atpl - pilot - formulas german
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FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
General Navigation
Departure / Abweitung
d = ∆λ x cosφ (x 60) [NM]
Erdkonvergenz / Meridiankonvergenz / convergency
c = MK = ∆λ x sinφm [°]
Conversion Angle
ca = 1/2 x c [°]
Orthodrome / Großkreis / Great CircleLoxodrome / Kursgleiche / RumblineAzimutgleiche / Line of equal bearings
φ = Latitude [°] φm = Mittelwert Lat. [°] φ0 = Bezugswert Lat. [°] φS = Scheitelpkt. Lat. [°] λ = Longitude [°]
Berechnungen am Großkreis (über Loxodrome)
a) Kursänderung (Erdkonvergenz c) ΔTC = Δλ x sin φm
b) Mittelkurs γ tan γ = Gegen / An Gegen = Δλ x cos φm x 60 An = Δφ x 60
tan γ =
c) Anfangskurs α α = γ – ½ ΔTC
d) Endkurs β β = α + ΔTC
e) Distanz D (Hyp) cos γ = An / Hyp D = An / cos α = Δφ x 60 / cos γ
Skizze wg. Winkelkorrektur (Messung gegen TN!!!)Nur für geringe Abweichungen bzw. kurze Strecken!
Beispiel: A: φ: 50° N λ: 130° E (S bzw. W neg. VZ!)B: φ: 60° N λ: 150° EΔTC = (150°-130°) x sin [(50°+60°)/2] = 16°
γ = arctan [(20° x cos55°) x 60 / (10° x 60)] = 49°α = 49° - 16°/2 = 41°β = 41° + 16° = 57°D = (10° x 60) / cos 49° = 915 NM
Mercator Projektion (0-23° N/S)
Maßstabszahl an Breitengrad φ2
Mstbsz. φ2 = Mstbsz. φ1 x (cosφ2/cosφ1) [metrisch]
Sonderform: - Oblicque Mercator zur Darstellung einer Orthodrome längs einer Flugstrecke- Transverse Mercator
winkeltreu, Loxodrome = Gerade, Orthodrome in Richtg Pole gewölbt, Abstand der Breitengrade von 0° aus zunehmend - Distanzmessung über φm am Kartenrand!Maßstab wird mit zunehmender Entfernung von Bezugspkt größer (gültig für alle Karten!)
Transverse Mercator-Projektion (90° gedreht):
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Lambert'sche Schnittkegel Projektion (10-70° N/S)
Constante of Cone
cc = sin φm = = konst.
Klaffungswinkel (Länge der Abwicklung: ccx360°) = (1-cc) x 360°
Map Convergence (der Meridianwinkel in der Karte)mc = ∆λ x sin φm = ∆λ x cc = ∆TCKarte
XTD = [NM]
XTD =
XTD: zw. Karten- und Erdkonverg.+ Loxo-/ Orthodrome
cc = sin 45° = 0,7mc = 160°-130°x0,7 = 21° = ∆TCKarte
c = 30° x sin 53° = 24° = ∆TCFlugstrecke
XTD = 56 NMmc < c: Wölbung ‚rechts’mc > c: W. ‚links’
Bezugsmeridian 30°N + 60°N: φm = 45°N
winkeltreu, ~maßstabstreu (geringe Änderung), φm = mittlere Breite = 1/2 Kegelwinkelφ1, φ2 = Standard BreitenKrümmung+Lage Loxodrome äquatorwärts, Krümmung Orthodrome von φm weg - für Nav. Annahme als Gerade!XTD: Cross Track Distance
Kursmessung Lambert
Mittelmeridian λ0 ermitteln + eintragen,Kurs am Mittelmeridian messen
Alternativ: Anfangs- und Endkurs am jew. Meridian messen und Mittelwert bilden
Distanzen können direkt entnommen werden (Fehler gering, Erhöhung Genauigkeit durch Abschnitts-messung (max. 300 NM) jeweils am Mittelmeridian;
Auf Mittelbreite φ0: Meridiankonvergenz = Map Convergence (MK = mc)
Kurs gegen jew. Meridian messen,Vergleich mit ∆λ 08°/10° = 0,8 = cc
→ mc = ∆TC
Polarstereographische Karte (60-90° N/S)
cc = 1, MK = mc = ∆λ = ∆TC
Abstand der Breitengrade nimmt mit Polentfernung zu
Kartenradius r0 bei beliebigem Breitengrad φ
r0 = 2 x R x tan
R = Erdradius bzw. maßstäblicher Erdradius
winkeltreu, bis 60° N/S nahezu längentreu,
Lambert + Polarst.:
TC2 = TC1 +/- ∆TC+ ∆TC - eastbound - ∆TC - westbound
Dist. an Mittelbreite!S: Stereodrome // GC: Great Circle // RL: Rhumbline
Grid Convergence (Polarstereogr.)
TT = GT - GC (λ ≡ Grid Convergence bei Bezugsmeridian = 000°)
Wenn Bezugsmeridian ≠ 000°:
GC = λ - Bezugsmeridian
GT = konst. = Gyro-Kurs!
GT- GC
TT
GT- GV
MT
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Fehler Kompass (NORDHALBKUGEL):
Drehfehler (Querneigungs- + Fliehkraftfehler):- Kurve nach Süd - übersteuern- Kurve nach Nord - untersteuern--> N/S = max. / φ > 60° max
Beschleunigungsfehler:Acceleration/Descent = Anzeige dreht nach NDeceleration/Climb = Anzeige dreht nach S--> O/W = max.
BANANASBefore NorthAfter South
ANDSAccelerate North Decelerate South
Fehler Gyro:ERP: Earth Rotation Parameter = Apparent WanderERP = 15°/h x time x sinφ [°]TW: Transport WanderTW = ∆λ x sinφm
Nordhalbkugel: Fehler wirkt nach rechts (Addition) - Anzeige wandert nach LINKS!Vergrößerung des Fehlers bei Ost-Kurs (Addition ERP und TW), Reduzierung bei West-Kurs (ERP - TW)!!!West (-) / East (+)
Kurs/Peilung
rwK - TC+WCA
rwSK - TH- Var.
mwSK - MH- Dev.
KSK - CH
TT = TH + DA
TT = TC + Dz
WCA = Dz - DA
Umkehrkurs: CHback = CH +/- 180° - (2 x WCA)
MB = MH + RB (=> QDM)
TB = TH + RB (=>+/- 180° = QTE)
West (-) / East (+)Variation: ∆(geogr. Nord - magn. Nord)Deviation: Einbaufehler Magnetkomp. (Compass shift)WCA: Wind correction angle (C nach H) [Rechts +]DA: Drift Angle (H nach T)Dz: Additional Drift (C nach T)RB: Relative Bearing (z.B. NDB)TB: True Bearing
1:60-Regel
Dz [°] =
Kursverbesserung: 1) Parallelkurs, Korrektur CH um Dz (re. oder li.)2) Rückkehr zum Soll-Kurs (Gesamtkorrektur!) bei kleinem Korrekturwinkel Verbesserung um 2 x Dz , t2 = t1
bei großem Korrekturwinkel Verbesserung um Dz + 30°, t2 [sec] = t1 [min] x Dz x 2 3) Direktflug zum Ziel
CHneu [°] = CHalt + Dz [°] +
Dz = additional Drift [°]d = lateral displacement (Messung in Karte)
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Geschwindigkeiten
IAS+ Airspeed Indicator Correction (ASI-Tab.)
CASx Kompr.-faktor (Tab., >200 kt + >FL100)
EAS+ Dichtekorrektur über Temperatur
TAS+/- Windeinfluß
GS
Dichtekorrektur:
TAS = EAS x σ = ; = Airspdfctr.
Machzahl (M):
M = [TAS, a: kt oder m/s]
--> a abh. von Temperatur
Aviat:1) Schätzung TASest = CAS + (2% / 1000 ft)
2) IOAT --> COAT mit TASest über Tab. Aviat
3) COAT und FL in Airspeed-Fenster einstellen, TAS über CAS (außen) ablesen!
oder:1) IOAT und FL in Airspeed-Fenster einstellen, TAS über CAS (=EAS) bei 0,x (Dichtekorrek- tur aus Compr. factor Tabelle innen) ablesen
2) TAS --> Temperature Rise für COAT
3) COAT und FL in Airspeed-Fenster einstellen, TAS über CAS (=EAS) ablesen!
True Altitude (TA) 1) PA = FL +/- (QNH-1013) x 27 ft/hPa2) TA = PA + 0,4% x ΔISA
--> Anzeigeinstrument für M:
a [m/s] = a0 x = 340 m/s x
a [kt] = 39 x
Aviat: COAT in Airspeed-Fenster unter [M▼kt] ein- stellen, unter TAS Machzahl (Wert/100) ab- lesen (über [▲10] va)
Aviat:2) PA und COAT (blau!) in Altitude-Fenster einstellen, über QNH-Altitude die TA ablesen
Density Altitude (DA) DA = PA + 120 ft/°C x (OAT-TISA) TISA = 15 - 2°C/1000 ft x PA
Aviat: COAT und FL in Airspeed-Fenster ein- stellen --> DA bei Density Altitude abl.
Pressure Altitude Flugplatz PA = (1013-QNH) x 27 ft/hPa + ELEV = Anzeige Höhenmesser bei 1013,2 hPa
Crossover Altitude:FL, ab dem von konst. IAS- auf konst. Mach-Steigflug gewechselt wird.
ROC nimmt ab CA um 30-40% zu! (TAS nimmt ab!)
Specific Range:SR = TAS / FuelFlow--> Optimum Altitude
Static Air Temperature (SAT)
SAT =
TAT: Total Air Temperature (Anzeigewert)
Windkomponenten
LWC = WS x cos (WE)
CWC = WS x sin (WE)
WS: WindspeedWE: Windeinfallswinkel bez. auf Flugzeuglängsachse
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Winddreieck:
DA = - WCA (bei TT = TC)
LWC = WS x cos(RWA)= WS x cos(WA)
CWC = WS x sin(RWA)= TAS x sin(WCA)= WS x sin(WA)
EWC = TAS - TASeff
TASeff = TAS x cos(WCA)GS = TASeff +/- LWC
Faustformeln:
CWC = WS x sin(Landebahnricht.-Windricht.)
CWC = x WS
WCA =
Aviat:
a) TC, TAS, W/V gegebenWCA und GS gesucht:TC einstellen, Windrichtung (black) einstellen, Schnittpunkt TAS/Wind einstellen --> GS imMittelpunkt, WCA in Schnittpunkt ablesen
b) TH, TAS, GS, DA gegebenW/V gesucht:TH einstellen, TAS in Mittelpunkt, Drehzeiger aufSchnittpunkt DA/GS --> Windrichtung (red) anSpitze, Windstärke an Schnittpunkt ablesen
c) TH, TAS, W/V gegebenDA und GS gesucht:TH einstellen, TAS in Mittelpunkt, Drehzeiger-Spitze auf Windrichtung (red) stellen --> unter Windstärke
LWC: Longitudinal Wind Comp. (HWC // TWC)EWC: Equivalent Wind Component
WA >90°
WA <90°
AviatWindkomponente (CWC/LWC)Windrichtung eindrehen, Nullinie Koordinatengitter unter Mittelpunkt, Windspeed senkr. nach unten abtragen, RWY eindrehen, senkrecht --> CWCwaagerecht --> LWC
Dead Reckoning:Air Position: errechnete Pos. ohne WindDead Reckoning Position: errechnete Pos. mit WindFix Position: wahre Position
Mitkoppeln: Legweise aktueller Course und Ground Distance verfolgen (mit Wind)Nachkoppeln:Legweise aktuelles Heading und Air Distance verfolgen (Wind wird erst nachträglich berücksichtigt)Genauigkeit Koppelort:Fehlerkreisradius (R): = 5% Dist. + (10%WS x t)t [h] = Flugzeit
AviatNachkoppeln:TH eindrehen, Nullinie Koordinatengitter unter Mittelpunkt, Entfernung senkr. nach unten abtragenTH eindrehen, Nullinie Koordinatengitter auf 1. Punkt stellen, Entfernung senkr. unter den Punkt....Wind eindrehen, Windversatz berechnen (Gesamtzeit x WS / 60), unteres Ende Koordinatengitter auf letzten Punkt, Windversatz nach oben abtragenWindversatz senkr. unter Mittelpunkt drehen, TC (unter Index) und Ground-Distance ablesen
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Radio-Navigation
Einteilung Frequenzbänder
VLF LF MF HF3 - 30 kHz - 300 kHz - 3 MHz - 30 MHz
VHF UHF SHF EHF- 300 MHz - 3 GHz - 30 GHz - 300 GHz
Reichweite VHF - EHF (quasioptische Ausbreitung)
DVDF = 1,23 x + 1,23 x [NM]
Umrechnung Wellenlänge/Frequenz
λ[m] =
VLF Reichweite nur durch Sendeleistung begrenztLF-MF Fading (max. bei Nacht): Interferenzen zw.
Boden- u. Raumwellen HF Nutzung Reflexion Ionosphäre, Raumwellen
VDF-Peiler (VHF Direction Finder) - VHF
Frequenz 118,000-136,000 MHz
Genauigkeitsklassen:A +/- 2°B +/- 5°C +/- 10°
VDU: VDF Display Unit (Kompassrose mit LED's je 5°)
!Variation des Standorts Peilsender berücksichtigen!
QDM / QDRQUJ / QTE
'QDM größer - größer steuern!' (Abweichung x 2)'Vom Soll über Ist + 30°'
Fremdpeilung
BFO: Beat Frequency OscillatorNDB (Non Directional Beacon) - LF/MFEmpfangsteil ADF (Loop- u. Sense-Antenne)
ICAO: 190 - 1750 kHzBRD: 200 - 526,5 kHz
Genauigkeit +/- 5°Reichweite Locator: 10 - 25 NM
En Route: 25 - 50 NM, ~200 W
Verdoppelung Reichweite erfordert Vervierfachung der Sendeleistung!Küsteneffekt: bei RB > 30° und Flughöhen < 6000 ft zu berücksichtigen!Störung durch Gewitter + Bodenhindernisse!Dämmerungseffekt: Raumwellenverz. max. SR/SS
NDB großer Reichweite: LFN0N A1A
!Variation an Flugzeug-Pos. berücksichtigen!
Quadrantal Error: Ablenkung Funkwellen durch AC-Bauform; max. bez. auf AC-Längsachse bei 45/135/225/315°
Küsteneffekt:
VOR (VHF Omnidirectional Radio Range) - VHF
ICAO: 108,000 - 117,975 MHzTVOR: 108,000 - 111,975 MHz (25-50 W)
100 kHz-AbständeEnroute VOR: 112,000 - 117,975 MHz (50-200 W)Genauigkeit +/- 2-4°
Reichweite (Standard)TVOR 25 - 50 NMVOR 100 - 200 NM
Verdoppelung Reichweite erfordert Vervierfachung der Sendeleistung!Küsteneffekt: bei RB > 30° und Flughöhen < 6000 ft zu berücksichtigen!Störung durch Gewitter + Bodenhindernisse!
!Variation an VOR-Pos. berücksichtigen!
VOR und DME dürfen bei gemeinsamer Kennung nicht weiter als 600 m voneinander entfernt stehen!
Messung der Phasendifferenz!
VOT: Test-VORTVOR: Terminal-VOR
Drehzahl: 1800 RPM
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DME (Distance Measuring Equipment) - UHF
ICAO: 960 - 1215 MHzChannel: 17 - 59 fVOR = (CHDME + 1063) / 10
70 - 126 fVOR = (CHDME + 1053) / 10
Reichweite: max. 300 NM
D = c [NM/s] x (t - 50μs) [s] / 2 t: Gesamtlaufzeit des Impulses50μs: Signalverzögerung in Bodenstationc: Lichtgeschwindigkeit 300.000 km/s
Genauigkeit: +/- 0,5 NM oder 3% der Distanz (ICAO, höherer Wert!) +/- 0,25 NM + 1,25% der Distanz (vor 1989)
Search: 1s/10NM Tracking: kont. Anzeige Slant Range o. GSVelocity Memory: 10 s Anzeige vorheriger Wert bei
fehlendem Signal - Warnleuchte!
Sekundärradar
Abweichung Abfragesignal/Antwortsignal 63 MHz, Laufzeitmessung
ILS (Instrument Landing System)
Localizer - VHFICAO: 108,00 - 112,00 MHz
ungerade Zehntel + 0 oder + 5 (xxx,10 oder xxx,15)
Abdeckung: +/- 35° bis 17 NM Entfernung+/- 10° bis 25 NM Entfernung90 Hz linke Seite / 150 Hz rechte Seite
Anzeige: 2,5° links/rechtsGenauigkeit: 3-4°
Glidepath - UHFICAO: 328,6 - 335,4 MHzAbdeckung: +/- 8° bis 10 NM Entfernung (horizontal)
0,45 x φ bis 1,75 x φ (lateral)90 Hz Oben / 150 Hz Unten
Anzeige: 0,7° oben/untenGenauigkeit: 1-2°
Loc: Pos. 300 m hinter der Bahn auf verl. Centerline
Amplituden-Differenzmessung
Localizer:
Fan-/Z-Marker - VHFOuter Marker (OM) 400 Hz - - - blauMiddle Marker (MM) 1300 Hz -. -. -. gelbInner Marker (IM) 3000 Hz ....... weiß--> 75 MHz, Modulation A2
Primärradar (Impulsreflektion)
Pulse Distance PD [μs = 10-6s]Pulse Repetition Frequency
PRF = [pps]
Pulse Repetition Interval (Time)
PRI =
theor. Reichweite
Rtheo = [km oder m]
tats. Reichweite
Ract = [km oder m]
Tt = Totzeit
Min. Reichweite
Rmin = [km oder m]
Verdoppelung Reichweite erfordert 16-fache Sende-leistung!
Wetter- & Bodenradar ATC: SHFReichweite Langstreckenradar: 300 NM
Wetterradar: Pencil Beam 9375 MHz (SHF)
Strahlbreite b[°] =
D: Durchmesser Antennenschüssel
Mapping Mode: Fan-Shaped Beam (50-60 NM) (Kosekans)
Primärradar: Richtung + EntfernungSekundärradar: Identifizierung + Flughöhe
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17 N
M
25 N
M
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Secondary Surveillance Radar (SSR) - UHF
Interrogator (Bodenstation): 1030 +/-0,2 MHz1,5 - 2 kW
Transponder (AC): 1090 MHz, 4096 Codes
Mode C: Höhe +/- 50 ft, Angabe in 100ft-Schritten
Mode S: Höhe +/- 25 ft
Radio Altimeter (RA) - SHF
Frequenz 4250 - 4350 MHz
Genauigkeit +/- 5% bei 1000 - 2500 ft Höhe+/- 2% bei 500 - 1000 ft Höhe+/- 2 ft bei < 100 ft Höhe
Low Range Radio Altimeter - Anzeige 0 - 2500 ft GND- Höhe Hauptfahrwerk über Boden
High Altitude Radio Altimeter~1 GHz
GPSBenutzbarer Code: C/A (Coarse/Aquisition)
L1 / L2: UHF
1575 MHz für zivile Nutzung
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Load & Trim
Schwerpunktverschiebung durch UmladungM x Δs = L x d
Schwerpunktverschiebung durch ZuladungMNeu x Δs = Lzus. x d(CGneu-Pos. Laderaum)
Schwerpunktverschiebung durch AusladungMNeu x Δs = LAus. x d(CGneu-Pos. Laderaum)
Indexgleichung
DOI =
Useful Load = TOF + PL
M: GesamtmasseΔs: Verschiebung des CGL: umgeladene Lastd: Abstand der Laderäume
INDEX = MOMENT/RED.FAKTOR + KONST.DOI: Dry Operating IndexDOM: Dry Operating MassCGneu: Schwerpunkt neuRef.: Reference ArmK1 / K2: Konstanten
LE: Leading Edge (MAC)TE: Trailing Edge
Schema: DOM+TOF OM+PL TOM-TF LAM
Vorderes CG: vS ↑
Standardmassen:
Bestimmung DOMCockpit 85 kg / Cabin 75 kg (inkl. Handgepäck)
Passagiergewichte [kg]M W /
Charter 83 69 84andere Flüge 88 70 76Kinder 35
GepäckInland 11 kg // Europa 13 kg // Interkont. 15 kg // Sonstige 13 kg
Wägung Flugzeug:
ohne Änderung: alle 4 JahreFleet Mass: alle 9 Jahre --> zul.Abweichung Gewicht ± 0,5%, CG ± 0,5%
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Aerodynamik / Principles of Flight
Auftrieb:
A = ca x F x x v² [N // kgm/s²]
Widerstand:
W = cW x F x x v² [N]
induzierter Widerstand: durch Auftrieb verursacht↓ mit dem Quadrat der Geschwindigkeit Di ~ 1/v² // cDi ~ 1/(4xv²) ↓ bei zun. Streckung↑ mit dem Gewicht ↑ mit zun. Anstellwinkel↑ mit zun. Dichtehöhe
schädlicher Widerstand = parasite drag (~ konst.): - Reibungsw. + Formw. = Profilw.- Interferenzw. (ΣEinzelw. ≠ Gesamtw.)↑ mit der Geschwindigkeit
induzierter Anstellwinkel: Reduzierung des Anstellwinkels durch Strömungsänderung (ind. Drag):
αeff = α - αind
Bodeneffekt: beendet wenn Flughöhe ≥ Spannweite
dyn. Druck (Staudruck) q = x v² [kg/ms² // N/m²]
Ideales Gasgesetz:
ρ =
Bernoulli:pStat + q = pges = const.
ca: AuftriebsbeiwertF: Flügelfläche [m²]ρ: Luftdichte [kg/m³]v: Geschwindigkeit [m/s]cW: WiderstandsbeiwertDi = induzierter Widerstand [N]
vminDrag bei WI = WS ==> L/D (bzw. A/W) = max ==> Dges = min.
Rate of Climb:
ROC [f/min] = GS [kt] x sin γ {vY}
≈ GS [kt] x GC [%]
Gradient of Climb:
GC [%] = tan γ x 100 {vX}
= x 100
Gleitwinkel:
Sinkflug tan γ = // Gleitzahl =
sin γ = ; a
Steigflug sin γ = -
stat. Horizontalflug S = G x G=A W=S
3: bestes Gleiten
max. Gleitzahl: induz. W. = paras. W.
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Erhöhung Stallspeed: > neg. Pfeilung > Gewicht > Bankangle vorderes CG (zus. Erhöhung d. Steuerkräfte)
Erhöhung krit. Anstellwinkel durch den Einsatz von Vorderkanten-Klappen (Krüger-Klappen) --> ↑ cLmax!Landeklappen reduzieren die Stallspeed, erhöhen den Auftrieb und reduzieren den krit. Anstellwinkel --> ↑ cLmax!
Accelerated Stall: n>>1, hohe GeschwindigkeitDeep Stall: vollst. Strömungsabriß auf
beiden TragflächenShock Stall: Verdichtungsstoß
Stallspeed:
vS = vS,1g x
n = 1 / cosβ = Auftrieb/Gewicht
vS,1g: Stallspeed bei 1 gm: Gewicht [kg]g: Erdbeschleunigung 9,81 m/s²ρ: Luftdichte [kg/m³]F: Flügelfläche [m²]
: max. Auftriebsbeiwertn: Lastvielfaches / Loadfactorβ: Bankangle
Manövergeschwindigkeit:
vA ≥ vS,1g x
nBö =
Strömungsabriß vor mech. Überbeanspruchung!
Höhere vS bei schwerem Flugzeug --> höhere vA zulässig!
Erhöhtes Lastvielfaches bei Böenm ↓ Böenlast ↑ // FL ↓ Böenlast ↑
Kurvenradius:
tanβ = =
v = r x ω
ω: Drehrate / rate of turn [rad/s] 360° = 2*π --> x[°] = y[rad] x 180°/ π
r: Kurvenradius [m]v: Fluggeschwindigkeit [m/s]
Rate-1-Turn (bis 250 kt)
β =
Transsonischer Flug:
Machscher Winkel sin μ = 1 / M
Pfeilung: Mkrit: Machzahl, bei der örtl. a erreicht wird
Positive Speed Stability: Widerstand nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit zuNegative Speed Stability: Widerstand nimmt mit abnehmender Geschwindigkeit zu
Verstärkungsruder gleichsinnigTrimmruder, Hilfsruder + Servotab gegensinnigÄußere Querruder: nur Langsamflug!
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Streckung: λ = b / tm = AR - Aspect Ratio
Seitenverhältnis = 1/λ
Einstellwinkel ε - zw. Profilsehne und Längsachse
Anstellwinkel α - zw. Profilsehne und Anströmungsrtg.je größer α, desto weiter wandert der
Druckpunkt nach vorne
Druckpunkt: Angriffspunkt d. Luftkräfte, sym. Profile druckpunktfest (Lage bei 25% Profiltiefe)
Neutralpunkt = aerodyn. Zentrum: Nickmomentbeiwert für alle Anstellwinkel ist gleich
Downwash: nach unten gerichtete Randwirbel, die die Anströmung des Leitwerks beeinflussen können
b: Spannweite [m]tm: mittlere Flügeltiefe [m]
MAC: Mean Aerodynamic Chord: Bezugsflügeltiefe eines Rechteck-Flügels mit gleichem Nickverhalten und gleicher Flügelfläche
Wing loading: Flächenbelastung in kg/m² oder N/m² bezogen auf Flügelfläche!
Speeds (CAS):
vA: Maneuvering SpeedvS1: Stall speed cleanvS0: Stall speed landingvSR: Reference Stall speed vSR ≥ vS1g
vS = 0,94 x vS1,g (vSR)vLE: max Landing gear ExtendedvB: max Böen [66 ft/s]vMO: Max OperatingvC: design Cruise [50 ft/s]vD: design Dive [25 ft/s]vMCG: Min. Control Ground ↑vMC(A): Min. Control Air (1eng inop, bank <5°) ↑vMCL: Min. Control Landing config/appr. (all eng.)vEF: Engine Failurev1: decision speed (vEF + 2s)vR: Rotation (vMC(A) x 1,05) [TAS] ↑vMU: Minimum Unstick (sicheres Abheben mögl.)vMBE: Maximum Break EnergyvLOF: Lift-Off (Hauptfahrwerk)vMaxTire: Maximum Tire v2: sichere Abhebegeschwindigkeit (1eng inop)
[TAS} ↓ // > 1,1 x vMC(A) // 2-3-Mot Prop, Jet > 1,2 x vS
>3-Mot Prop > 1,15 x vS v3: v2 + 10 kt at screen height (all eng op)vZF: Zero FlapvX: best angle of climbvY: best gradient of climb
↓ / ↑: mit steigender Temp. und steigender Elev.
Turbine >22170 kg: n +2,5 / -1,0(nFE +2,0)
Normal <1870 kg: n +3,8 / -1,52Utility: n +4,4 / -1,76Aerobatic: n +6,0 / -3,0
Screen height: 35 ft CAT A50 ft CAT B
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FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Propeller:Anstellwinkel: zw. Profilsehne und eff. Anströmgeschw.Einstellwinkel: zw. Profilsehne und Drehebene
Geom. Schränkung: Verringerung Einstellwinkel nach AußenAerodyn. Schränkung: Reduzierung Wölbung nach Außen
Steigung = Einstellwinkel: theor. 'Vorwärtsbewegung' bei einer Umdrehung (geom. S. / aerodyn. S.)
Fester Propeller:- Start/Ldg: geringe Geschw. = großer Anstellwinkel- Reiseflug: hohe Geschw. = kleiner Anstellwinkel--> Erhöhung Anstellwinkel: RPM↑ TAS↓
Verstellpropeller:
- Start/Ldg: geringe Geschw. = kl. Steigung ( ↓ RPM↑)
- Reiseflug: hohe Geschw. = gr. Steigung ( ↑ RPM↓)
Constant Speed:Leistungserhöhung: 1) RPM - Prop 2) MAP - ThrottleLeistungsreduzierung: 1) MAP - Throttle 2) RPM - Prop
! RPM↑ Steigung↓ !
Feather-Stellung: Steigung = 90%Reverse Thrust: Steigung negativ
TODA / TORA
TOR (Take-Off Run) TORA ≥ 1,15 x TORAllEng & ≥ TOR1EngInop
ASDA (Accelerate/Stop Distance Available) ASDA = TORA + Stopway Balanced Field: TODA = ASDA
Stopway: voll anrechenbar für ASDA Clearway: Freifläche mit Hindernisfreiheit (min. 500 ft Breite), max. anrechenbare Länge auf TODA mit 0,5 x TORA! Keine Tragfähigkeit erf.! --> TODA ≤ 1,5 x TORA
oder bis zum ersten Hindernis
LDR (trockene Bahn) Jet: LDR < 0,6 x LDA Prop: LDR < 0,7 x LDA
LDR (contaminated Rwy)LDRcont. = 1,15 x LDRdry
≡ Jet: LDRcont. < 0,52 x LDA ≡ Prop: LDRcont. < 0,61 x LDA
Downslope: Reduz. TODR und TORRClimb Limited TOM: abh. von PA & OAT, unabh. WSPerformance Limited TOM: abh. von WS
Berücksichtigung AntiSkid zul., ohne Reverse Thrust!
Balanced Field
Unbalanced Field
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Lärmschutzverfahren:NADP 1/B (in Flughafennähe)1) T/O Thrust, v2 + 10-20 kt2) 800 ft - reduce Thrust, v2 + 10-20 kt3) 3000 ft - retract Flaps/Slats, accel. enroute climb spd
NADP 2/A (in größerer Entfernung zum Flughafen)1) T/O Thrust, v2 + 10-20 kt2) 800 ft - retract Flaps/Slats, reduce Thrust, Climb + acclerate to vZF + 10-20 kt3) 3000 ft - transition to enroute climb speed
--> Lärmschutzverfahren werden nicht angewendet– Verschmutzter Bahn (Contaminated Runway)– Sicht < 2 km– Seitenwindkomponente > 15 kt– Rückenwindkomponente > 5 kt– Bei Windshear, Gewitter u.ä.
Weitere Anforderungen bei der Departure– keine Kurven unter 500 ft– Schräglage in Kurven ≤ 15°– keine Kurven in Komb. mit
Leistungsreduzrng.
Climb-Segments
Steigflug konst. Mach: Steigwinkel steigt?, cA steigtSinkflug konst. Mach: Sinkwinkel steigt, cA sinkt (IAS steigt)Steigflug konst. IAS: Steigwinkel + Pitch sinktSinkflug konst. IAS: Sinkwinkel sinkt bzw. konst.
Climb 'low performace'
Human Performance
HypoxieTUC (Time of useful consciousness)
O2-Mangelwirkung:Reaktionsschwelle (Treshold for compensatory reactions) : 7.000 ftStörschwelle: 12.000 ftKrit. Schwelle: 22.000 ft
Störschwelle - ohne Druckkabine und O2 10-12.000 ft - mit 100% O2 38.000 ft - mit O2-Druckatmung 43.000 ftCyanose (Blaufärbung Lippen + Fingernägel)
Ebullismusab 63.000 ft Gasfreisetzung (N2) im Blut
HyperventilationReduzierung CO2 - hoher pH-Wert (Alkalose), erhöhte O2-Bindung, Muskelreizung --> 'Pfötchenstellung'
PA Cabin TUC43.000 5 - 15s40.000 15 - 20s35.000 30 - 90s30.000 1 - 2 Min.25.000 3 - 5 Min.20.000 ~ 30 Min.
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PA 1/p63.000 1/16
34.000 1/4
27.000 1/3
18.000 1/20 1
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Caisson- / Taucherkrankheit- Haut-Kribbeln / Jucken (Paraesthesien)- Gelenkschmerzen (Bends)- Schmerzen Lunge - Engegefühl, stechende Schmerzen hinter Brustbein, trockener Reizhusten (Chokes)- Neurologische Störungen (Doppelbilder, Sehstörungen, Empfindungsst., Muskelschwäche, Ohnmacht
Barotrauma- Barosinusitis (Nasennebenhöhlen)- Aerotitis (Mittelohr) Unterdruck in Paukenhöhle, Eustach'sche Röhre verschlossen--> Vasalvamanöver- Barodontalgie (Zahnschmerz)- Höhenmeteorismus (Magen-Darmtrakt)
Gy: laterale Beschleunigung - nicht relevantGx: transversale Beschl. (in Flugrichtung)Gz: radiale Beschl.
+ 3 g Greyout+ 3,5 g Tunnel Vision+ 4 g Blackout+ 4,5 g Ohnmacht
Gasgesetze:
Dalton: patm = pN2 + pO2 + ... [Hypoxie]
Boyle-Mariotte: [Barotrauma]
Henry: [Taucherkrankh.]
CO - ~250x stärker Bindung an Hämoglobin wie CO2
Lungenvolumina: + Atemzugvolumen (0,5 l) + inspiratorisches Reservevolumen (2,5 l) + exspiratorisches Reservevolumen (2,5 l) + Residualvolumen (Restvolumen) (1,5 l)
SehenMyopie Kurzsichtigkeit (Bild vor Netzhaut)Hypermetropie Weitsichtigkeit (Bild 'hinter' Netzhaut)Presbyopie Alterssichtigkeit
HörenPresbyakusis Schwerhörigkeit (altersbedingt)
vestibuläres System: GleichgewichtswahrnehmungOtolithen = Utriculus und Sacculus
lineare Beschleunigung + SchwerkraftBogengänge Winkelbeschleunigung
Kinetose Bewegungskrankheit, ausgelöst durch widersprüchliche Sinneswahrnehmung
Wirkzeiten von Beschleunigungen:1/100 - 1/1000 s Schlagartige Beschleunigung1s - 1/10s kurze Beschl.1 - 5 s längere Beschl.5 s lang anhaltende Beschl.
Kreislauf-Daten:
Blutdruck (arteriell): 120/80 mmHgHerzfrequenz: 60 - 80 Schläge/min.Herzzeitvolumen: 5 l/min.Atemfrequenz: 16 Atemzüge/min.Atemvolumen: 500 mlO2-Bedarf (Ruhe): 250 ml/min.
Pulmonalarterie: O2↓ CO2 ↑
Innenohr:
Schnecke (Cochlea): Aufnahme der Geräusche
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BMI [kg/m²]< 19 untergewichtig19 - 25 normal≥ 25 übergewichtig
Anderson-Modell (Erfahrungserwerb) - kognitive Phase - assoziative Phase - autonome Phase
Shell Modell:L: LivewareS: Software (Gesetze, Manuals, Verfahren, Software)E: Environment (Umweltfaktoren, Biorhythmus)H: Hardware (Maschine, Instrumente)
Entscheidungsverhalten (Modell von Rasmussen):- fähigkeits/fertigkeitsbasiertes Verh. (skill based)- regelbasiertes Verh. (rule based)- wissensbasiertes Verh. (knowledge based)
Fehlerklassifizierung - variable Fehler
- Zufallsfehler (durch Training reduzierbar)- sporadische Fehler (kaum zu beeinflussen)
- systematische Fehler (gut eingrenzbar)
Modell von Hollnagel - Wiederholungs- u. Unterlassungsfehler (repetition and omission) - zeitl. u. räuml. Fehleinordnung von Reaktionen (forward and backward leap or overshoot reactions) - gewohnheits. Reaktion in falschem Zusammenhang (habit pattern) - Fehler durch äußere Störfaktoren (intrusion)
Modell von Reason
Erfassung der Umgebung (Environmental Capture)Kopplung einer Handlungsweise an einen Ort (skill-based)
FORDEC - Facts - Options - Risks & Benefits - Decision - Execution - Check
DECIDE (Benner) - Detect - Estimate (Bewertung Normabweichun) - Choose (Auswahl Handlungsoption) - Identify (Abschätzung d. Risiken) - Do - Evaluate (Bewertung)
Maslow'sche Bedürfnispyramide
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Loop
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Airframe/Systems/Powerplant
Konstruktionsprinzipien- Fail Safe: Ausfall tolerierbar- Safe Life: hoher Sicherheitsfaktor bei Auslegung,
Ausfall nicht tolerierbar
PTL Propeller-Turbinenluftstrahl-TW hoher Schub bei niedrigen Geschw., höhere Wirtschaftlichkeit in diesem Bereich 90% Schub durch Prop, 10% durch Abgasstrahl hoher Massendurchsatz, kleine Geschw. Free Turbine: sep. Turbine für Antrieb Prop Überwachung:
N1, Torque, EGT (TIT)+ N2 bei ZweiwellenPTL
ZTL Zweikreis-Luftstrahl-TW (Fan-TW) Zweiwellen-ZTL: 2. Turbine treibt Fan an Dreiwellen-ZTL: 3. Turbine treibt Fan an Überwachung:
N1, EPR, EGT (TIT)Turbojet geringe Luftmasse, hohe Geschw.
Blow-In-Doors: Gehäuseöffnungen im Ansaugbereich, um bei zu geringer Anströmung Luftmenge zu erhöhen
Nozzle guide vanes: vor Turbine - Erhöhung Gasgeschw., Reduzierung Druck
Fuel-Control Unit: compressor surge beim Anlaufen vermeiden
AxialverdichterVerdichterverhältnis 1,1:1 bis 1,2:1Kompressorstufe: Rotor - StatorTurbinenstufe: Stator - Rotor
RadialverdichterVerdichterverhältnis max. 4:1Druckzunahme durch Impeller und Diffusor etwa gleichgeringe LuftmasseCascade vanes am AuslaßkrümmerAusführung als zweiflutiger Verdichter möglich
Brennkammer:Primärzone ~2.300 °CKraftstoff/Luft: 1:6030% der Luft werden mit Treibstoff vermischt
Turbineneintritt: ~ 900 °C
Stator Turbine (allg): v steigt, p sinktGleichdruck/Impuls(Aktions-)turbine: Stator - Druckabnahme, Rotor - Druck konstantReaktionsturbine (Überdruckturbine): Stator - Druck konst., Rotor - Druckabnahme
Nachbrenner: 50-70% Schubsteigerung, 3-facher FF
JET A -40 °C Gefrierpunkt+38°C Flammpunkt0,775 - 0,825 kg/dm³
JET A1 -50 °C Gefrierpunkt+38°C Flammpunkt0,775 - 0,825 kg/dm³
JET B -60 °C Gefrierpunkt -20°C Flammpunkt0,750 - 0,800 kg/dm³
Aktionsturbine
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FeuerlöscherBrandklassenA: feste organische StoffeB: Brände flüssiger o. schmelzender StoffeC: GasD: Metall
Eignung d. LöschmittelWasser ACO2 B/CHalon /BCF B/C (A)Metallbrandpulver DSand DFreon B (Gasturbinen)
Sauerstoffversorgung
Cockpit: Pressure Demand Regulator - Quick Donning Mask1) Normal: O2/Luft - Anreicherung bis auf 100% O2 in 30.000 ft2) 100%3) Emergency: 100% unter Überdruck
--> oberhalb FL410: ein Besatzungsmitglied kont. O2
Kabine:Continuous Flow System, Mischung O2/Luft (Rauch kann in System eindringen), Auslösung bei 14.000 ft
Anzahl Masken Sitzplätze * 1,1
--> Max. von 10 Min. oder kompl. Flugzeit, wrd. der die Kabinendruckhöhe über 15.000 ft ist!
- mit Druckkabine (Anhang zu JAR-OPS 1.770)a) Cockpit: - gesamte Flugzeit > 13.000 ft - gesamte Flugzeit abzgl. 30 Minuten in 10.000 - 13.000 ft - min. 30 Min. bei Zulassung bis FL250 min. 2 Stunden bei Zulassung > FL250b) Cabincrew: - gesamte Flugzeit > 13.000 ft - gesamte Flugzeit abzgl. 30 Minuten in 10.000 - 13.000 ft - min. 30 Min.c) Paxe: - 100 % gesamte Flugzeit > 15.000 ft, min. 10 Min. - 30 % gesamte Flugzeit 14.000 - 15.000 ft - 10 % gesamte Flugzeit abzgl. 30 Min. in 10.000 - 14.000 ft
- ohne Druckkabine (Anhang zu JAR-OPS 1.775)a) Cockpit: - gesamte Flugzeit > 10.000 ftb) Cabincrew: - gesamte Flugzeit > 13.000 ft - gesamte Flugzeit abzgl. 30 Minuten in 10.000 - 13.000 ftc) Paxe: - 100 % gesamte Flugzeit > 13.000 ft - 10 % gesamte Flugzeit abzgl. 30 Min. in 10.000 - 13.000 ft
Kabinendruckhöheca. 8000 ft, Δpmax 9,0 PSI
Alle Höhenanganbe (ft) als Kabinendruckhöhe!!!
ElektroAC-Generator (115V, 400Hz)
f =
Parallelschaltung 3~ AC-Generatoren - Frequenz - Phasendrehung + -spannung - Spannung
Generatorunterbrecher (generator breaker) - Generatorstörung - ÜberspannungVerbindungsunterbrecher (bus tie breaker) - Überlast des Generators - Überspannung - AsynchronitätErregerunterbrecher/Feldrelais (exciter breaker) - Überspannung
AC-Generator: Erregerwicklung = RotorDC-Generator: Erregerwicklung = Stator
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Operational Procedures
Wake Turbulence:WT = Weight / (wingspread x TAS)
Separation Classes (MTOM)Super A380Heavy ≥ 136.000 kgMedium ≥ 7.000 - < 136.000 kg Light < 7.000 kg
Hydroplanning
vHydro = [kts]
f = 1 bei Wasserf < 1 Slush
'heavy, clean and slow'
Radar SeparationPreceding Following NM
Super
Super 4 NMHeavy 6 NM
Medium 8 NMLight 10 NM
HeavyHeavy 4 NM
Medium 5 NMLight 6 NM
Medium Medium/Light 5 NM
Non-radar SeparationPreceding Following time
HeavyMedium 2 min
Light 3 minMedium Light 3 min
FlugleistungsklassenKlasse A: Jets > 9 Paxe; Turboprops > 5,7 TonnenKlasse B: Props < 5,7 Tonnen < 9 PaxeKlasse C: Kolbenmotor > 9 Paxe oder > 5,7 Tonnen
Flugzeugkategorien Allwetterflugbetrieb
Kat. VAT [kts]A < 91B 91 - 120C 121 - 140D 141 - 165E 166 - 210
VAT = Speed at treshold (1,3 x VSO)
Sicht-Anflüge (Circling Approach)
FlugzeugkategorieA B C D
MDH 400 ft 500 ft 600 ft 700 ftMet. Sicht 1500 m 1600 m 2400 m 3600 m
MDH für Non-Precision Approaches
Bodenanlage MDHILS (nur LLZ) // VOR/DME
SRA (bis 1/2 NM)250 ft
VOR // NDB // VDF (QDM) SRA (bis 1 NM)
300 ft
SRA (bis 2 NM) 350 ft
RVR Start
Bodenanlage RVR/Sichtkeine (Tag) 500 mRand- +/- Mittellinienbef. 250 / 300 mRand- + Mittellininebef. 200 / 250 mRand- + Mittellininebef. + mehrfache RVR
150 / 200 m
--> höherer Wert für Kat. D
MDH bezieht sich auf Schwelle, sobald Schwelle > 7 ft unter Flugplatzhöhe liegt!!!
SRA - Surveillance Radar Approach
Non-Precision ApproachMDA/MDH + RVR
JAR145: Instandhaltung u. Prüfung gewerbl. Luftfzg.
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Precision A pproach (ICAO, Annex 6)
Kat. DH Vis. RVRCAT I ≥ 200 ft ≥ 800 m ≥ 550 mCAT II 100 - 200 ft 350 (300) - 550
CAT IIIA 0 - <100 ft 200 - 350 mCAT IIIB 0 - <50 ft 50 (75) - 200 mCAT IIIC 0 ft 0 - 50 m
(RVR JAR-OPS1)
Min. Capt.: 3 T/O + 3 Ldg innerhalb 90 Tage
Aufbewahrung von Dokumenten:Art Dauer
Operational Flight Plan 3 Mon.NOTAM / AIS 3 Mon.Load&Trimsheet 3 Mon.Mitteilung über bes. Ladung 3 Mon.Technisches Bordbuch 24 Mon.
JAR-OPS 1A GeltungsbereichB AllgemeinesC Luftverkehrsbetreiberzeugnis u. Aufsicht über
LuftfahrtunternehmenD Betriebliche VerfahrenE AllwetterflugbetriebF Flugleistungen - AllgemeinG Flugleistungsklasse AH Flugleistungsklasse BI Flugleistungsklasse CJ Masse und SchwerpunktlageK Instrumente und AusrüstungL Kommunikations- und NavigationsausrüstungM InstandhaltungN FlugbesatzungO KabinenbesatzungP Handbücher, Bordbücher und AufzeichnungenQ Flugzeiten, Flugdienstzeiten und RuhezeitenR Beförderung gefährlicher GüterS Luftsicherheit
ICAO-Annexes1) Personnel Licensing2) Rules of the Air3) Meteorological Service for Intern. Air Navig.4) Aeronautical Charts5) Units of Measurement to be Used in Air and
Ground Operations6) Operation of Aircraft7) Aircraft Nationality and Registration Marks8) Airworthiness of Aircraft9) Facilitation10) Aeronautical Telecommunications11) Air Traffic Services12) Search and Rescue13) Aircraft Accident and Incident Investig.14) Aerodromes15) Aeronautical Information Services16) Environmental Protection17) Security: Safeguarding International Civil
Aviation Agnst Acts of Unlawful Interf.18) The Safe Transport of Dangerous Goods by
Air
PositionsangabenNördlich 70°N: alle 20°Südlich 70°N: alle 10°N/S-Track: alle 5°
Zeitabweichung > 3Min. an ATC melden
AIRMET / SIGMETFlugrundfunksendung auf FIR-Frequenz, Übertragung alle halbe und volle Stunde (0700 - SS+30), sonst auf Anfrage oder Entscheidung LotseAIRMET: Warnmitteilung über Wettererscheinungen, die nicht im GAMET enthalten sind, Lower AirspaceSIGMET: Warnung vor signifikanten Wetterersch., FIR + UIR, 4h Gültigkeit (max. 6h), Unterscheidung forecast oder observed
SIGMET
LuftraumKennung Flugverkehrs-
dienststelleBremen FIR EDWWLangen FIR EDGG
München FIR EDMMMaastricht UIR EDYY
Rhein UIR EDUU
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ICAO, Annex 6
Take-Off Alternateerf., wenn Wetter am Startflughafen geringer als Operating Minima oder eine Rückkehr zur Landung ist aus anderen Gründen unmöglichmax. Entfernung: - 2-mot: 60 Min. single-engine cruise speed - > 2-mot: 120 Min. one-engine inop cruise speed
ETOPS (Extended Twin-engine Operation Performance Standards)ohne ETOPS: innerhalb 60 Min. muß bei eng. failure ein geeigneter Flughafen angeflogen werden könnenmit ETOPS: 75 - 240 Min. (ETOPS en-route Alternate)
Destination Alternatemuß benannt werden, außer a) die Bedingungen am Zielflughafen sind so gut, daß Approach&Landing VFR möglich (ETA +/- x Min.) oderb) der Zielflughafen ist 'isolated'
JAR-OPS 1.295
Take-Off Alternateerf., wenn Wetter am Startflughafen geringer als Operating Minima oder eine Rückkehr zur Landung ist aus anderen Gründen unmöglichmax. Entfernung: - 2-mot: 60 Min. single-engine cruise speed oder: gemäß ETOPS max. 120 Min. single-engine cruise speed - > 2-mot: 120 Min. one-engine inop cruise speed
Destination Alternatemuß benannt werden, außer a) Flugzeit < 6 h, am Dest. 2 getrennte RWYs, Wetter (ETA +/- 60 Min.) Ceiling min. 2000 ft, Sicht >5kmb) der Zielflughafen ist 'isolated'
ICAO, Annex 6
Prop (mit Dest. Alternate) - Route bis Zielflughafen, dann Route bis zum
entferntesten Dest. Alternate (aus OFP) + 45 Min.oder: - Route zu Alternate von predeterm. Point + 45 Min. ≥ Fuel für Dest. Aerodrome + 45 Min. + 15% der
Flugzeit in Reiseflughöhe ≥ Fuel für Dest. Aerodrome + 120 Min.
Prop (ohne Dest. Alternate) - bei VFR-Conditions am Dest. Aerodrome: Fuel für Dest. Aerodrome + 45 Min. - bei Isolated Aerodrome: Fuel für Dest. Aerodrome + 45 Min. + 15% der
Flugzeit in Reiseflughöhe oder Fuel für Dest. Aerodrome + 120 Min. Cruise
Jet (mit Dest. Alternate) - für Approach + Missed Approach + Strecke zu Alternate + 30 Min. Holding in 1500 ft und Appr. + Ldg. + Contingency nach Vorgabe Operatoroder: - Route zu Alternate von predeterm. Point + 30 Min. Holding in 1500 ft und Appr. + Ldg. + Contingency nach Vorgabe Operator ≥ Fuel für Dest. Aerodrome + 120 Min. Cruise
Jet (ohne Dest. Alternate) - bei VFR-Conditions am Dest. Aerodrome: Fuel für Dest. Aerodrome + 30 Min. Holding in 1500 ft + Contingency nach Vorgabe Operator - bei Isolated Aerodrome: Fuel für Dest. Aerodrome + 120 Min. Cruise
MNPS (Minimum Navigation Performance Specific.)
OTS (Organized Track System) - Zeit bei x-ing 30°WDay-time OTS 1130 UTC bis 1900 UTC WESTBOUNDNight-time OTS 0100 UTC bis 0800 UTC EASTBOUND
2 Long-Range Nav-Systeme (INS / IRS / GPS)MNPS FL285 - FL420 / 27°N - 90°N
NAT MNPS mit RVSM (Reduced Vertical Separation Minima) (ICAO Doc 7030)RVSM FL290 - FL410 - zwei unabhängige Höhenmesseranlagen - Höhenwarnanlage (Altitude Horn) - Autopilot - Transponder mit Höhenübertragung --> 1000 ft Vertikalstaffelung 10 Min. Longitudinalstaffelung (Mach No. Tec.) 60 NM Lateralstaffelung
Emergency-Procedure MNPS:wenn Freigabe nicht möglich einzuhalten und kein Funkkontakt:- Position und Intentionen auf 121.5 MHz- „Lights on“ und nach Verkehr Ausschau halten- Flugstrecke verlassen durch 90° Kurve- Kurs um 30 NM versetzen- je nach Flughöhe zwischen die „normalen“ Flughöhen
fliegenüber FL410: 1.000 ft steigen oder sinkenbei FL410: 1.000 ft steigen oder 500 ft sinkenunter FL410: 500 ft steigen oder sinken
Flightplan, Feld 10RVSM-equipped: W MNPS-equipped: X
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Airlaw
Freedoms of the Air
Transit Agreement 'technical freedoms'1st flying across without landing2nd landing for non-traffic purposes
Transport Agreement 'commercial freedoms'3rd putting down passengers, mail and cargo taken
from home country4th taking on pmc destined for home country5th taking on pmc destined for other territory and
putting down pmc coming from other territory
'modern freedoms'6th pmc from a foreign state via home country to
another foreign state7th pmc from a foreign state to another foreign state8th transport of pmc between 2 airports in a foreign
state (Cabotage)9th Code Sharing
ATPL(A)ges. 1.500 h Flugerfahrung, max. 100 h Sim- 500 h MPA auf JAR23 o. JAR25 Flugzeugen- 250 h PIC, davon max. 150 h Co- 200 h CC, davon min. 100 h PIC oder Co- 75 h IFR, davon max. 30 h Sim- 100 h Nachtflug als PIC oder Co
Befähigungsüberprüfung alle 6 Monate - Rest des Kalendermonats wird gutgeschrieben, kann bis zu 3 Monate vor Ablauf absolviert werden!
Warsaw Convention (1929) + Haager Protocol (1955)Regelung der Rechtsfragen bei der Beförderung von Personen und Gütern im intern. Luftverkehr- Inhalt der Beförderungsdokumente- Haftung des Luftfrachtführers keine Gefährdungshaftung, Haftungsbegrenzung - außer bei schwerem Verschulden!
Chicago Convention (1944)Gründung ICAO, Festlegung Freedoms of the Air
Tokio Convention (1963)Abkommen über strafbare Handlungen an Bord eines Flugzeugs und Befugnisse des Luftfahrzeugkommand.
Montreal Convention (1966)Haftung bei Flügen von und nach USA, Erhöhung Haftungssumme/Person auf 75.000,- $ ohne Entlastungsmöglichkeit (Gefährdungshaftung)
Zusatzabkommen von Le Haye (1970)Flugzeugentführung
Zusatzabkommen von Montreal (1971)Gefährdung der Sicherheit an Bord oder in Flughäfen
Montrealer Übereinkommen (1999)Erweiterung und Aktualisierung Warsaw Convention'unification of certain rules for international carriage by air'Haftung / Schadenersatz / Ersatzpflicht bei VerspätungHaftungsausschluß- bzw. beschränkung erst bei Schäden > 100.000 Sonderziehungsrechte je Person
Römer Haftungsabkommen (1952) Regelung von Haftungsansprüchen Dritter, Gefährdungshaftung (nicht von Deutschland ratifiziert)
Semi-Circular Rules (ICAO)
IFR VFROdd
000 - 179Even
180 - 359Odd
000 - 179Even
180 - 359010 020 015 025030 040 035 045
050 ... 060 ... 055 065... 270 ... 280 ... 275 ... 285
290 310 300 320330 350 340 360370 390 380 400
410 ... 430 ... 420 ... 440 ...
RVSM (IFR)Odd
000 - 179Even
180 - 359050 060
070 ... 080 ...... 410 ... 400
450 430490 470530 510
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Approach-Segments
Arrival Route (STAR): to IAF / Holding
Initial Approach: IAF --> IF (Intermediate Fix), Einleitung durch Procedure Turn, Base Turn oder Racetrack Pattern, MOC = 984 ft, Sinkrate 4-8%
Intermediate Approach: IF(or end of reversal, racetrack or dead reckoning track procedure) --> FAF/FAP, MOC = 492 ft, level flight
Final Approach: 4 - 12 NM Geradeausflug mit fester Sinkrate Non-Precision: 5% (4,3% - 6,5%)
mit FAF: MOC 246 ftohne FAF: MOC 295 ft
Precision: 5,2%, MOC = 0 (min. gleich Höhe des höchsten Hindernisses im Endanflug- bzw. Fehlanflugbereich)
Missed Approach: bei Erreichen der DH/DA kein Sichtkontakt - G/A und Route zu Holding Position, Steiggradient 2,5%, 3 Phases: initial, intermediate, finalMOCintermediate = 98 ft, MOCfinal = 164 ft
Corridor for Arrival Route: +/- 5 NMTurns max. 25° oder 3°/s (niedrigerer Wert gültig)
Dead Reckoning Segment from Fix to Localizer:intersection of Loc at 45°, max. 10 NM
Precision ApproachLateral and vertical guidance - ILS/MLS/GCAFAP (Final Approach Point) – distance depends on QNHDH / DA (Decision Height/Altitude) - intiate Missed Approach
Non-Precision ApproachLateral guidance - VOR/NDBFAF (Final Approach Fix) – fixed by DME-DistanceMDA / MDH (Minimum Descent Height/Altitude) - stop descending if no visual reference is obtained, level off until reaching MAP (Missed Approach Point)Straight-In-Approach: bis 30° Differenz zw. Final Approach Track und RWY Centerline!
AllwetterflugbetriebOAS (Obstacle Assessment Surfaces)Gleitweg 3°, Steiggradient Missed Approach 2,5%
MSA (Minimum Sector Altitude): MOC min. 984 ft im Umkreis von 25 NM
Circling Approach
Kat.IAS[kts]
OCH [ft]
Visib. [NM]
A 100 ~ 400 1,0B 135 ~ 500 1,5C 180 ~ 600 2,0D 205 ~ 700 2,5E 240 ~ 800 3,5
SID
OIS (Obstacle Identification Surface) mit 2,5% ab DER (Departure End of Runway): ab dieser Höhe werden Hindernisse berücksichtigt!PDG (Procedure Design Gradient) 3,3%, abweichender PDG wird veröffentlichtOCH (Obstacle Clearance Height) bei DER = 0, Anstieg mit 0,8% +15% L/R AbflugrouteOCH in Kurvenbereich = 295 ft
Straight Departure (Turns < 15°)track guidance für 10,8 NMstraight flight min. bis 395 ft!
Turning Departuretrack guidance für 5,4 NM (nach Kurve)
Radar
Speed Control:requested by ATC, max. 20 kts on intermediate and final approach, no speed control allowed 4NM from tresholdClearance to land:latest 2 NM from treshold, if not received request latest 4 NM from treshold!
SRA (Surveillance Radar Approach)
Aerodrome Reference Code
No.ref. field length*
Ltr.wing span
Spur-breite**
1 < 800 m A < 15 m < 4,5 m2 800 - 1200 m B 15 - 24 4,5 - 63 1200 - 1800 m C 24 - 36 6 - 94 > 1800 m D 36 - 52
9 - 14- - E 52 - 65- - F 65 - 80 14 - 16
*for TO (MTOW, ISA, MSL)** Radabstand Außenkante Hauptfahrwerk
Width of RWY [m]RD-No.
Reference-Code LetterA B C D E F
1a 18 18 23 - - -2a 23 23 30 - - -3 30 30 30 45 - -4 - - 45 45 45 60
Prec. Approach RWY min. 30 m!
Width of TWY [m]A B C D E F
7,5 10,515A
1818B
2323 25
A Radstand (wheel base) < 18 m; B Radabstand < 9 m;
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FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Reversal Procedure
Procedure Turn- 45°/180°, straight leg A/B: 1 min. C/D/E 1:15 min.- 80°/260° (gesamt ~2 Min.)
Base Turn- Timing 1, 2 or 3 min. or DME distance
Racetrack Procedure (wie Holding)- Timing 1, 2 or 3 min. or DME distance
Holding PatternStandard: all turns to the right!Shuttle: descent or climb in a Holding
Entry (5° flexibility sector):1) Parallel Entry
2) Teardrop / Offset Entry
3) Direct Entry
Holding Speeds (ICAO Doc 8168)Levels (Alt/FL) Normal cond. Turbulence
bis 14.000 230 kt / 170 kt* 280 kt / 170 kt*14.000 - 20.000 240 kt
280 kt / M 0,8**20.000 - 34.000 265 kt
über 34.000 M 0,83 M 0,83*Holdings nur für Kat.A+B** nach Freigabe ATC, niedrigerer Wert gültig
45°/180° 80°/260°
Base Turn
Holding Pattern
1) Parallel 2) Teardrop
3) Direct
Transition Altitude (ICAO 3000 ft)bis 5000 ft - QNHab 5000 ft - 1013,2 hPATransition Layermin. 1000 ft - zwischen 5000 ft und Transition LevelTransition Levelniedrigeste nutzbare IFR-Flugfläche
TL => (1013-QNH) * 30 ft/hPa QNH < 1013: min. FL 70QNH > 1013: max. FL60
Vertical Separation Enroute (Standard)> FL 410: 4.000 ftFL 290 - FL 410: 2.000 ft
Lateral Separation EnrouteVOR: min. 15° / ein acft min 15 NM von Station entferntNDB: min. 30° / ein acft min 15 NM von Station entferntDR: min. 45° / ein acft min 15 NM von track intersection
und beide acft outbound intersectionRNAV: min. 15° / keine Überlappung der protected
airspaces, min. 80 NM
Longitudinal Separation EnrouteSame track15 Min. 10 Min. same speed + Nav aids with freq.
determination of pos.+speed5 Min. leading acft + 20 kts3 Min. leading acft + 40 kts20 NM use of 'on-track' DME stations10 NM leading acft + 20 kts and use of 'on track' DMECrossing tracks15 Min. at intersection point10 Min. Nav aids with freq. determ. pos.+speedClimb/Descend15 Min. at intersection point10 Min. Nav aids with freq. determ. pos.+speed5 Min. within 10 Min. of last pos. report 2nd acft over rep. point10 NM use of 'on-track' DME, one acft maintains FLComposite Sep.: reduz. v/h auf halbe Distanz
Stand: 05.02.2010 Seite 24 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Aerodrome Identification beaconLand - grünes Blitzlicht, Wasser - gelbes Blitzlicht
TWY Edge Lights: kont. blauTWY Center Line Lights: kont. grün
RWY TRH Identific. Lights weiße Blitzlichter beiderseits der Schwelle
RWY TRH Lights kont. grünRWY Edge Lights var. kont. weiß
CAT I Appr. Center var. kont. weißCAT I Appr. Crossbar var. kont. weiß
High Intensity Obstacle L. weißes BlitzlichtLow Intensity O. (mobile) rotes o. gelbes BlitzlichtLow Intensity O. (fixed) kont. rot
FlugplanFlugregelnY: IFR --> VFRZ: VFR --> IFRGeschwindigkeit (TAS), Abweichung >5% bei Route angeben!N0000 [kts]M000 [Mach]K0000 [km/h]Kennung Zielflugplatz unbekannt ZZZZ - DEST/... oder ALTN/....GesamtflugdauerIFR: Start bis Ankunft über IAF oder ZielflugplatzVFR: Start bis Ankunft über Zielflugplatz
Aufgabe Flugplan 5 Tage bis 60 Min. vor EOBTbzw. 3 h falls Slotvergabe erforderlich
Meldung Verspätung > 30 Min.Neuer Flugplan erf. > 60 Min. (unkontr. Flug)
TOF-Slot 15 Min. gültig
Code of SignalsV require assistanceLL all persons foundLLL operation completedX need of medical assistance
Luftraum
Sep ServiceATC-
Cl.Speed
A all ATCS Yes -
B allATCSATCS
Yes -
CIFR/IFR
VFR/VFRATCS
ATCS/TAAYes
-250
DIFR/IFR
VFR/VFRATCSTI/TAA
Yes 250
E IFR/IFRATCS/TI
TIYesNo
250
F IFR/IFRATAS/FIS
FISNo 250
G nil FIS No 250D-CTR: IFR/IFR, SVFR/SVFR/IFRATAS: Air Traffic Advisory ServiceATCS: Air Traffic Control ServiceTI: Traffic InformationTAA: Traffic Avoidance Advice (on request)
VFR B C D E F GDistance fr. clouds
coc1,5300
1,5300
1,5300
1,5300
coc
Flight visibility
8/5 8/5 8/5 8 8/5 1,5
D-CTR: Sicht: 5 km, 1500 m SVFR; Ceiling: 1500 ft, 500 ft SVFR clear of clouds
CTA (Control Area): Untergrenze min. 200 m AGL
TMA (Terminal Control Area): Untergrenze min. 700 ft AGL
CTR (Control Zones): min. 5 NM Umkreis um Flughafenbezugspunkt
Stand: 05.02.2010 Seite 25 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
RNP (Radio Navigational Performance)B-RNAV (Basic-RNAV): +/- 5 NM for 95% of flight timeB-RNAV 4 +/- 4 NM for 95% of flight timeP-RNAV (Precision): +/- 1 NM for 95% of flight time
RNP1-Route Z:turns in the RNP-tolerance of a tangential arc between the straight leg segments with a radius of 15 NM on the route between 30° and 90° at and below FL 190
RNP1-Route Y:turns in the RNP-tolerance of a tangential arc between the straight leg segments with a radius of 22,5 NM on the route between 30° and 90° at and above FL 200
Position ReportsDeutschlandCompulsory Reporting Point: Call Sign, Time + Level Frequenzwechsel: Call Sign, act. Level + cleared Level (Climb/Descend)mit Data Link: nur auf Anfrage
ICAOAirReport, Section ICall Sign / Position / Time / act. Level + cleared Level (Climb/Descend) / next Pos. + ETO / ensuing Pos./ (Speed, if assigned)AirReport, Section IIETA / EnduranceAirReport, Section III (Meteorological Inf.)
AIS (Aeronautical Information Service) AIP (Aeronautical Information Publication)- GEN / ENR /AD, getrennt AIP und AIP VFR- Änderungen (langfristig) werden in SUP veröffentlicht, Änderungen von Karten (auch kurzfristig) + lange Texte, die nicht als NOTAM verbreitet werden können- AIP AMDT: Berichtigungen, alle 4 WochenNOTAM- informiert über zeitl. befristete Änderungen zur AIP (Gültigkeit < 3 Monate)- ASHTAM - Sonderform Red Alert: Aschewolke über FL250, akt. Ausbruch Orange Alert - Aschewolke unterhalb FL250 Yellow Alert - zeitw. Aktivität des Vulkans, Vorsicht Green Alert - vulk. Aktivität ist beendetPIB (Pre-Flight Information Bulletin)- enthält NOTAM, SNOWTAM und BIRDTAM , NOTAM der letzten 90 Tage und der nächsten 24 hAIRAC- gepl. Änderungen (int. System), Veröffentlichung alle 28 Tage (keine Änderung - in NOTAM: AIRAC NIL), Bekanntmachung gemeinsam mit AIC, führt zu Be- richtigung AIP, 'operationaly significant changes'
AIC (Aeronautical Information Circular) - Infos, die weder in AIP noch in NOTAM enthalten sind, internationale Verbreitung - AIC IFR / AIC VFR - werden AIP zugeordnetNfL (Nachrichten für Luftfahrer) - Bekanntmachung von Anordnungen und Infos - NfL I: Durchführung des Flugbetriebes - NfL II: Luftfahrtgerät und Luftfahrtpersonal
Pistenzustand
R00/ABCCDD
R: Runway00: Runway DesignatorA: Bedeckungsart
0) trocken bzw. frei von Ablagerungen1) feucht2) naß oder Wasserpfützen3) Raureif o. Reif4) trockener Schnee5) nasser Schnee
CC: Höhe der Ablagerung00) < 1 mm01) 1 mm ... - 90) 90 mm92) 10 cm 93) 15 cm ... - 98) 40 cm und mehr99) Piste nicht benutzbar!
DD: Bremswirkung oder Reibungskoeffizient- Bremswirkung
91) POOR92) MEDIUM/POOR93) MEDIUM94) MEDIUM/GOOD95) GOOD
Stand: 05.02.2010 Seite 26 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
INS (Inertial Navigation System)Fehler Artificial Horizon:Alignment: 20 Min. (mech. Kreisel)
IRS (Inertial Reference System)Strapdown PlattformAlignment: 10 Min. (Lasergyro)Genauigkeit Laserkreisel ~ 0,005°
Allgemein:Breitengrad kann über Erdrotation ermittelt und mit Eingabe verglichen werden; Längengrad wird nicht überprüft!!!Beschleunigungsmesser liefern Information über Pos. im Raum: 1. Integration = Geschwindigkeit, 2. Integration = DistanzModi INS/IRSOFFSTBYALIGN Alignment
- detection local vertical- search true north- definition latitude (accelerometer)
NAVATT nur Attitude & Heading
INS-Plattform
Farbe Bedeutung
Weissakt. Werte&Daten, Turbulenz, vorgew. Modus
Grün Regen, akt. Modus, ausgew. DatenGelb Regen, Warnungen
RotRegen, Warnungen Flug- und System-grenzen
MagentaRegen, Turbulenz, aktive Route, Heading, Kommandoanzeige
Blau Himmel
Modi AP:- SAS Stabilisierung (Böen, Eigenschwing.)- ATT Fluglage (Pitch + Bank)- ALT Flughöhe halten- ALT Preselect gew. Flughöhe mit VS anfliegen- VS Vertical Speed- IAS/MACH Geschw. halten, während Climb über
Anstellwinkel, Level Flight + Sinkflug über AutoThrust
- IAS Preselect gew. Geschw. erreichen und halten- HDG gew. Kurs einnehmen und halten- Track gew. Flugweg über Grund "- VOR/NAV Anschneiden vorgew. Radiale oder
Anfliegen WPTs - Infos aus FMS- ILS o. APR autom. Landeanflug- GA Go Around - max. Schub, bank = 0,
autom. Steigflug - Bedienung Fahr-werk und Klappen durch Pilot
- FD Flight Director- YD Yaw Damper- BC Back Course (nach GA)- LVL Wings leveled
AFCS (Automatic Flight Control System) = Autopilot- Auslösereihenfolge Anzeige als In-/Outputsignal- Bedienteileinstellung Anzeige über Steuerhornpos.
CWS-CMD (Control Wheel Steering Command)bei aktiviertem AP Kontrolleingaben durch Piloten möglich, AP hält nach man. Eingriff die vorgegebenen Werte von - Pitch - Bank (- VS)
FehlersicherheitFail Survival: beide AP im Landeanflug intaktFail Operational: Ausfall eines AP - Fortsetzung durch
2. APFail Passive: Ausfall eines AP - manuelle Ldg. erf.Fail Soft: ein AP für den gesamten Flug aktiv
Stand: 05.02.2010 Seite 27 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
ND (Navigation Display)
EHSI (Electronic Horizontal Situation Indicator)Plan Mode
- Expanded Mode, Chart North up- Track + Heading Pointer + Selected Heading- keine Radarechos- L/R: Dist. + ETA nxt. WPT
Map Mode- Expanded Mode- maßstäbliche Darstellung Pos. Waypoints & Funk- Nav-Einrichtungen - Route FMS!- Track + sel. Hdg.- W/V- Radarechos- Vertical Deviation- L/R: Dist. + ETA nxt. WPT- Centered Map Mode: 90° Ausschnitt, auch Bereich hinter Flugzeug, kein Radar
NAV-Mode- Expanded Mode o. Full Rose- maßstäbliche Darstellung - Next WPT- Track + sel. Hdg. + Hdg. Pointer + Bearing WPT- Anzeige Kursablage- W/V- Radarechos?- Vertical Deviation- L/R: Dist. + ETA nxt. WPT
VOR-/ILS-Mode- Expanded Mode o. Full Rose- maßstäbliche Darstellung- Heading, sel. Hdg., Track Line- Anzeige Kursablage + G/S (ILS)- TAS + GS- DME-Dist.- W/V- To/From Anzeige- Nav Source + Frequency- ADF 1+2- Full Rose, kein Radar
PFD (Primary Flight Display)
- FMA (Flight Mode Annunciator)- ADI (Attitude Director Indicator) mit FD (Flight Director)- Variometer- TAS- RA / Barometric Altitude
EHSI:
Heading Pointer:
Bearing:
Selected Heading:
FMS (Flight Management System)- FMS besteht aus: - CDU (Controll & Display Unit) - Datenbank- Daten aus DME, GPS + IRS zur Positionsbe- stimmung!- Funkeinstellung, Treibstoffmanagement, laterale + vertikale Flugwegplanung, Durchführung Non- Precision Approaches- Fehler DME max. 0,3NM (95%)
EICAS (Engine Indication and Crew Alerting System)
FAC (Flight Augmentation Computer)Airbus: Seitenruderkommandos (Yaw Damper), Ruder-trimmung u. Begrenzung, Kompensation bei TW-Ausfall + Einhaltung Flight Envelope u. Geschwindig-keitsberechnung
FADEC (Full Authority Digital Engine Control)
EFIS (Electronic Flight Instrumtent System) - EGPWS
ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitor)
Inertial Navigationv = a x td = 1/2 a x t²a = (vE - vA) / tF = m x a
Cost Index: Betriebskosten/TreibstoffkostenCI = 0 --> min. Fuel
Flight Management System'continuous automatic navigation guidance and performance management'
Alerting & Advisory - höchste Priorität
Failure Radio Update - Messaging EHSI & MFDU
LichtsignaleStart frei Landung freiRollen frei Zurück, Ldg. fortsetzenHalt Platzrunde fortsetzenRWY freimachen Flugplatz unbenutzbarZurück Landen und zu Apron
Stand: 05.02.2010 Seite 28 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
FWS (Flight Warning System)Advisory (versch.) HinweisCaution (amber) VorwarnungWarning (red) Warnung
GPWS (Ground Proximity Warning System)
EGPWS (Enhanced GPWS)zus. Daten von GPS und EFIS, Datenbank mit Geländedaten (look ahead terrain)Caution Envelope 40 - 60 secWarning Envelope 20 - 30 sec
Warnung höhere Priorität als Alarm!
GPWS / EGPWS
TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System)mind. Mode S Transponder erforderlich, um Ausweichempfehlungen zu koordinieren, erst mit Mode C vertikale Ausweichempfehlung möglich (Höhenüber-mittlung), max. 30 Intruder
TCAS I - nur Traffic Advisorys (TA) = Verkehrswarnungen
TCAS II - TA + Resolution Advisorys (RA) = Ausweich- empfehlungen
Darstellungakkustische Warnung bei RAVSI - grüner bzw. roter Bereich bei RA
EFSI oder NDSymbol + Pfeil (zeigt Steigen o. Sinken) + Zahlenwert (gibt vertikalen Abstand an)
- Non-Threat Traffic, other intruder
- Proximity Intruder Traffic, proximate intruder
- Traffic Advisory, 'Traffic', TA intruder
- Resolution Advisory, 'Climb' oder 'Descend', RA intruder
corrective RA: Handlungsanweisung ('Climb', 'Increase Climb')
preventive RA: Flugweg beibehalten ('Monitor VS')
Wenn Gefahrenbereich wieder frei 'Clear of Conflict'
Ausstattung Intruder:Mode A: 2-D, nur TAMode C: 3-D, TA + RAMode S: 3-D, TA + RA (koordiniert)
Stand: 05.02.2010 Seite 29 von 39
850 ft
850 ft
1200 ft
1200 ft
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Metereologie
Allgemein:
Windpfeil 50 kt 10 kt 5 ktAntizyklone = Hoch
Zyklone = Tief
Idealzyklone nach Bjerknes Warmfrontokklusion
Kaltfrontokklusion
Nebel - Sicht < 1000 m - r.F. = 100 %
DunstSicht 1000 m - 8 kmFeuchter Dunst (BR) r.F. > 80%Trockener Dunst (HZ) r.F. < 80%
Nebelarten
- Strahlungsnebel: Auflösungszeit = Bildungsdauer- Advektionsnebel: Festland Winter: feuchte subtrop.
Luft über gefrorenem Boden, Auflösung dauert bis zu mehreren Tagen (erst wenn Boden erwärmt ist), 700 - 2000 ft; Bildung über Wasser analog
- Verdunstungsnebel = Seerauch, Wasser +10°C wärmer als Luft, Island
- Mischungsnebel / Frontalnebel: in der Nähe von Warmfronten
- Freezing Fog- Orographischer Nebel: 'Wolke' - adiab. Abkühlung bei
Hebung an Hindernissen
Wolkenarten
http://www.wolken-online.de/wolkenatlas.htm
Stand: 05.02.2010 Seite 30 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Niederschläge
Schauer: Cu / Cb, bis zu 45 Min. 1-20 kmFlächenniederschlag: Ns (As, Sc, St)
Mischwolken:As / Ns RA / SN / +RA / +SNCb SHRA / SHSNRA / SHSN
Graupel (SHGS): Zusammenfrieren von Schneekristallen mit kleinen Wassertröpfchen durch Aufwind in Cb
Hagel (SHGR): wie Graupel, jedoch größere Wassertröpfchen mit Freisetzen von Gefrierwärme, 0,5 - 5 cm
Gefrierender Regen (FZRA): Aufgleitvorgang Warmluft an stabiler Warmfront oder Warmfrontokklusion --> As / Ns, im Bereich d. Aufgleitinversion (1000 - 4000 ft) pos. Temperaturen - Niederschlag taut, wird in tiefliegender Kaltluft unterkühlt und gefriert beim Auftreffen auf Oberfläche.
Eiskörner (PE): wir FZRA, allerdings gefrieren in der Luft, Vorstufe von FZRA
Gefrierender Sprühregen (FZDZ): 0° bis -10°C in St-BewölkungBergeron-Findeisen-Prozeß: Eiskristallbildung durch Verdunstung der Wassertröpfchen
Erst oberhalb -10°C Isotherme Niederschlagsbildung!
Temperaturverlauf FZRA
Barometrische Höhenstufen
hPa ft / hPa1000 27500 54250 108125 216
Druckhöhen
hPa FL ISA-Temp.850 FL 50 5 °C700 FL100 -5 °C500 FL180 -21 °C400 FL240 -33 °C300 FL300 -45 °C250 FL340 -53 °C200 FL390 -56 °C
Temperaturgradienten
Trockenadiabater TG: 3 °C/1000 ft(ungesättigte Luft) 1 °C/100 mFeuchtadiabater TG: ~ 2 °C/1000 ft(gesättigte Luft) 0,3 - 0,9 °C/100 m
Stabilität/Labilität
TG < 3°/1000 ft absolut labilTG = 3°/1000 ft indifferent f. trockene LuftTG > 3°/1000 ft bedingt labil
- Schichtungsgradient > Hebungsgradient - labil = überadiabatisch Temperaturgradient > trockenadiab. TG = absolute Stabilität (Bsp. Inversion)- Schichtungsgradient < Hebungsgradient - stabil = unteradiabatisch- bedingt labil: labil für gesättigte Luft / stabil für
trockene+ungesättigte Luft
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FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Geostrophischer Wind (ohne Reibung)
- Isobarenparallel- proportional zum horizontalen Druckgradienten- abh. von geographischer Breite (Einwirkung Corioliskraft)
Gradientwind (ohne Reibung)
- Einwirkung der Zentrifugalkraft bei Strömung um ein Tief --> Reduz. Windgeschw. bei Strömung um ein Hoch --> Erhöh. Windgeschw.
Sattelpunkt
Druckverhältnisse bei Seitenwind
SW von links: Flug von H zu T --> Druck nimmt ab, TA nimmt ab!
Höhenbegriffe
QFE akt. Luftdruck am FlugplatzQNH theor. Luftdruck auf MSL (QFE um ELEV korrig.)QFF wie QNH, jedoch um Temp.-Abweichung zu ISA
korrigiert, Eintragung in met. BodenkartenQFF = QNH - 0,4% * ΔTISA * h[ft] / 27 ft/hPa
QNE gleich PA (Höhenwert)
Einfluß der Reibung
NHK:
SHK:
--> Ablenkung Wind in Richtung Tief!
Winddrehung Nordhalbkugel: ↑ --> 30° über Land / 10° über Wasser--> bis ~2000 ft--> Windspeed bis 2000 ft 2x // bis 5000 ft 3x
Konvergenz in Bodennähe im Tief löst Hebungsprozeß aus --> Wolkenbildung durch Zyklonalität
Katabatischer Wind (Bergwind)- nachts durch Abkühlung hangabwärtsAnabatischer Wind (Talwind)- tags durch Sonneneinstrahlung hangaufwärts
Stand: 05.02.2010 Seite 32 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Druckverteilung Erde (Boden)
43
2
1
2
3 4
1) Äquatoriale Tiefdruckrinne (ITC)2) Subtropische Hockdruckzone (Rossbreiten, Mallungen)3) Tiefdruckzone d. gemäßigten Breiten4) Polare Hochdruckgebiete
Windsysteme
- Chinook: Föhn an den Rocky-Mountains- Scirocco: Südwind über dem Mittelmeer, trockene
Saharaluft nimmt Feuchtigkeit auf, führt zu ergiebigen Niederschlägen über Griechenland, Dalmatien und Italien
- Passat: Inversion in 3 - 5000 ft, Trennung hoch-liegende Westströmung von Süd-West bzw. Nord-Ost-Passatströmung, Störung durch Gebirgszüge Südamerika und Südafrika, unterhalb Inversion rel. Luftfeuchtigkeit 80 - 100 %
Orographische Winde- Mistral: Nordströmung im Rhonetal, max. im
Rhondelta bei Marseille- Bora: Winter, Strömung aus sibirischem Hoch
westwärts über den Balkan, an Dalmatischer Küste Absinken um ca. 1000 m zur Adria (katabatischer Wind), Sturmstärke
Thermalwind (thermische Advektion)Änderung der Windrichtung und -stärke oberhalb der Reibungsschicht (> 5000 ft)
- rechtwinklig zum horizontalen Temperaturgradienten (parallel zu Isothermen), Kaltluft liegt links vom Windvektor
- Vergleich von W/V verschiedener FL zeigt resultierenden Wind in Richtung Kalt oder Warm
- Windgeschwindigkeit abh. von Druckgefälle--> Winddrehung ↑ : Warmluftadvektion,
Stabilisierung der Luftmasse (Warmfront)--> Winddrehung ↑ : Kaltluftadvektion, Labilisierung
der Luftmasse (Kaltfront)
Bodentrog- einheitliche Luftmasse, zyklonale Krümmung,
Strömung entgegen Uhrzeigersinn;- Trogachse verläuft längs der stärksten Krümmung,
dort liegend die Druckflächen am niedrigsten- in Trogachse (Konvergenzlinie) Hebungsvorgänge
durch zusammenfließende Luftmassen- 500 - 1000 km hinter Kaltfront, wenn hochreichende
Kaltluft vorhanden- starke konvektive Bewölkung, SHRA / TS, starke
horizontale Windscherung
Höhentrog- langgestreckte Isohypsenform, im Mittelpunkt
niedrigste Druckflächenhöhe, nur in Kaltluft- Darstellung in Höhenwetterkarten, nahe vom
Bodentrog, z.T. auch ohne Bodentrog- Cu, Cb, SHRA, TS
Tiefdrucktrog am Boden Konvergenzlinie
Höhentrog
Stand: 05.02.2010 Seite 33 von 39
Süd-West-Passat
Nord-Ost-Passat
Westwindzone
Westwindzone
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Kaltlufttropfen- Entstehung durch Cut-off-Prozeß (weit nach Süden
reichender Höhentrog wird beidseitig von Warmluft abgeschnürt)
- nur in Höhenwetterkarten, selten Auswirkungen auf Bodendrucksysteme
- langsame Zuggeschwindigkeit - Umströmung von Umgebungsluft
- Vorderseite: wolkenarmes Gebiet durch Absinken- Zentrum: hohe Labilität, Cb mit SHRA, TS- Rückseite: Ns mit +RA
Kaltlufttropfen
ITC (Doldrums)- Jahreszeitliche Verschiebung,
Juli 5°N - 30°N, Januar 5°N - 20°S - Cb mit Tops Ø FL 550, max. FL 600- Tropen je nach Breitengrad einfacher oder doppelter
Zenitalregen
Easterly Waves- wellenartige Konvergenzlinien parallel zur ITC- Zugbewegung nach Westen (~15kt), max. 25°N- Winddrehung von E/NE auf N, nach Trogdurchgang
SE (hoher Druck, Cu / Cb: SHRA/TS, Squall Lines)- Grundlage für Bildung der meisten trop. Tiefdruckgeb.
Trop. Depression- bodennahe Schicht geschl. Isobare- Wolkenfeld in Form eines Kommas- WS ~33 kt (7 Beaufort)
Trop. Sturm- WS 34 - 63 kt (8-11 Beaufort)- um zent. Wolkenfeld Beginn der Ausbildung
spiralförmiger Wolkenfelder
Trop. Wirbelsturm- WS > 64 kt (12 Beaufort)- Entstehung nur über warmen Meeresgebieten
(Sommer/Herbst NHKG), - nicht zwischen 6°N/S wegen zu geringer Corioliskraft- Durchmesser ~ 500 km- durch Absinkbewegung im Zentrum fast windstill +
geringe Bewölkung, ~ 910 hPa- bei r=50 km max. WS ~ 120 kt- Energiequelle: Wärmeenergie untere Luftschichten +
hohe Luftfeuchtigkeit (Freigabe Kondensations-wärme)
Name Region Zeit
HurrikanKaribik, Westind. Inseln,
Golf von MexikoJuni-Nov
Zyklon Indien Apr. - DezTaifun Chines. Küste, Japan Mai - Dez
Südseeorkan Südsee (Südpazifik) Dez - Apr.Mauritiusork. südl. Indik, Madagaskar Dez - Apr.Willy-Willies Nord-Australien Nov - Apr.
Lage ITC
Entstehung trop. Depression
Trop. Wirbelsturm
Stand: 05.02.2010 Seite 34 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Monsun- Windsystem mit halbjährlichem Richtungswechsel
ausgelöst durch Verlagerung der ITC- Bereich zw. 30°N/S, süd- u. südostasiatischer Raum
+ ostafrikanisches Küstengebiet
Nordhalbkugel- Sommer: Hitzetief über Zentralasien - Wind vom
Meer aus - Südwest-Monsun (starke Niederschläge über Indien) Juni-August
- Winter: Kältehoch über Sibirien: Nordost-Monsun November - Februar
Südhalbkugel- Süd-Sommer: Indonesien und Nordaustralien W-NW
Monsun, November - April starke Niederschläge- Süd-Winter: SO-O Monsun, Mai - Oktober,
Trockenheit
Windsysteme Afrika
- Ghibli (Libyen): südl. Staubsturm, ausgelöst durch Tiefdruckgebiete im Mittelmeerraum, zus. adiabate Erwärmung beim Überqueren der Gebirge
- Chamsin (Ägypten): Südsturm, Auslösung s.o., Januar bis Mai: Sandsturm, Winter: Staubsturm
- Habub (Sudan): nördl. Staubsturm, ausgelöst durch Tiefdrucktrog (Cb), der über das östliche Mittelmeer zieht, Winter bis Frühjahr (nachmittags), starke Konvektion und Böen --> Sand bis 10.000 ft
- Harmattan (südl. Sahara): nordöstl. Staubsturm, ausgelöst durch NE-Passat, Nov. - April, mittlere Höhe 2500 ft
Kaltlufteinbrüche
- Blizzard: Winter, Nordamerika (Ostküste - Texas)+ SHSN, Schneeverwehungen, Turbulenzen
- Pampero: antarktische Kaltluft, Argentinien, Süd- Südwest-Wind, Südwinter
- Southerly Bursters: SO-Australien, Neuseeland, Kaltlufteinbruch aus Süden im Sommer, Squall-Lines + Tromben
SWC (Significant Weatherchart)
Stand: 05.02.2010 Seite 35 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Druckverteilung und Windsysteme im Januar
Druckverteilung und Windsysteme im Juli
Stand: 05.02.2010 Seite 36 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Def. JetstreamBand hoher Windgeschwindigkeit (Kern min. 60 kt) mit einer Länge von mehreren tausend km, Breite von mehreren hundert km und Dicke von einigen kmStärkste Turbulenzen auf zyklonaler (Tiefdruck) Seite
Arktikfrontjet (AFJ)- südl. Grenze der arktischen Polarluft (Treibeisgrenze)- FL200 / 70kt / 70°N / nur im Winter
Polarfrontjet (PFJ)- Grenze zw. polarer Kaltluft + subtrop. Warmluft- Breite zw. 65 - 70° (Sommer) und 45 - 50° (Winter), Ø 55°
- FL300-350- Ø 100 kt, Max. im Winter (Januar), über Japan bis zu 370 kt möglich
- Ausgleich Tiefdruckrinne gem. Breiten durch subtrop. HD-Rinne
- Wolkenbildung auf der warmen Seite- bei Kaltfront liegt Jet unmittelbar hinter Wolkenfront- bei Warmfront vor Cirren- unterhalb Tropopause in trop. Warmluft- im Kern max. Neigung der Druckflächen
Vertikale Temperaturverteilung Polarfrontjet
Lage Polarfrontjet
Subtropenjet (STJ)- Höhenkonvergenz äquatoriale Luft und gem. Luft- FL400 / 80kt / 35°N/S / ganzjährig, Max. Winter- Westwind- unterhalb Tropopause in trop. Warmluft- im Winter ggf. Zusammenlagerung mit PFJ --> hohe
Windgeschw. und starke Turbulenzen- Winter 25 - 35°N/S, Sommer 35 - 45°N/S
Tropischer Ostjet (TEJ)- starke Erwärmung über indisch/tibetanisch und
nordafrikanischem Festland führt zu Temp. + Druck-gefälle zum Äquator
- FL450-500 / 80kt / 0-15°N Philippinen bis Westafrika / Sommer
- Ostwind
Polar Night Jetstream (PNJ)- Jetstream in der Stratosphäre- 25 km / 80 kt / 70° N/S / Winter
Subtropenjet
Stand: 05.02.2010 Seite 37 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Flightplanning
Still Air Distance (NAM)
GS = TAS + LWC
NAM = TAS x tt = Dist. / GS
Aviation True Track (Mittelkurs)Mittlere Windkomponente
LWC = WS x cos WA (HWC oder TWC siehe Vorzeichen)
Preplanning
1) ZFW + Est. Altn.-Fuel + Est. Hold.-F. Est. LAWDest.
2) über Graph Est. Tripfuel ermitteln
3) 5% Est. Tripfuel = Est. Cont. Fuel
4) Est. LAWDest. + Est. Cont. Fuel Est. LAWDest.Neu
5) Est. LAWDest.Neu + Est. TripfuelEst. TOW
6) Est. TOF mit TCAP abgleichen!
TOF: Take-Off FuelTCAP: Tank CapacityMALTOW: Max. Allowed Take-Off WeightTF: TripfuelNAM: Nautical AirmilesLAW: Landing WeightLWC: Longitudinal WindcomponentWS: Windspeed!Holding Fuel = Final Reserve Fuel!
Point of Equal Time
PET = [NM]
Point of Safe Return (Point of No Return)
PSR = [h:mm]
Landing Weight at Alternate
ZFW + Holding FuelEst. LAWAltn
Final Reserve Fuel - 30 min. Holding 1500 ft + ELEV
Contingency Fuel - 5% TF
Stand: 05.02.2010 Seite 38 von 39
FORMELSAMMLUNG ATPL 2010
Umrechnung Einheiten
Längeneinheiten:1 m = 3,28 ft1 NM = 5880 ft1 NM = 1,852 km1 LM = 1,609 km1 inch = 2,54 cm
Massen:1 lb = 0,454 kg
Volumen:1 gal (US) = 3,785 l1 gal (UK) = 4,546 l
Druck:1 bar = 14,5 PSI
Konstanten:
Lichtgeschwindigkeit c 300.000 km/s Erdbeschleunigung g 9,81 m/s²Radius Erde R 3.440 NMUmfang Erde U 21.600 NMGaskonstante R 287 m²/s²KIsentropenexponent κ 1,405
ISA (bezogen auf MSL):Temperatur T0 288 K (15 °C)
Θ = T / T0 (Theta)Dichte ρ0 1,225 kg/m³ (Rho)
σ = ρ / ρ0 (Sigma)Druck p0 1.013,25 hPa
δ = p / p0 (Delta)Schallgeschwindigkeit a0 340 m/s
Dichte:~ 6 lbs/USgal
Berechnungen am Großkreis (nicht Prüfungsumfang)
1) Distance A(φA / λA), B (φB / λB)
d = arccos (sinφA x sinφB + cosφA x cosφB x cos∆λ) (x 60) [NM]
2) True Course A (α)
Bogenlänge:
L = 2π x r x α / 360°
Winkelfunktionen:
sinα = Gegen/Hypcosα = An/Hyptanα = sinα / cosα = Gegen/AnAnk² + Gegen² = Hyp²
Steigung = Höhe/Strecke (üG) = tanα [%]
3) Scheitelpunkt
φS = arccos (sinα x cosφA )
∆λS = arccos (tanφA / tanφS)
λS = ∆λS + λA
4) True Course B (β)
β = α + MK
Radius Erde: 3.440 NMUmfang Erde: 21.600 NM
5) True Course Äquator
TCE = TCS +/- φS
Stand: 05.02.2010 Seite 39 von 39
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