EH - Reisegeschwindigkeit

Diskutiere EH - Reisegeschwindigkeit im Luftfahrzeuge allgemein Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Hallo FlugzeugForum.de Gemeinde, ich hätte da mal eine Frage zum Euro Hawk und hoffe, dass ich hier Hilfe finden kann, da diese Information für...

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  1. #1 aviafan, 02.04.2013
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    Hallo FlugzeugForum.de Gemeinde,
    ich hätte da mal eine Frage zum Euro Hawk und hoffe, dass ich hier Hilfe finden kann, da diese Information für mich von großer Bedeutung ist.
    Konkret geht es mir um die Reisegeschwindigkeit dieser Drohne. Seitens des Herstellers werden folgende Angaben gemacht:
    Euro Hawk®

    --> Loiter Velocity: 310 knots TAS (True Air Speed)

    Die Angabe in TAS macht mich hierbei relativ stutzig. Denn der Vogel kommt bis auf eine Höhe von 60.000 ft und bei bereits 40.000 ft beträgt bei 140 kt (IAS) die TAS 310 kt (gemessen mit einem Flugsimulationsprogramm).
    Im Rahmen einer Flugsimulationsmodellierung muss ich aber die standardmäßige Reisegeschwindigkeit (IAS) des Vogels angeben. Aufgrund der beschriebenen Tatsachen würde ich nun auf 140 kt tippen, allerdings weisen Jets doch i.d.R. wesentliche höhere Reisegeschwindigkeiten (IAS) auf.

    Könnte mich ein erfahrener Ingenieur oder Pilot diesbezüglich aufklären? Das wäre sehr nett!

    aviafan
     
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  3. #2 Rhönlerche, 02.04.2013
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    Das sagt die NASA zur Global Hawk:

    NASA - Global Hawk - Performance and Specifications
     
  4. #3 Schorsch, 02.04.2013
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    Ich bin zwar kein Pilot, aber ich versuch es trotzdem mal.

    Der/die/das Global Hawk wiegt maximal 14.6t und hat eine Flügelfläche von 50sqm. Nehmen wir mal 12t Fluggewicht an.
    Aus 335 KTAS bekomme ich bei 55kft etwa 120 KIAS raus.

    Jetzt fragen wir uns mal, welcher Auftriebsbeiwert nötig wäre bei 12t Gross und 55k:
    CA = W / (qDyn*S) = 120000 / ( .1482/2 * 172^2 * 50.1) = 1.09

    Das ist ein sehr hohes CA, wobei es subsonisch durchaus möglich ist. Selbst transonische Airliner-Flügel haben Buffet-CA von bis zu 1.3. Das Fluggerät müsste dann allerdings kaum mehr Reserven haben.
     
  5. kh.fu

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    Die genaue Speed ist OPSEC.

    Loiter Speed= Lauergeschwindigkeit??
    Also die Fahrt für Verbleiben vor Ort.
     
  6. #5 Rhönlerche, 03.04.2013
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    Genau. "To Loiter" bedeutet "Herumlungern", wenn es auf die möglichst lange Verweildauer vor Ort ankommt und nicht auf Streckenflug.
     
  7. #6 Schorsch, 03.04.2013
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    Auf der Höhe sollte so ein Flugzeug ab ~370KTAS Probleme mit Kompressibilität bekommen. Die im Internet angesagten 335 KTAS sind daher wohl auch die tatsächliche einsatzrelevante Höchstgeschwindigkeit. Best Range und Best Endurance sind da oben sowieso dicht beieinander.
    Da das Triebwerk durch den Einsatz auf großer Höhe dimensioniert wird, sollte in niedrigeren Höhen ein recht üppiger Schubüberschuss vorhanden sein. Dann kann man den Flieger vermutlich in seine schublimitierte Höchstgeschwindigkeit pressen.
    Die würde ich bei etwa 430-450 KTAS auf 25k ft schätzen.
     
  8. #7 aviafan, 04.04.2013
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    Vielen Dank! Das hat mir schon mal weitergeholfen.

    Meint Ihr dass es für so ein Flugzeug realistisch ist, zwischen 10.000 ft und 15.000 ft mit einer Steigrate von 5000 ft\min bei 250 kt (IAS) zu fliegen? Der Simulator spuckt das nämlich aus...
     
  9. #8 cool, 04.04.2013
    Zuletzt bearbeitet: 04.04.2013
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    Wenn ich es mit einer B777 oder A340-600 vergleiche, die beide ein leicht besseres Schub/Gewichtsverhältnis haben, dann würde ich sagen: Nö, packt die Hawk nicht.
    Denn selbst von 5000ft/min im "Initial climb" träumen beide Airliner, obwohl die schon reichlich Schmackes haben.

    Allerdings ist das Schub/Gewichsverhältnis nicht alles und so eine Hawk kann man bestimmt aerodynamisch etwas anders auslegen als ein Airliner, bei dem man wohl mehr Kompromisse eingehen muss.
    So gesehen vielleicht schon möglich, wobei das Gefühl sagt, dass es ne menge Holz ist.

    //edit: Ich habe gegoogelt :D

    http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/35294/74468299.pdf?sequence=1Safety

    Hier gibt es eine "Sicherheitsanalyse" der Air Force, ob es der Hawk möglich ist, den nach TCAS vorgesehenen Climb Rates entsprechend auch zu steigen:

    Seite 44 Chart: da kann man sich die Rate of Climb zusammeninterpolieren. Ich komme da bei schwerem Flieger auf ~3200fpm auf FL150

    Seite 45 Mitte steht auch noch was interessantes dazu.
     
  10. #9 aviafan, 04.04.2013
    Zuletzt bearbeitet: 04.04.2013
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    Vielen Dank, cool!
    Aber was mich nun ziemlich irritiert, sind die Geschwindigkeitsbereiche für den Global Hawk. Weshalb sind die so gering? Ich meine fast jeder Jet schafft doch wohl locker 250 kt (CAS/IAS) ab 10.000 ft.
    Bringe ich hier etwas durcheinander?
     
  11. cool

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    Jeder normale Jet hat aber auch ein anderes Profil und vor allem einen anderen Tragflügel. Wenn ich mir Bilder des Profils anschaue, dann ist das wohl kein transonisches Flügelprofil und ausserdem ist der Tragflügel nicht gepfeilt, da wird Mkrit (wenn das überhaupt ein Thema bei dem Speed ist) auch nicht zu hoch sein.
    Ich vermute mal, es ist ein Laminarprofil oder etwas in die Richtung und die "brauchens nicht so schnell", würde auch dafür sprechen, dass das Fluggerät auf eine lange Verweildauer ausgelegt ist, als ein besonders hohe und gleichzeitig effiziente Reisegeschwindigkeit.
     
  12. #11 aviafan, 04.04.2013
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  13. #12 Grizzly, 04.04.2013
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    Ich glaube, hier und auf der verlinkten Seite werden teilweise IAS/CAS auf der einen und TAS auf der anderen Seite durcheinander geworfen...
     
  14. #13 aviafan, 04.04.2013
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    Bedingt durch Einschränkungen des Simulationsprogrammes kann ich nur die IAS verwerten. Das habe ich bislang auch getan in der Annahme, dass die Unterschiede zwischen CAS und IAS nicht allzu groß seien.
    Fehlannahme?
     
  15. cool

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    Also TAS und CAS sind jetzt nicht so schwer auseinander zu halten, wenn man ein bissi von der Materie versteht.
    Aber wenn ich so Sachen lese, wie: "Her maximum speed is mach .85 up to about FL510 or so"
    und dann später noch was von slats und flaps, dann isses zumindest keine Global Hawk.

    Ich vermute, hier wird ein Global Hawk Model am Computer (also das optische Model) einfach mit den Parameter eines anderen Flugzeugs geführt/geflogen.

    Unterschiede zwischen CAS und IAS sind idR fast vernachlässigbar, zumindest kommen da keine Sprünge wie bei IAS und TAS raus.
     
  16. #15 phantomas2f4, 04.04.2013
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    G/H bzw E/H brauchen keine größeren Geschwindigkeiten, die sind auf max. endurance / max loiter getrimmt. Sind halt ein großes Segelflugzeug mit Strahlantrieb ala U2....

    Klaus
     
  17. #16 Schorsch, 04.04.2013
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    Da hat jemand einfach ne klassische A320-Aero genommen und so lange gepopelt, bis das Ding bis 55k steigen konnte.
     
  18. #17 aviafan, 04.04.2013
    Zuletzt bearbeitet: 04.04.2013
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    Großen Dank an Euch!
    Dann werde ich meine Messungen auf Basis eines neuen Flugplanes durchführen müssen. Allerdings haben mich diese ganzen z.T. widersprüchlichen Angaben doch etwas durcheinander gebracht.
    Bei meinem Vorhaben geht es im Prinzip darum, für den Steig-, Reise- sowie Sinkflug auf verschiedenen Höhen Werte zum Treibstoffverbrauch, zu diversen Beiwerten etc. zu ermitteln. Dafür sind aber im Vorfeld Nenngeschwindigkeiten zu definieren.

    Für den Reiseflug bzw. Horizontalflug bin ich dabei aufgrund der falschen Infos so vorgegangen, dass ich bis zur mach trans. alt. (habe ich auf ca. 27.000 ft angepeilt) mit um die 250 kt (IAS) geflogen bin. Ab der mach trans. alt. dann konstant mit mach 0,65.
    Aber das ist ja nun alles für die Tonne.
    Nun sehe ich in der Dissertation auch noch, dass selbst ein Flug mit 0,65 nur den absoluten Grenzfall darstellt, obwohl eine andere Quelle (diese liegt mir leider nicht in digitaler Form vor), etwas anderes sagt.

    Ich wäre euch daher sehr dankbar, wenn ihr mir ein paar Hinweise zum Erstellen eines angemessenen Flugplanes geben könntet. Mich würde z.B. auch interessieren, wie ich beim Steigflug (bis zur maximalen Höhe durchzuführen) idealer Weise vorgehen sollte. D.h., mit welcher Leistung und bei welchen Geschwindigkeiten sollte ich den EH fliegen lassen, damit ich sinnvolle Steigraten messen kann. Selbiges auch für den Sinkflug.

    Zusammenfassend brauche ich also jeweils 3 Nennwerte für alle 3 Flugphasen bei einem Referenzgewicht von ~ 25.000 lbs. Jeweils bis 10.000 ft, dann von 10k ft bis mach trans alt. und eben die Mach-Zahl ab der mach trans alt.

    Vielen Dank!
     
  19. #18 Schorsch, 05.04.2013
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    Grundsätzlich fliegt man mit konstanter IAS. Sollte diese irgendwann höher sein als die optimale Machzahl, fliegt man mit Machzahl. Dies ist bei vielen Flugzeuge der Fall, muss aber nicht.
    Die Global Hawk sollte eigentlich immer mit 110-140 KIAS unterwegs sein. Das sind selbst auf 60000ft noch unter Mach 0.5.
    Daher ganz einfache Kiste.

    Kommen wir zum Vorhaben als solches.
    Du willst Messungen durchführen?
    Und das mit einer Simulation, wo außer dem Namen und der äußeren Erscheinung nichts stimmt?
    Falls Du mithilfe der "Simulation" das machen willst, werden die Ergebnisse nichts wert sein. Da kannst Du auch im Kaffeesatz lesen.
    Andere Ansätze wären vielversprechender.
     
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  21. #19 aviafan, 05.04.2013
    Zuletzt bearbeitet: 05.04.2013
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    Hallo Schorsch,
    vielen Dank für deine Nachricht. Nein, bei dem Simulationsprogramm handelt es sich nicht um FSX und das virtuelle Flugzeugmodell stammt auch nicht von dieser Seite, sondern von einer vertrauenswürdigen Quelle. Das einzige Problem dabei war, dass ich bislang keine konkreten Angaben zur Nenngeschwindigkeit des EH gefunden hatte und der Hersteller selbst sämtliche Anfragen ignoriert hat. Diese Masterarbeit ist nun die einzige, vertrauenserweckende und mir zur Verfügung stehende Quelle. Immerhin wurde dem Autor durch die Air Force selbst unter die Arme gegriffen, sodass er auch Zugang zu den "geheimen" Daten bekommen hat.

    Ich bin leider erst angehender Ingenieur und muss diese Messungen im Rahmen meines ingenieurwissenschaftlichen Studienganges durchführen. Unter den oben genannten Umständen blieb mir leider nichts anderes übrig als mit meinem bisherigen Kenntnisstand Werte zu schätzen. Ich habe mir Daten zu über 100 Jets angeschaut und hielt die 250 kt unterhalb ~ 30k ft daher für sinnvoll.
    Vielen Dank, dass Ihr mich diesbezüglich aufgeklärt habt.

    Dürfte ich noch fragen, wie man bei den Messungen während des Steig- und Sinkfluges vorgehen sollte. D.h. mit welcher Nenngeschwindigkeit und vor allem welcher Leistung sollte der EH geflogen werden, damit realistische Steig- und Sinkraten aufgezeichnet werden können?
    Welche Mach-Zahl haltet ihr für sinnvoll? 0,65 scheint ja zu hoch zu sein.


    Ich wurde diesbezüglich anders belehrt bzw. habe mir sagen lassen, dass man sich bis zur mach trans. alt. an der IAS orientiert und ab dann mit einer konstanten Mach-Zahl fliegt.
     
  22. cool

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    Auf Seite 44 der Masterarbeit steht in der Tabelle: Conditions: "Gear up" (selbsterklärend) und MCT.

    MCT: Maximum Cont. Thrust , also ein Thrust Rating des Triebwerks, mit dem man zeitlich unbegrenzt fliegen darf. Take Off-Thrust liegt höher, aber ist auf 5 oder 10min limitiert.

    Wie gesagt, mit der Hawk hab ich nicht viel am Hut, aber generell gehts etwa so:

    Speed, Thrust und V/S (vertical Speed) beeinflussen sich ja direkt. Aus ökonomischer Sicht ist es sinnvoll vor allem schnell an Höhe zu gewinnen. Zum einen, weil es sich "oben" günstiger fliegen lässt (nicht schneller!!) aufgrund des gesunkenen Widerstands, der aus der gesunkenen Dichte herrührt.
    Zum anderen, weil Triebwerke am effizientesten operieren (der spezifische Verbrauch am geringsten ist), je höher der geforderte Schub ist (mal Nachbrenner aussen vor), weil in dem Fall Kompressorauslassdruck und Turbineneinlasstemperatur am höchsten ist (und beide helfen der Effiziens auf die Sprünge).
    Letztere ist auch der Grund, wann man (Airliner) dann doch nicht immer und überall "Vollgas" gibt sondern den Schub reduziert. Dabei gehts nicht ums Sprit sparen, sondern um das Triebwerk zu schonen.

    Lange Rede,...: Ein Airliner setzte TO-Power (reduziert oder nicht ist erstmal wurscht) hebt nun bei Vr ab, und gewinnt erstmal an Höhe. Wenn das Flugzeug "clean" ist (Flaps drinnen), und die Triebwerksleistung "reduziert" worden ist, beginnt der Climb. Dabei wird üblicherweise eine definierte Power gesetzt (Climb-Power), das FMS errechnet eine ECON-Speed (also eine Geschwindigkeit, bei der sich das Flugzeug günstig fliegen lässt, das hängt aber von verschiedenen Parameter ab und kann so auch beeinflusst werden, je nachdem ob einem wenig Spritverbrauch oder geringe Flugzeit wichtig ist) und daraus ergibt sich nun automatisch eine bestimmter V/S. Ich "häng" das Flugzeug quasi an die Triebwerke und halte eine bestimmte Geschwindigkeit, der Rest ergibt sich.
    Manchmal gibt es gewisse "constrains" an die man sich halten muss, so hält man unter ~FL100 (bin mir nicht ganz sicher) eben 250KIAS, oder man darf nciht so schnell steigen wie man will, wasweisich.

    Zur Hawk: Ich vermute hier geht es in etwa gleich: Es wird eine definierte Power gesetzt, ob die nochmal zwischen reduzierter Climb-Power und MCT unterscheiden -> keine Ahnung, vielleicht ist das bei denen auch nicht so wichtig, oder es wird bei Übungen etwas weniger Leistung gesetzt, um die Triebwerke zu schonen.
    Dann wird eine definierte Geschwindigkeit gesetzt, bei der die Hawk günstig zu operieren ist, wobei bei dem Speed-Pattern nehmen ich an, dass die recht nahe am Speed-Limit operieren, denn irgendwie muss man ja voran kommen und 150KIAS sind ja nun nicht sooo schnell.
    Naja, daraus resultiert dann die V/S, die natürlich von Aussenbedingungen (Luftdruck/Temperatur), Gewicht des Flugzeugs und (wenn auch nur wenig) von der Beschaffenheit des Fluggeräts abhängt.

    Stimmt ja, hat der Schorsch auch so gesagt. Bei "schnellen" Flugzeugen, die später nah an der Schallmauer operieren, ist es wichtig, die eigene GEschw. in Realation zur Schallgeschw. zu messen und sich daran zu orientieren. Ansonsten könnte Mach krit des Flugzeugs/Tragfläche überschritten werden. Airliner fliegen ja recht nah an der Mkrit.
    Deswegen gibt es 2 Limits: Vmo und Mmo (also max. Geschwind. nach IAS und nach M-Zahl). Unter der transition Alt. ist Vmo erreicht, bevor man an die Mmo kommt, darüber dann andersrum (grob gesagt).
    Vmo bezieht sich auch auf das Struktur-limit der Zelle (ich glaube in Wirklichkeit ist das EAS, aber egal), also wenn es schneller als Vmo wird, dann ist die Belastung des Flugzeugs zu hoch. Über Mmo wird eben die M krit überschritten um im schlechtesten Fall kommt es zu einem Shock-Stall.

    Ob für die Hawk die M-Zahl relevant ist im Betrieb, oder ob die jemals als Regelparamter genutzt wir -> ? Die Frage wäre, ob das je für die Hawk (bzw. deren Tragfläche) relevant ist oder ob nicht vor erreichen der vermeidlichen Mmo bereits lange ein anderes Limit erflogen wurde.
    Der Speed-Pattern auf Seite 38 läst allerdings darauf schliessen, das über ~FL550 nach M-Zahl gelflogen wird. Ob man sich dann allerdings auf die M-Zahl "hängt" oder den IAS-Pattern hinterlegt und abfliegt -> ?
     
Moderatoren: Skysurfer
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