Druck und Geschwindigkeitsmessung im Luftfahrzeugbau
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- Helmuth Uwe Kerner
- vor 6 Jahren
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1 Druck und Geschwindigkeitsmessung im Luftfhrzeugbu Druckmessung essung des sttischen Druckes n einer Wnd bzw. im Inneren eines Fluids: Der Druck und ds Gewicht der Flüssigkeitssäule der Höhe h hlten dem Druck n der essstelle und dem Gewicht des strömenden ediums der Dicht ds Gleichgewicht: F g h. Ds Gewicht des strömenden ediums (Luft) wurde hier ernchlässigt. Druckbohrung: Die bbildungen b. und c. zeigen Einbufehler Pitotrohr: Ds Pitotrohr misst den Druck im Stuunkt.
2 nometer Schrägrohrmnometer Betzmnometer Geschwindigkeitsmessung Prndtlsturohr: Die essgröße des Prndtlsturohres ist die Differenz der Drücke n der Sitze und n der Stelle der Bohrungen m zylindrichen Teil. Hält mn ds Prndtlsturohr genu in die Strömung, herrscht m ordersten Punkt genu der Studruck. Der Druck n der Stelle der seitlichen Bohrungen ist gleich dem sttischen Druck in der nströmung, orusgesetzt die Bohrungen sind weit genug hinter der Sitze ngebrcht. us der gemessenen Druckdifferenz knn uf die Geschwindigkeit in der Strömung zurückgeschlossen werden.
3 .inkomressible Strömung: Für den Druck 0 im Stuunkt ergibt sich mit Hilfe der Bernoulligleichung 0. Durch Umformung erhält mn drus für die gesuchte Geschwindigkeit der ungestörten Strömung mit der gemessenen Druckdifferenz 0 und der Fluiddichte. b.komressible Unterschllströmungen: In komressibler Strömung gilt für ds Verhältnis des Studruckes 0 zum Druck in der nströmung 0 nströmmchzhl Drus ergibt sich für die nströmmchzhl. Wie mn sieht, lässt sich us der gemessenen Druckdifferenz 0 nur dnn uf die nströmmchzhl schließen, wenn gleichzeitig der Druck beknnt ist. Will mn drüberhinus uch noch die ttsächliche Fluggeschwindigkeit (true irseed) wissen, ist die Kenntnis der Umgebungstemertur nötig: mit T R. Venturieffekt: Zur Durchflussmessung und zur essung der Strömungsgeschwindigkeit in Windknälen knn der Venturieffekt erwendet werden. Dbei wird die Differenz der Drücke in der Einlufstrecke und n der engsten Stelle gemessen. us dieser Druckdifferenz knn für inkomressible Strömung mit Hilfe der Kontinuitätsgleichung und der Bernoulligleichung uf die Strömungsgeschwindigkeit geschlossen werden:.
4 Fluggeschwindigkeitsmessung in komressibler Unterschllströmung eßrinzi: us einer Druckmessung mittels Prndtlsturohres wird uf die Fluggeschwindigkeit zurückgeschlossen Fehlerquellen der Fluggeschwindigkeitsmessung: Instrumentenfehler: Diese sind durch eine geeignete Konstruktion der Instrumente und ordnungsgemäße Wrtung zu ermeiden Einbufehler: Fehler durch rt des Einbus des Fhrtmessers und die Positionierung der Druckmeßstellen m Flugzeug - D die Druckerteilung im Bereich des Flugzeugs om nstellwinkel des Flugzeugs bhängt, stimmt der gemessene sttische Druck nicht genu mit dem ttsächlichen sttischen Druck in der umgebenden tmoshäre überein. Fehler uf Grund der Position der Druckmeßstellen müssen besonders bei kritischen Flugzuständen (Lngsmflug) klein sein. Teilweise läßt sich der Positionsfehler durch mehrere eßstellen für den sttischen Druck komensieren. Diese Komenstion ist umso schwieriger, desto größer der Geschwindigkeits- und dmit uch nstellwinkelbereich ist, in dem ds Flugzeug betrieben wird. Gesmtdruckfehler: Korrektur durch Klibrieren der Fhrmessnlge (z.b. mit einem essmst, der us dem Druckfeld des Flugzeugs herusrgt) Sttischer Druckfehler: Fehlerermittlung z.b. mittels des Verfhrens des Vorbeiflugs m Turm (Tower-Fly-By) oder mit einer Schlesonde. Druckerzögerung: Ein Fehler, der durch die endliche usbreitungsgeschwindigkeit einer druckänderung in einer Druckübertrgungsleitung erurscht wird. Die Korrektur knn rechnerisch nhnd der Länge und des Durchmessers der Druckübertrgungsleitung erfolgen. Komressiblitätsfehler: der Ruhedruck bei komressibler Strömung ist größer ls der bei inkomressibler Strömung. Diese Ruhedruckerhöhung hängt nicht nur on der Fluggeschwindigkeit, sondern uch om Druck und der Temertur in der umgebenden tmoshäre b. Dieser Fehler ist umso größer, je größer die Fluggeschwindigkeit ist. Flughöhe über men se leel: Fhrtmesser sind uf men se leel geeicht. bweichungen des Druckes, der Dichte und der Temertur der tmoshäre on diesen Stndrdbedingungen ziehen eßfehler nch sich. Fluggeschwindigkeitsdefinitionen:. Die ngezeigte Geschwindigkeit, IS (indicted irseed) Die IS ist jene Geschwindigkeit die ein uf SL-Bedingungen geeichter Fhrtmesser nzeigt (Instrumentenfehler, Einbufehler, Fehler durch die Komres-sibilität der Luft und bweichungen der tmoshäre on den Stndrdwerten sind nicht korrigiert).. Die berichtigte Eigengeschwindigkeit, CS (clibrted irseed) = RS (rectified irseed) Die CS ist die um Instrumenten- und Einbufehler berichtigte IS. 3. Die whre Eigengeschwindigkeit, TS (true isseed) Durch Berücksichtigung der Komressibilität der Luft und der bweichung on Druck, Dichte und Temertur on den SL Werten läßt sich us der CS die whre Eigengeschwindigkeit relti zur umgebenden Luft ermitteln. 4. Die Äquilente Geschwindigkeit, ES (equilent irseed) Der dynmische Druck der nströmung hängt on der whren Eigengeschwindigkeit TS des Flugzeugs und on der Dichte der umgebenden Luft in Flughöhe b. Die ES ist jene Geschwindigkeit mit der uf SL geflogen werden muß, um denselben dynmischen Druck der nströmung zu bewirken. Bei kleinen Flugmchzhlen etw <0.3 stimmen CS und ES überein. uf SL gilt CS = ES =TS.
5 Umrechnung der TS in die CS und umgekehrt: Ist die TS - die hysiklische Geschwindigkeit relti zur umgebenden tmoshäre sowie Dichte und Temertur T bzw. Schllgeschwindigkeit der umgebenden tmoshäre beknnt, lässt sich die die CS - berechnen. us lässt sich uf die Druckdifferenz m Prndtlsturohr rückschließen:. Von einem uf SL-Bedingungen geeichten essgerät wird diese Druckdifferenz unter Verwendung des SL- Druckes SL, SL-Temertur SL T und der SL-Schllgeschwindigkeit SL in die ngezeigte Geschwindigkeit umgewndelt. Formelmäßig bedeutet dies, dss in der Druck durch den SL-Wert SL zu ersetzen ist. Die errechnete chzhl ist dnn nicht mehr die hysiklische chzhl in der nströmung sondern diejenige chzhl mit der uf SL geflogen werden müsste, um dieselbe Druckdifferenz zu erzielen: SL CS SL CS CS. uf die ngezeigt Geschwindigkeit kommt mn dnn us durch ultiliktion mit der Schllgeschwindigkeit SL uf SL.
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Das Rechnen mit Logarithmen
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Grundwissen Mathematik 9
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Ich kann LGS mit drei Gleichungen und drei Unbekannten mit dem Gauß-Verfahren lösen.
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Strophoiden Tet Nr. 5415 Stnd 17. April 016 FRIEDRICH W. BUCKEL INTERNETBIBLIOTHEK FÜR SCHULMATHEMATIK www.mthe-cd.de 5415 Strophoiden Vorwort Strophoiden sind wenig beknnte Kurven. Sie werden über eine
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