Wie gleicht ein künstlicher Horizont bzw. ein Gyroskop die Erdkrümmung aus?
Ich habe mich neulich mit dem Gyroskop beschäftigt. Einmal in Drehung versetzt und diese beibehalten, agiert es völlig unabhängig von seiner Umwelt. In Bezug auf den Künstlichen Horizont und die seit vielen Jahrzehnten verwendeten mechanischen Geräte zur Simulation des Horizontes auf Basis der Wirkungsweise des Gyroskops stellt sich mir die Frage, wie die Erdkrümmung ausgeglichen wird. Ich hatte - und daher rührt mein Interesse - kürzlich die Möglichkeit, mit einer kleineren Maschine von München nach Berlin zu fliegen. Ich konnte mich auch mit dem Piloten unterhalten. Er erklärte mir das ein oder andere Details zu den Instrumenten. Was er mir aber nicht erklären konnte war, wie der künstliche Horizont Beim Start (Startbahn) und nach der Landung in Berlin immer noch auf Level war. Aufgrund der Erdkrümmung müsste sich dieser nach unten bzw. oben verschoben haben. Kann dies jemand beantworten?
4 Antworten
Hm... gute Frage... Ich hab' noch nie darüber nachgedacht.
München - Berlin, da müsste die Erkümmung an einem Kreisel in einer kardanischen Aufhängung sichtbar sein... also das Ding den Piloten "nach oben" lenken und wegen der Versetzung nach Osten auch leicht schief hängen...
Siehe auch das große Pendel im Deutschen Museum.
Sind das eigentlich noch mechanische Gyros in Kardanaughängung, oder werden die durch GPS oder so nachgezogen ?
Hab's gefunden, ist hier bescchrieben :
https://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCnstlicher_Horizont
In dem Wikipedia-Artikel wird beschrieben, wie der künstliche Horizont zum Beispiel mit einem "langsamen" Lot automatisch nachgeführt wird.
Vor zig-Jahren war ich mal Segelflieger. Zwar hatte ich nie Blindflug gelernt, aber jetzt kommt's mir wieder : In mehreren der Flugzeuge war ein künstlicher Horizont drin. Luftgetrieben. Die Anzeige dieser Intrumente verstörte mich etwas...
Die mussten von Hand eingestellt werden : Das Flugzeug in Geradeausflug mit normaler Reisegeschwindigkeit bringen, mit Querruder horizontal legen (über die Flügelspitzen peilen. Die Sicht nach vorne alleine genügte nicht), den Wollfaden schön in der Mitte haben (dass das Flugzeug nicht seitlich schiebt) und dann mit den Knöpfen am Instrument es sauber einstellen.
Dazu brauchte man freien Horizont vorne, rechts und links.
Verzeihung, dass es mir erst so spät wiederkommt... Ich fliege seit fast fünfzig Jahren nicht mehr, hatte das verdrängt.
Ein Freund, ein Fluglehrer, war vor mir tödlich abgestürzt. Er war ums Seil der Winde ins Trudeln gekommen. Die Kriminalpolizei hat festgestellt, dass er bereits vor dem Aufschlag tot war, Herzschlag. Die Kripo kommt bei solchen Unfällen prinzipiell immer, macht Untersuchung. Aber ich konnte mir nie meine Zweifen ganz austreiben : Ich war am Windentelefon gewesen. Als ich sah was da passiert, schrie ich Telefon, an den Windenfahrer "Vollgas!". Das war nicht nötig gewesen, er hatte schon selber gesehen und hatte voll auf die Tube gedrückt. Zwei gekoppelte V8-Moteren. Deren Gebrüll kam erst nach Sekunden, die Entfernung.
Wo ich das jetzt schreibe, zittere ich am ganzen Leib.
Ein anderer (sehr bekannter) Fluglehrer, in den ich vollstes Vertrauen hatte, hatte mich noch am gleichen Tag in das Schulflugzeug gesetzt, mit ihm. "Du musst sofort wieder rauf !".
Aber das Feeling, das Gefühl war weg. Und nur mit Verstand fliegen zu wollen, das brachte ich nicht fertig. Viel zu gefährlich.
Seitdem habe ich nie wieder fliegen können, knüppeln.
Verzeihung dieser Abschweifung.
Da die Erde keine Kugel ist gibt es auch kein Problem.
Sollte eine Passagiermaschine mit einem Mechanischen Gyroscop auf einem Erdball nach Osten den Äquator entlang fliegen. So würde es zusätzlich zu den 900kmh der Maschine auch noch 1660 kmh Erddrehung dazu kommen. Das heisst der Gyro müsste nach 5-6 Stunden auf dem Kopf stehen.
Das GPS ist Stationär und hat Theoretisch auf einem Ball auch keine ahnung wie sich der Theoretische Erdball dreht.
Google "wie misst man die Erdrotation" die Antwort "mit einer Speziellen Pfeiffe" Ich bezweiel das die Pfeiffe am Gyroskop einer Passagiermaschine hängt. Die einzige Pfeiffe hier ist der vermeitliche Pilot der über mit Misst erzählt.
Hallo,
es kann sich nicht verschieben, da auch das Flugzeug eine Krümmung fliegt.
Also so, als würden Sie über einen "glatten" Planeten fliegen.
Gruss: Rodium
Ja. Es bleibt immer gleich obschon es aufgrund der Erdkrümmung eine Veränderung anzeigen müsste. Das Flugzeug fliegt keine Krümmung. Der Pilot hat gesagt, er müssen den Kurs zu keinem Zeitpunkt nach unten korrigieren. Dies müsste er jedoch tun, wenn er nicht im Weltall enden will (etwas übertrieben aber ich hoffe ihr versteht was ich damit meine).
Ich gehe von einer kleinen Maschine aus. Dort muss man ggf. noch manuell fliegen. Dann muss ich zwingend nach unten korrigieren. Fliege ich "geradeaus" so würde ich mich immer weiter von der Erde entfernen (quasi automatsich).
Hier lt. Wikipedia:
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- 0,8 mm auf 100 m
- 20 mm auf 500 m
- 78 mm auf 1000 m
- 1,96 m auf 5000 m
- 7,85 m auf 10.000 m
-
und dann
-
bei 50 km 5,27° (5,49°)
- bei 100 km 2,30° (2,75°)
- bei 150 km 1,16° (1,83°)
- bei 200 km 0,48° (1,38°)
- bei 250 km −0,02° (0,02°)
-
Hier kann man sich dann die Strecke München nach Berlin ausrechnen
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Bei einem praktischen Beispiel, der Höhenwinkelbestimmung von Bergen
im Gebirge, ergeben sich rechnerisch durch die Erdkrümmung z. B. für den
Mont Blanc
mit 4810 m Höhe in Abhängigkeit von der Entfernung folgende Höhenwinkel
(unter der Annahme eines Blickpunktes auf Seehöhe, in Klammern die
Werte ohne Erdkrümmung):
https://www.luftlinie.org/M%C3%BCnchen/Berlin
Und hier die Krümmung
Hallo,
ich meine es nicht so komplex, wie Sie es mir mitteilen, auch wenn ich es natürlich sehr nett von Ihnen finde.
Ich fliege eine A320 und stelle entsprechend die Instrumente ein (lassen wir die Berge/Gewässer weg), dann fliegt mein Flugzeug immer entsprechend zum Abstand Boden / Höhe über 0 meine angegebene Flughöhe. Somit ändert sich nichts, da das Flugzeug auch eine Krümmung fliegt.
Angenommen ein Auto würde genau 1 Meter über dem Boden schweben und fahren, wäre es dann nach 40.000 Km im Weltraum ?
Aber ich möchte kein besserwisser sein, und Glaube dass ein Forum im FS Simulator darauf die beste Antwort geben könnte.
Schöne Grüsse: Rodium
Hallo Rodium. Ich gebe Dir in Bezug auf die "1 Meter über dem Boden" recht. Jetzt stell Dir vor, in dem Fahrzeug welches 1 Meter über dem Boden schwebt starte ich vor Beginn der Fahrt ein Gyroskop (Back to the roots / Frage) stehend auf einer Platte (zu diesem Zeitpunkt mittels Wasserwaage ausgerichtet). Dieses bleibt stets senkrecht stehen. Nun fängt das Fahrzeug an sich zu bewegen. Spätestens nach der Hälfte der Erdumrundung würde der Kreisel mit dem Drehkörper auf der Platte aufgesetzt haben. Analog hierzu sollte bzw. muss der künstliche Horizont wenn ich in Berlin ankomme zwingend abweichen. Dem Gyroskop ist es egal ob ich mich 1 Meter oder 10.000 Meter über dem Boden befinde.
Nein, du musst die Höhe nicht nachführen: die Höhe, in der ein Flugzeug fliegt, definiert sich nicht primär aus den geometrischen Bedingungen, sondern über den örtlichen Luftdruck. Mit einer bestimmten Leistungseinstellung und Höhentrimmung kann das Flugzeug also eigentlich nicht eine bestimmte Höhe halten, sondern nur einen bestimmten Luftdruck, bzw. Luftdichte
In dieser Konfiguration produziert die Tragfläche eine bestimmte Kraft gegen oben, die gleich der Masse des Flugzeugs ist. Erdanziehung und Auftrieb sind dann im Gleichgewicht, das Flugzeug wird sozusagen von der Gravitation der Erdoberfläche nachgeführt. Um eine vom Erdmittelpunkt weg führende Flugbahn zu erhalten, muss man mehr Leistung in das System einbringen, so dass der Auftrieb grösser als die Masse des Flugzeugs werden kann. Ergo Gas geben.
Da aber der Luftdruck nach oben abnimmt und sowohl der Motor wie auch die Tragfläche dadurch irgendwann nicht mehr genug Luft zum arbeiten hat, kommt man irgendwann an einen Punkt, an dem das Flugzeug nicht mehr weiter steigen kann, es "surft" sozusagen auf der Oberfläche eines bestimmten Luftdichteniveaus. Dass ist die maximale Flughöhe, oder 'service ceiling'. Mit einer geringeren Leistungseinstellung resultiert logischerweise eine geringere Flughöhe, nimmst du die Leistung ganz weg, gewinnt endgültig wieder Newton die Oberhand.
Hallo, RODIUM !
Was Sie schreiben, stimmt leider nicht.
Ein moderner künstlicher Horizont wird durch ein "langsames Lot" oder sogar durch GPS usw nachgeführt (teuer), sodass der künstliche Horizont den wirklichen Horizont und die Fluglage so gut wie möglich darstellt.
"Zu meiner Zeit", ist fast fünfzig Jahre her, musste das Instrument (Segelflugzeuge) von Hand kalibriert werden, solange man noch Sicht auf den wirklichen Horizont hatte.
Unsere Fluglehrer warnten, uns nie voll auf den künstlichen Horizont zu verlassen. Der kann sehr schief laufen. Immer Speedo, Vario, Höhenmesser, das Wollbändel und die Wasserwaagen im Auge haben. Und bei Strecken natürlich Flugplan, Karten, Wetter, Anmelden, usw.
Und natürlich das Gefühl im Hintern, den Sound der Maschine, das Pfeifen. Wenn's anfängt, zu rütteln...
Ich hatte nie Blindflug gelernt, hatte aber machen müssen. Alte Erinnerungen kommen mir zurück, wo wir hier schreiben. Hatte ich total verdrängt. Wegen tödlichem Absturz eines Freunds.
War zum Beispiel mal mit Segelflugzeug in eine Kumulonimbus gesaugt worden, von drunter. Null Sicht. Die Maschine voll auf den Kopf gestellt. Weitaus schneller senkrecht runter als die maximal zugelassene Geschwindigkeit der Maschine, und trotzdem auf'm Vario 6 bis 8 Meter/Sekunde Steigen. Seitlich rausgewurstelt, so eben rein nach feeling. Und rausgekommen. Uff. Kein Kleinholz gemacht, und hab's überlebt. Sonst könnte ich hier nicht schreiben ;-)
Wenn ich mich da auf den künstlichen Horizont verlassen hätte, wäre ich tot.
Nu, manche könnten jetzt sagen, dass das vielleicht besser für meine Mitmenschen gewesen wäre ;-)
In solcher Wolke wollte nicht aussteigen. Es gab Geschichten (iwn ob die wahr sind !), dass Piloten die über Deutschland in solchen Wolken ausgestiegen waren, an der Westseite des Urals als Eisklötze runtergefallen waren.
Auch waren manchmal unvorhersehbare Hochnebel, Dunst. Wutsch, null Sicht. Und hatte unterlassen, das Instrument vorher zu kalibrieren :-(
Ich hatte nie Nachtflug gemacht. Vorher Notlandemöglichkeit finden und runter. Vorsicht elektrische Leitungen ! Telefon finden, den Verein anrufen, und versuchen den wütenden Bauern zu beruhigen. Ausssenlandung, manchmal mehrere Tage bis die Bande ankommt, um zu retten. Kästen Bier :-) Und Schwierigkeiten mit Ländergrenzen : kein Visum, keine Erlaubnis. Aber wenn die Wetterlage gut war, gingen wir eben Überland. Vierstöckige, fünstöckige Lentiskularis, sowas lässt man nicht entgehen ! Damals war Funk für Privat noch ziemlich neu und selten, brauchte spezielle Lizenz.
War auch mal ein sehr unangenehmes Erlebnis, in Segelfliegzeug : Zwei Jagdflieger frontal. Einer drüber, der Zweite drunter. Nur wenige Meter Abstand. Das ging derart schnell. Anscheinend amüsierten sie sich. Ich mich nicht... voll durchgerüttelt. Voll Bammel. Die Maschine klapperte, knirschte, reagierte nicht mehr wie ich es gewohnt war. Richtung Boden, voorsichtig, landen. Nicht Bruch machen. Die Freunde des Vereins haben die Maschine auseinandergenommen, alles repariert, dann der Specht.
Och jo, wenn ich schon so abschweife :
Einer der "Alten" bestand darauf, uns Übungen zu machen, auszusteigen, mit Fallschirm. Ich hasse Fallschirmspringen.
Aber er hatte voll Recht : Im Notfall...
... Die Kanzel aufbringen, aus dem Sitz hochkommen, sich in der richtigen Richtung rauswälzen, festhalten, übersehen, sich abstoßen, nicht vom Schwanz erschlagen werden. Auf den Boden kommen, ohne sich die Knöchel zu brechen. Den Fallschirm unterziehen um so wenig wie möglich vom Winde verweht zu werden. Und so Sachen. Theoretisch erscheint das einfach...
Er hatte Beziehungen. Er hatte einen Segelflugzeugrumpf seitlich an einen Hubschrauber anbringen lassen. Dann los ! "Wenn ihr das nicht macht, bringt ihr's im Ernstfall nicht fertig und sterbt ! Ohne diese Übung gebe ich euch den Schein nicht !"
Mir scheint es, dass er das vollständig richtig sah. Der Mann hatte Erfahrung. Hinterher musste ich die Unterhose und die Hose wechseln... Ich bitte um Verständnis.
Nebenbei, der abgestürzte Feund hiess Heinz. Er war mit der HKS30 gestorben. Haase / Kensche / Schmetz. Ursprüngich ein Motorsegler, durch eine (BMW ?)-Gasturbine hintern Hintern getrieben. Als diese aus Geld- und sonstigen Gründen ausgebaut worden war, wurde das instabil :-(
Auch mein alter Fluglehrer/Ingenieur hiess Heinz. Herr Kensche. Ich mocht ihn derart. Mit seiner ewigen Pfeife... pfeifend, singend :-)
Er war anscheinend später auf dem Boden gestorben, nicht Unfall. Bei seiner Beerdigung war ich in Ohnmacht gefallen.
Er sagte öfters, "jeder Flug mit diesem Flugzeug ist ein Schritt zu seinem Tod". Er dachte an den "Tod" seines Flugzeugs, seiner Entwicklung. In keinster Weise an Tod eines Piloten.
Andere Fliegergeschichten lasse ich hier weg, das würden Romane.
Verstehe bitte, dass ein kardanisch aufgehängter Kreisel (Gyro) seine Achse beibehält, egal was drumrum passiert. Theoretisch, andauernd angetrieben, verlustfrei, ohne Reibung oder so.
Grüße,
Gerhard
Hier noch Ergänzend:
BetriebsgrenzenÜbliche Betriebsgrenzen für Künstliche Horizonte, die nicht speziell für Kunstflug ausgelegt sind, sind 100° bis 110° bei Schräglage und 60° bis 70° beim Steigen oder Sinken.
Wird eine dieser Grenzen überschritten, so schlägt der Kardanrahmen
an einem Anschlag an und die Anzeige wird unbrauchbar, bis der Kreisel
wieder aufgerichtet wird. Es gibt voll kunstflugtaugliche Horizonte,
diese sind aber teurer und werden daher nur in Militärflugzeugen
eingesetzt.
Das hab ich auch gelesen. Mein Pilot sprach von einem mechanischen Instrument. Das gab es schon vor GPS. Und geflogen wird ja schon eine ganze Weile...