Verschil IAS op hoogtes, G-krachten

[Hyp3rman]

IAS = Indicated AirSpeed
TAS = True AirSpeed = grondsnelheid


Je vliegt in een vliegtuig, maakt niet uit wat voor soort, maar wel subsoon. dus
zweefvliegtuig, cessna, 737.
Op lagere hoogte is de dichtheid van de lucht hoger. en op hogere hoogte is 'ie natuurlijk lager.

Stel je vliegt dus op 1000m dan klopt je IAS nog redelijk met je TAS, als je dan in het groene deel van je snelheids meter zit (onder V manouvreer) dan kun je dus vol aan je knuppel gaan hangen/duwen zonder dat je vleugels eraf breken.

Maar nu komt het: als je dit op FL 290 doet (ongeveer maximum normaal zweefvliegtuig) dan ben je ze wel kwijt. Daar is je IAS<TAS (luchtdichtheid is immers lager) terwijl je nog in het groene deel vliegt.

Ik vraag me af hoe dit dus komt. Iemand bij mij op de vliegclub zei dat het met de g-krachten te maken heeft, maar toch vraag ik me dat af.

Wat denken jullie hiervan?

[DroogKloot]

IAS is weliswaar kleiner dan TAS op FL290, maar TAS is op FL290 *veel* groter dan op 3000ft (1000m). Anders gezegd: IAS op zeeniveau is IAS op welke hoogte dan ook, maar TAS varieert. En dat heeft inderdaad tot gevolg dat de G-krachten bij maximale control input ook groter zijn naarmate de kist hoger zit.

[ Voor 20% gewijzigd door DroogKloot op 02-03-2003 01:26 ]

[Verwijderd]

Ik zie niet echt in hoe het verschil tussen indicated airspeed en true airspeed zou moeten verklaren dat je je vleugels kwijtraakt of niet. Als je dezelfde maneuvre doet met twee verschillende vliegtuigen, en bij de een breken dan de vleugels af, en bij de ander niet, dan ligt dat gewoon aan het ontwerp van die vliegtuigen.

Als je bijvoorbeeld met een F16 een 5 g bochtje trekt is er niets aan de hand. Probeer je dat zelfde met een boeing 747, dan ligt je vliegtuig in puin.

Het verschil tussen TAS en IAS is gewoon dat je IAS berekend aan de hand van standaard atmosfeer op 0m hoogte (ISA), en TAS aan de hand van de gemeten (werkelijke?) druk en dichtheid. Meen ik me te herinneren.

[DroogKloot]

Ik zie niet echt in hoe het verschil tussen indicated airspeed en true airspeed zou moeten verklaren dat je je vleugels kwijtraakt of niet. Als je dezelfde maneuvre doet met twee verschillende vliegtuigen, en bij de een breken dan de vleugels af, en bij de ander niet, dan ligt dat gewoon aan het ontwerp van die vliegtuigen.

Nee, je voert die maneuvre uit met één kist op verschillende hoogtes. Op 3000ft komen x knopen IAS overeen met y knopen TAS, waarbij x en y slechts minimaal verschillen, terwijl op FL290 diezelfde x knopen IAS gelijk staan aan z knopen TAS, waarbij z > y! De verhouding TAS/IAS is dus toegenomen; immers, de luchtdruk is op FL290 beduidend lager, waardoor de IAS gauge (die gecalibreerd is op de standaard atmosferische druk) daar x knopen pas registreert bij een TAS van z knopen.

Vandaar dat ook de G-krachten die het vliegtuig ondervindt met een factor z/y vermenigvuldigd worden.

[ Voor 21% gewijzigd door DroogKloot op 01-03-2003 23:11 ]

[Steefph]

De TAS is op die hoogte ongeveer 1,6 keer zo hoog

TAS=IAS*sqrt(P0/Ph) P0=1.225kg/m^3
Ph=0.467kg/m^3 9Km hoogte


Het lijkt me toch onwaarschijnlijk dat een zweefvliegtuig niet op zo'n overschreiding is berekend.

[Verwijderd]

DroogKloot schreef op 01 maart 2003 @ 22:57:
[...]


Nee, je voert die maneuvre uit met één kist op verschillende hoogtes. Op 3000ft komen x knopen IAS overeen met y knopen TAS, waarbij x en y slechts minimaal verschillen, terwijl op FL290 diezelfde x knopen IAS gelijk staan aan z knopen TAS, waarbij z > y! De verhouding TAS/IAS is dus toegenomen; immers, de luchtdruk is op FL290 beduidend lager, waardoor de IAS gauge (die gecalibreerd is op de standaard atmosferische druk) daar x knopen pas registreert bij een TAS van z knopen.

Vandaar dat ook de G-krachten die het vliegtuig ondervindt met een factor z/y vermenigvuldigd worden.

Aha, nou begrijp ik het probleem. Overigens nemen de g-krachten met (z/y)² toe.

Wat houdt FL290 eigenlijk precies in? Deze terminologie komt me niet bekend voor.

[Hyp3rman]

FL is de hoogte gebaseerd op de QNE, standaard atmosfeer dus 1013.2 mb. je gaat over op FL na transition height. bijvoorbeeld 5500ft maar dat is altijd anders. een FL is eigenlijk een hoogte in feet met 2 nullen eraf.

Maar als piet en jan allebei op FL 300 vliegen, maar bij Piet is het een depressie waar je U tegen zegt vliegt piet een stukkie lager, terwijl ze toch allebei op FL300 vliegen.

Maar wel vreemd, want als je in een bepaalde kist kijkt ( LS8) dan zie je dat 'ie verschillende Vne (never exceed)lijntjes heeft voor elke hoogte.

ik vind t maar vaag hoor. Dat je vliegtuig die krachten niet aankan terwijl je niet eens zo hard gaat t.o.v. lucht.

zou dit misschien kunnen komen door de traagheids wet ? dat jij de invalshoek zodanig verhoogd dat je vleugels omhoog gaan, maar dat je romp rechtdoor wilt?

[ Voor 7% gewijzigd door Hyp3rman op 05-03-2003 22:44 . Reden: typo ]

[DroogKloot]

henkie196 schreef:
[...]

Aha, nou begrijp ik het probleem. Overigens nemen de g-krachten met (z/y)² toe.

Hmm, kwadraat vergeten, da's waar ook. In dit geval betekent dat ruim tweeënhalf keer zoveel (piek)belasting op romp en vleugels, en die hebben dan wel 'es de neiging om krak te zeggen.

Hyp3rman schreef:
Maar wel vreemd, want als je in een bepaalde kist kijkt ( LS8) dan zie je dat 'ie verschillende Vne (never exceed)lijntjes heeft voor elke hoogte.

Jep. Dat heeft te maken met schokgolven die ontstaan bij een bepaalde airspeed en een vliegtuig aan stukken kunnen rijten. Maar omdat de luchtdruk afneemt op grotere hoogte stijgt Vne evenredig (als -ie in TAS is uitgedrukt tenminste).

ik vind t maar vaag hoor. Dat je vliegtuig die krachten niet aankan terwijl je niet eens zo hard gaat t.o.v. lucht.

zou dit misschien kunnen komen door de traagheids wet ? dat jij de invalshoek zodanig verhoogd dat je vleugels omhoog gaan, maar dat je romp rechtdoor wilt?

Traagheid speelt een belangrijke rol ja. Het gaat niet om de snelheid an sich, maar om de snelheids- en richtingsverandering (acceleratie dus). Zijn die te extreem dan vervormen materialen zo sterk dat het airframe letterlijk uit elkaar spat.

[ Voor 6% gewijzigd door DroogKloot op 02-03-2003 13:49 ]

[Steefph]

Hyp3rman schreef op 02 maart 2003 @ 00:50:

Maar wel vreemd, want als je in een bepaalde kist kijkt ( LS8) dan zie je dat 'ie verschillende Vne (never exceed)lijntjes heeft voor elke hoogte.

Dit komt omdat als je hoger komt de geluidssnelheid lager wordt (immers geluidssnelheid heeft met de temp van de lucht te maken). op FL300 is deze 304m/s ipv 340m/s vt=v0*sqrt(T/T0)

[ Voor 42% gewijzigd door Steefph op 02-03-2003 20:48 ]

[Verwijderd]

ik ben helemaal geen expert, maar heeft het verschil tussen IAS en TAS niet vooral te maken met hoogte (en dus luchtdruk)?
Maw zowel IAS als TAS hebben weinig van doen met grondsnelheid. Evt verschil tussen IAS en grondsnelheid of verschil tussen TAS en grondsnelheid heeft toch vooral te maken met -windsnelheid-? Dan zou TAS dus niet gelijk zijn aan grondsnelheid.

Vlieg bvb met een microlight tegen een flinke wind in, dan zal zowel IAS als TAS aangegeven worden (mogelijk niet dezelfde waarden) - terwijl je tov de grond niet of nauwelijks vooruitkomt, of zelfs achteruit gaat (grondsnelheid = nul of negatief).

[Verwijderd]

Waarom wordt IAS gebruikt als het niet de echte snelheid is, terwijl TAS wel de echte snelheid is. Je zou zeggen dat eigenlijk alleen TAS nuttig is. Ter vermelding ik ben een totale nitwit op dit gebied.

[Steefph]

Groundspeed=IAS+Windspeed

Verwijderd schreef op 03 March 2003 @ 12:27:
Waarom wordt IAS gebruikt als het niet de echte snelheid is, terwijl TAS wel de echte snelheid is. Je zou zeggen dat eigenlijk alleen TAS nuttig is. Ter vermelding ik ben een totale nitwit op dit gebied.

Omdat je alleen de snelheid kan meten tov een vaste waarde deze waarde wordt gehaald uit de statische druk van de lucht. Dit dmv kleine openingen in de romp haaks op de vliegrichting. Deze zijn aan beide kanten geplaatst zodat er een gemiddelde wordt genomen van deze twee waardes (verschil ontstaat door slippen van vliegtuig tov de windrichting)

Aan deze statische druk hangt ook de beweegbare Vne line deze gaat een lagere waarde aangeven naarmate de druk lager wordt

[ Voor 102% gewijzigd door Steefph op 03-03-2003 12:34 ]

[Hyp3rman]

Verwijderd schreef op 03 March 2003 @ 12:27:
Waarom wordt IAS gebruikt als het niet de echte snelheid is, terwijl TAS wel de echte snelheid is. Je zou zeggen dat eigenlijk alleen TAS nuttig is. Ter vermelding ik ben een totale nitwit op dit gebied.

IAS is belangrijker dan de TAS, want je kunt bijvoorbeeld met wind mee wel eens 80km/u gaan. maar als de wind dan 30km/u is, dan ga jij maar 50km/u en dan blijf je niet lang in de lucht.

IAS heeft te maken met je overtrek snelheid enzo.


Ik denk dat inderdaad die traagheid heel belangrijk is.

[Steefph]

Overtrekken heeft (bijna) niks met de snelheid van het vliegtuig te maken alleen met de invalshoek en de draagkrachtcoëfficiënt (in deze laatste zit de snelheid verwerkt)

[Verwijderd]

Steef1983 schreef op 04 maart 2003 @ 14:52:
Overtrekken heeft (bijna) niks met de snelheid van het vliegtuig te maken alleen met de invalshoek en de draagkrachtcoëfficiënt (in deze laatste zit de snelheid verwerkt)

Je zegt zelf al dat overtrekken met C_L en invalshoek te maken heeft en dat C_L afhankelijk is van de snelheid. Hoezo heeft overtrekken dan niks met snelheid te maken? En waarom zie je bij ieder vliegtuig in de flight envelope een minimum vliegsnelheid? Je kan zeggen dat de snelheid slechts indirect te maken heeft met overtrekken, maar met een beetje omschrijven kan je net zo gemakkelijk zeggen dat het indirect van de liftcoefficient afhankelijk is.

Overigens zie je in zo'n flight envelope ook mooi de maximale snelheid. Boven een bepaalde hoogte wordt trouwens de maximale snelheid gegeven in het maximale machgetal.

[Steefph]

Het heeft meer met de invalshoek dan met de Cl te maken. Iedere vleugel heeft bij een bepaalde invalshoek het moment dat de langstromende lucht loslaat en de vleugel in een stall raakt. Hierbij heeft de snelheid, van het vliegtuig, geen invloed.

[Hyp3rman]

Definitie Invalshoek: de hoek die de koorde van het profiel (koorde is heel verhaal neem maar gewoon een lijn door het achterste punt, en door het voorste punt van de vleugel) maakt met de aanstromende lucht.
De hoek waarbij de stroming loslaat is gemiddeld 15 graden

Als jij dus 65km/u (min snelheid bepaald type zweefvliegtuig) vliegt is je invalshoek heel hoog omdat je toch die lift moet genereren om niet weg te zakken.
Nu ga je nog langzamer vliegen, dit doe je door de knuppel naar je toe te trekken, dus de invalshoek te verhogen. Dan laat de stroming opeens los en zak je naar beneden.

Maar we gaan off-topic.
Iemand nog ideeen over de relatie tussen grondsnelheid en G-krachten?

[Verwijderd]

G-krachten lijken me recht evenredig van de grondsnelheid: Hoe harder je gaat, hoe groter de G-krachten (krachten ten gevolge van de traagheid, die recht evenredig is met je snelheid). Als het echt over G-krachten gaat, zijn die onafhankelijk van de luchtdichtheid.

[Opi]

Hyp3rman schreef op 04 March 2003 @ 17:38:
Iemand nog ideeen over de relatie tussen grondsnelheid en G-krachten?

Ervan uitgaand dat je geïntresseerd bent in de G-krachten in een horizontale bocht wordt de 'load factor' (= de ondervonden versnelling gedeeld door de nominale versnelling (= g = 9.80665)):

n = sqrt(1 + {V²/(gR)}²)

waarin n de 'load factor' is, R de straal van de bocht en V naar mijn idee de relatieve snelheid van het vliegtuig ten opzichte van het punt waar hij om heen vliegt (het centrum van de cirkel met straal R).

[ Voor 15% gewijzigd door Opi op 04-03-2003 18:53 ]

[zeikstraal]

Verwijderd schreef op 04 March 2003 @ 17:49:
G-krachten lijken me recht evenredig van de grondsnelheid: Hoe harder je gaat, hoe groter de G-krachten (krachten ten gevolge van de traagheid, die recht evenredig is met je snelheid). Als het echt over G-krachten gaat, zijn die onafhankelijk van de luchtdichtheid.

Ik kan me wel voorstellen dat als met een lagere dichtheid een bocht maakt, de straal van de bocht groter zal zijn. (grotere invalshoek bij de vleugels)
Dit zou een lagere g kracht op moeten leveren.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op 04 March 2003 @ 17:49:
G-krachten lijken me recht evenredig van de grondsnelheid: Hoe harder je gaat, hoe groter de G-krachten (krachten ten gevolge van de traagheid, die recht evenredig is met je snelheid). Als het echt over G-krachten gaat, zijn die onafhankelijk van de luchtdichtheid.

G-krachten zijn toch niet afhankelijk van de snelheid. G-krachten zijn toch alleen afhankelijk van de snelheidsverandering en richtingverandering. Als je van 0 naar 9,8 m/s gaat in één seconde dan voel je toch een kracht van 1 G of niet? (Ik weet trouwens niet of de zwaartekracht ook wordt meegeteld bij de G-kracht dan zou je in mijn voorbeeld dus nog een extra component van 1 G naar beneden hebben.)

[ocf81]

Als je snelheid hoger is, dan is je centrifugale (a.k.a. middenpuntsvliegende) kracht dus ook hoger. Om dezelfde draaicirkel te krigen, moet je dus meer G trekken omdat je omwentelingtijd lager is i.v.m. de hogere snelheid. Snelheid (V) is nl Afstand (x) × tijd (t). en afstand blijft hetzelfde voor een gegeven straal.

[Verwijderd]

ocf81 schreef op 05 maart 2003 @ 22:04:
Als je snelheid hoger is, dan is je centrifugale (a.k.a. middenpuntsvliegende) kracht dus ook hoger. Om dezelfde draaicirkel te krigen, moet je dus meer G trekken omdat je omwentelingtijd lager is i.v.m. de hogere snelheid. Snelheid (V) is nl Afstand (x) × tijd (t). en afstand blijft hetzelfde voor een gegeven straal.

Dan gaat het toch nog steeds over hoe snel de snelheid verandert. Bij een hogere snelheid heb je in een bocht van een bepaalde grote een kortere tijd en een grotere snelheidsverandering.

[Steefph]

offtopic:
Even terug over stall. Snelhied is hier bijna onbelangrijk. Kijk maar naar vogels deze kunnen kortstondig stil hangen in de lucht (V=0) maar omdat ze stil hangen is de draagkracht wel degelijk aanwezig.

[ Voor 3% gewijzigd door Steefph op 06-03-2003 21:17 ]

[ocf81]

Vleugels van een vogel maken dan nog wel snelheid hoor. Als een kolibrie stilhangt dan gaan die vleugels heel snel heen en weer.

[ Voor 42% gewijzigd door ocf81 op 06-03-2003 22:27 ]

[ocf81]

Over die Gkrachten:

Het perfecte voorbeeld is de centrifuge (bijv eentje die piloten gebruiken)
De afstand tiussen middnpunt en omlooppunt blijft hetzelfde en de snelheid is de enige variabele. Een stickforce van x staat ff voor het gemak gelijk aan een rotatiesnelheid van y. Als je sneller gaat heb je in die centrifuge een hogere draaisnelheid en dus een hogere G-force. Op lage hoogte is is je IAS ~ TAS
op grote hoogte is je TAS een x aantal malen hoger als je IAS. dus 150 KTS op 300 meter is ongeveer 150 KTS. 5000 meter is is het een x aantal keer groter. Dus bij dezelfde draaisnelheid ( = ± stickforce?) en dezelfde IAS krijg je dus echt meer G te verduren, de TAS is immers hoger dan de aangegeven IAS waarde.

[ Voor 7% gewijzigd door ocf81 op 06-03-2003 22:33 ]

[Hyp3rman]

Ik paste hier een heel verhaal wat ik van iemand heb gekregen hier over: heb het zelf nog niet gelezen want heb geen tijd ervoor, doe het morgen

veel plezier ermee


omdat de TAS > IAS wordt op grotere hoogtes in werkelijkheid sneller
gevlogen dan de snelheidsmeter aangeeft, en denken we dat we nog onder V_A
zitten terwijl we al sneller vliegen dan V_A en dus de maximaal toelaatbare
belastingsfactor voor de constructie overschreden kan worden. Dat mag
eigenlijk
pas gebeuren als de belastingsfactor 1.5 * n_max is (1.5 is de
veiligheidsfactor).

-------- even over het aantal g's -------------
Het aantal 'g'-s zoals dat in de praktijk genoemd wordt is afkomstig uit de
oude doos, toen
nog met massa [kg] in plaats van gewicht [N] werd gerekend.

gewicht W [N] = massa [kg] * g [m/s^2] voor de aarde geldt g =
0.981 [m/s^2]

De belastingsfactor n = L/W = L/ (m*g) = (L/m) * g

Als we gewicht W en lift-kracht L gebruiken is n gewoon een
(dimensieloos)getal. Maar in
het spraak gebuik is 'aantal g-s' blijven hangen.

-------- Voorbeeld van te zwaar belasten ----------
Het verschil tussen de TAS en de IAS is dat het drukverschil tussen
de totale druk en de statische druk wordt omgerekend met verschillende
waarden voor de luchtdichtheid. Voor de IAS is dat de luchtdichtheid
op zeeniveau en onder standaard condities (rho_0=1.225[kg/m^3]) voor
de TAS is dat de werkelijke luchtdichtheid op een standaard dag is
bijvoorbeeld de luchtdichtheid op 3000 [m] gelijk aan
(rho_3000 = 0.90925 [kg/m^3].

In het vliegtuighandboek staat maar 1 V-n diagram. Dit manoeuvre diagram
geldt voor lage hoogtes (0 [m]). De snelheid V is dus de IAS. De
snelheid V_A is de snelheid waarbij geldt dat de belastingsfactor
n=L/W gelijk is aan de maximale waarde voor de constructie en
de lift-coefficient C_L gelijk is aan de maximale waarde. De lijn
vanuit de oorsprong met C_L(max) is de stall lijn.
(zie figuur)

<<...OLE_Obj...>>

Een voorbeeld:
gewicht W = 5000 [N], vleugeloppervlak S = 30 [m^2], C_L (max) = 1.5
n_max = 5

Volgens de formule V^2 = ( n * W * 2) / (S * rho * C_L) , geldt dan

V_TAS = 35 [m/s] = 126 [km/h] en V_IAS = 30 [m/s] = 108 [km/h]

Volgens het vliegtuighandboek is V_A = 108 [km/h], Stel we vliegen
op 3000 [m] hoogte volgens de snelheid meter 108 [km/h], dan
vliegen we in werkelijkheid 126 [km/h]. Dus sneller dan V_A !
Als dan vol aan het stuur gehangen gaat worden dan denken we dat
de maximale belastingsfactor 5 kan worden, dan zou de vleugel
overtrekken, maar in werkelijkheid door de 'verkeerde' snelheidsaanwijzing
is de belastingsfactor omgerekend naar 0 [m] hoogte n=6.75 dus groter dan de

maximale waarvoor de constructie berekend is. En kunnen de vleugels
afbreken.


Voor vliegtuigen die op grote hoogtes vliegen zijn dan ook een aantal V-n
diagramen
opgenomen in het vliegtuighandboek waar voor verschillende hoogtes het
diagram
is weergegeven.


-----Nog even over de snelheidsmeter:

Ik dacht dat V_A niet op de snelheidsmeter aangegeven werd.
groen gebied: veilige snelheid
geel gebied: gevaarlijk gebied in onrustige lucht.

In werkelijkheid zijn er 2 V-n diagrammen, (a) voor maneuvres (b) voor
remous. In het
zweefvlieg theorieboek worden deze op een duistere wijze gecombineerd.