zu stellen.

Selbstverständlich kann man die Maschinen auch zum Start "vortrimmen". Aber, wer da keine Übung hat und und nach dem Rotieren bemerkt, dass die Steigrate immer steiler wird (bei nicht veränderter Steuerhornlage)und die Airspedd in den Keller geht, der muss dann rasch und gefühlvoll die Trimmung sofort verändern, was aber viel, sehr viel Übung und Finderspitzengefühl erfordert. Zwar übernimmt später (!!!) der Autopilot (AP : ALT) diese Trimmfunktion, aber man müsste normalerweise den Vogel immer ohne AP beherrschen, trimmen auf saubere Fluglage, gleichmäßige Höhe und oder später koordinierter Sinkflug.

Wenn ihr das Flugzeug von Hand völlig "vertrimmt", und dann den AP aktiviert, dann stabilisiert dieser bestmöglich wieder die Fluglage. Aber wehe, der AP schaltet sich durch einen defekt (oder bei einem Adventure automatisch ab), dann geht die Post ab. Überall hin, nur dahin nicht, wo ihr es haben wollt... Denn meistens spring die Trimmung auf Euren -verstellten - Bereich zurück.

Deshalb nochmals: Trimmung auf neutral ;)
Gruß


5

Freitag, 16. Juni 2006, 22:16

Noch etwas zur Trimmung

Hallo Piloten,

der grundlegende Sinn einer Flugzeugtrimmung besteht darin, die auf die Steuersäule einwirkenden Dauerkräfte zu eliminieren.

Ist ein Flugzeug z.B. bei Reiseflug falsch getrimmt, so müsste der Pilot ständig das Steuerhorn "fest halten und korrigieren". Die Trimmung bewirkt einen, in dem jeweiligen Flugzustand ausbalancierente Fluglage. Die reale Kraftrückmeldung der Steuerung ist im FS nicht ohne weiteres möglich.

Beim Start bedeutet es, dass der Pilot von dem enormen Kraftaufwand entlastet ist, den er beim Ziehen des Steuers für das Rotieren und danach beim Steugflug spürt. Insbesondere dann, wenn die Maschine z.B. durch falsche Lastverteilung kopftseitig überladen ist und die Höhenruder "mit aller Gewalt" gezogen werden müssen. Selbstverständlich würde sich in diesem Flugzustand die Maschine vom Boden hochbewegen, aber mit welch einer Anstrengung. Denn der mögliche Höhenruderausschlag ist nach wie vor so groß, daß man auch im Falle eines Ausfalles der Trimmung noch den Flug zunächst fortsetzen kann.

Die Trimmung nach der Beladungstabelle (trimmsheet) vor dem Start dient also dazu, überraschende Kräfte beim Steuern in Vorfeld auszugleichen und eine unnötige "Hampelei" mit dem Trimmschalter zu vermeiden. Außerdem arbeitet in der Realität eine halbautomatische Trimmung (gut sichtbar z.B. beim Airbus, wo die handradförmigen "Drehringe" -weiß/schwarz markiert- sich drehen), die von vorne herein unterschiedliche Laststufen in Abhängigkeit der Fluglagen halbwegs ausgleicht.

Den Rest macht man dann, wenn die Trimmgrundeinstellung unbefriedigend ist, mittels der Trimmswitches am Steuerhorn. Und zwar um die spürbaren Kräfte zu beseitigen. Das Übel im FS liegt schlicht weg darin, das man keine "Beladung", außer dem Treibstoff vornehmen kann. Und dieser befindet sich in den Tanks, welche normalerweise im Hauptschwerpunktbereich der Maschine liegen.

Fahrt also auch immer die Flaps auf die Stufe aus, die der Programmierer (im Glücksfall in Anlehnung an das echte Flugzeug) vorgesehen hat. Und das bedeutet bei der 737 einmal 5°, nicht weniger und nicht mehr. Bei der MD 83 sind das 15°, abhängig bei diesem Typ durch andere Konstruktion (Triebwerke am Ende der Flugzeugzelle) und auch notwendige Luftstromumlekung bei Start, damit die Triebwerke - sie liegen ja hinter dem Haupfahrwerk- keine unnötigen, aufgewirbelten Fremdkörper ansaugen.

Es soll also insgesamt bedeuten:
Eure Steuerung (Höhenruder) sollte so eingestellt werden, dass die Maschine bei korrekt ausgefahrenen Flaps und der benötigten Speed bei Vr abhebt und steigt. Vr ist natürlich abhängig von der Belagung, bzw. der TOW(take off weight), Wetter, Luftdruck, Temperatur und Neigung der Runway. Sie schwankt zwischen 135 kts bis 150 kts bei der 737.

Gerade das beweist sich auch dadurch, das man mit der 737 eben nicht auf einer kurzen Runway und voller Last starten kann. Die Maschine beschleunigt bei voller Beladung zwar etwas langsamer bis z.B. Vr, und könnte, wenn dieses Speed immer gleich bliebe, sich doch noch "vom Boden hochmogeln". Jedoch erhöht sich die Vr Speed bei hoher Last, sodaß die weitere Beschleunigungsstrecke auf eine höhere Vr eben nicht mehr zum korrekten Start ausreicht.

Wem also nach dem rotieren der Vogel in den Keller sackt, der hat ganz einfach zu früh abgehoben, die Vr Marke/Vr Speed lag dann zu niedrig. Und wenn man mit genügende Speed (und korrekten Flaps 5°) abhebt, dann geht der Vogel im FS System auch ohne Rumbasteln an der Trimmung seinen Pitchwert nach oben.

Merke: das alles erlernen Flugschüler bis zum Erbrechen unter dem immer wiederholten Thema "pitch und power", also Steigrate/Sinkrate und benötigte Kraft/Geschwindigkeit hängen erbarmungslos zusammen. Um die korrekte Trimmlage eines Flugzeuges im Flug (egal welcher Typ) zu prüfen, gibt es einen ganz einfachen Weg: Konstant geradeaus fliegen, die Trimmung feinfühlig so lange nachregulieren, bis die Maschine gleichmäßig die Höhe hält. Schluß aus. Und wenn dann die Leistung erhöht wird, steigt der Vogel, wird sie reduziert, so sinkt das Flugzeug.

Man kann also aus einer gut getrimmten Horizontalfuglage heraus alleine dadurch in einen gleichmäßigen Sinkflug übergehen, in dem nur die Leistung reduziert wird! Da braucht man nicht zu steuern oder die Nase runterdrücken... Oder gar die Trimmlage verändern. Es sei denn, -Wettereinflusse mal ausgenommen- man verändert irgendetwas an der Aerodynamik. Also Flaps ausfahren oder das Fahrwerk. In dem Moment muß die dazu benötigte neue Trimmlage wieder hergestellt werden.

Das alles kann man aber nur dadurch rasch erlernen, in dem man NICHT den Autopiloten aktiviert. Denn dieser kaspert selber an der Anlage herum. Und wehe, er fällt aus oder empfängt günstigsten Falls keine Aussensignale mehr. Dann geht es los: nicht getrimmt-also mit dem Steuer rumbaumeln-nicht stabilisierte Fluglage-also mit dem Schubhebel hampeln-es folgt völlige Abweichung vom Flugpfad-also noch mehr gehampel- eben so lange, bis der PC pilot bei der Landung "etwas Grasnarbe" aufnimmt.....

"Lasst die Finger von Autopiloten". Schaltet diesen generell erst ein, wenn die Fluglage nach dem Climb stabilisiert ist, bzw. wenn ihr z.B. 5.000 ft erreicht habt.

Erst wenn die Kiste auf eine erste Zwischenhöhe von Hand hochgezogen wurde, dann wird der AP aktiviert. Im FS sollte man auch den manchmal vorhandenen Flight Director nur zur Landung aktivieren. Denn wenn dieser schon beim Start "eingeschaltet" wird, dann aktiviert er oftmals gleich den ganzen Autopiloten mit und schon geht das Gehampel los.

:bier:
Gruß