Instrumentenkunde. 022 Aircraft General Knowledge - Instrumentation - Ein Lehrbuch für Piloten nach europäischen Richtlinien

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1 Instrumentenkunde 022 Aircraft General Knowledge - Instrumentation - Ein Lehrbuch für Piloten nach europäischen Richtlinien

2 1. Auflage Mai 2012 Final Version Copyright 2012 bei K.L.S. Publishing, Köln Alle Rechte vorbehalten Vervielfältigungen jeglicher Art z. B. in Form konventioneller Kopiertechnik oder auch mit Mitteln der elektronischen Datenverarbeitung auch in Auszügen nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlags Herstellung: Verschiedene Druckereien im Auftrag des Verlags Dieses Buch wurde im Digitaldruckverfahren hergestellt. Verlag: K.L.S. Publishing, Köln Umschlaggestaltung, Satz und Layout: K.L.S. Publishing, Köln Text: Neue deutsche Rechtschreibung Mit 220 Abbildungen (Grafiken und Fotos) und 8 Tabellen ISBN-13: (Schwarz-Weiß-Druck) ISBN-13: (Farbdruck) ISBN-13: (e-book) Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet unter abrufbar.

3 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT DES VERLAGS FLUGZEUGTECHNIK TEIL 3 INSTRUMENTENKUNDE Sensoren und Anzeigeinstrumente Druckmessung und Druckanzeige Physikalische Einheiten des Drucks Physikalische Messmethoden der Druckmessung Druckmessungen im Luftfahrzeug Temperaturmessung (allgemein) Physikalische Einheiten der Temperatur Physikalische Messmethoden der Temperaturmessung Temperaturmessungen bei Luftfahrzeugen (allgemein) Treibstoffanzeige Treibstoffmessung mittels Schwimmer Kapazitive Treibstoffmessung Treibstoffmessung durch Ultraschall Treibstoffdurchflussanzeige Drehzahlmesser Schubanzeige von Triebwerken Drehmomentanzeige von Triebwerken Anzeige für Synchronlauf (Synchroscope) Monitoring von Triebwerkvibrationen Zeitmessung und Zeiterfassung Instandhaltung gewerblich genutzter Luftfahrzeuge Messung von Parametern in der Luftströmung Luftdruckmessung Definitionen Pitot-Static-System: Bauweise und Fehlerquellen Temperaturmessung in der Luftströmung Definitionen Temperaturmesser: Bau- und Funktionweise Messung des Anstellwinkels zur Luftströmung Höhenmesser (Altimeter) Variometer (VSI)... 66

4 Fahrtmesser (ASI) Machmeter Air Data Computer Pitot-Static-System: Fehlersituationen Instrumente und Sensoren für das Erdmagnetfeld Magnetfeld der Erde Variation Inklination Deviation Magnetfeld eines Luftfahrzeuges Hart- und Weicheisenanteil des Magnetfeldes eines Luftfahrzeugs Kompasseichung Magnetkompass (Direktanzeige) Drehfehler Beschleunigungsfehler Fluglagefehler Anzeigefehler Magnetfeldsensoren Sensor für magnetische Flussdichte (Flux valve) Messfehler beim Flux Valve Andere Magnetfeldsensoren Kreiselinstrumente Kreiselinstrumente: Grundlagen Präzession Freiheitsgrade Kreiselantrieb und Reibungseffekt Wendezeiger Kurven-Koordinator Kugellibelle Künstlicher Horizont Vertical Gyro Unit Kurskreisel Kreiseldrift Fernkompass-System Attitude Heading Reference System (AHRS) Das Ring Laser Gyroskop Das fiberoptische Gyroskop Das MEMS-Gyroskop Accelerometer und Magnetometer

5 Komplettsysteme mit integrierten AHRS Honeywell AH-2100 (RLG) Northrop Grumman LTN-101E (FOG) Crossbow AHRS 500GA (MEMS) Ein kurzer Vergleich der Technologien Trägheitsnavigation (INS und IRS) Einleitung Trägheitsnavigation Differenzierung zwischen INS und IRS Theoretische Grundlagen Rechenmethodik Schuler-Schwingung Schuler-Tuning Zusammenfassung aller Korrekturen Alignment (generell) Fehlertypen Trägheitsnavigationssystem (INS) / Grundlagen/Bauweise Alignment beim INS INS-Genauigkeit Bedienung und Betrieb Trägheitsreferenzsystem (IRS) / Grundlagen/Bauweise Alignment beim IRS Vorteile der IRU IRS-Genauigkeit Bedienung und Betrieb Automatische Flugsteuerungssysteme bei Flugzeugen Definitionen und generelle Funktionsweise Autopilot (A/P) Einleitung Schema eines AFCS Beispiel Challenger 605 AFCS Boeing 737 Automatic Flight Director System Laterale Modes Vertikale Modes Aktivierungsschalter Mixed Modes: Take-off (TO/GA), Go around (GA) und Approach (APP) Aktivierungskriterien

6 Synchronisation Deaktivierung Betriebsgrenzen des Einsatzes Control Wheel Steering Mode (CWS) A/P Mindestanforderungen beim Single Pilot Betrieb Zusammenhang AFCS und FMS Flight Director (FD) Flight Mode Anzeige (FMA) Automatisches Landesystem Automatische Steuerungssysteme bei Hubschraubern (leer) Trimmsystem, Gierdämpfer, Flight Envelope Protection (FEP) Trimmsystem Trimmung generell Komplexe Trimmsysteme Automatische Trimmung Machtrimmung Gierdämpfer (Yaw Damper) Flight Envelope Protection (FEP) Automatisches Schubkontrollsystem Kommunikationssysteme Sprach- und Datenübertragung Definitionen und Übertragungsmethoden Systeme: Architektur, Bauweise und Betrieb Zukünftige Kommunikationssysteme (FANS) Das FANS-Konzept Data Link Anwendungen ATS Facility Notification Automatic Dependent Surveillance Controller Pilot Data Link Communications Flugmanagementsystem (FMS) Bauweise Datenbasis für Navigation und Performance Betrieb des FMS und seine Grenzen Multifunktionsgerät (MCDU) Warn- und Alarmsysteme, Näherungswarnsysteme

7 Allgemeines Flugwarnsysteme Warnsysteme für den Strömungsabriss Schutzsysteme für den Strömungsabriss Warnung vor Overspeed Take-off Warnsystem Altitudewarnsystem Radiohöhenmesser Bodenannäherungswarnsysteme GPWS: Bauweise, Betrieb, Anzeigen Terrain Avoidance Warning System (TAWS) Runway Awareness and Advisory System ACAS/TCAS: Funktionsweise und Betrieb Rotor/engine overspeed alert system (leer) Integrierte Instrumente, elektronische Bildschirme Elektronische Bildschirme Bauweise und Limitierungen Integrierte mechanische Instrumente : ADI/HSI Electronic Flight Instrument Systems (EFIS) Bauweise und Betrieb Primary Flight Display (PFD), Electronic Attitude Director Indicator (EADI) Details zur B737 Speed Bar Flight Path Vector (FPV) Navigation Display (ND), Electronic Horizontal Situation Indicator (EHSI) Weitere elektronische Anzeigesysteme EICAS, ECAM, EWD Multi Function Display Unit (MFDU) Mission Display Unit (MDU) Helikopter-Monitore (leer) Electronic Flight Bag (EFB) Wartungs-, Überwachungs- und Aufzeichnungssysteme Cockpit-Sprachaufzeichnungssystem Flugdatenschreiber Wartungs- und Aufzeichnungsysteme Helicopter Operations Monitoring Programme (HOMP) (leer) Integrated Health & Usage Monitoring System (IHUMS) (leer)

8 Aeroplane Condition Monitoring System (ACMS) Digitale Schaltkreise und Computer Computer: Grundlagen, Definitionen, Bauweise Software: Grundlagen, Definitionen, Anforderungen Softwarerichtlinien für Luftfahrtsysteme AIRCRAFT GENERAL KNOWLEDGE - INSTRUMENTATION - (SYLLABUS) ANHANG Abkürzungen Informative Internet-Links Literaturverzeichnis Autoren dieses Buches Bildnachweis Übersicht der ATPL-Lehrbuchreihe nach FCL