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Der Sixpack der Fliegerei

Wenn wir uns das Hauptinstrumentenbrett ansehen, finden wir die klassische „Six-Pack“-Anordnung der wichtigsten Fluginstrumente, die wir im Screenshot hervorgehoben haben. Vor dir befindet sich das Steuerhorn, das verwendet wird, um das Flugzeug in der Luft zu steuern. Zu deinen Füßen findest du außerdem die Seitenruderpedale, die zum Steuern am Boden und dazu dienen, die Flugzeugnase in der Luft gerade auszurichten.

Das „Six-Pack“

Werfen wir einen genaueren Blick auf die wichtigsten Instrumente. Nimm dir Zeit, die Instrumente aus der Nähe zu betrachten. Von oben links nach unten rechts sind dies:

  • Fahrtmesser (ASI)
  • Künstlicher Horizont (AI)
  • Höhenmesser (ALT)
  • Wendezeiger
  • Kurskreisel (HDG)
  • Variometer (VSI)

Fahrtmesser (ASI)

Der Fahrtmesser verwendet den Staudruck (Pitot) und den statischen Druck aus kleinen Öffnungen am Rumpf und an der Tragfläche, um mechanisch die Geschwindigkeit der anströmenden Luft zu berechnen. Dies ist die angezeigte Fluggeschwindigkeit (Indicated Airspeed), die typischerweise in Knoten gemessen wird – also als KIAS (knots indicated airspeed). Für den einfachen Fall eines Geradeaus- und Horizontalflugs lassen sich dennoch gute Abschätzungen für die Geschwindigkeit angeben, bei der das Flugzeug überzieht.

Die Überziehgeschwindigkeit in Landekonfiguration, bezeichnet als VS1, beträgt 40 KIAS und entspricht dem Beginn des weißen Bereichs auf dem Fahrtmesser. Im Gegensatz dazu beträgt die Überziehgeschwindigkeit in sauberer Konfiguration, VS0, 48 KIAS und markiert den Beginn des grünen Bereichs. Die Rotationsgeschwindigkeit (VR), bei der das Flugzeug beim Start abhebt, liegt bei 55 KIAS und ist auf dem Fahrtmesser nicht speziell markiert.

Für die Steigleistung beträgt die beste Steigwinkelgeschwindigkeit (VX) 62 KIAS, während die beste Steigrate (VY) 74 KIAS beträgt; beide Geschwindigkeiten sind ebenfalls nicht auf dem Instrument markiert. Die maximal zulässige Geschwindigkeit mit ausgefahrenen Klappen (VFE) hängt von der Klappenstellung ab: Bis 10 Grad beträgt sie 110 KIAS, bei mehr als 10 Grad ist sie auf 85 KIAS begrenzt. Der weiße Bereich auf dem Fahrtmesser endet bei 85 KIAS und zeigt damit die obere Grenze für den sicheren Betrieb mit ausgefahrenen Klappen an.

Die typische Reisegeschwindigkeit (VC) liegt zwischen 90 und 120 KIAS und ist ebenfalls nicht markiert. Die Manövergeschwindigkeit (VA), bei der abrupte Steuereingaben möglich sind, ohne die Struktur des Flugzeugs zu überlasten, beträgt 105 KIAS. Die maximale strukturelle Reisegeschwindigkeit (VNO) liegt bei 129 KIAS und wird durch den Beginn des gelben Bereichs angezeigt. Schließlich beträgt die Höchstgeschwindigkeit, die niemals überschritten werden darf (VNE), 163 KIAS und ist durch die rote Linie auf dem Fahrtmesser markiert.

Künstlicher Horizont

Der künstliche Horizont besteht aus drei Gyroskopen, die ihre Lage relativ zur Erdreferenz beibehalten. Die Gyroskope bleiben in einer festen Lage, während sich das Flugzeug um sie herum bewegt. Mit ihnen verbunden ist eine symbolische Anzeige mit einer weißen horizontalen Linie als Horizont, einem blauen Bereich für den Himmel darüber und einer braunen Fläche für die Erde darunter. Außerdem sind mehrere Linien zur Anzeige der Nick- (Pitch-) und Rollwinkel eingezeichnet, sodass diese Winkel in Grad abgelesen werden können.

Dünne weiße horizontale Linien markieren die Pitch-Winkel -5°, -10° und -15°, während dünne schwarze horizontale Linien die Pitch-Winkel +5° und +10° anzeigen.

Weiße diagonale Linien im braunen Erdteil zeigen die Rollwinkel 22,5° und 45°. Die weißen Markierungen am oberen Rand des Instruments zeigen die Rollwinkel 0°, 10°, 20°, 30°, 60° und 90° für Linkskurven und Rechtskurven an.

Das Bild auf der rechten Seite zeigt die folgenden Flugsituationen:

  • Oben links – Steigflug mit 10° Pitch nach oben.
  • Oben Mitte – Sinkflug mit 10° Pitch nach unten.
  • Oben rechts – Steigender Rechtskurvenflug mit 5° Pitch nach oben und 20° Schräglage nach rechts.
  • Unten links – Horizontaler Kurvenflug nach links. 0° Pitch und 30° Schräglage nach links.
  • Unten Mitte – Steile Linkskurve mit 45° Schräglage.
  • Unten rechts – Steile Rechtskurve mit 60° Schräglage und 5° Pitch nach oben.

Altimeter (ALT)

Der Höhenmesser ist eine Anzeige, die sich je nach Veränderung des Umgebungsdrucks ausdehnt oder zusammenzieht. Er vergleicht den gemessenen Luftdruck mit einem Referenzdruck, der über einen Einstellknopf gesetzt wird. Der Höhenmesser zeigt die Höhe über dem Meeresspiegel oder über Grund nicht korrekt an, sofern er nicht auf den aktuellen Bodendruck bzw. den Meeresspiegeldruck kalibriert ist.

  • Drehe den Druck-Einstellknopf in der unteren linken Ecke, um den Referenzdruck des Höhenmessers anzupassen, der rechts in Hektopascal angezeigt wird.

Der korrekte Druckwert wird von lokalen Wetterstationen, dem ATIS (Automatic Terminal Information Service) oder dem AWOS (Automated Weather Observing System) bereitgestellt. Unter Standardbedingungen beträgt der Druck 1013 hPa bzw. 29,29 Inches of Mercury (inHg).

Der Höhenmesser zeigt die Druckdifferenz zwischen dem eingestellten Boden- bzw. Meeresspiegeldruck und dem aktuell gemessenen statischen Luftdruck an. Daraus wird die Höhe über drei Zeiger dargestellt:

Der längste und dünnste Zeiger mit dem Dreieck am Ende zeigt die Höhe in Zehntausend-Fuß-Schritten.

Der kurze und dicke Zeiger zeigt die Höhe in 1000-Fuß-Schritten.

Der lange und dicke Zeiger zeigt die Höhe in 100-Fuß-Schritten.

Um die Höhe korrekt abzulesen, musst du die drei Zeiger im Kopf kombinieren. Zuerst liest du den 10.000-Fuß-Zeiger ab. In unserem Beispiel zeigt er ungefähr 0,4 etwas, also deutlich unter der „1“ auf der Skala. Daraus wissen wir, dass wir uns unter 10.000 ft befinden und diesen Zeiger für die genaue Berechnung weitgehend ignorieren können.

Dann liest du den zweiten Zeiger ab, der in unserem Beispiel etwa 3,8 anzeigt. Damit wissen wir, dass wir uns ungefähr bei 3.800 ft befinden.

Zum Schluss liest du den dritten Zeiger ab, der 8,2 zeigt, also 820 ft.

Kombiniert man alle drei Zeiger, ergibt sich:

0 × 10.000 ft + 3.000 ft + 820 ft = 3.820 ft

Wendezeiger

Der Wendezeiger besteht aus einem Flugzeugsymbol und einer Kugel, die in Flüssigkeit (meist Wasser oder einer anderen Flüssigkeit) aufgehängt ist.

Drehrate (Rate of Turn)

Wenn die Tragflächen des Flugzeugs waagerecht sind, befindet sich das Flugzeug in keiner Kurve. Neigt sich die linke Flügelspitze bis zur weißen Markierung nach unten, fliegst du eine Linkskurve mit Standarddrehrate, bei der eine vollständige 360°-Drehung in zwei Minuten abgeschlossen wird. Eine 180°-Drehung dauert dabei 60 Sekunden und eine 90°-Drehung 30 Sekunden.

Diese Standardkurven (2 Minuten für einen Vollkreis) werden im Instrumentenflug verwendet, um Standardverfahren präzise zu fliegen, auch mit diesem einfachen Instrument.

Intern ist der Wendezeiger ein weiteres Gyroskop, das sich abhängig von der Änderung des Steuerkurses neigen darf. Wenn sich die Flugzeugnase nach links oder rechts giert, zeigt der Wendezeiger die Drehrate des Rumpfes aus der Sicht von oben an.

Der Wendezeiger zeigt weder den Rollwinkel (Bank Angle) des Flugzeugs noch Pitch-Informationen. Diese werden im darüberliegenden Instrument angezeigt – dem künstlichen Horizont.

Wendezeiger (Balance Indicator)

Der zweite und untere Teil des Instruments ist die “Kugelanzeige”. Diese funktioniert ähnlich wie eine Waage, wobei das Röhrchen leicht nach oben gebogen ist, um sie weniger empfindlich zu machen. Die Kugel im Röhrchen wird durch die Beschleunigung des Flugzeugs beeinflusst und rollt stets zum tiefsten Punkt.

Wenn die Flugzeugnase immer direkt in den relativen Wind zeigt, bleibt die Kugel auch in Kurven zentriert. Sie entspricht den Kräften, die du auch im Flugzeug selbst spürst.

Wenn die Flugzeugnase nicht exakt in den Wind zeigt, erzeugen Rumpf, Seitenleitwerk und Propeller Seitenkräfte. Als Insasse spürst du dann, dass du nach links oder rechts gedrückt wirst. Die Kugel weicht in diesem Fall ebenfalls nach links oder rechts aus. Um das zu korrigieren, sollte Seitenruder eingesetzt werden, um das Flugzeug wieder auszurichten. Andernfalls entsteht zusätzlicher Luftwiderstand und der Flug wird für die Passagiere unangenehmer.

Du kannst die Kugel also mit den Füßen „zurück in die Mitte treten“.

Kurskreisel

Der Kurskreisel ist ein Gyroskop, das seine Ausrichtung beibehält, auch wenn sich das Flugzeug darum herum dreht. Man kann sich vorstellen, dass die Kompassrose stationär bleibt, während sich das Flugzeugsymbol entsprechend der tatsächlichen Bewegung des Flugzeugrumpfs dreht.

Richtungs-Gyro

Der Kursanzeiger zeigt somit die Richtung der Flugzeugnase relativ zum festen Gyro-Referenzsystem an. Das Gyro wird vor dem Start auf die bekannte Startbahnrichtung eingestellt und kann während des Fluges mithilfe des Magnetkompasses an der Windschutzscheibe neu kalibriert werden. Aerofly FS übernimmt diese Kalibrierung automatisch für dich, sodass der Kursanzeiger stets den korrekten magnetischen Kurs anzeigt.

Eingestellter Kurs

Der Kurskreisel verfügt über einen kleinen Kurszeiger (Heading Bug), der mit dem Drehknopf in der unteren rechten Ecke eingestellt werden kann.

  • Drehe den Kurs-Einstellknopf, um den ausgewählten Kurs zu verändern. Dieser dient als Steuerziel für den Autopiloten und kann außerdem als Referenz für das manuelle Fliegen verwendet werden.

Vertical Speed Indicator

Der Variometer zeigt die Steig- und Sinkrate an, indem er den aktuellen Luftdruck mit dem Druck in einem Druckgefäß vergleicht. Die Luft kann in diese Kammer hinein- und herausströmen, und die Nadel bewegt sich entsprechend diesem Luftstrom.

Wenn die Nadel auf Null steht, steigt oder sinkt das Flugzeug nicht. Du hältst in diesem Moment die Höhe.

Wenn die Nadel nach oben ausschlägt, befindest du dich im Steigflug. Sie zeigt die Steigrate in 100 Fuß pro Minute an. Zeigt die Nadel beispielsweise auf +10, steigst du mit 1.000 Fuß pro Minute. Ein Steigflug von 2.000 ft auf 4.000 ft dauert bei dieser Rate zwei Minuten.

Wenn die Nadel nach unten zeigt, befindest du dich im Sinkflug und verlierst an Höhe. Für Anflug und Landung kannst du als Faustregel deine Fluggeschwindigkeit in Knoten nehmen und durch 2 teilen, um die benötigte Sinkrate für einen stabilen 3°-Anflugwinkel zu erhalten. Bei einer Anfluggeschwindigkeit von 70 Knoten in unserer Cessna ergibt das etwa 350 ft/min. Bei 80 kt sind es 400 ft/min und bei 100 kt etwa 500 ft/min. Die tatsächlich benötigte Sinkrate hängt jedoch von weiteren Faktoren wie Windgeschwindigkeit und tatsächlicher Bodengeschwindigkeit ab, ist aber eine gute Näherung.

Damit sind die sechs wichtigsten Basisinstrumente der Cessna 172 abgeschlossen.