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Grundlagen des Fluges - Ein Lehrbuch für Piloten nach europäischen Richtlinien
Klaus L. Schulte
Verlag KLS Publishing, 2013
ISBN 9783942095624 , 445 Seiten
Format PDF, OL
Kopierschutz Wasserzeichen
FRONTSEITE
1
INHALTSVERZEICHNIS
5
Vorwort des Verlags
13
GRUNDLAGEN DES FLUGES
15
01 00 00 Aerodynamik im Unterschallbereich
17
01 01 00 Grundlagen
17
01 01 01 Physikalische Grundgrößen und Gesetze
17
01 01 02 Strömungen und Strömungsfelder
32
01 01 03 Aerodynamische Kräfte und Momente bei Tragflügelprofilen
34
01 01 04 Parameter der Tragflügelprofile
37
01 01 05 Parameter der Tragflügel und Tragflügelformen
41
01 02 00 Zweidimensionale Strömung um einen Tragflügel
47
01 02 01 Zweidimensionales Strömungsmuster
47
01 02 02 Staupunkt
48
01 02 03 Druckverteilung
49
01 02 04 Druckpunkt und aerodynamisches Zentrum
51
01 02 05 Auftrieb und induzierter Abwind (Downwash)
52
01 02 06 Widerstand und Wirbelschleppe (Wake)
52
01 02 07 Einfluss des Anstellwinkels
53
01 02 08 Strömungsabriss bei hohem Anstellwinkel
54
01 02 09 Die Auftriebskurve
55
01 03 00 Koeffizienten
56
01 03 01 Auftrieb und Auftriebskoeffizient CL
56
01 03 02 Widerstand und Widerstandskoeffizient CD
59
01 04 00 Dreidimensionale Strömung um Tragflügel und Flugzeug
64
01 04 01 Dreidimensionales Strömungsmuster
64
01 04 02 Induzierter Widerstand
68
01 05 00 Aerodynamischer Widerstand
77
01 05 01 Parasitärer Widerstand
77
01 05 02 Parasitärer Widerstand und Auftriebsbeiwert
77
01 05 03 Induzierter Widerstand und Auftriebsbeiwert
78
01 05 04 Intentionally left blank
78
01 05 05 Gesamtwiderstand und Auftriebsbeiwert
78
01 05 06 Intentionally left blank
79
01 05 07 Parabolische Widerstandspolare
80
01 06 00 Bodeneffekt
85
01 06 01 Reduktion des induzierten Widerstandes
86
01 06 02 Reduktion des Anstellwinkels
86
01 06 03 Erhöhung des Auftriebs
87
01 06 04 Auswirkungen des Bodeneffekts bei Start und Landung
87
01 07 00 Auftriebsbeiwert und Geschwindigkeit im Horizontalflug
89
01 07 01 CL-V-Gleichung
89
01 07 02 CL-V-Kurve
89
01 08 00 Der Strömungsabriss („Stall“)
90
01 08 01 Übergang zur Turbulenz bei hohem Anstellwinkel
90
01 08 02 Stallgeschwindigkeit
99
01 08 03 Ausbreitung des Turbulenzbereichs auf dem Tragflügel
110
01 08 04 Stallwarnung
117
01 08 05 Besondere Phänomene beim Stall
120
01 09 00 Auftriebshilfen, Vortex Generatoren
133
01 09 01 Auftriebshilfen an der Tragflügelhinterkante (Trailing edge flaps)
133
01 09 02 Auftriebshilfen an der Tragflügelvorderkante (Leading edge devices)
141
01 09 03 Vortex-Generatoren (Low-Speed)
146
01 10 00 Spoiler und Speedbrakes
147
01 10 01 Einsatz von Spoilern in verschiedenen Flugphasen
147
01 10 02 Die Wirkung von Speedbrakes
149
01 11 00 Die Grenzschicht (boundary layer)
150
01 11 01 Verschiedene Typen der Grenzschicht
150
01 11 02 Vor- und Nachteile bei Form- und Reibungswiderstand
150
01 12 00 Aerodynamische Verschlechterung
151
01 12 01 Eis und sonstige Kontamination
151
01 12 02 Deformation und Modifikation, Flugzeugalterung
151
02 00 00 Aerodynamik im High-Speed-Bereich
153
02 01 00 Geschwindigkeiten im High-Speed-Bereich
153
02 01 01 Schallgeschwindigkeit
153
02 01 02 Machzahl
153
02 01 03 Einfluss von Temperatur und Altitude auf die Machzahl
154
02 01 04 Kompressibilität der Luft
154
02 01 05 Unterbereiche der Strömungsaerodynamik
157
02 02 00 Stoßwellen
158
02 02 01 Senkrechter Verdichtungsstoß
160
02 02 02 Schräger Verdichtungsstoß (Oblique shock waves)
163
02 02 03 Machkegel
165
02 03 00 Effekte bei Überschreiten der kritischen Machzahl
168
02 03 01 Kritische Machzahl
168
02 03 02 Auftrieb bei hoher Machzahl
169
02 03 03 Widerstand bei hoher Machzahl
171
02 03 04 Nickmoment bei hoher Machzahl
173
02 03 05 Steuerbarkeit bei hoher Machzahl
174
02 04 00 Buffet–Grenze
174
02 05 00 Maßnahmen zur Vergrößerung des superkritischen Bereichs
178
02 05 01 Pfeilung des Tragflügels
178
02 05 02 Dünne und superkritische Profile
180
02 05 03 Vortex-Generatoren (High-Speed)
183
02 05 04 Flächenregel
184
03 00 00 Lockheed SR-71 (Exkurs)
185
New York -London in 1:55, London-Los Angeles in 3:48
186
Die Entwicklung der SR-71
188
Einsatz der SR-71
192
Weltrekorde der SR-71
193
Verwandte Typen
193
SR-71 Daten
194
04 00 00 Flugstabilität
195
04 01 00 Statische und dynamische Stabilität
195
04 01 01 Grundlagen und Definitionen
195
04 01 02 Voraussetzung für statische Stabilität
198
04 01 03 Summe der Kräfte
198
04 01 04 Summe der Momente
199
04 02 00 Intentionally left blank
199
04 03 00 Statische und dynamische Längsstabilität
199
04 03 01 Methoden zur Erreichung des Gleichgewichts
200
04 03 02 Variation des Gleichgewichts
203
04 03 03 Neutralpunkt des Flugzeugs
206
04 03 04 Neutralpunkt: beeinflussende Faktoren
206
04 03 05 Schwerpunktlage für Stabilität
207
04 03 06 Die CM – a Kurve
210
04 03 07 Faktoren, welche die CM – a Kurve beeinflussen
210
04 03 08 Höhenruderausschlag versus Geschwindigkeit bzw. Auftrieb
211
04 03 09 Höhenruder: Positionsstabilität
213
04 03 10 Höhenrudersteuerkraft: Konstruktionsvorschriften
214
04 03 11 Höhenrudersteuerkraft: beeinflussende Faktoren
215
04 03 12 Manöverstabilität und Steuerkraft beim Lastvielfachen
216
04 03 13 Intentionally left blank
217
04 03 14 Faktoren der Manöverstabilität
217
04 03 15 Konstruktionsvorschriften
219
04 03 16 Dynamische Längsstabilität
220
04 04 00 Statische Richtungsstabilität
223
04 04 01 Schiebewinkel
224
04 04 02 Koeffizient des Giermoments
224
04 04 03 Giermoment-Schiebewinkel-Kurve
224
04 04 04 Die Richtungsstabilität beeinflussende Faktoren
225
04 05 00 Statische Rollstabilität
227
04 05 01 Neigungswinkel
228
04 05 02 Koeffizient des Rollmoments
228
04 05 03 Kopplung von Roll- und Schiebemoment
228
04 05 04 Rollmoment-Schiebewinkel-Kurve
229
04 05 05 Die Rollstabilität beeinflussende Faktoren
229
04 05 06 Intentionally left blank
230
04 06 00 Dynamische Richtungs- und Rollstabilität
231
04 06 01 Effekte asymmetrischer Propellerluftströmung (s. 07 04 03)
231
04 06 02 Spiralsturz
231
04 06 03 Dutch Roll
233
04 06 04 Einfluss der Altitude auf die dynamische Stabilität
235
05 00 00 Flugsteuerung
237
05 01 00 Grundlegende Definitionen
237
05 01 01 Bezugssysteme und Achsen
237
05 01 02 Steuerruder: Änderung der Wölbung
242
05 01 03 Steuerruder: Änderung des Anstellwinkels
242
05 02 00 Höhenrudersteuerung (Pitch control)
242
05 02 01 Höhenruder/ Stabilator
242
05 02 02 Effekte am Leitwerk durch den Downwash
244
05 02 03 Vereisung des Höhenleitwerks
245
05 02 04 Schwerpunktlage
245
05 02 05 Momente durch Triebwerkschub
245
05 03 00 Seitenrudersteuerung (Yaw control)
245
05 03 01 Ausschlagbegrenzung beim Seitenruder
246
05 04 00 Querrudersteuerung (Roll control)
246
05 04 01 Querruder
246
05 04 02 Intentionally left blank
247
05 04 03 Spoiler
247
05 04 04 Negatives Wendemoment
247
05 04 05 Maßnahmen zur Kompensation des negativen Wendemoments
248
05 05 00 Interaktion von Rollen und Gieren
248
05 06 00 Maßnahmen zur Reduzierung der Steuerkräfte
249
05 06 01 Aerodynamischer Ruderausgleich
250
05 06 02 Hydraulische Ruderkraftverstärkung
254
05 07 00 Rudermassenausgleich
256
05 08 00 Trimmung
256
05 08 01 Notwendigkeit einer Trimmung
256
05 08 02 Trim Tabs
257
05 08 03 Stabilizer Trim
258
Besondere Trimmsituationen
260
06 00 00 Grenzwerte
263
06 01 00 Betriebsgrenzwerte eines Flugzeuges
263
06 01 01 Aeroelastizität, Ruderflattern
263
06 01 02 Aeroelastische Ruderumkehr
266
06 01 03 Grenzwerte beim Betrieb von Klappen und Fahrwerk
267
06 01 04 Geschwindigkeitsgrenzwerte VMO, VNO, VNE
268
06 01 05 Geschwindigkeitsgrenzwert MMO
269
06 02 00 Manöverlast-Grenzbereich
270
06 02 01 Manöverlast-Diagramm (V-n-Diagramm)
270
06 02 02 Einflussfaktoren beim Manöverlast-Diagramm
273
06 03 00 Böenlast-Grenzbereich
275
06 03 01 Böenlast-Diagramm
277
06 03 02 Einflussfaktoren beim Böenlast-Diagramm
280
07 00 00 Propeller
281
07 01 00 Umwandlung von Drehmoment in Schubkraft
281
07 01 01 Relevante Propellergrößen
282
07 01 02 Blattverwindung des Propellers
292
07 01 04 Propellerwirkungsgradkurve, Geschwindigkeit und Schub
292
07 01 03 Festpropeller, Verstellpropeller, Constant-Speed-Propeller
295
07 01 05 Propellervereisung
300
07 02 00 Ausfall eines Triebwerks
302
07 02 01 Aerodynamischer Widerstand bei Windmilling
302
07 02 02 Feathering
303
07 03 00 Entwicklungsparameter
308
07 03 01 Streckungsverhältnis der Propellerblätter
309
07 03 02 Propellerdurchmesser
309
07 03 03 Blattanzahl eines Propellers
310
Die Blattrücklage (Skew)**
312
07 03 04 Propellerlärm
313
07 04 00 Sekundäreffekte des Propellers
313
07 04 01 Torque-Effekt
313
07 04 02 Gyroskopische Präzession
314
07 04 03 Asymmetrischer Slipstream-Effekt
315
07 04 04 Asymmetrischer Schubeffekt der Propellerblätter
315
08 00 00 Flugmechanik
319
08 01 00 Einwirkende Kräfte am Flugzeug
319
08 01 01 Unbeschleunigter Horizontalflug
319
08 01 02 Unbeschleunigter Steigflug
320
08 01 03 Unbeschleunigter Sinkflug
325
08 01 04 Gleitflug
326
08 01 05 Koordinierter Kurvenflug
330
08 02 00 Asymmetrischer Schub
332
08 02 01 Momente um die Hochachse
334
08 02 02 Intentionally left blank
336
08 02 03 Kräfte in Richtung der Querachse
336
08 02 04 Einfluss der Flugzeugmasse
340
08 02 05 Intentionally left blank
341
08 02 06 Sekundäreffekte des Propellers
341
08 02 07 Minimum control speeds
341
08 02 08 VMC, VMCA
342
08 02 09 VMCL
343
08 02 10 VMCG
344
08 02 10a Einfluss der Schwerpunktlage
344
08 02 11 Einfluss von Altitude und Temperatur
344
08 03 00 Besondere Punkte auf der Polarkurve
346
Musterprüfungsfragen
347
Principles of Flight (Aeroplane) (Syllabus)
359
Prüfungszeiten (JAR-FCL)
411
Anhang
413
CS23 CONTROLLABILITY AND MANOEUVRABILITY
415
CS25 CONTROLLABILITY AND MANOEUVRABILITY
426
Informative Internet-Links
437
Literaturverzeichnis
438
Autor dieses Buches
440
Bildnachweis
441
Übersicht zur ATPL-Lehrbuchreihe nach PART-FCL
442
RÜCKSEITE
445