Niedrigste Fluggeschwindigkeit

[Roland320]

Hallo an alle,

 

was wäre, grob gesagt, die niedrigste Reisefluggeschwindigkeit, die ein normales Verkehrsflugzeug (sagen wir, ein A320) in durchschnittlicher Cruising Altitude von z.B. FL330 fliegen könnte?

 

Es geht dabei nicht um die längere Flugzeit und den daraus möglicherweise erwachsenden Protest der Passagiere, sondern nur um den technischen Aspekt.

 

Hätte dieses langsamere Fliegen eine signifikante Auswirkung auf den Kerosinverbrauch?

 

Roland

[foxyankee]

Da rufste am besten mal bei Air Berlin an, die machen sowas ständig.

[B777 Fan]

:lol: :008: Fraglich ob Du da ne Antwort kriegst....

Gruss Heike

Bearbeitet 17. September 2015 von B777 Fan

[Danix]

Nicht nur AB, auch andere kostensensitive Airlines haben bei hohen Kerosinpreisen die Reisegeschwindigkeit massiv zurückgenommen.

 

Die normale Geschwindigkeit für eine "Mittelstreckenmaschine" (A320, B737, F100, Embraer 190, MD80 etc) ist Mach 0.78. Langstreckenmaschinen fliegen 0.82. Darum herum wird dann im Dispatch Office jongliert.

 

Die Geschwindigkeit hat ein recht grosse Auswirkungen auf den Fuelverbrauch. Auf einen einzelnen Kurzstreckenflug macht das vielleicht nur wenige 100kg oder noch weniger aus, aber in der Summe auf die ganze Flotte macht das enorm viel aus. Die Flugzeiten hingegen verlängern sich nur um wenige Minuten, manchmal sogar noch weniger. Eine "moderne" Besatzung versucht heutzutage nicht mehr mit schnellem Fliegen ihre Verspätung aufzuholen, denn das bringt nicht viel. Die meiste Zeit kann man am Boden gewinnen (aber auch verlieren). Durch geschickte Planung und gutes Vorausschauen kann man am Boden locker 20 Minuten aufholen. In der Luft nicht.

 

Bei starkem Gegenwind lohnt es sich auf längeren Strecken die Geschwindigkeit zu erhöhen, und bei Rückenwind zurückzunehmen. Das schenkt aber erst bei Flügen von mehreren Stunden Flugzeit ein.

 

Man sieht hie und da Low Cost Airlines mit Mach 0.68 herumfliegen. Die langsamte mögliche Geschwindigkeit wäre Holding Speed, Green Dot, Geschwindigkeit für geringstes Sinken/bestes Gleiten, wie auch immer die verschiedenen Hersteller diese Geschwindigkeit nennen. Diese Geschwindigkeit wird aber meistens nur eingenommen, wenn man "nicht mehr vorwärts kommen will", also wenn man ins Holding muss oder wenn als "Strafe" für schnelles Fliegen ein Umweg geflogen werden muss (z.B. im Anflug).

 

Falls noch mehr Infos gewünscht, einfach fragen.

 

Dani

Bearbeitet 17. September 2015 von Danix

[B777 Fan]

Ich weiss nicht ob man als Passagier unbedingt so merkt wenn lansamer geflogen wird  und es geht ja nur um ein paar Minuten wie schon erwähnt, die das Flugzeug evtl später ankommt.

Ich fand es eher interessant dass manche Airlines, extrem aufgefallen war mir das, als die Male mit AB geflogen bin, dass sehr früh mit dem Sinkflug angefangen wurde und dann , so kam es mir als Passagier vor, der A 320 extrem abgebremst wurde von der Reisefluggeschwindigkeit auf eine niedrigere Geschwindigkeit, also spürbar als Passagier, das war eher beunruhigend weil man das Gefühl hatte das Flugzeug steht in der Luft und man Sorge hatte dass die Strömung abreist, so hat es sich zumindest angefühlt man müsse schieben. Habe dies  bei keiner anderen Airline so extrem erlebt. Das waren Flüge von Mallorca nach Stuttgart, also relativ kurze Flüge wo der Sinkflug schon in den Schweizer Alpen anfing wenn ich das richtig in Erinnerung habe. Bin seitdem nicht mehr mit der Gesellschaft geflogen weil mir anderes dort auch nicht so gefallen hat.

 

Heike

Bearbeitet 17. September 2015 von B777 Fan

[Danix]

Da musst du dir keine Sorgen machen, die machen das schon richtig. Ich weiss nicht, ob AB da mehr betroffen ist als andere Airlines, ihr Problem ist natürlich, dass sie in sehr gesättigten Lufträumen operiert (du erwähnst 2, aber auch Düsseldorf ist ziemlich eng und nah an FRA und AMS), da muss man halt dann oft früher als gewohnt die Geschwindigkeit zurück nehmen oder früher als erwartet absinken.

 

Für einen Anflug in STR muss man aber zwingend schon in der Schweiz absinken.

 

Diese Geschwindigkeiten sind bestimmt immer noch mehr als 200-220 Knoten, also rund 400 km/h, das ist doch recht schnell, auch wenn es sich nicht so anfühlt.

 

Du kannst sicher sein, diese Piloten machen das nicht freiwillig. Jeden Pilot schmerzt es ein wenig, wenn er/sie nicht optimal fliegen darf.

 

Dani

[B777 Fan]

Das glaube ich dass die schon wissen was sie machen. Aber es war halt für mich komisch. :(

Vor allem dieses starke Abbremsen.

 

Also mir kam es vor dass die viel früher den Sinkflug angefangen haben als die Airline mit der ich dieses Jahr nach Zürich geflogen bin.

 

Gruss Heike

Bearbeitet 17. September 2015 von B777 Fan

[Alexh]

Hallo an alle,

 

was wäre, grob gesagt, die niedrigste Reisefluggeschwindigkeit, die ein normales Verkehrsflugzeug (sagen wir, ein A320) in durchschnittlicher Cruising Altitude von z.B. FL330 fliegen könnte?

 

Das hängt vom Gewicht ab, je schwerer man ist desto schneller muss man fliegen.

Wir fliegen einen vorgegebenen Costindex, das ist das Verhältnis von Spritkosten zu sonstigen Kosten. Meist fliegen wir Costindex 7, sind also auch recht "langsam" unterwegs. Das ist bei einem leichten A319 auf einem kurzen Flug schonmal Mach 0,68 während es bei einem schweren A321 auch 0,76 sein kann, einfach als Beispiele. Das ist aber auf Kurzstrecken nicht wirklich zu spüren. Da kann man von Genf nach Porto mit dem schweren A321 z.B. maximal 4 Minuten rausfliegen wenn man schneller fliegt, Abkürzungen im An- und Abflug sind da meist der größte Zeitgewinn. Oder Zeitgewinn am Boden wie Dani schreibt.

 

 

Also mir kam es vor dass die viel früher den Sinkflug angefangen haben als die Airline mit der ich dieses Jahr nach Zürich geflogen bin.

 

Gruss Heike

Das liegt nicht zwangsweise an der Crew, oft ist es die Flugsicherung die einen frühzeitig absinken lässt je nach Verkehr, Luftraum,... Je nach Verkehr muss man auch schon früh abbremsen. Mittags kann es z.B. beim Anflug auf Zürich von Norden her sein, dass man schon vor Stuttgart auf Minimum Clean Speed reduzieren soll (also minimum Geschwindigkeit ohne Landeklappen zu benutzen). Damit spart man sich etwas Zeit im Holding und Sprit. Wir Piloten versuchen aber so gut wie möglich unseren 3 Grad Gleitwinkel bis zur Piste einzuhalten, extrem früh absinken machen wir von uns aus nur wenn wir große Abkürzungen erwarten um so wieder den erwarteten Dreigräder fliegen zu können.

 

Gruß Alex

[F-LSZH]

Bei starkem Gegenwind lohnt es sich auf längeren Strecken die Geschwindigkeit zu erhöhen, und bei Rückenwind zurückzunehmen. Das schenkt aber erst bei Flügen von mehreren Stunden Flugzeit ein.

Du kannst doch auch die Windvorhersage im FMS eingeben, dann macht Dein Flieger das automagisch über den Cost-Index.

[Luftkutscher]

Hallo Roland, du stellst hier eine sehr schlaue Frage.

 

Auf Anhieb denkt man ja, dass langsameres Fliegen auch einen niedrigeren Treibstoffverbrauch für eine gegebene Strecke verursachen sollte. Nicht unbedingt.  

 

Interessant ist vielleicht der resultierende Effekt, wenn man schneller als ECON Speed fliegt. Auf dem Jumbo z.B. Mach 0.88 (Max 0.92) .  Dabei braucht man teilweise sogar weniger Sprit für die gesamte Flugstrecke. Die Betriebskosten pro Flugstrecke können dabei tiefer sein (bei den aktuell tiefen Fuelkosten), weil sich die Flugzeit verkürzt.

 

Grundsätzlich und für Boeings (beim Airbus weiss ich es nicht): Je schneller man fliegt, umso mehr senkt sich die Nase, umso (etwas) weniger Treibstoff pro Kilometer verbraucht man, umso (etwas) mehr Kilometer schafft man in der Stunde.  

Fazit: Durch die höhere Speed ist der Treibstoffdurchfluss pro Stunde natürlich etwas höher. Man macht aber auch etwas mehr Strecke in dieser Stunde.

 

Ein Beispiel:

Flugzeit etwa 10 Stunden, durchschn. Fuelflow etwa 10`000 Liter pro Stunde und dabei die Speed um durchschn. 50 km/h erhöht. Dabei legt man theoretisch während diesem zehn Stunden Flug etwa 500 Kilometer mehr zurück.

Oder anders gesagt; bei einem Rennen mit dem gleichen Flugzeugtyp starte ich meinen Sinkflug mit 500 Kilometer Vorsprung. Man "spart" dabei etwa 5000 Liter, welche man durch die höhere Speed natürlich teilweise während des zehnstündigen Schnellfliegens bereits verbraucht hat.

 

Ich habe das vor Jahren ein paar mal durchgerechnet und dann in der Praxis erprobt. Es ist nichts Neues und macht nur auf der Mittel- und Langstrecke wirklich Sinn. Auf der Kurzstrecke muss man strategisch vor allem auf das Verkehrsaufkommen achten. Dazu braucht es Erfahrung; und genau deshalb sind erfahrene Piloten die wirklich schlauen Sparfüchse für die Firma. Ohne jemandem einen Cent zu kosten. Allerdings hat sich das noch nicht bis in die Teppichetagen rumgesprochen. Und deshalb ist es den meisten Piloten völlig egal, ob sie eine Tonne mehr oder weniger verbraten. Pro Flug. Wenn sie Fuel einsparen, dann höchstens um etwas mehr davon bei einem Go-Around / Alternate zu haben. Wohl kaum, um der Firmaleitung den Bonus zu versüssen.

 

Wenn der Fuelpreis tief ist, lohnt sich das ganze Schnellfliegen noch mehr.

Aber ich denke, dass die Beancounters der Airlines schon wissen, was sie da herumrechnen. Hoffe es wenigstens, denn von Aerodynamik verstehen die wenigsten etwas.  

 

Gruss aus Penang.

Renato

Bearbeitet 17. September 2015 von Luftkutscher

[DaMane]

 

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Grundsätzlich und für Boeings (beim Airbus weiss ich es nicht): Je schneller man fliegt, umso mehr senkt sich die Nase, umso weniger Widerstand hat das Flugzeug, umso (etwas) weniger Treibstoff pro Kilometer verbraucht man, umso (wesentlich) mehr Kilometer schafft man in der Stunde.  

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Gruss aus Penang.

Renato

Hmmmm, ich wage mal zu behaupten, daß dieser Umstand prinzipiell auf jedes Flugzeug zutrifft. Oder kann es sein, daß Airbus insgeheim einen neuen deal mit Bernoulli ausgehandelt hat? :o

 

Beim Jumbo müßte sich rein theoretisch wg. der großen "Stirn"-Fläche der durch eine höhere Geschwindigkeit gewachsene Widerstandsbeiwert bemerkbar machen?

 

Gruß

Manfred

[Luftkutscher]

Hallo Manfred.  

Das stimmt. Der Jumbo Rumpf hat sich aber als die aerodynamisch beste Form entpuppt. Seit den 1960er Jahren hat sich offenbar auch in der Aerodynamik nicht viel geändert.

Die Beobachtungen des Schweizers Bernoulli (wer hats erfunden?) kommen wohl auch bei Airbus zur Anwendung... wobei ich nicht weiss, ob Busse nicht eher die cw-Werte optimieren, um weniger Windgeräusche für die Fahrgäste zu produzieren :P  

Kommt dazu, dass der hintere Teil des 747 Rumpfes nur zweistöckig (einstöckig?) ist; dadurch konnte die Seitenflosse kleiner bleiben als etwa beim A380. Weniger Luftwiderstand. Besserer Fuelflow.

 

Gruss Renato

[cengelk]

 

Grundsätzlich und für Boeings (beim Airbus weiss ich es nicht): Je schneller man fliegt, umso mehr senkt sich die Nase, umso weniger Widerstand hat das Flugzeug

Lieber Renato,

 

"Grundsätzlich" ist das sicher nicht.

 

 

Hi Roland,

 

auch wenn hier als nicht-Kapitän in der Cpt-Corner antworte (das kann so manchen hier provizieren), so fühle ich mich als studierter Luftfahrtingenieur und Privatpilot durchaus fähig ein bisschen Licht ins Dunkel zu bringen.

 

Grundsätzlich gibt es 2 "Kategorien" von Widerständen, die sich unterschiedlich mit der Geschwindigkeit verhalten. Schematisch (der konkrete Krümmungsverlauf sieht bei jeder Flugzeugkonfiguration etwas anders aus) siehst du den Zusammenhang z.B. hier: http://der-rick.biz/share/Projektseite/inh/alb/gfx/Grafik%20Widerstand.jpg.

 

Du siehst: der induzierte Widerstand sinkt mit steigender Geschwindigkeit (der Effekt den Renato mit "Nase senken" betitelt hat), die parasitären (z.B. Reibungswiderstände) Widerstände steigen aber auch mit der Geschwindigkeit an. Betrachtest du den Gesamtwiderstand (also die Summe der beiden), der für den Energieaufwand (Haupttreiber für Spritverbrauch, wenn man Thrust-specific-fuel-consumption vernachlässt) entscheidend ist, siehst du eine Parabelform mit einem Minimum (in der Grafik Fw,min). Das ist die aerodynamisch widerstandseffizienteste Fluggeschwindigkeit.

Je nach dem wo deine "Ausgangsgeschwindigkeit" jetzt liegt rechts (oder links) vom Minimum, wird dein Widerstand beim Beschleunigen höher (oder tiefer). Grundsätzlich bei Geschwindigkeitserhöhung von einem reduzierendem Widerstand zu sprechen, wie es Renato getan hat, stimmt leider nicht. Sonst würde natürlich jede Fluggesellschaft ihre Flugzeuge nahe der maximalen Strukturgeschwindigkeit fliegen.

 

Im Flugbetrieb muss eine Fluggesellschaft abwägen welche Geschwindigkeit Gesamtkostenoptimal ist (Flugzeit und damit Produktivität des Flugzeugs, Treibstoffkosten, Maintenance Intervalle etc.). Dieses Abwägen wird mathematisch per "Cost-Index" in den Flugbetrieb angewendet. Bei günstigen Kraftstoffpreisen wie jetzt kann es natürlich sein, dass eine höhere Fluggeschwindigkeit kostentechnisch weniger wehtut, als der Kostenvorteil der anderen Konsequenzen. 

 

Hoffe, ich konnte dir etwas helfen.

 

Gruß

Chris

 

P.S.:@Manfred: Der Widerstandsbeiwert ist geschwindigkeitsunabhängig und eine Formkonstante ;-). Du meinst sicher einfach den Widerstand

Bearbeitet 17. September 2015 von cengelk

[Volume]

Grundsätzlich haben wir am Flugzeug 3 Widerstände,

• Einen unter Freunden ziemlich genau mit v² zunehmenden Reibungswiderstand
• Einen unter Freunden mit 1/v abnehmenden induzierten Widerstand
• Den transsonischen Wellenwiderstand, der bis zu Machzahlen von 0.8 nur mäßig, dann aber irgendwann extrem ansteigt

Die Summe dieser Widerstände hat irgendwo bei um 1/3 des Geschwindigkeitsbereichs ein Minimum, sehr von der genauen Auslegung abhängig.

Da diese genaue Geschwindigkeit nur Forscher interessiert, wird sie in der Flugerprobung normalerweise nicht mal bestimmt, man kann sie wohl halbwegs berechnen, aber eigentlich ist sie völlig egal.

Der Punkt an dem der Wellenwiderstand ansteigt, und wie steil der Anstieg nun genau ist, hängt von vielen Faktoren ab. Das kann man praktisch nicht berechnen, nur im Versuch rausfinden. Meist wird da in der Flugerprobung auch noch mit kleinen Modifikationen gespielt, um das zu verbessern. Im Extremfall können diese "kleinen" Modifikationen aus derart massiven Verdrängungskörpern auf dem Flügel bestehen.

Grob kann man mal die Flügelpfeilung und das "Area Ruling" als Anhaltspunkt ansetzen, je mehr Pfeilung und je gleichmäßiger der Querschnitt entlang der Längsachse verteilt ist, desto besser. Dazu kommt noch, wie die Profile exakt ausgelegt sind (Stichwort "superkritisch").

Der Jumbo z.B. hat vorne mit seinem Buckel viel Querschnitt, der genau da aufhört, wo der Flügel anfängt. Und der ist auch noch stark gepfeilt, von daher kostet beim Jumbo ein bisschen mehr Machzahl (also hohe Geschwindigkeit) nicht so viel, wie beim A380. Bei der CV990 (oben verlinkt) aber auch bei den Airbussen sitzt die Seitenflosse deutlich vor der Höhenflosse, das macht nun wieder hinten das Area-Ruling besser als bei der 747, die ausserdem auch noch eine wenig gepfeilte Höhenleitwerkshinterkante hat. Flugzeuge mit Hecktriebwerk (fängt an wo der Flügel aufhört und hört auf wo das Leitwerk anfängt) sind meist auch harmloser beim Wellenwiderstandsanstieg.

Unterhalb Mach 0.7 bis 0.8 (je nach Auslegung) kann man in grober Näherung von einem linearen Widerstandsverlauf ausgehen, ehe der Widerstand am unteren Ende des auf Reiseflughöhe noch möglichen Geschwindigkeitsbereich nahezu konstant wird, da bringt langsamer dann nichts mehr.

 

Die Urfrage war aber glaube ich einfach die, die möglich ist, nicht sinnvoll. Und die ist exakt die selbe wie in jeder Höhe: Vs. Die Überziehgeschwindigkeit in Reiseflugkonfiguration. Umzurechnen auf TAS (also in dünnerer Luft höher als in dichter). Auch dieser Wert ist rein akademisch (naja, in der Regel...) da man ja in Reiseflugkonfiguration gerade schnell, nicht langsam fliegen will. Kein Flugzeug wird auf Reiseflugstallspeed ausgelegt.

 

Bei der 777W sind es wohl bei Maximalmasse knapp 170kt, also ungefähr 310 km/h in Meereshöhe. In Reiseflughöhe damit wohl etwa 650 km/h. Sooo viel langsamer als normal kann man da also gar nicht fliegen.

 

Gruß

Ralf

[Roland320]

Ich danke Euch allen sehr herzlich für Eure ausführlichen und hochinteressanten Antworten!

 

Angesichts Eurer detaillierten Darstellungen war meine Frage wohl doch nicht so "banal", wie ich befürchtet hatte.

[Danix]

Um "grundsätzlich" auch noch was einzuwerfen: Die B747 wurde in Jahren billigen Erdöls entwickelt und eignet sich deshalb eher für schnellen Reiseflug. Airbusse hingegen wurden auf Effizienz getrimmt. Deshalb lohnt sich bei denen auch das langsamere Fliegen. Was denn auch bei gewissen Jumbo-Piloten am Funk für Erheiterung sorgt...

 

 

 

Du kannst doch auch die Windvorhersage im FMS eingeben, dann macht Dein Flieger das automagisch über den Cost-Index.

Die meisten Airlines fliegen mit fixem Cost Index, d.h. immer mit dem gleichen. Uns ist es sogar verboten, den CI zu ändern. Für taktische Geschwindigkeitsänderungen müssen wir Geschwindigkeit selektieren. Oder bei NATS (Nordatlantikflügen), da steht eine fixer Mach-Zahl in der Freigabe.

[DaMane]

.............

P.S.:@Manfred: Der Widerstandsbeiwert ist geschwindigkeitsunabhängig und eine Formkonstante ;-). Du meinst sicher einfach den Widerstand

Ertappt. :o  Danke für den Hinweis...... :)

Manfred

[Luftkutscher]

Lieber Renato,

 

"Grundsätzlich" ist das sicher nicht.

 

Grundsätzlich bei Geschwindigkeitserhöhung von einem reduzierendem Widerstand zu sprechen, wie es Renato getan hat, stimmt leider nicht. Sonst würde natürlich jede Fluggesellschaft ihre Flugzeuge nahe der maximalen Strukturgeschwindigkeit fliegen.

 

 

 

Gruß

Chris

 

Ja, Chris, da hast du natürlich recht.

Das hab ich übersehen. Ich habe das bei Post #10 entsprechend geändert.

Renato

[Roland320]

Ich möchte an Euch Profis nochmal ein ganz großes Lob richten, wie detailliert und verständlich Ihr Fragen eines interessierten Laien beantwortet!

 

Ganz herzlichen Dank nochmal dafür an Euch alle!

 

Roland