Beiträge zur Längsbewegung von Flugzeugen in Windscherungen

<br/>Die Zusammenhänge zwischen den auf ein Flugzeug einwirkenden Windeinflüssen, speziell <a href="http://openlibrary.org/search?q=wind+shear" TARGET="_blank"><I>Windscherungen</I></a>, und dem daraus resultierenden dynamischen Verhalten des ungesteuerten Flugzeugs werden analysiert. Dazu werden meteorologische Grundsituationen angegeben, in denen Windscherungen anzutreffen sind. Für den sog. <a href="http://openlibrary.org/search?q=downburst" TARGET="_blank"><I>downburst</I></a>, einen Gewitterfallwind, wird ein einfaches potentialtheoretisches Strömungsmodell aufgestellt, das die systematische Untersuchung der Einflüsse dieses Strömungsvorgangs auf die Stabilität und das dynamische Bewegungs-verhalten eines Flugzeugs gestattet.<br/>
Es erweist sich als ausreichend, den Einfluss des Windes mit Hilfe der linearen Ableitungen der Windkomponenten nach den Ortskoordinaten, den <a href="http://openlibrary.org/search?q=wind+gradients" TARGET="_blank"><i>Windgradienten</i></a>, zu charakterisieren. Alle vier in der Flugzeug-Längsbewegung vorkommenden Windgradienten haben Einfluss auf die Lage der Phygoidwurzeln, wobei auch aperiodisch bzw. dynamisch instabile Eigenwerte auftreten können. Wegen der Weg- bzw. Höhenabhängigkeit der Windgeschwindigkeiten entstehen ortsveränderliche Luftkräfte, die unter bestimmten Umständen zu den zusätzlichen Eigenwerten „Wegwurzel“ und „Höhenwurzel“ führen können.<br/>
Für alle in der Flugzeug-Symmetrieebene möglichen Formen von Windscherungen mit konstanten Gradienten lassen sich geeignete Ingenieurmodelle zur analytischen Darstellung der Flugzeug-Eigenbewegung im flugbetrieblich wichtigen Zeitbereich von 20 bis 60 Sekunden nach Einsetzen der Scherung angeben. Diagramme, Grafiken und Tabellen werden zur Verfügung gestellt, und eine Anzahl von <a href="http://openlibrary.org/search?q=aircraft+accident" TARGET="_blank"><I>Flugunfällen</I></a>, die sich mutmaßlich infolge von Scherwinden ereigneten, werden im Detail analysiert. Es wird bestätigt, dass die zu erwartenden Trajektorien eines Flugzeugs in Windscherungen auf diese Weise hinreichend genau vorherbestimmt werden können.<div align="center"><span title="- Click to Zoom -"><a TARGET="_blank" href="https://ia601509.us.archive.org/26/items/WindShearMeasuring/trajectories.jpg"><img src="https://ia601509.us.archive.org/26/items/WindShearMeasuring/trajectories.jpg" width="450" height="300" ></a></span></div><div align="center">
<i><b> Vergleich der Flugzeug-Trajektorien / Comparison of A/C Trajectories</b><br/><small>
Ref. [81]: <a TARGET="_blank" href="http://libraryonline.erau.edu/online-full-text/ntsb/aircraft-accident-reports/AAR76-08.pdf" title="PDF, 2.4 MB"> Aircraft Accident on June 24, 1975</a> ; EAL Boeing 727-225, N 8845 E, N.Y. JFK</i></small></div>
<font color="#0000FF"><i><b>Overview</b><p><font color="#0000FF"><i>
The effect of <a href="http://openlibrary.org/search?q=downburst" TARGET="_blank">downburst</a>-type <a href="http://openlibrary.org/search?q=wind+shear" TARGET="_blank">wind shears</a> on the longitudinal dynamic behaviour of an unguided aircraft is simulated numerically on the basis of published meteorological data and the flight characteristics of an Airbus A300-B passenger jet. The non-linear differential equations of the aircraft motion are linearized by conventional methods, and the wind effects are introduced via the linear derivatives of the wind components (<span title="also known as" style="border-bottom: 1px dotted; cursor: help;">aka</span> "<a href="http://openlibrary.org/search?q=wind+gradients" TARGET="_blank">wind gradients</a>") to obtain simplified technical models of the longitudinal response to all possible types of constant-gradient wind shears during the first 20-60 seconds after wind shear onset.<br/>
Graphs, diagrams, and tables are provided, and a number of <a href="http://openlibrary.org/search?q=aircraft+accident" TARGET="_blank">aircraft accidents</a> presumed to have involved wind shears are analyzed in detail. It is confirmed that the trajectories of an airplane in wind shear conditions can be approximated easily in advance.<br/></i></a><font color="#000000"><br/>