Die Geschwindigkeitsanzeige im Cockpit zeigt die angezeigte Fluggeschwindigkeit an. Die angezeigte Fluggeschwindigkeit unterscheidet sich aufgrund von Wind und aerodynamischen Effekten normalerweise von der GPS-Geschwindigkeit.

Die GPS-Geschwindigkeit ist Ihre Geschwindigkeit in Bezug auf den Boden. Wenn Sie auf festem Boden stehen, wird 0 angezeigt. Wenn 100 Knoten angezeigt werden, sind Sie in einer Stunde 100 nm von Ihrem derzeitigen Standort entfernt, solange Sie in einer geraden Linie fliegen.

Fluggeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit des Flugzeugs relativ zur Umgebungsluft. Wenn Sie also auf festem Boden stehen und 20 Knoten Wind im Gesicht haben, beträgt Ihre Fluggeschwindigkeit 20 Knoten. Wenn Sie mit einer Fluggeschwindigkeit von 100 Knoten gegen einen Gegenwind von 20 Knoten reisen, beträgt Ihre Bodengeschwindigkeit 80 Knoten. Wenn Sie eine Fluggeschwindigkeit von 100 Knoten mit Rückenwind von 20 Knoten erreichen, zeigt Ihre GPS-Geschwindigkeit 120 Knoten an.

Aber auch bei ruhigem Wind liest die Fluggeschwindigkeitsanzeige anders als die GPS-Geschwindigkeit. Dies hängt mit der Art und Weise zusammen, wie die Fluggeschwindigkeit gemessen wird.

Die Fluggeschwindigkeit wird mit einem Staurohr gemessen. Ein Staurohr hat zwei Druckmessöffnungen. Eine, die den Gesamtdruck $ P_t $ misst. Dieser Anschluss ist dem einströmenden Luftstrom zugewandt. Der andere misst den statischen Druck $ P $ und ist senkrecht zum Luftstrom angeordnet. Die Differenz zwischen den beiden Drücken wird als Aufpralldruck (Druckanstieg auf den auf das Staurohr auftreffenden Luftstrom) bezeichnet und mit $ q_c $ bezeichnet.

Der Aufpralldruck hängt mit der Geschwindigkeit des Luftstroms im Staurohr zusammen ausgesetzt ist. Wenn die Strömung als inkompressibel angesehen wird (was eine akzeptable Näherung für Geschwindigkeiten von bis zu 200 Knoten darstellt), kann der Aufpralldruck aus der Bernouilli-Gleichung abgeleitet werden.

$ q_c = \ frac {1} {2} \ rho V. ^ 2 $

• $ q_c $ ist der Aufpralldruck in Pa
• $ \ rho $ ist die Dichte in kg / m 3 sup>
• $ V $ ist die wahre Fluggeschwindigkeit in m / s

Die Fluggeschwindigkeitsanzeige ist für Standard-Meeresspiegelbedingungen kalibriert, wobei $ \ rho $ 1,225 kg / m ^{3 sup> beträgt. In Wirklichkeit wird das Flugzeug in der Höhe fliegen und daher ist die tatsächliche Luftdichte geringer. Daher ist auch die angegebene Fluggeschwindigkeit niedriger. Wenn ein Flugzeug beispielsweise 75 m / s (ungefähr 146 Knoten) bei 6000 Fuß fliegt, beträgt die Dichte 1,02393 kg / m 3.}

$ q_c = \ frac {1} {2} 1.02393 \ cdot 75 ^ 2 = 2879.8 \ textrm {Pa} $

Die äquivalente Fluggeschwindigkeit auf Meereshöhe für dasselbe $ q_c $ ist:

$ V_ {EAS} = \ sqrt {\ frac {2 q_c} {\ rho_0}} = \ sqrt {\ frac {2 \ cdot 2879.8} {1.225}} = 68.6 \ textrm {m / s} $

Ihre Fluggeschwindigkeitsanzeige zeigt nur 68,6 m / s (133 Knoten) an, obwohl Sie sich mit 75 m / s (146 Knoten) in Bezug auf die Luft bewegen.

Die Umwandlung der wahren Fluggeschwindigkeit in die äquivalente Fluggeschwindigkeit kann direkt erfolgen durch:

$ V_ {EAS} = V \ cdot \ sqrt {\ frac {\ rho} {\ rho_0}} $

Die Auswirkungen der niedrigeren Dichte auf Ihre Der Aispeed-Indikator wird umso ausgeprägter, je höher Sie steigen. Sobald Sie schneller als etwa 100 m / s sind, können die Auswirkungen der Kompressibilität nicht mehr ignoriert werden und das oben Gesagte gilt nicht mehr. Fluggeschwindigkeitsindikatoren werden hinsichtlich der Auswirkungen der Kompressibilität korrigiert und verwenden daher nicht die äquivalente Fluggeschwindigkeit , sondern kalibrierte Fluggeschwindigkeit zur Kalibrierung.

$ V_ {CAS} = a_ {0} \ sqrt {5 \ left [\ left (\ frac {q_c} {P_ {0}} + 1 \ right) ^ \ frac {2} { 7} -1 \ right]} $

• $ V_ {CAS} $ ist die kalibrierte Fluggeschwindigkeit
• $ a_ {0} $ ist die Schallgeschwindigkeit unter normalem Meeresspiegel Bedingungen (340,3 m / s)
• $ P_0 $ ist der statische Luftdruck unter normalen Meeresspiegelbedingungen (101325 Pa)
• $ {q_c} $ ist der Aufpralldruck

Der Aufpralldruck ist auch für kompressible Strömungen etwas komplexer:

$ \; q_c = P \ left [\ left (1 + 0,2 M ^ 2 \ right) ^ \ tfrac {7} {2} -1 \ right] $

• $ P $ der statische Druck
• $ M $ die Machzahl

Effektiv Je höher und schneller Sie werden, desto größer ist der Unterschied zwischen der angezeigten Fluggeschwindigkeit und der tatsächlichen Fluggeschwindigkeit. Beispielsweise führt Mach 0,8 bei 40000 Fuß bei Windstille zu einer GPS-Geschwindigkeit von 489 Knoten eine kalibrierte Fluggeschwindigkeit von nur 242 Knoten , was weniger als die Hälfte ist.

Daher ist die angezeigte Fluggeschwindigkeit in großen Höhen und Geschwindigkeiten niedriger als die Bodengeschwindigkeit / GPS-Geschwindigkeit, es sei denn, Sie haben extremen Gegenwind.

Hier ist eine sehr einfache Grafik dessen, was Sie sehen könnten:

_{(Quelle: cadblog.net) sub>}

Und deshalb landen wir eher im Gegenwind als im Rückenwind, da wir sonst schneller landen würden und mehr Landebahn benötigen, um anzuhalten.

GPS misst die Bodengeschwindigkeit oder die absolute Geschwindigkeit. Das Staurohr des Flugzeugs misst die Geschwindigkeit relativ zum Luftstrom um das Flugzeug.

Hier ist eine hilfreiche Grafik der NASA zur relativen Geschwindigkeit:

Fußnote: Wie Ratchet Freak in seiner Gleichung demonstriert, muss man sich natürlich daran erinnern, dass dies das Fliegen direkt in den Wind vereinfacht und den Wind nicht berücksichtigt Richtung.

Die anderen Antworten zum Thema Wind sind wahr, aber das sehen Sie in Ihrer Simulation nicht. Was Sie tatsächlich sehen, ist der Unterschied zwischen wahrer Fluggeschwindigkeit und angegebener Fluggeschwindigkeit .

Die wahre Fluggeschwindigkeit ist die tatsächliche Geschwindigkeit des Flugzeugs durch die Luft. Ohne Wind entspricht dies der Geschwindigkeit des Flugzeugs über den Boden. Dies ist, was Ihr GPS anzeigt.

Die Fluggeschwindigkeitsanzeige hingegen ist eigentlich nur ein "dynamischer Druck" -Sensor. Es funktioniert durch Messen des Drucks des Stauluftstroms. Aber wie wir wissen, wird die Luft beim Aufstieg in die Atmosphäre dünner - weniger dicht und weniger druckvoll. Dies führt dazu, dass die Fluggeschwindigkeitsanzeige niedriger als die tatsächliche Fluggeschwindigkeit anzeigt.

Der Grund dafür ist, dass alle wichtigen aerodynamischen Dinge, die einem Flugzeug passieren können (wie das Abwürgen), eher an dynamischen Druck als an dynamischen Druck gebunden sind wahre Fluggeschwindigkeit.

Ich werde versuchen, eine möglichst einfache Antwort zu geben, aber die Geschwindigkeit in der Luftfahrt braucht etwas Zeit, um sich zurechtzufinden ...

Die Cockpit-Fluggeschwindigkeitsanzeige (ASI) misst die angezeigte Fluggeschwindigkeit oder IAS, gemessen in Knoten. Aber IAS ist technisch gesehen überhaupt keine Geschwindigkeit. Es kann als Messung des Drucks der Luftmoleküle angesehen werden, die über den Flügel strömen.

IAS ist die wichtigste Geschwindigkeit, denn wenn der Druck der Luftmoleküle über den Flügel zu niedrig ist, verlieren Sie Auftrieb und Stillstand. Mehr Geschwindigkeit bedeutet jedoch mehr Druck.

In großer Höhe gibt es weniger Luftmoleküle, also weniger Druck auf den Flügel. Um den gleichen Druck auf den Flügel aufrechtzuerhalten (d. H. Den gleichen IAS beizubehalten), müssen Sie daher schneller fahren. True Airspeed (TAS) misst, wie schnell Sie tatsächlich fliegen. Im Flug wird es höher sein als der IAS. TAS kümmert sich nicht um den Druck über dem Flügel - es ist die Geschwindigkeit durch die Luft.

Groundspeed (GS) ist einfach das TAS mit dem Effekt des hinzugefügten Windes. Die Bodengeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit des Flugzeugs im Verhältnis zum Boden. Wenn Sie eine TAS von 200 kt und einen Rückenwind von 50 kt haben, beträgt Ihre Geschwindigkeit über dem Boden 250 kt. Dies ist die Geschwindigkeit, die das GPS anzeigt.

Die angezeigte Fluggeschwindigkeit ist eine Annäherung an die Geschwindigkeit des Flugzeugs in der Luft. Wind kann dazu führen, dass die tatsächliche Fluggeschwindigkeit von der Bodengeschwindigkeit abweicht (was das GPS anzeigt).

Um sie in Bodengeschwindigkeit umzuwandeln, müssen Sie die Windgeschwindigkeit kennen und hinzufügen.

$ $ \ vec v_ {Luft} + \ vec v_ {Wind} = \ vec v_ {Boden} $$