Beschleunigung

[Dominik]

Hi...
mich würde mal die Beschleunigung moderner Kampfjets interessieren!
z.B. wieviel Sekunden von 250kts auf 500kts mit vollem Schub oder wieviel Sekunden von 0(stehend) bis 54kts(etwa 100km/h)...
Gibts es vielleicht sogar Beschleunigungsdiagramme zu verschiedenen Typen und wie stark beeinflusst die Höhe die Werte???

THX

 

[AE]

F-4 Phantom von 319 knoten auf 868 knoten in 135 sekunden dabei 43 km zurückgelegt.
Oder von Mach 0,5 (330 Knoten) auf Mach 0,9 (595 Knoten) das heißt zusätzlich 265 Knoten in 54 Sekunden mit normaler Beschleunigung = 5 Knoten/sekunde.
Mit Nachbrenner wird die gleiche Geschwindigkeit in 22 Sekunden erreicht = 12 Knoten/sekunde. Dies bedeutet eine Verbesserung um 145% und wird mit 136 l Kraftstoff zusätzlich erkauft.

In 3.000 m Höhe 0,5 Mach; Beschleunigung auf 1,36 Mach in 135 Sekunden. F-4 im Geradeausflug


Beschleunigungswerte der F-16 liegen bei 9 g.
Grenzen bei der Beschleunigung liegen heute bei den Piloten.Abhängig von der Tagesform 4 bis 7 g ertragbar. "... Daraus können wir folgern, dass die dauernde 9 g Kurve der F-16 eine reine Abwehrmaßnahme ist. Ein Angreifer wird 7 g nicht überschreiten."

Gunston/Spick Moderne Kampfflugzeuge

 

[Alpha]

Die 9G im Kurvenflug sind doch etwas völlig anderes, als die Beschleunigung im Geradeausflug. Davon abgesehen kann weder die F-16 9G "dauernd" ziehen (auch die wird dabei langsamer - vom Piloten gar nicht zu reden), noch ist mir klar, wieso der Autor meint, der Angreifer würde nicht über 7G ziehen.

Ansonsten: Die "x kias/mn Beschleunigung in y sekunden" hängt auch immer stark von Flughöhe, Temp, Triebwerk, Anfangsspeed, usw. ab.

 

[Dominik]

Danke erstmal für die Daten, genau so hab ich mir das vorgestellt! Meinte aber nur die Beschleunigung im Geradeausflug...
Hab ihr vielleicht noch was von anderen Typen..vielleicht vom Tornado???

 

[LFeldTom]

Würde die ursprüngliche Frage gerne ein wenig erweitern. Bei Triebwerken wird ja gerne Standschub in Höhe Null angegeben. Gibt es dazu auch Daten für größerer Höhen und andere Geschwindigkeiten ?

Tom

PS: kleine Ergänzung zu den bereits erwähnten Parametern:
F = m * x'' (ich hoffe die Formel kann man nachher auch noch erkennen )
Somit ist natürlich die Masse auch sehr wichtig.

 

[AE]

Original geschrieben von Alpha
Davon abgesehen kann weder die F-16 9G "dauernd" ziehen (auch die wird dabei langsamer - vom Piloten gar nicht zu reden), noch ist mir klar, wieso der Autor meint, der Angreifer würde nicht über 7G ziehen.

Aus den von Dir genannten Gründen; Der Pilot wird bei 9 g so stark belastet, dass der Autor davon ausgeht, dass er nicht in der Lage ist komplexe Handlungen für eine Angriffsmaßnahme durchzuführen. Der Angegriffene wird mit jedem Mittel versuchen sich aus seiner mißlichen Situation zu befreien, also auch mit 9 g wegziehen.

 

[Alpha]

Ist aber nicht so. In Luftkämpfen zieht auch der Angreifer 9G. Das darf man sich ja nicht so vorstellen, dass die da minutenlang mit 7-9G durch die Gegend fliegen. Die Spitzenwerte werden nur kurz erreicht - eben auch, weil man dabei viel Geschwindigkeit verliert.

 

[_Michael]

@LFeldTom: Ich denke kaum, dass diese noch eine Rolle spielt. Bei den auftretenden Luftwiderständen wäre sie einfach viel zu ungenau.
Trotzdem hab ich damit mal einige Beschleunigungen ausgerechnet. F/A-18 von 0 auf 100 in etwa 0.8 Sekunden mit vollem Nachbrenner und ohne Widerstand...;)

 

[_Michael]

Uuuups: Formel wäre etwas anders, zumindest so in der allgemeinen Schreibweise:

F = m * a


Kraft = Masse * Beschleunigung

für Beschleunigung verwendet man ja allgemein das a, ausser dann wenn die Beschleunigung gegen unten drückt (Erdbeschleunigung, Kurven), dann eher g.

 

[Scorpion]

Hm die Gripen benötigt 30 Sekunden um von Mach 0,5 auf Mach 1,1 zu beschleunigen (Höhe unbekannt).
Der Typhoon kann auf Meereshöhe in ca. 30 sek von Mach 0,3 auf Mach 1 beschleunigen.

Die Beschleunigung hängt wie Alpha bereits erwähnt hat von zahlreichen faktoren ab z.B. Gewicht, Luftwiderstand, Ausgangsgeschwindigkeit, Flughöhe...

 

[uli]

@Michael:

ich glaube, irgendwo hast du noch einen Rechenfehler. Die Beschleunigung von 0-100 km/h auf der Piste in 0,8 s würde ein Schub/Gewichtsverhältnis von 3,5 erfordern.

Gehen wir von einem für die F/A-18 optimistischen Schub/Gewichtsverhältnis von 1 aus, dann ist die horizontale Beschleunigung ohne Luftwiderstand genau 1g. Bei stehendem Start werden die 100 km/h dann in etwa 2,8 s erreicht.

Uli

 

[Scorpion]

von Alpha

Die Spitzenwerte werden nur kurz erreicht - eben auch, weil man dabei viel Geschwindigkeit verliert.

Naja kommt drauf an wie man kurz definiert. Eine F-16 oder auch andere moderne Jets sind durchaus in der Lage 9 G länger auszuhalten, es kommt natürlich sehr auf die Ausgangssituation an. Bei 550 kts+ kann ein Jet durchaus eine längere Zeit mit ~9 G fliegen, vorrausgesetzt der Pilot fliegt die Maschine extrem in der Vertikalen Ebene. Der Faktor Mensch wird dabei jetzt mal außer acht gelassen. Bei hohen Geschwindigkeiten ist auch der Geschwindigkeitsverlust nicht so groß, weil der Anstellwinkel nicht so extrem hoch ist, anders ist das wenn man z.B. bei 400 kts eine 9 G Kurve fliegt, der AOA steigt schneller an, die Geschwindigkeit verringert sich schneller...
Natürlich sind 550 kts nicht gerade optimal zum fliegen extrem schneller, enger Kurven.
Das ganze ist natürlich nur Theorie und in der Praxis wirds sicherlich eher so aussehen wie Du es beschrieben hast.

 

[nik]

in der hoffnung, dass das beschleunigungsthema erschöpfend beantwortet ist, ein wort zu den g's als flüchtender bzw. als angreifer. es ist genauso wie eidner das beschrieben hat. ein angreifer wird keine 9g ziehen, um an seinem opfer dranzubleiben, da gibt es intelligentere taktiken. bei 9g, auch nur kurzzeitig, gibt man alle trümpfe aus der hand, weil 9g eine absolute not- und ausnahmesituation bedeuten. kein dogfight instructor wird seinem schüler empfehlen, beim angriff bis an die belastungsgrenze für pilot und material zu gehen. 9g beim flüchtenden kann man im weitesten sinne als "panikreaktion" bezeichnen. diese aussage ist nicht auf meinem mist gewachsen, sondern von einem f-16 piloten so geäußert worden. kann ja sein, dass er ein feiglig ist und angst vor hämatomen am sitzfleisch hat. :D auch bei den g's soll manchmal weniger mehr sein.:D

 

[Markus_P]

@scorpion: der AOA spielt bei hohen Kreisbeschleunigungen m.E. nicht die alleinige Rolle. Aus meiner letzten Aerodynamik-Klausur wage ich mich noch an folgendes Verhältnis zu erinnern:

induz. Widerstand ist proportional zum Quadrat der Auftriebskraft

bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit ist im Vergleich zum Horizontalflug (1g) die Auftriebskraft, die benötigt wird, um einen Jet in einen 9g-Turn zu zwingen, 9mal so groß, richtig?
Folglich wäre allein der induzierte Widerstand des Flügels etwa 81 mal so groß wie bei 1g...wenn alle übrigen Faktoren (Airspeed, etc) gleich blieben.
Dazu kommt noch der Reibungs widerstand von Flügel und Rumpf.

Man mag mich korrigieren, aber die Folge aus o.g. Zusammenhängen ist eine rapide Verzögerung, der Pilot müßte weiter ziehen, um den 9fachen Auftriebswert zu halten und würde somit weiter Airspeed abbauen.

Für obige Aussagen übernehme ich keine Gewähr, ich weiß noch nicht ob ich bestanden hab :D

 

[Otti]

@Markus_H_P
Doch, deine Aussage stimmt, denn damit überhaupt so hohe G-Werte erreicht werden können, muss schon eine sehr enge Kurve geflogen werden (egal ob horizontal oder vertikal) und dabei wird zwangshaft der Luftwiederstand extrm vergrössert und somit nimmt auch die Geschwindigkeit stark ab!

Bei der PC-7 zum Beispiel weiss ich, dass eine Steilkurven mit 5g geflogen nach 180° abgebrochen werden muss, da sonst die Geschwindigkeit zu tief abfallen würde!

 

[Dominik]

Original geschrieben von Otti
...Bei der PC-7 zum Beispiel...

Deswegen hab ich ja auch von modernen Kampfjets gesprochen ...

 

[Scorpion]

Naja ich sag mal so, in Simulatoren war es bisher immer so, dass ich bei 550kts+ wesentlich weniger an Geschwindigkeit als z.B. bei 400 kts.

 

[Dominik]

Macht dieser Satz nur für mich keinen Sinn???

Kann mir zwar halbwegs denken was du sagen willst aber sicher bin ich mir nicht...

 

[LFeldTom]

Original geschrieben von Michael Bieri
@LFeldTom: Ich denke kaum, dass diese noch eine Rolle spielt. Bei den auftretenden Luftwiderständen wäre sie einfach viel zu ungenau.
Trotzdem hab ich damit mal einige Beschleunigungen ausgerechnet. F/A-18 von 0 auf 100 in etwa 0.8 Sekunden mit vollem Nachbrenner und ohne Widerstand...;)

Naja, zu den 0,8 Sek gibts ja schon einen Beitrag. Was die Formel angeht x'' = a - ist halt die zweite Ableitung des Ortes zur Zeit. Sieht also nur ein wenig anders aus. Bei F ist NICHT die Schubkraft gemeint, sondern die resultierende Kraft. Korrekter gewesen wäre F = (m*v)' , aber hier ist die Massenänderung nahezu zu vernachlässigen. In F ist der Luftwiderstand also bereits berücksichtigt. Wäre dieser bei gleicher Geschwindigkeit aber verschiedenen Massen gleich, dann würde das Massenverhältnis reziprok zum Beschleunigungsverhältnis stehen. Natürlich sind die Luftwiderstände nicht gleich - aber da können hier andere bestimmt kompetentere Beiträge liefern.

Tom