Nomenklatur ................................................... iii
1 Einleitung ................................................. 1
1.1 Vereisung - eine stete Gefahr für die Luftfahrt ............ 2
1.2 Wissenschaftliche Fragestellung ........................... 10
1.3 Aufbau der Arbeit ......................................... 11
2 Flugzeugvereisung ......................................... 13
2.1 Arten und Auftreten von Vereisung ......................... 15
2.2 Auswirkungen .............................................. 19
2.2.1 Auftrieb und Widerstand ............................ 19
2.2.2 Flugzeugstabilität ................................. 22
2.2.3 Gewichtszunahme .................................... 23
2.2.4 Gegenmaßnahmen ..................................... 26
2.3 Modellierung von Vereisungseffekten ....................... 28
2.3.1 Aerodynamische Modellierung des Basisflugzeuges .... 30
2.3.2 Erweiterung des Modells für Vereisung .............. 31
2.3.3 Aerodynamische Degradierung ........................ 38
2.4 Änderung der Flugzeugcharakteristik ....................... 46
2.4.1 Flugleistung ....................................... 46
2.4.2 Flugdynamik ........................................ 60
2.4.3 Numerische Flugeigenschaftskriterien ............... 68
2.5 Grundlegende Einflüsse von Vereisung ...................... 74
2.5.1 Generische Vereisung ............................... 76
3 Flugleistungsvariation .................................... 81
3.1 Variation in einer Flotte ................................. 82
3.2 Auswertungsprozess ........................................ 87
3.3 Datenbasis ................................................ 89
3.3.1 Kanalauswahl ....................................... 90
3.3.2 Umwandlung von Messgrößen .......................... 91
3.3.3 Beispiel eines Datensatzes ......................... 91
3.4 Segmentierung der Daten ................................... 92
3.4.1 Kriterien zur Filterung von auswertbaren
Abschnitten ........................................ 92
3.4.2 Kriterium zur Segmentselektion ..................... 94
3.4.3 Bestimmung der notwendigen Segmentwerte ............ 96
3.4.4 Einordnung der Segmente in Kategorien .............. 98
3.5 Abschätzung der Überschussleistung der Triebwerke ......... 99
3.5.1 Triebwerkseinfluss ................................. 99
3.5.2 Vereinfachte, lineare Modellformulierung .......... 100
3.6 Zusätzlicher Widerstandskraftbeiwert ..................... 103
3.7 Ergebnisse der Flugdatenauswertung ....................... 105
3.7.1 Auswertung der vorhandenen Flugdaten .............. 105
3.7.2 Ermittelte Variation der Flugleistung innerhalb
der Flotte ........................................ 109
3.7.3 Variation in Bezug auf Vereisung .................. 112
4 Detektion ................................................ 117
4.1 Eisdetektion: Anforderungen und Methoden ................. 118
4.1.1 Anforderungen an die Detektion .................... 118
4.1.2 Methoden der Detektion ............................ 119
4.2 Detektion der Vereisung durch Flugleistungsänderung ...... 123
4.3 Erstellung einer Flugleistungsreferenz ................... 127
4.3.1 Notwendige Trimmpunkte ............................ 132
4.3.2 Berechnung der Trimmpunkte ........................ 133
4.4 Umsetzung der Methode .................................... 135
4.4.1 Bestimmung des Flugzeugzustandes unter realen
atmosphärischen Bedingungen ....................... 136
4.4.2 Flugleistungszustand .............................. 142
4.4.3 Seitenkraftkompensation ........................... 143
4.4.4 Detektion der Änderung ............................ 144
4.4.5 Einschränkungen der Methode ....................... 146
4.5 Detektionsverhalten ...................................... 148
4.5.1 Änderung der aerodynamischen
Flugzeugeigenschaften ............................. 149
4.5.2 Steuereingaben .................................... 152
4.5.3 Windeinfluss ...................................... 155
4.5.4 Zusammenfassende Bewertung ........................ 163
4.6 Konzept zur Systemintegration in der А 320 ............... 164
4.6.1 А 320 Systemstruktur .............................. 164
4.6.2 Anzeige der Warnung im ECAM ....................... 166
5 Simulatorexperiment ...................................... 171
5.1 Versuchsziele ............................................ 172
5.2 Simulator ................................................ 173
5.3 Vorversuch ............................................... 174
5.3.1 Versuchsaufbau .................................... 175
5.3.2 Durchführung und Ergebnisse ....................... 176
5.4 Aufbau des Simulatorexperiments .......................... 179
5.4.1 Entwurf ........................................... 180
5.4.2 Geplanter Versuchsablauf .......................... 184
5.4.3 Pilotenbefragung .................................. 185
5.5 Durchführung der Simulatorexperimente .................... 190
5.6 Ergebnisse und Auswertung ................................ 192
5.6.1 Bewertung des Simulators und Szenarios ............ 192
5.6.2 Versuchsergebnisse ................................ 192
5.6.3 Auswertung der Fragebögen ......................... 195
5.6.4 Zusammengeführte Resultate ........................ 202
6 Fazit .................................................... 205
6.1 Zusammenfassung .......................................... 205
6.2 Ausblick ................................................. 210
Literaturverzeichnis .......................................... 211
Anhang ........................................................ 223
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