Der geeignetere Begriff für die Korrelation der aerodynamischen Leistung in der nicht standardmäßigen Atmosphäre ist die Dichtehöhe – die Höhe in der Standardatmosphäre, die einem bestimmten Wert der Luftdichte entspricht.
Die Dichtehöhe ist die Druckhöhe, die für die Nicht-Standardtemperatur korrigiert wird. Mit zunehmender Dichte der Luft (höchst geringere Dichte) steigt die Leistung des Flugzeugs. Umgekehrt nimmt mit abnehmender Luftdichte (höherer Dichtehöhe) die Leistung des Flugzeugs ab. Eine Abnahme der Luftdichte bedeutet eine hohe Dichtehöhe; Eine Erhöhung der Luftdichte bedeutet eine geringere Dichtehöhe. Die Dichtehöhe wird bei der Berechnung der Flugzeugleistung verwendet. Unter normalen atmosphärischen Bedingungen hat Luft auf jeder Ebene in der Atmosphäre eine spezifische Dichte; Unter Standardbedingungen identifizieren Druckhöhe und Dichtehöhe das gleiche Niveau. Die Dichtehöhe ist also der vertikale Abstand über dem Meeresspiegel in der Standardatmosphäre, bei der eine gegebene Dichte zu finden ist.
Die Berechnung der Dichtehöhe muss die Berücksichtigung von Druck (Druckhöhe) und Temperatur beinhalten. Da die Leistungsdaten von Flugzeugen auf jeder Ebene unter Standardtagsbedingungen auf der Luftdichte basieren, gelten diese Leistungsdaten für Luftdichteniveaus, die möglicherweise nicht mit den Höhenmesseranzeigen identisch sind. Unter Bedingungen, die höher oder niedriger als der Standard sind, können diese Werte nicht direkt aus dem Höhenmesser ermittelt werden.
Die Dichtehöhe wird bestimmt, indem zuerst die Druckhöhe ermittelt und dann diese Höhe für nicht standardmäßige Temperaturschwankungen korrigiert wird. Da die Dichte direkt mit dem Druck und umgekehrt mit der Temperatur variiert, kann eine gegebene Druckhöhe für einen weiten Temperaturbereich bestehen, indem die Dichte variiert. Eine bekannte Dichte tritt jedoch für eine Temperatur und Druckhöhe auf. Die Luftdichte wirkt sich stark auf die Flugzeug- und Triebwerksleistung aus. Unabhängig von der tatsächlichen Höhe, in der das Flugzeug betrieben wird, funktioniert es so, als ob es in einer Höhe arbeitet, die der vorhandenen Dichtehöhe entspricht.
Wenn der Höhenmesser beispielsweise auf 29,92 „Hg eingestellt ist, kann er eine Druckhöhe von 5.000 Fuß anzeigen. Gemäß AFM / POH kann der Boden beim Start eine Strecke von 790 Fuß unter Standardtemperaturbedingungen erfordern.
Wenn die Temperatur jedoch 20 °C über dem Standard liegt, erhöht die Ausdehnung der Luft das Dichteniveau. Wenn Sie Temperaturkorrekturdaten aus Tabellen oder Grafiken verwenden oder die Dichtehöhe mit einem Computer ableiten, kann festgestellt werden, dass die Dichte über 7.000 Fuß liegt und der Bodenlauf näher an 1.000 Fuß liegen kann.
Die Luftdichte wird durch Änderungen der Höhe, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Hohe Dichtehöhe bezieht sich auf dünne Luft, während eine niedrige Dichtehöhe sich auf dichte Luft bezieht. Die Bedingungen, die zu einer hohen Dichte führen, sind hohe Höhen, niedrige atmosphärische Drücke, hohe Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit oder eine Kombination dieser Faktoren. Niedrigere Höhen, hoher atmosphärischer Druck, niedrige Temperaturen und niedrige Luftfeuchtigkeit weisen eher auf eine geringe Dichtehöhe hin.
Mit einem Flugcomputer kann die Dichtehöhe berechnet werden, indem die Druckhöhe und die Außenlufttemperatur auf Flugebene eingegeben werden. Die Dichtehöhe kann auch unter Bezugnahme auf die Tabelle und das Diagramm in den Abbildungen 10-3 und 10-4 bestimmt werden.
10.4.1 Auswirkungen des Drucks auf die Dichte #
Da Luft ein Gas ist, kann es komprimiert oder erweitert werden. Wenn Luft komprimiert wird, kann eine größere Luftmenge ein bestimmtes Volumen einnehmen. Umgekehrt dehnt sich die Luft aus und nimmt einen größeren Raum ein, wenn der Druck auf ein bestimmtes Luftvolumen verringert wird. Das heißt, die ursprüngliche Luftsäule bei einem niedrigeren Druck enthält eine kleinere Luftmasse. Mit anderen Worten, die Dichte wird verringert. Tatsächlich ist die Dichte direkt proportional zum Druck. Wird der Druck verdoppelt, wird die Dichte verdoppelt, und wenn der Druck abgesenkt wird, so ist auch die Dichte. Diese Aussage gilt nur bei konstanter Temperatur.
10.4.2 Auswirkungen der Temperatur auf die Dichte #
Eine Erhöhung der Temperatur eines Stoffes verringert seine Dichte. Umgekehrt erhöht die Temperaturverringerung die Dichte. Die Luftdichte variiert somit umgekehrt mit der Temperatur. Diese Aussage gilt nur bei konstantem Druck.
In der Atmosphäre nehmen sowohl die Temperatur als auch der Druck mit der Höhe ab und haben widersprüchliche Auswirkungen auf die Dichte. Der ziemlich schnelle Druckabfall, wenn die Höhe erhöht wird, hat jedoch normalerweise die dominierende Wirkung. Daher können Piloten erwarten, dass die Dichte mit der Höhe abnimmt.
10.4.3 Auswirkungen der Feuchtigkeit (Feuchte) auf die Dichte #
Die vorhergehenden Absätze basieren auf der Voraussetzung perfekt trockener Luft. In Wirklichkeit ist es nie vollständig trocken. Die geringe Menge an Wasserdampf, der in der Atmosphäre suspendiert ist, kann unter bestimmten Bedingungen vernachlässigbar sein, aber unter anderen Bedingungen kann die Feuchtigkeit zu einem wichtigen Faktor für die Leistung eines Flugzeugs werden. Wasserdampf ist leichter als Luft; Folglich ist feuchte Luft leichter als trockene Luft. Wenn der Wassergehalt der Luft zunimmt, wird die Luft daher weniger dicht, was die Dichtehöhe und die Leistung abnimmt. Es ist am leichtesten oder am wenigsten dicht, wenn es unter bestimmten Bedingungen die maximale Menge an Wasserdampf enthält.
Feuchte, auch relative Feuchte genannt, bezeichnet die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre und wird als Prozentsatz der maximalen Wasserdampfmenge ausgedrückt, die die Luft aufnehmen kann. Diese Menge variiert mit der Temperatur; Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen, während kältere Luft weniger hält. Perfekt trockene Luft, die keinen Wasserdampf enthält, hat eine relative Luftfeuchtigkeit von null Prozent, während gesättigte Luft, die keinen Wasserdampf mehr halten kann, eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent hat. Feuchte allein wird normalerweise nicht als wesentlicher Faktor bei der Berechnung der Dichtehöhe und der Flugzeugleistung angesehen. Allerdings trägt es dazu bei.
Je höher die Temperatur, desto größer ist Wasserdampf, den die Luft halten kann. Beim Vergleich von zwei getrennten Luftmassen, der ersten warmen und feuchten (beide Eigenschaften, die die Luft leichter machen) und die zweite kalt und trocken (beide Eigenschaften machen es schwerer), muss die erste weniger dicht sein als die zweite. Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit haben aufgrund ihrer Auswirkung auf die Dichte einen großen Einfluss auf die Flugzeugleistung. Es gibt keine Daumenregel oder ein Diagramm, das die Auswirkungen der Luftfeuchtigkeit auf die Dichtehöhe berechnet, aber es muss berücksichtigt werden. Erwarten Sie eine Abnahme der Gesamtleistung unter Bedingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit.
