Flugphysikalische und messtechnische Aspekte flugzeuggestützter meteorologischer Messungen turbulenter Flüsse:
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Hannover
Inst. für Meteorologie und Klimatologie
1996
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| Series: | Berichte des Instituts für Meteorologie und Klimatologie der Universität Hannover
49 |
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INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
II
TABELLENVERZEICHNIS
III
VORWORT
IV
NOTATIONSHINWEISE
UND
SYMBOLVERZEICHNIS
VI
1
EINLEITUNG
1
2
MESSVERFAHREN
ZUR
FLUGZEUGGESTUETZTEN
BESTIMMUNG
TURBULEN
TER
FLUESSE
12
2.1
DIE
KORRELATIONSMETHODE
.
12
2.2
EIN
EINFACHES
GEDANKENEXPERIMENT
ZUR
MOTIVATION
.
14
3
WINDGESCHWINDIGKEITSFELDER
IN
DER
PLANETAREN
GRENZSCHICHT
20
3.1
SPEKTRALE
VERTEILUNG
DER
WINDGESCHWINDIGKEIT
IN
KONVEKTIVER
GRENZSCHICHT
.
20
3.1.1
TURBULENZSPEKTREN
-
ALLGEMEINE
ANMERKUNGEN
.
20
3.1.2
MODELLSPEKTREN
.
27
3.1.3
GESAMTVARIANZ
.
31
3.1.4
MAXIMA
DER
KOMPONENTENSPEKTREN
.
32
3.1.5
INGENIEURMODELLE
.
36
3.2
INTERNE
SCHWEREWELLEN
BEI
STABILER
SCHICHTUNG
.
37
4
KINEMATIK
UND
DYNAMIK
VON
STARRFLUGZEUGEN
41
4.1
KOORDINATENSYSTEME
.
42
4.1.1
LUFTFAHRTTECHNISCHE
KOORDINATENSYSTEME
.
42
4.1.2
EULERWINKEL
UND
TRANSFORMATIONSMATRIZEN
.
47
4.2
DAS
STARRFLUGZEUG
IM
EBENERDIGEN
INERTIALSYSTEM
.
50
4.2.1
DIE
STARRKOERPERGLEICHUNGEN
.
51
4.2.2
DAS
SYSTEM
DER
GRUNDGLEICHUNGEN
IN
STABILITAETSACHSEN
.
53
4.3
KRAEFTE
UND
MOMENTE
.
56
4.4
LUFTKRAEFTE
ALS
FUNKTION
VON
LAGE
UND
BEWEGUNGSZUSTAND
.
59
5
DAS
WINDFELD
IM
FLUGZEUGFESTEN
KOORDINATENSYSTEM
63
5.1
DAS
METEOROLOGISCHE
HORIZONTSYSTEM
.
63
5.2
DAS
ATMOSPHAERISCHE
WINDFELD
.
64
5.2.1
WIND
UND
TURBULENZ
.
64
5.2.2
PUNKTBEOBACHTUNGEN
UND
EULERSCHE
ZERLEGUNG
.
67
5.2.3
TAYLOR-HYPOTHESE
.
68
5.3
WIND
AM
FLUGZEUG
.
71
5.3.1
DYADISCHE
PRODUKTE
UND
JACOBI-MATRIX
.
72
5.3.2
DIE
BEOBACHTUNGSGLEICHUNG
FUER
EIN
FLUGZEUG
IN
EINER
TURBULENTEN
ATMOSPHAERE
.
73
5.3.3
TRANSFORMATION
DES
SCHERUNGSTENSORS
VOM
GEODAETISCHEN
IN
DAS
FLUGZEUGFESTE
SYSTEM
.
74
6
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
FUER
EIN
FLUGZEUG
IM
WINDFELD
80
6.1
DAS
GRUNDGLEICHUNGSSYSTEM
.
81
6.2
DIE
GLEICHUNGEN
FUER
DIE
REINE
LAENGSBEWEGUNG
IM
2-D
WINDFELD
.
85
II
88
7
LINEARISIERUNG
DER
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
DES
FLUGZEUGS
7.1
NAEHERUNGEN
FUER
DEN
GESTOERTEN
HORIZONTALEN
GERADEAUSFLUG
.
89
7.2
DAS
GLEICHUNGSSYSTEM
.
95
7.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
GLEICHUNGEN
UND
TEILLINEARISIERUNG
.
97
7.4
VOLLSTAENDIGE
LINEARISIERUNG
.
100
8
AERODYNAMISCHE
KRAEFTE,
TRIMMBEDINGUNG
UND
EIGENMODEN
106
8.1
AERODYNAMISCHE
DERIVATIVA
.
107
8.1.1
AERODYNAMISCHE
KRAEFTE
UND
MOMENTE
.
107
8.1.2
KRAFT
UND
MOMENTDERIVATIVA
.
110
8.2
STATIONAERER,
HORIZONTALER
GERADEAUSFLUG
UND
TRIMBEDINGUNG
.
.
120
8.3
PHYGOID
UND
ANSTELLWINKELSCHWINGUNG
.
125
9
DER
EINFLUSS
DER
EIGENBEWEGUNG
AUF
DIE
FLUGZEUGGESTUETZTE
MESSUNG
TURBULENTER
FLUESSE
134
9.1
TRANSFERFUNKTIONEN
DES
FLUGZEUGS
BEI
ANREGUNG
DURCH
DAS
WINDFELD
.
134
9.2
VIRTUELLE
TURBULENTE
FLUESSE
INFOLGE
VON
STOERUNGEN
DER
FLUGBAHN
DURCH
DAS
WINDFELD
.
143
9.2.1
AUSWIRKUNGEN
DER
INDUZIERTEN
VERTIKALBEWEGUNG
DES
FLUGZEUGS
.
143
9.2.2
AUSWIRKUNGEN
WINDBEDINGTER
HORIZONTALGESCHWINDIGKEITS
SCHWANKUNGEN
.
152
10
MESSTECHNISCHE
PROBLEME
BEI
DER
BESTIMMUNG
TURBULENTER
FLUESSE
160
10.1
DER
EINFLUSS
DES
TRAEGHEITSVERHALTENS
VON
MESSFUEHLERN
.
160
10.2
VIRTUELLE
TURBULENTE
FLUESSE
BEI
FLUGZEUGMESSUNGEN
IN
SCHWEREWELLEN
-
EIN
FALLBEISPIEL
.
163
III
10.2.1
DAS
MODELL
DER
MESSANLAGE
.
163
10.2.2
DIE
BEOBACHTUNG
VON
SCHWEREWELLEN
DURCH
EINEN
BEWEGTEN
BEOBACHTER
.
167
10.2.3
DER
KOMBINIERTE
EFFEKT
VON
BEOBACHTERBEWEGUNG
UND
SENSORTRAEGHEIT
.
171
10.2.4
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
.
174
11
EIN
EINFACHES
REGELUNGSTECHNISCHES
MODELL
FUER
FLUSSMESSUNGEN
MIT
EINEM
GESTEUERTEN
FLUGZEUG
179
11.1
FORMULIERUNG
DES
MODELLS
.
181
11.2
DIE
UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN
DES
FLUGZEUGS
.
187
11.3
DER
PILOT
ALS
REGLER
IM
REGELKREIS
.
190
11.4
DAS
UEBERTRAGUNGSVERHALTEN
DES
GEREGELTEN
FLUGZEUGS
.
197
12
RESUEMEE
199
ANHANG
A
FLUGZEUGMODELL
DER
DO-228
202
B
ANMERKUNGEN
ZUR
HERLEITUNG
DES
DIFFERENTIALGLEICHUNGS
SYSTEMS
DER
FLUGZEUGBEWEGUNG
206
B.L
VEREINBARUNGEN
UND
HILFSMITTEL
.
206
B.2
DIE
IMPULS
UND
DREHIMPULSERHALTUNGSGLEICHUNG
IN
FLUGZEUGFESTEN
KOORDINATEN
.
208
B.2.1
IMPULSERHALTUNG
.
208
B.2.2
DREHIMPULSERHALTUNG
.
211
B.3
LAGE-ROTATIONS-BEZIEHUNGEN
UND
STRAPDOWN-GLEICHUNG
.
212
B.3.1
DIE
STRAPDOWN-GLEICHUNG
.
212
B.3.
2
DIE
DIFFERENTIALGLEICHUNG
FUER
DIE
LAGEWINKEL
.
214
IV
LITERATURVERZEICHNIS
217
DANKSAGUNG
227
LEBENSLAUF
229
V |
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