Landestoßmessung

kurz und bündig für den Alltag:

Wir überwachen jede Landung auf Beschleunigungen > 2g und drucken ggf. die Stoßenergie der Landung ins Flugbuch. Im Flugbuch steht dann u.a.  E/m= 2.3Nm/kg.  Auf diesen Wert kommt es an ! Dies ist die gesamte Stoßenergie die an der Flugzeugzelle / kg Flugzeugmasse ankommt, d.h. das was das Fahrwerk nicht absorbieren oder zumindest nicht im Federspeicher aufnehmen konnte. Eine zu hohe Stoßenergie ist das was dem Flugzeug ggf. schadet. Daher können Sie diesen Wert direkt als Ihre Lande- Rankingskala verwenden. Es bedeuten

  • n.a.  :                 keine nennenswerte Beschleunigungen gemessen
  • bis 1 Nm/kg:       es wurden kurzzeitig 2g erreicht, aber ohne bedenkliche Stoßenergie
  • höhere Werte:   zunehmend bedenklicher auf einer nach oben offenen Skala, Grenzwertigkeit ergibt sich aus eigener Erfahrung

Je höher dieser E/m Wert, desto mehr Schaden wird ggf am Fahrwerk angerichtet. Nachdem eine schlechte Landung von einer noch schlechteren getoppt werden kann ist die Skala prinzipiell nach oben offen, ähnlich der Richterskala für Erdbeben. Wir empfehlen, wenn Sie mal Zeuge einer grenzwertigen Landung werden, daß Sie sich dann den von uns ermittelten E/m Wert notieren. Dies ist fortan Ihre Entscheidungsmarke für eine harte Landung. Entdecken Sie künftig Werte darüber, so lohnt sich eine Inspektion des Flugzeuges. Sollte sich erwartungsgemäß herausstellen, daß dieser Wert Allgemeingültigkeit für alle Flugzeuge besitzt, so werden wir ihn hier veröffentlichen. Mit diesem Wissen sind sie bereits ausreichend gerüstet mit den Zahlen umzugehen. Die weiteren Ausführungen richten sich an technisch interessierte Leser die einfach mehr Hintergründe verstehen wollen um sich selbst ein Bild über die Belastbarkeit der E/m Aussage zu machen.

 

 

 

Weitere Infos dazu:

Eine andere Darstellung für E/m:

( slowdown by 7.7km/h=4.8mph ) ist eine redundante Aussage, die wir uns sparen könnten. Wir glauben aber einfach, daß Energieeinheiten für die meisten von uns schwer einzuordnen sind. Was ist 1 Newtonmeter/kg ? Es ist tstsächlich 1 Wattsekunde/kg oder ein Joule/kg, wir könnten auch in Kalorien/kg umrechnen, aber auch dann offenbart sich vielen von uns auf Anhieb nicht, ob das das viel oder wenig Energiestoß für eine Landung ist. Erst Ihre Erfahrungswerte  und eine Zuordnung zur gefühlten Landehärte hauchen der E/m Zahl einen Sinn ein.  Wir haben für eine Erstorientierung daher die Energie indirekt auch noch als Bremsverzögerung durch den Touch angegeben. Obige E/m =2.3Nm/kg  führen zu einer Verzögerung von 7.7km/h.  Das macht die Stoßenergie vielleicht auf Anhieb besser vorstellbar. Mehr Bedeutung hat das aber nicht.  Der Stoß beinhaltet die Energie die Sie benötigen um das Flugzeug in seiner Geschwindigkeit um 7.7km/h zu ändern, also die Bremsverzögerung durch den Touch. Wir müssen gleichzeitig vor dieser 2. Geschwindigkeitszahl warnen ! Für eine lineare Bewertungskala im Sinne doppelt so viel ist doppelt so schlecht eignet sich die Geschwindigkeitsangabe nicht, denn die doppelte Geschwindigkeit ergibt eine 4 fache Energie. Oder anders formuliert, für einen doppelt so energetischen Stoß reicht bereits die 1.4 fache Geschwindigkeit. Entscheidend für Verformungen ist aber die Crashenergie.

 

Wie machen wir das und wie belastbar ist das Alles - am Ende entscheiden Sie selbst !

Wir überwachen alle 10ms die Flugzeugzelle auf Beschleunigungswerte. Sobald eine Beschleunigung > 2g auftritt machen wir vom Beschleunigungsverlauf einen snapshot mit einem 3 Achsen Transientenrecorder der 50ms lang die vorangegangenen Daten vor dem 2g Event bereithält. Sofern sich das Flugzeug im Landegeschwindigkeitsbereich befand werden die Daten bezüglich aller 3 Achsen auf unserem Server näher untersucht.  Das sieht grafisch dann erstmal so aus:

Beschleunigungsvektoren-Landung

 

Dabei werden alle Beschleunigungskomponenten x in Richtung Längsachse, y in Richtung Querachse und z in Richtung Hochachse vektorielle summiert. Das ergibt den blauen Graphen.

Man könnte nun meinen nur die gz Komponente in Richtung der Hochachse sei von Bedeutung. Dem ist nicht so. Je fragwürdiger die Landung war, desto mehr treten die anderen Komponeten in Erscheinung. Man stelle sich eine Landung mit hoher Sinkgeschwindigkeit vor, - dann bewegt sich das Flugzeug beim Aufsetzen nicht parallel zur Bahn sondern prallt im flachen Winkel darauf. Hieraus resultiert nicht nur eine hohe Vertikalbeschleunigung in Richtung der Hochachse, sondern auch in Richtung der Längsachse nach hinten wird eine beträchtliche Verzögerung generiert. Beide können gleiche Größenordnung erreichen was in etwa bei 1m/s Sinkrate der Fall ist. Man stelle sich ferner vor, es erfolgt eine Landung mit Querdrift des Flugzeugs auf der Bahn. Beim Aufsetzen wird die Querbewegung jäh beendet, auch hierin steckt erhebliche Stoßenergie, die berücksichtigt werden muss.  Es werden also x,y,z Komponenten zuächst vektoriell über Zeit ermittelt, dies sidn die gelb / rot / grünen Kurven. Aufsummiert entsteht der Ergebnisvektor, das ist die blaue Kurve G(t). Es wird sodann über den blauen Ergebnisvektor integriert so lange gz, also die grüne Kurve negativ ist, also nur falls der Stoß anliegt, nicht etwa beim Ausfedern oder Zurückspringen. Ein erneutes Einfedern so wie oben im Bild (grüne Kurve) wird erneut integriert. Das größte Integral G(t) über t  während gz<0 ist nun die Geschwindigkeitsänderung des Aufschlages, die das Flugzeug durch den größten Stoß erfahren hat. Von hier aus ist es nur noch ein kleiner Rechenschritt, nämlich E=1/2 mv² . Die kinetische Energie die abgebaut und dem Flugzeug ohne der absorbierten Energie des Fahrwerks zugeführt wurde beträgt die halbe Masse multipliziert mit der quadrierten abgebauten Geschwindigkeit.Das ist die Crashenergie die an der Zelle uns beim Piloten akommt.

Wir kennen nun aber die Flugzeugmasse nicht, also weisen wir die spezifische Energie / kg aus.  Dies hat sogar den Vorteil, daß der Wert  von der Flugzeugmasse und damit dem Flugzeugmuster oder seiner Beladung unabhängig ist. Alle Landungen auch unterschiedlicher Muster werden somit vergleichbar.

Das Ergebnis ist die obige E/m Zahl für Ihr Ranking. Wir glauben das trifft die Sache auf geschätze 80% Genauigkeit  und ist alltagstauglich.  Sollte die OBU jedoch gedämpft gelagert sein, und damit keine Masseeinheit mit der Flugzeugzelle bilden, so sind erhebliche Abstriche von der Genaugkeit zu machen. Dann werden geringere Werte ausgewiesen als stattgefunden haben.

Viel Erfolg bei der Abeit damit! Und geben Sie uns doch bitte feed back zu dem E/m Wert den Sie als zu hart empfinden !

Wir übernehmen keinerlei Gewähr für die Richtigkeit oder gar die Verwendbarkeit der Daten für damit angezielte Zwecke.