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| Kompressibilität |
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| Die Kompressibilität ist die Zusammendrückbarkeit von Gasen, für die das Boyle-Mariotte-Gesetz gilt, nachdem Druck und Volumen umgekehrt proportional sind. Flüssigkeiten sind dagegen erst bei sehr hohen Drücken komprimierbar. Für geringe Strömungsgeschwindigkeiten werden Gase als inkompressibel angesehen; bis zur Geschwindigkeit von 180 km/h bleiben die Volumenänderungen unter 1%. Die Berücksichtigung der Kompressibilität bei aerodynamischen Problemen verkompliziert die Aufgaben erheblich. Deshalb werden in Abhängigkeit der Genauigkeit bis zu einer Geschwindigkeit von M 0,2 ... 0,8 die Gesetze der Hydrodynamik angewendet, die die Kompressibilität nicht berück- sichtigen. Bei Geschwindigkeiten oberhalb M 0,8 ist der Fehler jedoch so groß, daß die Aussagen prinzipiell falsch werden, was auf das Auftreten örtlicher Verdichtungsstöße zurückzuführen ist. |
| Kompressionsauftrieb |
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Hinter einem Verdichtungsstoß bildet sich eine Zone erhöhten Drucks. Nimmt diese Zone eine günstige Lage am Tragflügel oder Rumpf ein, so wird zusätzlicher Auftrieb erzeugt, wobei gleichzeitig der Wider- stand sinken kann. So kann z.B. beim Flug mit Mach 3 in 21 km Höhe bis zu 30% des erforderlichen Auftriebs als Kompressionsauftrieb erzeugt werden. Bei gegebener Flügelfläche bedeutet dies, daß sich der Anstellwinkel und damit der induzierte Widerstand verringert. Dadurch werden der erforderliche Schub und der Kraftstoffverbrauch kleiner, was entweder in größere Reichweite oder höhere Nutzlasten umzusetzen ist. Der physikalische Effekt des Kompressionsauftriebs ist insbesondere auch das Grundprinzip eines Wellenreiters. Doch gibt es in der Konstruktionsweise erhebliche Unterschiede.
Bei der North American XB-70 Valkyrie wurde zum ersten Mal bei einem Flugzeug Kompressionsauftrieb genutzt. Das Phänomen des Kompressionsauftriebs war von den NACA-Ingenieuren Clarence A. Syvertson und Alfred J. Eggers im Jahr 1956 zum ersten Mal beschrieben worden. Sie hatten die unerklärliche Abweichungen der Flugbahnen bei Wiedereintrittskörpern untersucht und so das Prinzip für den Kompressionsauftrieb erarbeitet. Die Schockwelle, die durch den Vorflügel erzeugt wird, wird unter den Tragflügel geführt und durch die heruntergeklappten Tragflächenspitzen unter diesem gehalten. Dadurch entsteht Kompressions-Auftrieb. Dies verringert den notwendigen Anstellwinkel und somit den induzierten Widerstand bei Überschall erheblich. Erst so konnte man annehmbare Reichweiten bei Mach 3 erreichen. |
| Kondensation |
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Bildung von Wassertröpfchen, (Sättigung der Luft mit Wasserdampf)
Abb.: Kondensation über dem Flügel und an den Winglets eines A340 beim Start (Quelle)
Laut Lehrbuch setzt Kondensation bei einer relativen Feuchtigkeit von 100% ein. In Wirklichkeit ist dieser Vorgang jedoch etwas komplizierter. In absolut reiner Luft kondensiert im Labor Wasserdampf erst bei einer relativen Feuchte von 800%. Derart hohe Übersättigungen kommen in der Atmosphäre natürlich nicht vor. Reale Messwerte liegen bei 100% oder nur wenig darüber. Tatsächlich befinden sich in der Luft zahlreiche feste, flüssige und gasförmige Luftbeimengungen, wie aufgewirbelter Staub, Asche oder Salzteilchen (durch Wind und Wellen gelöst aus der Meeresoberfläche). Diese kleinen Partikel werden als Aerosolteilchen bezeichnet. Ein Teil von ihnen fungiert durch ihre hygroskopischen Eigenschaften (Fähigkeit zur Wasseranlagerung) als Kondensationskerne. "Reine" Luft enthält etwa 1000 Kerne pro Kubikzentimeter, verschmutzte Luft in Großstädten oft das 100fache oder mehr.
Abb.: Kondensationseffekte an den Propellerspitzen einer startenden C-130 Hercules |
| Kondensstreifen |
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 Kondensstreifen entstehen als weiße, schmale Streifen durch Kondensation von Wasserdampf an den Rußteilchen der Trieb- werksabgase. Ein Kilogramm verbrannter Treibstoff erzeugt ca. 1,3 Kilogramm Wasserdampf. Kommen die heißen Abgase in
die um -50°C kalte Luft, gefrieren die kondensierten Tröpfchen.
Voraussetzung für die Entstehung von Kondensstreifen ist, daß die Luft in der Flughöhe genügend feucht und kalt ist. Nur dann können die in den Kondensstreifen gebildeten Eisteilchen lange überleben. Diese breiten sich aus, können zu riesigen Cirrus- wolken anwachsen und für Stunden oder sogar Tage sichtbar bleiben. Ist die relative Feuchte niedrig, können sich einmal entstandene Kondensstreifen nicht halten, da sie bei der Vermischung mit der Umgebungsluft verdunsten. Die jeweilige Reiseflughöhe entscheidet hauptsächlich ob Kondensstreifen entstehen. Während die von den Trieb- werken ausgestoßene Menge an Wasserdampf in Bodennähe gegenüber der dort bereits natürlich vorhandenen Menge unerheblich ist, führt sie in der oberen Troposphäre (in über acht Kilometer Höhe) zur Kondensation. Außerdem wird die Bildung von Kondensstreifen um so wahrscheinlicher, je geringer die Temperatur der Umgebungsluft ist. Das erklärt, warum es vorkommen kann, daß eines von zwei Flugzeugen Kondensstreifen hinter sich läßt, das andere aber nicht: Sie fliegen in unterschiedlichen Höhen. Stealth-Flugzeuge verraten sich zu keiner Zeit durch Kondensstreifen. Mit chemischen Zusätzen (so wird vermutet) kann die Bildung von Kondenswasser und Eiskriställchen verhindert werden. |
| konforme Abbildung |
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Die konforme Abbildung (engl. conformal mapping) ist eine mathematische Operation, die eine Original- ebene in eine Bildebene abbildet. Diese Transformation nennt man konform, da sie nicht auf Winkel einwirkt, in dem Sinne, daß zwei Linien in der z-Ebene, die sich in einem bestimmten Winkel schneiden, auf zwei Linien in der z-Ebene abgebildet werden, die sich im selben Winkel schneiden. Insbesondere werden zwei orthogonale Kurvenscharen in der z-Ebene auf zwei orthogonale Kurvenscharen in der z-Ebene abgebildet. Unter den konformen Abbildungen ist die Joukowski- oder Kutta-Joukowsky-Trans- formation für die Untersuchung der Strömung um eine Tragfläche relevant, weil sie das Strömungsfeld um einen (rotierenden) Zylinder auf das Strömungsfeld um ein Tragflächenprofil (Joukowski-Profil) ab- bildet, dessen Dicke und Krümmung man variieren kann. Oder anders gesagt: Die Berechnung der Umströmung eines Profils läßt sich mit Hilfe der Joukowski-Transformation auf die Umströmung eines Zylinders (Parallelströmung + Zirkulationsströmung) zurückführen, die relativ einfach durchzuführen ist. Man erhält so die Zirkulation und daraus den Auftrieb sowie die Geschwindigkeits- und Druckverteilung.
Abb.: Applet zur Kutta-Joukowski-Transformation mittels konformer Abbildung (hier gibts den Quellcode)
| Bedienung: |
 linke
Maustaste: |
Klicken und ziehen verändern den X- und Y-Offset. Die Transformations- konstante wird derart passend berechnet, sodaß der Hinterkantenwinkel 0° beträgt. |
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rechte
Maustaste: |
Klicken und ziehen verändern den X- und Y-Offset. Die Transformations- konstante wird jedoch nicht neu berechnet und verbleibt auf dem vorherigen Wert. |
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Mausrad: |
Durch Drehen am Mausrad wird die Transformationskonstante verändert. X- und Y-Offset bleiben gleich. (Wer eine alte Maus ohne Mausrad hat kann auch die Cursortasten nach oben und unten verwenden). |
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Leertaste: |
Ein Druck auf die Space-Taste errechnet und setzt die Transformations- konstante neu, sodaß wieder ein Hinterkantenwinkel von 0° erreicht wird. |
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| Kontinuität |
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| Die wahrscheinlich grundlegendste strömungstechnische Gesetzmäßigkeit ist das Kontinuitätsgesetz, das am Beispiel einer Düse leicht nachgewiesen werden kann. |
| Kontrollstreifen |
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Kontrollstreifen (engl. strip) sind in zeitlicher Abfolge für festgelegte geographische Punkte in einem sog. 'Streifenbild' sortierte Hilfsmittel für Planungslotsen im ATC-Kontrollzentrum. Sie dienen der Koordinie- rung des Luftraums über Kontrollbezirke hinweg und stellen die Grundlage zur Durchführung der Flug- verkehrskontrolle dar. Konkret dienen sie der:
 Vorplanung des Verkehrsablaufes anhand des Streifenbildes
Aktualisierung des Streifenbildes aufgrund der Radardaten
Dokumentation erteilter Freigaben
Jeder von der Flugsicherung kontrollierte Flug muß vorab angemeldet und mit einem ATS-Flugplan dokumentiert werden. Ein Teil der Angaben des Flugplans sind wiederum Grundlage für die Informationen des Kontrollstreifens. Für Flüge, die über systembekannte Punkte führen, werden für jeden dafür festgelegten Punkt identische Streifen gedruckt (Neunerfeld- / 'Pattern A' Streifen). Aus dem Neunerfeld läßt sich die Flugrichtung ableiten, die 'Wohin'-Information wird invers dargestellt. Die Streifen werden im Kontrollzentrum von einem Computer für jeden betroffenen Sektor nach Erreichen eines bestimmten Systemparameters (ca. 20 min vor Sektoreinflug), jedoch spätestens 3 min vor Einflug in den Zuständigkeitsbereich für alle Sektoren gedruckt.
Die Kontrollstreifen enthalten neben Informationen wie dem Rufzeichen des Flugzeugs vor allem Informationen über Fluggeschwindigkeit, Flughöhe, Wegpunkte und Überflugzeiten. Somit kündigen die Kontrollstreifen dem Planungslotsen eines Sektors an, welche Flugzeuge demnächst aus welcher Richtung und mit welcher Geschwindigkeit und Flughöhe in seinem Sektor ankommen werden. Erkennt der Lotse einen Konflikt, so spricht er sich mit dem Lotsen des benachbarten Sektors ab und vereinbart z.B. eine andere Flughöhe für das Flugzeug. Diese wird dem Piloten dann vom Radarlotsen des be- nachbarten Sektors mitgeteilt. Gleichzeitig wird der Kontrollstreifen mit der neuen Flughöhe aktualisiert und beim Verlassen des eigenen Sektors an den Kollegen des nächsten Sektors weitergereicht.
NTM: Zeit über der Navigationsanlage Nattenheim - 350: Flugfläche 350 = 35000 ft - BAW677: British Airways Flug Nr. 677 - B737: Flugzeugtyp = Boeing 737 - Flugweg von FFM über NTM nach BATTY von LOWW = Wien nach EGLL = London über Luftstrasse UG1 - 23/04: aktuelles Datum |
| Konvektion |
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| Vertikale Luftbewegung, speziell das Aufsteigen von am Boden durch Sonneneinstrahlung erwärmter Luft. Die von der Erde ausgehende langwellige Wärmestrahlung ist nicht die einzige Form der Energieübertragung von der Erde zur Atmosphäre. So wird die unmittelbar über dem Boden liegende, nur wenige Zentimeter dicke Luftschicht auch durch so genannte molekulare Wärmeleitung erwärmt. Wo diese Aufheizung besonders stark ist, wird die Luft leichter als ihre Umgebung und steigt auf. Dafür sinken rundherum kältere Luftpakete ab, werden ebenfalls erwärmt und gelangen wieder in die Höhe. Dieser Vorgang nennt man thermische Konvektion. In Bodennähe ist sie als Hitzeflimmern sichtbar. Bei starker Sonnenstrahlung bilden sich regelrechte Thermikschläuche, in denen sich Vögel und Segelflieger kreisend in die Höhe schrauben. Durch Konvektion entstehen meist Quellwolken wie Cumulus und Cumulonimbus. |
| Koordinaten |
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Geographische Länge und Breite eines Punktes auf der Erdoberfläche mit deren Hilfe sich eindeutige Positionen festlegen lassen. alles löschen
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| Koppelnavigation |
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| Koppelnavigation oder 'Dead Reckoning' ist die laufende Ortsbestimmung (Ortung) eines Fahrzeugs durch Messung von Kurs, Fahrt und Zeit. Im Sichtflug wird die recht grobe Koppelnavigation umgangs- sprachlich auch 'franzen' genannt. Koppelnavigation ist die Basis jeder Navigation. Erst durch GPS hat ihre Bedeutung etwas abgenommen. |
| Kreiselkompaß |
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| Der Kreiselkompaß ist ein Kompaß, der die Nord-Süd-Richtung anzeigt, ohne sich das Magnetfeld der Erde zunutze zu machen. Er bedient sich hierbei eines schnell rotierenden Kreisels, des Gyroskops, dessen Achse sich parallel zur Erdachse ausrichtet. Den Kreisel bildet ein spezieller Kreiselmotor, der besonders geringe Lagerreibung und ein hohes Rotationsträgheitsmoment, verbunden mit hoher Drehzahl, besitzt. Der Kreiselkompaß und daraus entwickelte Trägheitsnavigationssysteme werden zur Navigation in der Geodäsie, Luftfahrt und Schifffahrt verwendet. |
| Kuller |
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| Als Kuller oder Kullerchen werden in der Fliegersprache Rangierhilfen für Flugzeuge bezeichnet. Besonders Segelflugzeuge sind konstruktionsbedingt am Boden nur schwer zu manövrieren, daher werden im Bedarfsfall temporär zusätzliche, um 360° drehbare Räder oder Rollen montiert. Über den Genus des Begriffes besteht im praktischen Sprachgebrauch keine Einigkeit: Das und der Kuller sind gleichermaßen verbreitet. (Wikipedia) |
| Künstlicher Horizont |
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Ein künstlicher Horizont ersetzt den natürlichen Horizont, der die Grenzlinie zwischen der sichtbaren Erde und dem Himmel darstellt, wenn man den Horizont nicht sehen kann oder wenn die Lage im Raum gemessen werden soll. Der künstliche Horizont wird benötigt bei der Stabilisierung von Kameras und Zieleinrichtungen, Fahrwerk- sowie Fahrzeugstabilisierung, bei der Überwachung und Steuerung von Baumaschinen, bei der Gleisvermessung und bei der aktiven Neigetechnik für Schienenfahrzeuge, bei Zentrierung von GPS-Antennen, der Scanner-Stabilisierung sowie in der Fliegerei.
1) horizontaler Geradeausflug, 2) Linkskurve, 3) Flugzeug steigt,
4) Rechtskurve und Flugzeug sinkt |
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| Kurs |
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| Die Richtung von einem Ort auf der Erdoberfläche zu einem anderen nennt man in der Navigation Kurs. Der Kurs ist der Winkel zwischen einem Bezugsmeridian (geographisch-Nord, magnetisch-Nord, Kom- paß-Nord) und der Kurslinie (Flugrichtung oder Flugweg über Grund). Er wird von Nord beginnend in Grad im Uhrzeigersinn gerechnet. |
| Kursanzeiger |
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Der Kursanzeiger ist ein Instrument zur Anzeige des Steuerkurses und gehört zu den Hauptflug- instrumenten. Die einfachste Ausführung des Kursanzeigers ist der Magnetkompaß, der allerdings der magnetischen Mißweisung unterliegt, ein Nachlaufen bei Richtungsänderungen aufweist, und im Kurvenflug einen systematischen Meßfehler unterliegt.
In vielen Fällen wird daher der Kursanzeiger als Kreiselinstrument (Kurskreisel oder Kreiselkompaß) ausgeführt. Prinzipiell erlaubt der Kurskreisel die schnelle und genaue Mesung des Steuerkurses. Aufgrund seiner konstruktiven Auslegung kommt es im Verlauf des Fluges jedoch zu einer Drift und damit zu Fehlanzeigen des Gerätes. In diesem Fall kann der Kurskreisel mit dem Magnetkompaß abgeglichen und ggf. nachgestellt werden. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, daß die kurzfristigen Meßfehler des Magnetkompasses durch den Kreisel, der langfristige Meßfehler des Kreisels (Drift) widerum durch den Magnetkompaß kompensiert werden können.
Beim magnetfeldgestützten Kursanzeiger wird der Kurskreisel automatisch mit Hilfe eines Induktionskompasses nachgestellt. Heute sind die Angaben des Kursanzeigers oftmals in einem Navigation Display oder dessen älterem Pendant HSI integriert. |
| Kursbegriffe |
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Kursrechnungen - der Weg vom TC zum CH:
| TC | True Course, rechtweisender Kurs (rwK) |
| + | WCA | Wind Correction Angle (1), Luvwinkel (l) |
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| = | TH | True Heading, rechtweisender Steuerkurs (rwSK) |
| - | VAR | Variation (2), Ortsmißweisung (OM) |
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| = | MH | Magnetic Heading, mißw. Steuerkurs (mwSK) |
| - | DEV | Deviation (3), Deviation (Dev) |
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| = | CH | Compass Heading, Kompaß-Steuerkurs (KSK) |
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Wer enthält welche Korrektur ?
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Wind |
Var |
Dev |
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| TC (rwK) |
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| MC (mwK) |
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| CC (KK) |
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| TH (rwSK) |
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| MH (mwSK) |
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| CH (KSK) |
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| Anmerkungen: |
(1): Wind von links: WCA ist negativ, Wind von rechts: WCA ist positiv |
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(2): eine östliche Variation erhält ein positives Vorzeichen, eine westliche Variation ein
negatives Vorzeichen (3°W = -3°) |
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(3): östliche Deviation (positives Vorzeichen), westliche Dev (negatives Vorszeichen) |
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