In der Luftfahrt werden zur Längen- und Geschwindigkeitsmessung teilweise andere Einheiten benutzt als im gewohnten Leben. Diese sind gesetzlich vorgeschrieben und beruhen auf praktischen Erwägungen und traditionellen Entwicklungen. Leider sind auch in vielen Fällen unterschiedlich Masseinheiten nebeneinander gebräuchlich, was zu Verwechselungen, Fehlern und Unfällen führt. Das zu vermeiden ist das Ziel und es wird erreicht durch gute Kenntnisse.
Höhenangaben werden in der Fliegerei in Fuß gemacht. Die Abkürzung dafür ist ft, das leitet sich vom englischen "feet" ab. Ein Fuß (ft) entspricht 0,305 Meter. Die Höhenangaben in der ICAO-Karte beziehen sich immer auf die mittlere Meereshöhe. Höhenangaben werden oft abgekürzt. Dazu einige Erläuterungen:
MSL ist die in der Fliegerei benutzte Abkürzung für mittlere Meereshöhe, konkurrierende Bezeichnungen wie NN für Noraml Null o.ä. haben sich glücklicherweise nicht eingebürgert. Es gibt in verschiedenen Staaten eigene Bezugspegel, deren Unterschiede haben für die Fliegerei keine praktische Bedeutung.
ALT ist die Angabe für die Flughöhe über MSL, Der Höhenmesser im Flugzeug soll bei Überlandflügen so eingestellt werden, dass er diese Höhe anzeigt. Der Höhenmesser kann also auf verschiedene Bezugsflächen eingestellt werden. Zum den Einstellmöglichkeiten des Höhenmessers gibt es einen eigenen Abschnitt.
Unter der Bezeichnung ELEV findet man in Nachschlagwerken z.B. die Flugplatzhöhe über MSL. Beim Landanflug muß man den Sinkflug entsprechend der verbleibenden Höhe über Grund einteilen, um den richtigen Gleitpfad zu haben.
GND - Ground ist eigentlich keine Höhenbezeichnung, sondern einfach der Boden. ELEV ist dagegen die Höhe dieses Bodens und zwar über MSL (s.o.). Höhen über Grund wie etwa die Wolkenuntergrenze oder horizontale Luftraumgrenzen werden aber mit dieser Bezeichnung angegeben (z.B Obergrenze Luftraum G 2500 ft GND). Dann ist eben nicht der Boden, sondern der Abstand vom Boden gemeint.
AGL ist die abgekürzte Bezeichnung für die Höhe über Grund. Bei den Höhenangaben wird aber meist GND benutzt.
Bei der Wolkenuntergrenze ist deren Höhe über Grund (GND) und nicht MSL für die Fliegerei entscheidend.
Höhenangaben werden in ft gemacht. Es gibt aber viele Flugzeuge, die Höhenmesser mit metrischen Skalen haben. Das ist im nicht gewerblichen Bereich erlaubt. Dann muß man Kopfrechnen (s.u.).
Ein weiteres Ding sind die Höhenangaben in Flugflächen, diese beziehen sich nicht mehr auf MSL, sondern auf Druckflächen, die sich aus der sog. Standardeinstellung des Höhenmessers ergeben. Diese Standardeinstellung ist ab bestimmten Mindestflughöhen vorgeschrieben. Näheres bei: Höhenmesser. Die Abkürzung dafür ist FL das heißt Flight Level, auf deutsch: Flugfläche.
Die Benennung der Flugflächen wird aus den Werten in Fuß abgeleitet. Flugflächen werden in 100-ft-Schritten angegeben. Die letzten beiden Ziffern sind daher immer Nullen und man läßt sie einfach weg. Aus abgelesenen 5000 ft wird so FL 50, aus 24500 ft wird FL 245. Aber Vorsicht! Die Höhe in FL mal 100 entspricht nur in einem Ausnahmefall der Höhe in MSL (s.u.)
Das ist der Einstieg in die Einheitenumrechnungen. Fehler in diesem Bereich werden bei Einsteigern und Profis gleichermaßen immer wieder gemacht und haben leider nicht nur in Prüfungen katastrophale Folgen gehabt.
Man kann nicht früh genug damit anfangen, den Blick für diese Fehlerquellen zu schärfen, um sie zu vermeiden. Viele internationale Gremien versuchen, die Einheiten zu vereinheitlichen, was oft dazu führt, das neue Einheiten eingführt werden, wobei die alten zusätzlich weiter und nebeneinander benutzt werden. Es hat hier keinen Zweck darüber zu lamentieren. Wir müssen lernen, mit diesem Chaos zu leben und es zu beherrschen.
Zur Umrechnung gibt es Formeln, die korrekte Werte ergeben und die man verwenden kann, wenn man die Hände frei hat zur Bedienung des Taschenrechners. Letzteres ist im Flug oft nicht zutreffend. Dann muß man kopfrechnen und dazu gibt es vereinfachte Faustformeln. Die Ergebnisse sind ausreichend genau.
Formeln:
1 Fuß entspricht 0,305 Meter, ft x 0,305 = m
1 Meter entspricht 3,28 Fuß, m x 3,28 = ft
Faustformeln:
Fuß durch drei; minus zehn Prozent; ergibt Meter.
Meter mal drei; plus zehn Pozent; ergibt Fuß.
Beispiel:
Es soll eine Flughöhe von 2000 ft oder 600 m eingehalten werden. Genau gegerechnet entsprechen 2000 ft 610 Metern. Von einem VFR-Piloten wird erwartet, dass er die gegebene Flughöhe mit einer Genauigkeit von +/- 100 ft einhalten kann. Ein CVFR-Pilot muß zeigen, dass er das mit +/- 50 ft kann. Die Faustformel ergibt bei 600 Metern einen Wert von 1980 ft, die sich unbedenklich auf 2000 ft aufrunden lassen. Der Fehler liegt unter dem, was man selbst einem CVFR-Piloten als Abweichung zugesteht.
Die Entfernungsangaben in der Fliegerei werden in nautischen Meilen (NM) gemacht. Sichtweiten werden metrisch angegeben. Das sind die offiziellen Vorgaben. Daneben gibt es auch Angaben in Statute Miles und in Yard. Die Yards etwa für die Pistenlänge in den Vereinigten Staaten. In der UL-Fliegerei können wir uns auf die NM und km beschränken.
Die nautischen Meilen leiten sich vom Gradnetz der Erde ab. Sie entsprechen einer Winkelminute auf einem Großkreis. Näheres dazu in Navigation.
Eine nautische Meile entspricht 1,852 km.
Entfernungen in Nautische Meilen lassen sich gut mit Hilfe des Navigationszirkels an den Längengraden in der ICAO-Karte ablesen. (siehe NAV).
Sichtweiten werden offziell, je nach Weite, in km oder m abgestuft angeben. Entfernungen werden in km umgerechnet weil viele Fahrtmesser in Kleinflugzeugen die Geschwindigkeit in km/h anzeigen. Da man im Flug nicht ständig die Fahrt umrechnen kann, wird dann die Navigationsberechnung und Flugvorbereitung auf km-Basis gemacht.
Die in der Karte gemessenen Entfernungsmillimeter lassen sich bei dem Maßstab 1.500000 leicht in Kilometer umrechnen ( mm/2 -> km).
Formeln:
1 nautische Meile entspricht 1,852 Kilometern.
1 Kilometer entspricht 0,540 nautische Meilen.
Faustformeln:
Nautische Meilen mal zwei; minus zehn Prozent; ergibt Kilometer.
Kilometer durch zwei; plus zehn Prozent; ergibt nautische Meilen.
Wer nachrechnet, erkennt die Abweichungen. Für die beim UL-Fliegen üblichen Geschwindigkeiten und Entfernungen ist die Genauigkeit der Faustformeln ausreichend.
Die Fluggeschwindigkeit wird in Knoten (kn,knots) angegeben.
Es gibt Fahrtmesser, die eine Skala mit den Angaben in Kilometer pro Stunde haben (km/h). Die navigatorische Vorbereitung sollte dann auf km-Basis geschehen.
Es gibt auch Flugzeuge mit einer Fahrtmesseranzeige in Miles per Hour, mph, also englische Meilen oder statute Miles pro Stunde (eine statute Mile entspricht 1,609 km). Das ist häufig der Fall bei amerikanischen Flugzeugtypen. Dort gibt es dann aber auch eine Nebenskala mit Angaben in knots, so dass man nur noch darauf achten muß, die Ablesungen nicht zu verwechseln. Bei Uls ist mir das glücklicherweise noch nicht begegnet.
Für die Umrechnung gelten die gleichen Zahlen wie bei den Entfernungen:
1 kt entspricht 1,852 km/h.
1 km/h entspricht 0,540 kt.
Faustformeln:
Knoten mal zwei; minus zehn Prozent; ergibt Kilometer pro Stunde.
Kilometer pro Stunde durch zwei; plus zehn Prozent; ergibt Knoten.
Die Windgeschwindigkeit wird in der Fliegerei in Knoten angegeben.
Es kommen andere Angaben in Meter pro Sekunde, Beaufort oder km/h vor.
In der Prüfung wird die Umrechnung von m/s in km/h abgefragt:
1 m/s = 3,6 km/h
Faustformeln:
Meter pro Sekunde mal vier; minus zehn Prozent; ergibt Kilometer pro Stunde.
Kilometer pro Stunde durch vier; plus zehn Prozent; ergibt Meter pro Sekunde.
Der Wert in kt muß in km/h umgerechnet werden, wenn die navigatorische Berechnung auf km-Basis erfolgt. Beim Windreieck (Navigation) müssen die Einheiten zueinander passen, d.h. alle Geschwindikeiten in Knoten oder alle in km/h bestimmt werden. Auch hier lauert eine berüchtigte Fehlerquelle.
Das Steigen und Sinken wird im Flugzeug am Variometer angezeigt. Deren Skalen zeigen entweder ft/min (Fuß pro Minute) oder m/s (Meter pro Sekunde) an. 200 ft sind 61 m, 1 min hat 60 s. 200 ft/min entspricht also 1,017 m/s.
Formel für die Praxis:
200 ft/min = 1 m/s
In der Fliegerei braucht man am häufigsten Angaben für den Luftdruck, dazu begegnet einem der Ladedruck am Motor und der Druck bei der Kompressionsmesung der Kolben. Der Reifendruck ist auch noch wichtig. Obwohl die Druckeinheiten standardisiert wurden, findet man hier vielfältiges Nebeneinander.
Am häufigsten verwenden wir Luftdruckangaben der Atmosphäre. Die Messung und Angabe des Luftdrucks erfolgt in hPa (Hektopascal). Die offizielle Druckeinheit ist das Pascal und zumindest bei Luftdruckangaben hat sich diese durchgesetzt. Zuvor galten Bar und Millibar. Bei der Umstellung blieben die Messwerte erhalten, man musste keine neuen Skalen konstruieren sondern nur mbar nach hPA umbennen.
Ein bar entspricht 10000 Pa oder 10 kPa. Wenn der Reifendruck in kPa vorgegeben wird und die Pumpe bar anzeigt, kann es bei Nichtbeachtung der Einheiten eine laute Überraschung geben.
Ein Millibar entspricht 100 Pa, die offizielle Abkürzung für 100 bei Einheiten ist h für hekto, also ist 1 mbar = 1 hPa.
Torr ist eine der ältesten Druckmesseinheiten. Sie beruht auf der Höhe einer Quecksilbersäule, die dem Atmosphärendruck entgegengstellt werden muß. Die Höhe wird bei Torr in Millimeter gemessen. Bei Blutdruckmessungen ist diese einheit immer noch gebräuchlich. Früher gab es auch Höhenmesser, bei denen der Luftdruck in mm Hg eingestellt wurde (Hg ist das chemische Zeichen für Quecksilber).
1 Pa = 0,0075006 torr; 1 torr = 133,32 Pa = 1,33 hPa.
Hier wird die Quecksilbersäule in Zoll gemessen. Es gibt Höhenmesser, die diese Einheit in der Nebenskala haben (1013 hPa = 29,92 inch Hg = 760 mm Hg).
1 inch Hg = 3386 Pa = 33,86 hPa.
Bei der Leistungseinstellung von Flugzeugen mit Verstellpropeller ist die Ladedruckanzeige wichtig. Dabei wird der Unterdruck angezeigt, der beim Ansaugen der Verbrennungsluft entsteht. Das ist, zusammen mit der Drehzahl ein Maß für die Leistung. Diese Ladedruckanzeige ist meist in inch Hg und liegt typischerweise bei 23, 26 oder ähnlichen Werten. Ladedruckanzeigen die über 30 hinausgehen, hat man bei Turboladermotoren.
Diese Druckangabe findet man gelegentlich beim Reifendruck und in der Regel für die Kompression amerikanischer Kolbenmotoren.
1 bar = 10000 Pa = 10 kPa = 14,504 psi;
Die offizielle Temperaturskala ist die Celsiusskala.
Wenn einem Fahrenheit begegnet, kann man umrechnen:
Fahrenheit F nach Celsius C:
(F - 32) * 5/9 = C
Celsius C nach Fahrenheit F:
C * 1,8 + 32 = F
Für den Haus- und Cockpitgebrauch ein paar Eckwerte:
| Gefrierpunkt von Wasser: | 32 °F |
| Siedepunkt von Wasser: | 212 °F |
| menschliche Körpertemperatur: | 96 °F |
| Standardatmosphäre (15 °C): | 59 °F |
In der UL-Prüfung werden diese Temperatur- und Druckumrechnungen nicht abgefragt. Ich habe sie aber oft praktisch gebraucht.