Die Ausbildung zum Hubschrauberführer der NVA - ich hab's erlebt. Geschichte, Technik, Wissen

Flughöhen

Die Flughöhe ist der vertikale Abstand des Luftfahrzeuges zu einer Bezugsebene. Übliche Anfangsmessebenen sind:

• Meeresspiegel (HN bzw. NN )
• Höhenniveau des Flugplatzes (AAL = Above Airport Level))
• Geländerelief (AGL = Above Ground Level)
• Linien gleichen Luftdruckes
  -QFE (Flugplatz-Luftdruck)
  -STD (Standarddruck der Atmosphäre, 1013hPa=760torr
  -QNH (auf Meereshöhe normalisierter Luftdruck eines Bezugspunktes)

Die Höhenmessung in Luftfahrzeugen kann im allgemeinen nicht nach der genauen Messung der Höhe über dem Untergrund bestimmt werden, da hierfür normalerweise keine Ausrüstung existiert. Die Messung dieser wahren Höhe über Grund ist z.B. mit Funkhöhenmessern (Funk-/Funkmess) möglich, welche jedoch auf Grund der verwendeten Technik nur für geringe Flughöhen eingesetzt werden können.
Eine übliche Methode zur Höhenmessung ist seit Beginn des Flugwesens die Bestimmung nach dem Luftdruck. Dabei wird die Höhe anhand des Druckunterschiedes zu einer Bezugsebene bestimmt. Als Bezugsebenen kommen, wie bereits oben beschrieben, der Flugplatz in Frage (QFE), der Standarddruck von 1013hPa (STD, Druck in Meeresspiegelhöhe bei Normalatmosphäre) oder ein auf Meeresspiegelhöhe normalisierter Druck eines Bezugspunktes (QNH). Üblich ist in der DDR die Festlegung eines QNH_DDR gewesen, was dem tiefsten Druck der DDR in Meeresspiegelhöhe entsprach. Heute wird vornehmlich nach einem QNH_FP geflogen; der Höhenmesser zeigt dabei die Höhe über dem Meeresspiegel an unter Berücksichtigung der Druckverhältnisse am Flugplatz.
Grundlegende Schwierigkeiten enstehen bei der Verwendung einer druckbasierten Höhenmessung aus den unterschiedlichen teritorialen Verteilung der Luftdücke. Die Flächen gleichen Luftdrucks (Isobaren) liegen nicht parallel zum Meeresspiegel über der Erde, sondern ändern sich willkürlich und sind vom Wetter abhängig. Im oberen Bild ist dieses durch die grünen Isobarenlinien dargestellt. Damit kann an unterschiedlichen Orten des Flugraumes nicht von einer gleichen Höhe über dem Meeresspiegel oder Flugplatz ausgegangen werden, auch wenn der barometrische Höhenmesser dies anzeigt. Die Höhe über Grund ist mit dieser Methode ohnehin nicht bestimmbar, aus Sicherheitsgründen werden dann bestimmte Höhen beim Flug in den Flugräumen festgelegt.
Folgende Höhen sind relevant:

• H_STD
  Höhe nach Standarddruck (1013 hPa). Diese Höhe wird als Basis für die Höhenmessung ab einer bestimmten Höhe genutzt (Übergangshöhe 1200m, s. weiter unten)
• H_BAR
  Barometrische Höhe; Höhe über dem Flugplatz - normalerweise wird der Höhenmesser auf den Druck am Flugplatz eingestellt (QFE). Am Flugplatz zeigt er somit 0 an.
• H_QNH (DDR oder FP) 
  Höhe über dem am Ort der Messung normalisierten, d.h., auf Meeresspiegelhöhe umgerechneten Druck. Im Falle von QNH_DDR ist dies der tiefste in der DDR vorkommende Luftdruck, der als Bezugshöhe 0 gesetzt wird. Beim QNH_FP ist es der auf Meeresspiegelniveau umgerechnete Luftdruck am Flugplatz.
• H_Relief
  Höhe des Geländereliefs über dem Meeresspiegel. Diese Höhe ist aus der Karte bestimmbar.
• D_H,Relief
  Höhendifferenz zwischen der Flugplatzebene und der Geländehöhe
• H_H
  Höhe eines Hindernisses über Grund
• D_H,H
  Differenz zwischen der höchsten Geländeerhebung im betrachteten Raum und der diese überragenden Hindernisoberkante.
• H_W
  Wahre Flughöhe (nicht eingezeichnet) des Luftfahrzeges über dem Geländerelief oder den Hindernissen, in jedem Punkt der Flugbahn neu bestimmbar.
• H_WS
  Wahre Sicherheitsflughöhe. Wird festgelegt, um in einem bestimmten Flugraum unter allen Umständen eine Mindesthöhe über dem höchsten Hindernis unter Berücksichtigung des Luftdruckverlaufs im Flugraum zu gewährleisten. Je nach Größe des Flugraumes wird sie unter Zuhilfenahme des QNHDDR festgelegt, bei kleineren Flugräumen (Hubschrauber) auch mit Hilfe des QFE.
• D_H,Bar
  Differenz der absoluten Höhe des Flugplatzes zur Höhe nach QNHDDR.
  Die Veränderung des Luftdruckes mit der Höhe beträgt annähernd 1 torr je 11m Höhe. D_H,bar beträgt damit (QNH_FP-QNH_DDR )*11.

Staffelungshöhen und Sicherheitsflughöhen

In der DDR erfolgen die Flüge in festgelegten Staffelungshöhen und im Raum darunter. Die untere Staffelungshöhe beträgt

• nördlich der Linie Ostritz-Löbau-Bischofswerda-Aue-Pößneck-Eisenach-Thale-Osterwieck 1500m
• südlich der Trennungslinie 1850m

Die Staffelungen betragen nach Sicht- und Instrumentenflugregeln

• für Flüge in/über der unteren Staffelungshöhe bei v>300km/h : 600m
• für Flüge in/über der unteren Staffelungshöhe bei v<300km/h : 300m
• für Flüge unter der unteren Staffelungshöhe bei v>300km/h : 300m
• für Flüge unter der unteren Staffelungshöhe bei v<300km/h : 150m
• für Flüge zur Hubschrauberausbildung werden 100m festgelegt.

Die Wahre Sicherheitsflughöhe  wird gemäß den Hauptflugregeln der DDR (HFR-72) festgelegt:

• Sichtflugregeln v<300km/h : 50m Tag
• Sichtflugregeln v<300km/h : 200m Nacht
• Instrumentenflugregeln v<300km/h : 200m nördlich der o.g.Trennlinie
• Instrumentenflugregeln v<300km/h : 600m südlich der o.g.Trennlinie

Für die Höhenmessung bzw. deren Bezugsebene werden in der DDR festgelegt:

• Übergangshöhe 900m
  Beim Steigen wird in einer Höhe von 900m auf den Standarddruck STD (760t/1013hPa) umgestellt. Unterhalb dieser Höhe wird nach QFE oder QNH geflogen.
• Übergangsfläche 1200m
  Beim Sinken durch 1200m wird von STD auf den jeweiligen QFE bzw. QNH umgestellt.

Für die Berechnung der Sicherheitshöhen werden die Hindernisse und Erhebungen links und rechts der BWL einbezogen:

• 3km (Tag)
• 10km (Nacht)
• 25km (SWB)

Geräteflughöhe

Die H_Gist der Höhenwert, der am barometrischen Höhenmesser einzunehmen ist , um die befohlene Flughöhe über dem Relief und den Hindernissen einzuhalten. Die Geräteflughöhe muss vor jedem Flug berechnet werden. In die Berechnung geht der Gerätefehler DH,G ein, dieser ist gerätespezifisch und aus der Dokumentation des Höhenmessers ablesbar.

Gerätesicherheitflughöhe

Die H_GS wird berechnet und eingehalten, um den Zusammenstaß mit bodengebundenen Hindernissen zu vermeiden. In sie geht zusätzlich die erforderliche Sicherheitshöhe H_WSgemäß der Wetterbedingungen, Fluggeschwindigkeit und der Staffelungshöhen ein:

Die Gerätesicherheitsflughöhe wird für jeden Flug in und außerhalb des Flugleitungsbereiches festgelegt, gemäß den obigen Abweichungen von der BWL. Im Umkreis des Flugplatzes wird ein Radius von 60km für die Berechnung zugrunde gelegt.
Unterhalb der unteren Staffelungshöhe wird die Gerätesicherheitshöhe nach QNH bestimmt, oberhalb nach Standarddruck STD.

Fluggeschwindigkeiten

Es gibt in der Luftfahrt mehrere Arten der Messung der Geschwindigkeiten:

• Aerometrische Geräte 
  Die Fahrtmesser werten Druckdifferenzen aus, die bei der Bewegung des Luftfahrzeuges in der umgebenden Luft entstehen. Mit diesen Geräten kann nur eine Geschwindigkeit gegen über der Luft bestimmt werden, die für navigatorische Angaben wichtigere Geschwindigkeit gegenüber dem Boden ist nicht unmittelbar messbar.
• Messung der Bewegung gegenüber dem Erdboden per Dopplerradar (Funk/Funkmess)
• Auswertung der Kräfte in einem Trägheitsnavigationssystem
  Massenköper werden in diesem Navigationssystem bei einer beschleunigten Bewegung des Luftfahrzeuges ausgelenkt. Über die gemessenen Kräfte wird direkt die Beschleunigung bestimmt, durch eine Integration über die Zeit lassen sich auch andere Parameter wie Geschwindigkeit und zurückgelegte Wegstrecke bestimmen. Die Trägheitsnavigation ist ein sehr aufwendiges System, wurde und wird m.W. in der Raketentechnik intensiv genutzt.
• Bestimmung der Koordinaten per GPS
  Aus der zurückgelegten Entfernung und der Zeit lässt sich die Geschwindigkeit gegenüber dem Erdboden bestimmen.
• Bestimmung der Koordinaten/ Annäherung durch ein Funkmessmittel zur Entfernungsbestimmung (z.B.DME)

Die bedeutendste, da für das Fliegen selbst und die aerodynamische Wirkung wichtig, ist (nach wie vor) die Messung der Geschwindigkeit gegenüber der Luft. Die Messung der Fluggeschwindigkeit wird normalerweise mit einem Fahrtmesser Geräte) vorgenommen, der anhand des am Luftfahrzeug auftretenden statischen und dynamischen Drucks die Geschwindigkeit bestimmt. Im Bereich von geringen Flughöhen und Geschwindigkeiten gelten dabei recht einfache Bedingungen, diese werden aber in größeren Höhen- und Geschwindigkeitsbereichen komplizierter. Das sich verändernde Verhalten der Luft (Abnahme der Luftdichte, Kompressibilität) führen zu Abweichungen der resultierenden Geschwindigkeiten, je nachdem, welche Korrekturparameter berücksichtigt werden.

• V_G Angezeigte Fluggeschwindigkeit (Gerätefluggeschwindigkeit) oder IAS (indicated air speed)
  Geschwindigkeit, die dem auftretenden Staudruck entspricht. Die Luftdichte nimmt mit der Flughöhe ab, somit wird der Staudruck bei gleichbleibender Geschwindigkeit gegenüber der Luft geringer. Die Gerätegeschwindigkeit ist damit geringer als die wahre Eigengeschwindigkeit v_w (TAS).
  Die Gerätefluggeschwindigkeit ist jedoch ausschlaggebend für die Wirksamkeit der Steuerung, da die an den Rudern und Flächen enstehenden Auftriebskräfte von der Luftdichte abhängig sind. Die Auftriebserzeugung ist in der Höhe geringer als bei gleicher wahrer Eigengeschwindigkeit in Bodennähe.
• V_W Wahre Eigengeschwindigkeit, TAS (true air speed)
  Bei einer Anzeige der vw im Luftfahrzeug werden die Fehler infolge der Dichteänderung, Kompressibilität und aerodynamische Fehler korrigiert. Die Wahre Eigengeschwindigkeit ist die tatsächliche Geschwindigkeit gegenüber der Luft.

Für den Einsatz in langsamen und relativ niedrig fliegenden Luftfahrzeugen, wie Hubschrauber und Sportflugzeuge, ergeben sich zwischen den vw und vg keine verwertbaren Differenzen. Wichtig wird die Differenz bei Jagdflugzeugen u.ä. Hier existieren auch kombinierte Anzeigegeräte, die mit zwei Zeigern beide Geschwindigkeiten darstellen.

Dagegen ist für die Navigation die Geschwindigkeit gegenüber dem Erdboden interessant; diese weicht i.d.R. von der Eigengeschwindigkeit des Luftfahrzeuges gegenüber der Luft ab. Eine direkte Bestimmung der Geschwindigkeit gegenüber dem Boden ist mit erheblichem Aufwand verbunden und lässt sich nicht mit dem in jedem Flugzeug vorhandenen Fahrtmesser vornehmen. Somit muss anhand der Windgeschwindigkeit die tatsächliche Geschwindigkeit gegenüber der Erde berechnet werden, wenn man keine der anderen o.g. Messmethoden anwendet.

Insbesondere muss für den Flug auf einer geplanten Strecke der Wind hinreichend berücksichtigt werden, da neben der Geschwindigeit auch die Bewegungsrichtung verändert wird.