Aviation Knowledge: Der Fahrtmesser
In diesem Fachbeitrag erklären wir, wie der Fahrtmesser (Geschwindigkeitsmesser) bei einem Flugzeug funktioniert.
Ohne Fahrt geht bei einem Flugzeug gar nichts, die Maschine würde nicht fliegen, da die umströmende Luft an der Tragfläche fehlen würde. In den Anfängen der Luftfahrt konnten sich die Piloten noch auf den Fahrtwind verlassen, sie hatten die Geschwindigkeit im Gefühl. Mit diesem Zustand gab man sich jedoch nicht lange zufrieden, man wollte die tatsächliche Geschwindigkeit der Maschine zuverlässig angezeigt haben. So entwickelte man den Fahrtmesser für das Flugzeug. Bei der Geschwindigkeitsanzeige verlassen sich immer noch alle Flugzeuge auf den Fahrtwind, der über das Staudruckrohr auf den Fahrtmesser übertragen wird. In den 1920er Jahren hat sich dieses Prinzip für die Messung der Geschwindigkeit eines Luftfahrtzeuges durchgesetzt und wird auch heute noch bei allen modernen Flugzeugen verwendet.
Der Geschwindigkeitsmesser zählt zu den Leistungsanzeigeinstrumenten, zu diesen zählen auch der Höhenmesser, das Variometer, die Kursanzeige und der Wendezeiger, diese Instrumente sind für einen sicheren Flug unerlässlich.
Hauptsensor für die Geschwindigkeitsmessung ist das Staudruckrohr
Das Kernstück für die Geschwindigkeitsanzeige bildet das Staudruckrohr im englischen heisst dieses Pitot Tube, dieser Ausdruck hat sich auch im deutschen Sprachraum durchgesetzt. Jeder Pilot sollte wissen, was ein Pitot ist und auch seine Funktion kennen, diese wird in einem nächsten Beitrag ausführlich erklärt.
Das Schöne am deutschen Ausdruck Staudruckrohr ist, dass es die Grundmessfunktion beschreibt. Das Staudruckrohr misst neben dem Umgebungsluftdruck auch noch den Druck, der durch eine Vorwärtsbewegung des Luftfahrzeuges oder durch den Wind hervorgerufen wird. Wir sprechen dabei von dem Gesamtdruck, der am Ende dieses Sensors für die Anzeige der Geschwindigkeit zur Verfügung steht.
Der Fahrtmesser muss nun aus dem Staudruck (dynamischer Druck), der vom Pitot her kommt, die richtige Geschwindigkeit anzeigen. Dazu vergleicht er den statischen Druck mit dem bewegten Staudruck, diese Druckdifferenz ist im Idealfall die korrekte Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges und soll vom Fahrtmesser angezeigt werden. Zu diesem Zweck hat der Fahrtmesser eine druckabhängige Membrandose eingebaut. Diese Dose wird durch den Staudruck ausgedehnt, diese Vergrösserung der Dose führt zu einer feinen Bewegung, diese wird nun über einen Auslenkmechanismus auf die Nadel des Fahrtmessers übertragen.
Die Anzeige des Fahrtmessers ist in den meisten Fällen in Knoten geeicht, diese Masseinheit hat sich in der internationalen Luftfahrt durchgesetzt. Im Segelflug wird der Geschwindigkeitsmesser jedoch häufig in km/h geeicht und bei einigen Kleinflugzeugen sind die Anzeigegeräte für die Geschwindigkeit auch in Meilen angeschrieben.
Der Fahrtmesser in einem Luftfahrzeug hat mit vielen Ungenauigkeiten zu kämpfen, deshalb müssen die verschiedenen Geschwindigkeiten auch detailliert unterschieden werden, diese Unterschiede werden wir in einem nächsten Beitrag genauer beschreiben. Diese theoretischen Kenntnisse sind unbedingt nötig, um die Funktionsweise des Fahrtmessers richtig zu verstehen.
Bei der Geschwindigkeit, die am Fahrtmesser angezeigt wird, handelt es sich um die angezeigte Geschwindigkeit, im englischen heisst diese Indicated Air Speed abgekürzt wird sie mit IAS. In einem nächsten Beitrag werden wir die Geschwindigkeiten beim Fahrtmesser näher erklären.