Hier einmal eine kurze Betrachtung eines unserer wichtigsten Instrumente zur Führung eines Flugzeuges: "Der Fahrtmesser" Dieses Instrument zeigt uns die Geschwindigkeit der Maschine gegenüber der Luft oder auch "angezeigte Fluggeschwindigkeit" in Englisch Indicated Airspeed (IAS) an.
So wichtig dieses Instrument ist, so ungenau ist aber auch.
Die Geschwindigkeit wird an zwei Stellen des Flugzeugs gemessen. Über kleine sogenannte Staudrucköffnungen am Rumpf, sowie über das Staurohr welches möglichst an einem verwirbelungsfreien Ort am Flugzeug angebracht sein sollte.
Im Instrument selbst wird der Differenzdruck gemessen und am Instrument zur Anzeige gebracht. Wie schon zu erkennen ist spielt der Luftdruck eine entscheidende Rolle bei der Fahrtanzeige. Da der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt wird die Fahrtanzeige immer ungenauer, d.h. der Fahrtenmesser zeigt weniger an als das Flugzeug tatsächlich schnell ist. Hier gibt es eine Faustformel : pro 1000 ft beträgt die Fehlerkorektur ca 2%". D.h. in 10000 ft bei einer Anzeige von 250 kts, beträgt unsere unsere tatsächliche Geschwindigkeit ca. 300 kts. Schaut zur Kontrolle einmal auf die Groundspeed (Geschwindigkeit über Grund, bei der 737 im Nav Display oben links als GS gezeigt) Das geht ungefähr bis 10000 ft und dann kehrt sich das ganze aber langsam um (siehe Tabelle)
Aber wie messen wir dann in großer Höhe unsere Geschwindigkeit? Hier kommt die Machanzeige ins Spiel. Hier ein Auszug aus WIKIPEDIA der uns alles wesentliche über den Machmeter sagt.
Ein Machmeter ist ein pitot-statisches Fluginstrument, das das Verhältnis von wahrer Fluggeschwindigkeit TAS (engl. True Airspeed) zur Schallgeschwindigkeit angibt. Dieses Verhältnis ist eine dimensionslose Größe, Mach-Zahl
genannt. Auf einem Machmeter wird die Mach-Zahl als Dezimalzahl mit
Nachkommastellen dargestellt. Ein mit Schallgeschwindigkeit fliegendes Flugzeug fliegt mit der Mach-Zahl eins (Mach 1,00).
Wenn sich die Fluggeschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit nähert, wird zuerst die kritische Machzahl
erreicht, bei der zunächst an einem Teil des Flugzeuges die umgebende
Luft mit Schallgeschwindigkeit strömt - meistens ist das die Flügeloberseite. Dort bilden sich Stoßwellen,
die bei Flugzeugen, die nicht für diesen Geschwindigkeitsbereich
konstruiert sind, die Flugstabilität beeinträchtigen können. Die vom Fahrtmesser in dieser Situation ermittelte Fluggeschwindigkeit
hängt vom Umgebungsdruck ab, der wiederum vom Luftdruck abhängig ist,
und ist daher nicht geeignet, die Annäherung an die
Schallgeschwindigkeit verlässlich anzuzeigen. Die Mach-Zahl des
Machmeters informiert den Piloten genauer.
Für viele Flugzeuge wird eine maximale Betriebs-Mach-Zahl MMO (engl. maximum operating Mach number) ausgewiesen. Beispielsweise beträgt die zulässige Höchstgeschwindigkeit für ein Flugzeug mit einer MMO
von Mach 0,83 bei einer Flughöhe von 30.000 ft (9.144 m), in der die
Schallgeschwindigkeit unter Standardbedingungen den Wert 1093 km/h hat,
907 km/h.
Ältere mechanische Machmeter verwenden ein Aneroid,
das den pitot-statischen Druck in die Mach-Zahl umsetzt. Moderne
elektronische Machmeter berechnen die Umsetzung zum Machmeter-Wert aus
Luftdruckwerten.
Das Machmeter ist nach dem tschechisch-österreichischem Physiker Ernst Mach benannt.
Fazit aus der ganzen Geschichte, ab ca. 15 000 ft wird der Fahrtmesserfehler so groß, das die Fahrtmessung des Flugzeuges das Machmeter zur Geschwindigkeitskontrolle herangezogen wird.
