Fliegen in hohen Höhen

[Jaschomo]

Hallo zusammen,

Im Zuge eines Projekts möchte ich berechnen, welche Auswirkungen der niedrige Luftdruck und der niedrigere Sauerstoffgehalt auf die Fliegerei (Gleitschirm) in rund 6000m Höhe hat.

• Um wieviel erhöht sich die Geschwindigkeit ?
• Bleibt die GZ gleich ?
• Wie stark sind diese Werte temperaturabhängig ?

Gibts dazu Erfahrungen ?
Kennt jemand Formeln, die dies leicht berechnen lassen ?

Bitte um Infos!

DANKE erstmal!

[sollruchstelle]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Ist relativ leicht zu berechnen:

In Widerstand und Auftrieb (Fa und Fw) geht der Faktor Rho (Luftdichte) ein. Sowohl in Widerstand und Auftrieb gleichermaßen. -> GZ bleibt gleich.

Temperaturdifferenzen kann man meiner Ansicht nach vernachlässigen...ok....ein Strömngsguru würde jetzt motzen und meinen das die dynamische Viskosität der Luft eine mit der Temperatur veränderliche ist und deswegen die Strömungscharakteristik verändert....nehmen wir es aber mal wie die Ingenieure und nicht wie die Wissenschaftler und tun so als bliebe sie gleich.

Für die Geschwindigkeit würde ich einfach mal ein wenig rechnen und das Verhältnis der beiden Luftdichten in die nach v aufgelöste Auftriebsformel (der ja zwangsweise gleichbleiben muss um dich weiterhin auf einer stationären Bahn fliegen zu lassen) setzen und es kommt raus das sich die Geschwindigkeiten zueinander verhalten wie die Wurzel des umgekehrten Quotienten der Luftdichten.

glaub ich jetzt...mehr zeit hab ich nicht zum nachdenken...

gruß

[JHG]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Hi,

1. Sauerstoffgehalt bleibt mit rd. 20% unverändert.

2. Was Dich interessiert ist die Dichtehöhe bzw. Density Altitude. Die Temperatur ist dabei alles andere als vernachlässigbar. Die Luftfeuchtigkeit hat auch noch Einfluss. Da gibts im Inet jede Menge online Kalkulatoren.
zb. hier: http://www.pilotfriend.com/calcs/cal...rs/density.htm

Wenn Du dann mal die density altitude hast kannst Du weiterrechnen.

Als Faustregel kannst Du annhemen dass die Geschwindigkeit um rd. 2% /1000 Fuß zunimmt. Also 6000 /0305 = 19700ft.
Dein Schirm wird bei gleichen Rahmenbedingungen also um rd. 40% schneller sein.

Vielleicht ist da was an Formeln dabei http://www.csgnetwork.com/aviationconverters.html

[cooly]

AW: Fliegen in hohen Höhen

• Um wieviel erhöht sich die Geschwindigkeit ?

Kennt jemand Formeln, die dies leicht berechnen lassen ?

Luftdruck in 5500m ca. halb so groß wie auf Meeresniveau. Luftdichte verhält sich ähnlich (je nach Temeraturgradient).
Um noch genausviel Auftrieb (=proportional zur Geschwindigkeit im Quadrat) zu erzeugen, mußt Du also Wurzel(2)=1.414 mal so schnell fliegen (und starten, oder beim Start eben Vorwind haben).

[sollruchstelle]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Hi,

1. Sauerstoffgehalt bleibt mit rd. 20% unverändert.

Upps...das hatte ich überlesen...absolut richtig...allerdings nimmt der O2-Partialdruck entsprechend des Gesamtdruckes ab...->Physiologische Problematik.

gruß

[chpw]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Hallo Jaschomo,

was den abnehmenden Sauerstoffgehalt und die physiologischen Folgen angeht, könnte dieser Beitrag interessant sein:
Höhenluft

Gruß,

Chris

[Matthias Meisinger]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Hallo zusammen,

vielleicht macht es Sinn hier nochmal zwei Dinge zu trennen:

für die aerodynamischen Berechnungen ist die Dichte heranzuziehen, die Temperatur und die Feuchtigkeit sind nicht nur vernachlässigbar, sondern spielen überhaupt keine Rolle. Da hat Sollbruchstelle recht.

Wenn ich natürlich die Dichte nicht kenne, muß ich sie abschätzen. Und da spielen dann die anderen Parameter mit rein (und damit hat JHG Recht):

Hi,
2. Was Dich interessiert ist die Dichtehöhe bzw. Density Altitude. Die Temperatur ist dabei alles andere als vernachlässigbar. Die Luftfeuchtigkeit hat auch noch Einfluss. Da gibts im Inet jede Menge online Kalkulatoren.
zb. hier: http://www.pilotfriend.com/calcs/cal...rs/density.htm

Wenn Du dann mal die density altitude hast kannst Du weiterrechnen.

Gruß, Matthias

[sollruchstelle]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Hallo Jaschomo,

was den abnehmenden Sauerstoffgehalt und die physiologischen Folgen angeht, könnte dieser Beitrag interessant sein:
Höhenluft

Gruß,

Chris

[Rechthabermodus=Korinthenkacken]
Nochmal!! Der Sauerstoffgeahlt in Volumenprozent bleibt KONSTANT! NUR der Sauerstoffpartialdruck nimmt entsprechend des Gesamtdruckes ab. Das hat Dalton schon 1805 so formuliert und hat bis heute Gültigkeit. Ich muss darauf insistieren! Was denken denn nicht fliegende Mitleser von uns Piloten???

Mit sinkendem Partialdruck hat der Mensch das Problem durch die Lunge die benötigte Sauerstoffmenge aufzunehmen und es kommt zu mehr oder weniger ausgeprägten Mangelerscheinungen. Dein Profil atmet nicht und dem ist es egal welches Gas um es herumströmt, hier kommt es nur auf die Dichte an.
[/Rechthabermodus=Korinthenkacken]

2. Was Dich interessiert ist die Dichtehöhe bzw. Density Altitude. Die Temperatur ist dabei alles andere als vernachlässigbar. Die Luftfeuchtigkeit hat auch noch Einfluss. Da gibts im Inet jede Menge online Kalkulatoren.
zb. hier: http://www.pilotfriend.com/calcs/cal...rs/density.htm

Hi JHG,

welche primäre Rolle die Temperatur bei der Auftriebsenstehung spielen soll, ist mir nicht klar. (Ideales Gasgesetz kenn ich). Dynamische Viskosität als Funktion der Temperatur des habe ich schon als vernachlässigbar (leichtfertig?) definiert. Auch die Luftfeuchtigkeit kann ich nicht als Parameter des Auftriebs herbeiziehen.

gruß

[Der_Pit]

AW: Fliegen in hohen Höhen

welche primäre Rolle die Temperatur bei der Auftriebsenstehung spielen soll, ist mir nicht klar. (Ideales Gasgesetz kenn ich). Dynamische Viskosität als Funktion der Temperatur des habe ich schon als vernachlässigbar (leichtfertig?) definiert. Auch die Luftfeuchtigkeit kann ich nicht als Parameter des Auftriebs herbeiziehen.

Wie Matthias schon schrieb, Du brauchst diese Parameter (nur), um die Dichte in einer gegebenen Höhe zu berechnen - in die Auftriebsformel gehen sie selbst nicht ein.

Pit

[Matthias Meisinger]

AW: Fliegen in hohen Höhen

@Sollbruchstelle:

also wenn du Korinthen kackst dann mach ich das auch.
...bitte warten(ich mach das nicht in HTML, darum dauert es etwas länger)...
... so KK-Modus eingeschaltet:

Wenn man sich bei der Lektüre des Beitrages unseres Mitschreibers chpw etwas mehr Zeit lässt als gerade für eine schlampige Analyse nötig kann man unschwer feststellen, dass er trotz aller Ausführlichkeit kein Wort über den Sauerstoffgehalt der Luft verloren hat. Genausogut könnten seine Ausführungen Bezug nehmen auf den Sauerstoffgehalt des Blutes eines der Höhenluft ausgesetzten Individuums. Letzterer dürfte unzweifelhaft gegenüber dem eines bodenständigeren Artgenossen herabgesetzt sein.

... bitte warten ...
... bin wieder im Normalmodus.

Zur Feuchtigkeit und Temperatur:
Wie gesagt hat die mit der Aerodynamik an sich nichts zu tun. Wohl aber, welche Dichte der Gleitschirm in 6000m vorfindet. Aber das ist ein anderes Fachgebiet (Met).

Gruß, Matthias

[JHG]

AW: Fliegen in hohen Höhen

na wenn wir schon beim KK sind

nach schlampiger Analyse von Jaschomos Ursprungspost :

welche Auswirkungen der niedrige Luftdruck und der niedrigere Sauerstoffgehalt auf die Fliegerei (Gleitschirm) in rund 6000m Höhe hat.

der geringere Druck hat Auswirkungen auf die Dichte. Der Sauerstoffgehalt verringert sich nicht , (aber siehe SRS mit seinem Sauerstoffpartialdruck) und hat somit unmittelbar keinerlei Auswirkungen. (Mittelbar eventuell wenn der Pilot ohmächtig wird und in eine stabile Spirale kippt dann verschlechtert sich die GZ dramatisch )

• Um wieviel erhöht sich die Geschwindigkeit ?
• Bleibt die GZ gleich ?
• Wie stark sind diese Werte temperaturabhängig ?

- Geschwindigkeit ist wie schon gesagt wurde mit guter Näherung prop. der Wurzel der Dichte.
- GZ bleibt theoretisch gleich
- Da nicht nur der Druck sondern auch die Temperatur ganz entscheidenden Einfluß auf die Dichte hat geht sie über dies stark auf die Geschwindigkeit ein. Feuchtigkeit geht auch wieder auf die Dichte ein (allerdings lange nicht so stark wie die Temperatur)

[Jaschomo]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Danke für die Antworten!

ich bin einstweilen auf folgende Ergebnisse gekommen:

1. Vernachlässigen der Temperatur:

In einer Höhe von rund 6400 muss die Geschwindigkeit rund 1,5x so groß sein um denselben Auftrieb zu erlangen!

2. Rechne ich die Luftdichte auf Meereshöhe mit einer Temp. von 20°C und die Luftdichte auf 6400 bei -23°C so muss die Geschwindigkeit 1,7 mal so groß sein um denselben Auftrieb zu erhalten!

Bei einer Geschwindigkeit von 25km/h auf Meereshöhe beträgt die Geschwindigkeit auf 6400m ~ 40km/h +- 5km/h,

[wingover123]

AW: Fliegen in hohen Höhen

1. Vernachlässigen der Temperatur:

@ alle,

die hier so gut Bescheid wissen, die Meinungen gehen ja trotzdem auseinander, aber was ich nicht begreife, dass die Temperatur vernachlässigt werden kann.

Fern von aller Theorie, zeigt sich mir folgendes Bild: Im Winter habe ich kalte/dichtere Luft und im Sommer warme, weniger Dichte. Warum achtet man dann z.B. bei der Beladung von Spoortflugzeugen auf verringertes Gewicht oder ich entnehme dem Handbuch, daß die Rollstrecke sich verlängert usw.

Das sagt mir doch als Praktiker, daß die Temperatur sehr wohl etwas mit dem Auftrieb zu tun hat.

mit der Bitte um Aufklärung,

Peter

[Der_Pit]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Fern von aller Theorie, zeigt sich mir folgendes Bild: Im Winter habe ich kalte/dichtere Luft und im Sommer warme, weniger Dichte.

Die Luft ist im Winter dichter, weil sie kälter ist. Die Temperatur selbst verändert nicht den Auftrieb, sondern die Dichte, und erst aufgrund dieser veränderten Dichte hast Du einen anderen Auftrieb. Luft einer vorgegebenen Dichte produziert immer denselben Auftrieb - egal wie warm oder kalt sie ist.

Es geht also um mittelbare und unmittelbare Parameter, A = A(rho(T)) und nicht A = A(rho,T)

Pit

[wingover123]

AW: Fliegen in hohen Höhen

Es geht also um mittelbare und unmittelbare Parameter, A = A(rho(T)) und nicht A = A(rho,T)

Oh, danke ich habs befürchtet.

P.