Höhenmesser

 

 

BarometerHöhenmesser
Home 
Flugsport 
Meteorologie 
Atmosphäre 
Grundelemente 
Luftdruck 
Druckmessung 
Höhenmesser 

 

Hier erfahren Sie etwas über

 

 

 

 

 

Der Höhenmesser

Zur Bestimmung der Höhe finden für gewöhnlich zwei Meßverfahren Anwendung,

  • das elektronische (Funkhöhenmesser) und
  • das barometrische (pneumatisch, auf Druckmessung beruhend) Meßverfahren.

Hier soll nur auf barometrische Höhenmesser eingegangen werden, da sie in jedem Flugzeug der allgemeinen Luftfahrt verwendet werden, während Funkhöhenmesser sich vorwiegend nur in Verkehrsflugzeugen finden.

 

Höhenmesser

Höhenmesser (schematisch)

Der barometrische Höhenmesser (Altimeter, von lat. altus: hoch) ist ein einfaches, zuverlässiges, auf Druckflächen bezogenes Instrument zum Anzeigen der Höhe. Die Funktionsweise gleicht dabei der eines gewöhnlichen Barometers. Da der Luftdruck mit der Höhe gesetzmäßig abnimmt, dienen sie auch als Höhenmesser in Flugzeugen. Für die Höhenmessung im Flugzeug wird ein Aneroidbarometer benutzt, dessen Skala aber keine Druck-, sondern eine Höheneinteilung hat. Statt des Luftdrucks wird also die Höhe über der Referenzfläche, zumeist der Meereshöhe anzeigt. Auf der Skala wird die Höhe seit 1945 meist in Fuß statt Meter (1 ft = 0,3048 m) angezeigt. Nur in Russland, in Frankreich und in Segelflugzeugen wird die Höhe in Metern angegeben.

Die Arbeitsweise derartiger Barometer bzw. barometrischer Höhenmesser ist im Kapitel Barometer dargestellt.

Der Luftdruck an einem beliebigen Meßpunkt ist abhängig von der Masse der darüber liegenden Luftsäule. Je höher ein Flugzeug fliegt, desto weniger Luft befindet sich darüber. Je höher die Flughöhe, desto niedriger ist also der Luftdruck. Weil der Zusammenhang zwischen Luftdruck und Höhe ist nicht linear verläuft, ist die Kalibrierung der Höhenmesserskala entsprechend aufwendig.
Dieser Zusammenhang ist eingehend in den Kapiteln "Luftdruck" und "Luftdichte" dargestellt.

Der Höhenmesser nutzt diesen Zusammenhang und ermittelt die Höhe durch Messung des Luftdrucks. Die Meßeinheit ist hPa, mbar oder vor allem in den angelsächsischen Ländern inHg. Über eine entsprechende Mechanik wird der Luftdruck auf einer Skala, die in ft oder m kalibriert ist, angezeigt.

Eine schematische Darstellung der Funktionsweise eines Höhenmessers zeigt die Abbildung links.

Der Zusammenhang zwischen Höhe und Druck wird auch durch Hoch- und Tiefdruckgebiete beeinflusst. Die am Höhenmesser angezeigte Höhe hängt somit auch vom aktuell herrschenden Luftdruck an dem Ort ab, an dem sich das Flugzeug gerade befindet. Die Höhenmesser bieten deshalb die Möglichkeit, die angezeigte Höhe anhand des jeweils aktuellen Luftdrucks zu kalibrieren. Das Fensterchen (Nebenskala oder "Kollsman-Fenster") auf der 3-Uhr Position der Anzeige (im Bild rechts das kleine Fenster auf der rechten Seite) zeigt den Luftdruckwert an (QFE oder QNH usw., siehe unten), welcher mit dem Drehknopf links unten eingestellt wird (im Bild rechts der Knopf links unten).

Die Höhenmesseranzeige eines barometrischen Höhenmessers bezieht sich somit immer auf das Druckniveau, das auf der Nebenskala eingestellt wurde. Die Einstellmöglichkeit reicht gewönlich von 945 - 1050 hPa.

Wird die Einstellung der Nebenskala um 1 hPa verringert, verringert sich die Höhenmesseranzeige - in Bodennähe - um 30 ft, wird sie um 1 hPa erhöht, erhöht sich auch die Höhenmesseranzeige um 30 ft. Das ist der Wert der sog. barometrischen Höhenstufe.

Beispiel:
Eine Änderung der Druckeinstellung von 1000 hPa auf 1010 hPa erhöht die Anzeige um 10 x 30 ft = 300 ft, also um ca. 80 m.

Höhenmesser

Der Eichung dieser Höhenmesser werden statistisch gemittelte Verhältnisse für die Abnahme des Drucks mit der Höhe zugrunde gelegt werden. Von der ICAO (International Civil Aviation Organization) wurde dazu bis zu einer Höhe von 20 km die ISA-Standardatmosphäre definiert, der auf Meeresniveau (MSL, NN) als Druck 1013,25 hPa, als Temperatur + 15 °C und bis zu einer Höhe von 11 km eine Temperaturabnahme von 0,65 K/100 m zugrunde liegt. Von 11 - 20 km wird eine gleichbleibende Temperatur (Isothermie) von – 56,5 °C angenommen. 

Je nach Verwendungszweck haben Höhenmesser verschiedene Anzeigebereiche, die bis zu 50.000 ft oder sogar noch höher reichen können. Umso größer die Maximalhöhe ist, desto aufwendiger ist die Konstruktion, um auch dort ein ausreichend genaue Anzeigewerte zu gewährleisten. Deshalb wird die Bauart von Höhenmessern auf den Höhenbereich beschränkt, in denen das betreffende Flugzeug betrieben wird. Das mußte auch Klaus Ohlmann 2003 bei seinem Höhen-Weltrekord feststellen, als der Höhenmesser seiner Stemme S10 über 10.000 m keine vernünftige Anzeige mehr lieferte.

Der barometrische Höhenmesser gehört zur Grundausrüstung eines jeden Flugzeugs.

 

Der barometrische Luftdruck

Über jedem Quadratmeter Erdoberfläche befinden sich, wie schon im Kapitel Luftdruck dargestellt, ca. 10.000 kg Luft, die unter der Wirkung der Schwerkraft Druck ausüben. Das Gewicht der Luft der Atmosphäre erzeugt auf der Erdoberfläche also einen bestimmten Luftdruck. Dieser Luftdruck wird atmosphärischer Luftdruck genannt. Je mehr Luft sich über einer Fläche befindet, desto höher ist folglich der atmosphärische Luftdruck. Unterschiedlich hoch gelegene Orte haben deswegen einen unterschiedlichen Luftdruck. In Meereshöhe herrscht ein Druck von etwa 100.000 Pa oder 1.000 hPa (Hektopascal). Pro 5.500 m Höhenzunahme nimmt der Luftdruck um die Hälfte ab, d.h. in 5.500 m Höhe beträgt der Druck nur noch ca. 500 hPa, in 11.000 m Höhe nur noch 250 hPa. Das zeigen die Schaubilder im Kapitel Luftdruck.

Um einen mit anderen Meßstationen vergleichbaren Luftdruck zu erhalten, muß dieser auf mittlere Meereshöhe umgerechnet (reduziert) werden. Der so errechnete (reduzierte)Luftdruck ist dann der allgemein bekannte barometrische Luftdruck von im Mittel 1013,2 hPa. Der Wert des so reduzierten Luftdruck wird dann als Stationsdruck weiter verwendet.
Näheres zur Reduzierung des Luftdrucks steht im Kapitel Druckmessung.

Der barometrische Luftdruck ändert sich aber auch mit den jeweiligen Wetterbedingungen am Meßort und ist damit zugleich ein wichtiger Parameter für die Wettervorhersage. Ein hoher Luftdruck steht nämlich immer im Zusammenhang mit warmen Luftmassen, während ein tiefer Druck auf kalte Luftmassen hindeutet. Für die Wettervorhersage ist dabei das Maß und die Geschwindigkeit der Änderung des Luftdrucks wichtiger als dessen absoluter Wert. So weist ein steigender Luftdruck stets auf eine Verbesserung der Wetterbedingungen hin, ein fallender auf eine Verschlechterung. Auch diese Änderung des Luftdrucks wird im Stationsmodell angezeigt.

 

Das Kollsman-Fenster

Kollsman-Fenster

In der Fliegerei stellt die Kenntnis des genauen Luftdrucks eine der wichtigsten Grundlagen zur Höhenbestimmung des Flugzeuges dar. Durch die Messung im Flugzeug selbst hängt die angezeigte Höhe vom aktuellen Luftdruck an dem Ort ab, an dem sich das Flugzeug gerade befindet. Um lokale Luftdruckabweichungen, welche durch Hoch- und Tiefdruckgebiete in der Atmosphäre ständig vorkommen, korrigieren zu können, muss die Nullmarke des barometrischen Höhenmessers vom Benutzer veränderbar sein. Das Setzen dieser Nullmarke und auch die Basiseichung des Barometers erfolgt anhand einer Standardatmosphäre, welche durch eine technische Vorschrift weltweit festgelegt ist. Die Höhenmesser bieten deshalb die Möglichkeit, die angezeigte Höhe anhand des jeweils aktuellen Luftdrucks zu kalibrieren. Das Fensterchen auf der 12-Uhr Position der Anzeige im Bild rechts, das sog. "Kollsman-Fenster", zeigt den eingestellten Luftdruckwert an, welcher dem maßgeblichen Wert (QFE oder QNH usw.) entspricht und mit dem Knopf links unten eingestellt werden muß. Mit der Einstellung dieses Referenzdruckwerts wird die Bezugsebene festgelegt, von der aus die Höhe gemessen wird. Dies zeigt unten das Schaubild für die Höhenmessereinstellung. Dieser Wert wird von Flugwetterstationen am Boden ermittelt und den Luftfahrzeugführern im entsprechenden Bereich über den Fluginformationsdienst (FIS) oder die lokale Flugleitung mitgeteilt.

Je nach Verwendungszweck gibt es unterschiedlich normierte Luftdruckangaben, welche durch sogenannte Q-Gruppen gekennzeichnet werden. Dazu gleich unten mehr.

 

Der Skalenring

Skalenring

Bei Überlandflügen wird der Höhenmesser häufig vor dem Start auf die Höhe des Startplatzes eingestellt. Auf der Skala des Einstellfensters erscheint dann der auf Meereshöhe reduzierte Luftdruck (QNH-Wert). Während des Fluges zeigt der Höhenmesser die Höhe über Normal-Null bzw. MSL an. Oftmals ist neben der Höhe über NN auch die relative Höhe über einem bestimmten Geländepunkt von Interesse. Beispielsweise muß im Segelflug zur Zielanflugberechnung die Höhe über dem Landeplatz bekannt sein. Dazu wird der Pfeil des drehbaren äußeren Skalenrings auf die Höhe des Ziellandeplatzes eingestellt. Auf der auf dem Ring angebrachten Höheneinteilung kann dann die bis zum Landepunkt noch zur Verfügung stehende Höhe abgelesen werden (Ablesung entspricht QFE-Einstellung). Andere Beispiele sind das sichere Überfliegen von Bodenhindernissen (Gebirgszüge) oder von Kontrollzonen, wobei nach entsprechender Ringeinstellung ebenfalls die Höhendifferenz unmittelbar abgelesen werden kann.

 

Die "Höhe"

Bezugshöhen

Die Bezugshöhen für den Höhenmesser

Damit ist es Zeit, die Bedeutungen des Begriffs "Höhe" zu klären:Ein Flugzeughöhenmesser mißt nur den Luftdruck ... und sonst nichts. Ändert sich der Luftdruck z.B. wegen einer Änderung der Temperatur oder der Luftfeuchtigkeit, wird sich die Höhenmesseranzeige natürlich dementsprechend ändern. Dennoch mißt der Flugzeugshöhenmesser einfach nur den Luftdruck. Damit ist auch klar, daß der Höhenmesser die Höhe nicht wirklich "mißt", sondern er mißt den Luftdruck und zeigt konstruktionsbedingt die diesem Druck nach den Vorgaben der Standardatmosphäre entsprechende Höhe an. Der Begriff "Druckhöhe" bezeichnet also eigentlich jede vom Höhenmesser angezeigte Höhe.

Wie aus dem Schaubild rechts für die Höhenmessereinstellung deutlich wird, sind unter den Bedingungen der Standardatmosphäre 100 m Höhe immer 100 m Höhe. Unterschiedlich ist aber die Bezugsebene, von der aus diese Höhe gemessen wird. Die vom Höhenmesser angezeigte Höhe des Flugzeugs ist damit immer die Höhe über der im Höhenmesser eingestellten Bezugsebene. Außerdem könnte die Höhe auch von einem externen Standpunkt aus gemessen oder von einem vom Luftdruck unabhängigen Sysem, wie z.B. über das GPS.

Für Piloten ist es daher wichtig zu wissen, daß ein Flugzeughöhenmesser nur den Luftdruck und nicht die Höhe mißt. Dies ist besonders im Hinblick auf den ständig zunehmenden Gebrauch von GPS-Geräten von Bedeutung. In einem Flugzeug, das auf einer festgelegten, vom Höhenmesser angezeigten Druckhöhe fliegt, kann unter Umständen auf dem GPS, das die wirkliche Entfernung bis zum Meeresspiegel mißt, eine andere Höhe angezeigt werden. Der Unterschied kann klein, aber möglicherweise auch groß genug sein, eine Kollision in der Luft zu verursachen, wenn ein Pilot auf einer GPS-Höhe und eben nicht auf der zugewiesenen Druckhöhe fliegt. Um dieses Problem zu beheben, besitzen inzwischen einige GPS-Geräte einen eigenen Luftdrucksensor, so daß sie auch die Druckhöhe anzeigen können.

Davon ausgehend haben sich in der Fliegerei verschiedene Begriffe eingebürgert, um die auf unterschiedlichen Bezugsebenen basierenden Höhen zu benennen:

Bezugsebenen und Begriffe

Altitude

Höhe AMSL (Above Mean Sea Level) = Höhe über Meeresspiegel

vertikale Distanzen

Elevation

Höhe eines Punktes über MSL

Height

Höhe über einem Bezugspunkt, z.B. über der Piste = absolute Höhe, oder über Grund (GND) oder MSL, wie z.B. ein Gebäude oder Hindernis

Flugfläche
Flight-Level (FL)

Höhe über dem Standardniveau 1013.25 hPa in Hectofeet, z.B. FL 50 = Flugfläche 50 = Höhe 5000 ft über der Druckfläche 1013,25 hPa (QNE)

In gleicher Weise sind auch die auf der Höhenmessung basierenden Höhen unterschiedlich benannt:

  • QNH-Höhe
    Mit QNH-Höhe wird die Höhe über der Druckfläche bezeichnet, die sich aus dem nach den Werten der Standardatmosphäre auf MSL zurückgerechneten Luftdruck ergibt (theoretischer Luftdruck).
  • angezeigte Höhe (indicated altitude)
    am Höhenmesser angezeigte Höhe
  • kalibrierte Höhe (calibrated altitude)
    ist die „angezeigte Höhe“ korrigiert für den Instrumentenfehler (Instrument Error IE) und den Positionsfehler (Position Error PE), d.h.
    kalibrierte Höhe  = angezeigte Höhe – (IE und PE)
    • IE (Instrument Error):
      Ungenauigkeit des Instrumentes (Höhenmesser). Der Instrumentenfehler wird mittels einer Eichtabelle mit dem Instrument vom Hersteller geliefert. Diese Eichtabelle befindet sich in den technischen Akten des Flugzeuges und ist nicht nicht identisch mit der Deviationsabelle. Der Pilot kennt den Instrumentenfehler nicht .
    • PE (Position Error, Einbaufehler):
      Der Positionsfehler ist bei IFR-Flügen zu berücksichtigen. Er entsteht infolge ungenauer Abnahme des Statischen Druckes am Flugzeug.
  • wahre Höhe (true altitude - TA -)
    ist die "wahre" Höhe über dem Meeresspiegel. Diese Höhe entspricht der QNH-Höhe, korrigiert um die Abweichung bei Nichtstandardtemperatur. Die wahre Höhe ist damit die temperaturkorrigierte QNH-Höhe.
    Faustregel zur Bestimmung des temperaturbedingten Höhenfehlers: Eine Temperaturabweichung von 1°C gegenüber dem Standardwert entspricht ein Höhenfehler von 0,4%
       „wahre Höhe“ = QNH-Höhe ± 0,4 % pro K Temperaturabweichung vom ISA-Standard
       Beispiel:
       angezeigte Höhe: 8.000 ft
       Temperatur:           -11 °C
       Abweichung vom Standard: -10 K (Standardtemperatur in 8.000 ft: –1°C)
       wahre Höhe“: 7.680 ft [8.000 – (10 x 0,4 % = 4 % = 320 ft)]
  • absolute Höhe (absolute altitude)
    ist die tatsächliche Höhe über dem überflogenen Gelände (wie sie beispielsweise ein Echolot anzeigen würde).
  • Druckhöhe (pressure altitude)
    ist grundsätzlich die Höhe über der im Kollsman-Fenster eingestellten Druckfläche. Üblicherweise ist damit aber die Höhe über der Standarddruckfläche 1013,25 hPa gemeint. Die Druckhöhe wird zur Berechnung der Dichtehöhe, der wahren Höhe und der wahren Eigengeschwindigkeit benötigt. Die Druckhöhe wird berechnet, indem man auf die jeweilige Höhe einen Korrekturfaktor addiert oder subtrahiert. Dieser Wert errechnet sich aus der Differenz des aktuellen QNH- Wertes zum Standarddruck von 1013,25 hPa, multipliziert mit der barometrischen Höhenstufe (30 ft).
    Druckhöhe = QNH-Höhe + (1013 − QNH) x 30
  • Dichtehöhe (density altitude
    ist die temperaturkorrigierte Druckhöhe. Dazu mehr im Kapitel "Dichtehöhe".

Mehr Informationen dazu finden Sie in den schriftlichen Ausführungen zur Höhenmessung.

 

Q-Codes

Die heute noch teilweise in der Fliegerei verwendeten Q-Codes wurden in der Morsezeit definiert, um den Funkverkehr zu beschleunigen. Dazu wurden einer Reihe Standardphrasen, die häufig wiederkehrten, je ein Code zugewiesen. Die Q-Codes sind dabei weder Abkürzungen noch Akronyme, die Buchstabenfolgen haben also keinen "Wortsinn", sie bedeuten gar nichts. Es wurde vielmehr einfach die Liste der verwendeten Phrasen "durchnumeriert", wobei der erste Buchstabe ein Q war, um den Q-Code anzuzeigen. Die beiden folgenden Buchstaben wurden willkürlich vergeben.

Sendet z.B. ein Pilot zum Flugplatz: "Erbitte QNH", so bedeutet das: "Bitte gib mir den am Flugplatz herrschen Luftdruckwert, damit ich meinen Höhenmesser so einstellen kann, daß er für die Landung genau die Platzhöhe anzeigt." Die Antwort des Flugplatzes lautet dann z.B. "QNH 1010", was bedeutet: "Wenn Du auf der Einstellskala Deines Höhenmessers 1010hPa einstellst, so wird er nach der Landung genau die Platzhöhe anzeigen."

Q-Codes sind heute nur noch selten in Gebrauch: So z.B. in der Luftfahrt für die Höhenangaben (QNH, QNE, QFE) und zur Navigationsunterstützung, in Frankreich auch für die Angabe der aktiven Piste (QFU).

Die nachstehend aufgeführten Q-Codes betreffen Angaben für die Einstellung des Höhennmessers und damit die Festlegung der Bezugsfläche für die Höhenmessung.


QFE

QFE (absoluter Luftdruck) ist der an der meteorologische Station oder am Flugplatz gemessene Luftdruck am Boden. Der QFE-Wert ist also der Platzdruck. Wegen der Abhängigkeit von der Höhe des Meßorts (Flugplatz), lassen sich die QFE-Werte verschiedener Flugplätze nicht miteinander vergleichen.

Ist an der Druckskala des barometrischen Höhenmessers der QFE-Wert eingestellt, dann wird an der Hauptskala die Höhe über der Landebahn angezeigt. Steht das Flugzeug auf der Start- und Landebahn, dann zeigt der Höhenmesser die Höhe 0 m bzw. 0 ft an. Dabei ist der QFE-Wert immer kleiner als der QNH-Wert, wenn der Flugplatz über MSL liegt. Befindet sich die Landebahn eines Flugplatzes genau auf Meereshöhe, sind QFE und QNH gleich groß, liegt sie unterhalb von MSL (z.B. in Amsterdam), dann ist der QFE-Wert grösser als der QNH-Wert. Dies zeigt das Bild unten rechts.

Merksatz: QFE ist die Höhe der Kufe (Ku-F-E) auf dem Platz (0 m oder 0 ft).


QFF

QFF (relativer Luftdruck) bezeichnet den aktuell gemessenen Luftdruck am Meßort, reduziert auf Meereshöhe unter Berücksichtigung der tatsächlichen Temperaturverhältnisse an der Station (nicht des Idealwerts der ISA). Dies ist die Luftdruckangabe wie sie zum Beispiel in der Zeitung oder im Fernsehen beim Wetterbericht; verwendet wird. Bei der Berechnung dieses Wertes wird der Ortsluftdruck, die Temperatur, die Luftfeuchte bzw. der Dampfdruck, ein Höhenfaktor und die Ortshöhe über NNin die Berechnung des Luftdrucks auf Meereshöhe einbezogen.

Der QFF-Wert ist in der Meteorologie wichtig, da sich die in der Bodenwetterkarte eingezeichneten Isobaren sich auf das QFF beziehen. Ansonsten wird das QFF in der Fliegerei nicht verwendet.


QNH 

Die Abkürzung QNH steht für den nach den Temperaturwerten der ISA-Standardatmosphäre auf Meeresniveau reduzierten Luftdruck am Meßort (das ist das QFE). Im Gegensatz zum QFF wird bei der Reduktion als Temperaturwert aber nicht die aktuelle Messung, sondern die zur Ortshöhe korrespondierende ISA-Temperatur verwendet. Deshalb ist das QNH in der Regel etwas ungenauer als der QFF-Wert, reicht aber für die barometrische Höhenmessung aus.

Zur Ermittlung des QNH bestimmt der Meteorologe zuerst den aktuellen Luftdruck (QFE). Um weltweit vergleichbare Werte zu erhalten, wird für das QNH immer eine Temperatur von 15° C und die jeweilige Ortshöhe über Normal-Null zugrunde gelegt, unabhängig davon, wie warm oder kalt es tatsächlich ist. Die Luftfeuchte bleibt unberücksichtigt. Mit diesem Wert kann in einer Tabelle der Standardatmosphäre abgelesen werden, welcher Höhe der gemessene Luftdruck dort entspricht. Von dieser Höhe wird die Platzhöhe (elevation) abgezogen, d.h. auf Meeresspiegelhöhe reduziert. Für die sich so ergebende Höhe entnimmt er wieder aus der Tabelle der Standardatmosphäre den entsprechenden Druck - das ist nun das aktuelle QNH des Flugplatzes. Dieses QNH wird im METAR, in den ATIS-Meldungen sowie den Ansagen von FIS oder der Flugleitung durchgegeben. Wird die Nebenskala des Höhenmessers auf dieses QNH eingestellt, zeigt er die QNH-Höhe an, in der sich das Flugzeug befindet. Am Boden zeigt der Höhenmesser also die Höhe des Flugplatzes (bzw. der Flugzeugposition) an. Übrigens kann man so das QNH auch (angenähert) selbst bestimmen, solange sich das Flugzeug am Boden befindet: Wird auf dem Höhenmesser die Flugplatzhöhe (elevation) eingestellt, kann auf der Nebenskala das QNH abgelesen werden.

Wird der Höhenmesser auf den QNH-Wert eingestellt, so erhält man die (um den Temperatureinfluß verfälschte) Flughöhe über MSL angezeigt. Am Boden zeigt der Höhenmesser daher die Ortshöhe über dem mittleren Meeresspiegel an. In der Luft wird die Flughöhe angezeigt. Entscheidend ist im Luftverkehr vor allem, daß alle Flugzeuge in einem Gebiet mit der selben Höhenmessereinstellung, also dem gleichen QNH fliegen. Mag der rechnerisch ermittelte QNH-Wert meteorologisch auch ungenau sein, im Luftverkehr ist damit aber gewährleistet, daß sich das nicht negativ auswirkt, da der Fehler dann wieder bei allen Luftverkehrsteilnehmern gleich ist.

Der QNH-Wert ist abhängig vom lokalen, aktuellen Luftdruck (QFE), was zur Folge hat, daß dieser umso niedriger ist, je näher man an einem Tiefdruckgebiet ist. Solche luftdruckbedingten Abweichungen des Höhenmessers können beträchtlich sein. Daher muß ein Flugzeug bei Überlandflügen unterhalb der sog. Übergangshöhe (Transition Altitude; in Deutschland: 5.000 ft) immer den aktuellen QNH-Wert des zum Flugweg nächsten Flughafens eingestellt haben. Zur Landung wird das lokale Flugplatz-QNH eingestellt, soweit dieser berechtigt ist, es auszugeben. Üblicherweise holt sich der Pilot das QNH per Flugfunk vom nächstgelegenen Verkehrsflughafen. Das Flugzeug landet dann auf Platzhöhe über NN (und nicht auf Höhe 0).

In der Flugpraxis wird der Höhenmesser deshalb für Überlandflüge im Sichtflug unterhalb der Übergangshöhe auf den QNH-Wert eingestellt. Die Übergangshöhe wird in den ATIS-Meldungen angesagt.

Die Fehlanzeigen des Höhenmessers aufgrund abweichender Luftdruckdruckverhältnisses sind gleich anschließend dargestellt.


QNE

QNE ist die Höhe eines Platzes über der Standarddruckfläche (engl.: standard pressure level) von 1013,25 hPa. Die Maßeinheit ist Fuß (ft).

Diese Standarddruckfläche von 1013,25 hPa dient zugleich dem Fliegen nach Flugflächen (flight level). Der Höhenmesser wird für die Anzeige von Flight-level-Höhen eingerichtet, indem der Bezugsluftdruck auf den Wert des Standardluftdrucks von 1013,25 hPa (Hektopascal) eingestellt wird. Die Übergangshöhe beträgt in Deutschland 5.000 ft MSL oder 2.000 ft GND - je nachdem, was höher ist. Ab dieser Höhe wird der Flugverkehr vertikal nach den Halbkreisflugregeln (engl. semicircular rule) in Flugflächen gestaffelt. Unterhalb der Übergangshöhe wird als Bezugsluftdruck das jeweilige QNH eingestellt. Mit Übergang der Höhenmessereinstellung auf den Wert des Standarddruckläche von 1013,25 hPa sind alle betroffenen Flugzeuge den gleichen meteorologischen Schwankungen der Atmosphäre ausgesetzt, so daß dann alle Höhenmesser um einen identischen Wert falsch anzeigen. Dies ist aus flugsicherungstechnischen Gründen zur vertikalen Staffelung des Luftverkehrs erforderlich. Flight level werden nicht in ft angegeben, sondern ohne Einheit, z.B. 6000 ft = FL 60.

Weil sich ein Höhenmesser nur innerhalb bestimmter Grenzen einstellen lässt (zumeist zwischen 950 und 1050 hPa), kann das QNH bei einem sehr niederen Luftdruck, wie er in den Tropen vorkommen kann, nicht mehr verwendet werden. In diesem Fall muss der Pilot das QNE nutzen. Das QNE eines Flugplatzes ist die Höhe, die der auf den Standarddruck von 1013,25 hPa eingestellte Höhenmesser eines auf dem Platz stehenden Luftfahrzeuges zeigt; es ist damit gleich der Druckhöhe des Platzes.

Das QNE - also die Druckhöhe des Platzes - kann man recht einfach aus dem QNH ermitteln. Es gilt folgende Formel:

QNE = (1013 hPa - QNH) x 27 ft/hPa + (Höhe des Platzes über NN)

27 ft/hPa ist dabei die entsprechende barometrische Höhenstufe, also die Höhendifferenz zweier Druckflächen in Meereshöhe, die eine Druckdifferenz von 1 hPa aufweisen.

Beispiel:
QNH 960 hPa, Fluplatzhöhe 500 ft, Höhenmessereinstellung 1013.
QNE = 1013 – 960 = 53 × 27 = 1431 + 500 = 1931 ft (Höhenmesseranzeige bei der Landung).

 

Höhenmessereinstellung

Für die Höhenmessereinstellung gibt es somit in der Praxis 3 Werte:

QNH

Höhenmesser zeigt Platzhöhe

Wert kommt von ATC

QFE

Höhenmesser zeigt 0

Wert kommt von ATC

QNE

Höhenmesser zeigt Flugplatzhöhe bei Standardluftdruck

Standard 1013,2 hPa

In der Praxis gebräuchlich ist vor allem die QNH-Einstellung.

 

Fehlanzeigen des Höhenmessers

Der Höhenmesser ist entsprechend der Standardatmosphäre geeicht, d.h. er zeigt die Höhe an, die diesem Luftdruck in der Standardatmosphäre zugeordnet ist. Die Anzeige ist also nur dann richtig, wenn die Atmosphäre, in der das Flugzeug fliegt, der Standardatmosphäre entspricht. Das aber ist so gut wie nie der Fall. Der Zusammenhang zwischen Höhe und Druck, den der barometrische Höhenmesser zur Anzeige nutzt, wird nämlich durch Hoch- und Tiefdruckgebiete und durch die Lufttemperatur beeinflusst. Bei der Höhenmessung mit einem barometrischen Höhenmesser muß man sich daher stets darüber im klaren sein, daß die angezeigte Höhe nur dann genau ist, wenn aktuell die Bedingungen der Standardatmosphäre erfüllt sind. In der Praxis weicht aber die reale Atmosphäre mehr oder weniger stark von diesem Standard ab. Des weiteren muss man immer bedenken, daß beim Flug mit konstanter Höhenanzeige in Wirklichkeit nur der Druck konstant ist. Ist nämlich die Druckfläche, auf der geflogen wird,geneigt, dann gewinnt das Flugzeug an Höhe, wenn die Druckfläche ansteigt bzw. es verliert an Höhe, wenn die Druckfläche abfällt. Aufgrund der Kalibrierung des Höhenmessers anhand der Bedingungen der Standardatmosphäre führt daher zwangsweise jede Abweichung von diesen Bedingungen zu Fehlanzeigen.

Druckgefälle der 500 hPa-Druckfläche

Wie schon im Kapitel "Luftdichte" erwähnt, dehnt sich warme Luft aus, kalte zieht sich zusammen. In einer warmen Luftmasse liegt folglich auch die 500 hPa-Druckfläche, d.h. die Hohe in der ein Luftdruck von 500 hPa herrscht, in einer größeren Höhe als die normalen 5.600 m. Mit Abkühlung der Luftmasse oder bei Annäherung an tieferen Druck sinkt die 500 ha-Druckfläche nach unten, übrigens wie jede andere Druckfläche auch, und fällt unter Umständen sogar unter die normale Höhe von 5.600 m.
Dies zeigt das Schaubild rechts.

Weitere Informationen dazu stehen im Kapitel "Druckflächen".

Mit Hilfe des barometrischen Höhenmessers in unseren Flugzeugen wird nach Druckflächen geflogen, nämlich gemäß der Druckhöhe oder Druckfläche, deren Wert im Kollsman-Fenster eingestellt ist. Das ist der Grund, warum bei Start und Landung sowie unterhalb einer bestimmten Bezugsflughöhe die Nebenskala des Höhenmessers auf das aktuelle QNH eingestellt wird.

Luftdruck und Höhe

Sinkt der Luftdruck am Boden, zeigt der Höhenmesser zu hoch an, steigt der Luftdruck am Boden, zeigt der Höhenmesser zu tief an. Bei einem Flug vom Hoch zum Tief ist deshalb besondere Vorsicht angebracht, da die am Höhenmesser angezeigte Höhe größer ist, als die wirkliche! Wird nun aber die Einstellung des Höhenmesser auf dem Flugweg den geänderten Druckverhältnissen nicht angepasst, wird das Flugzeug mit der absinkenden Druckfläche ebenfalls Höhe verlieren. Deshalb ist es notwendig, den Höhenmesser stets auf das QNH der nächstgelegenen Fugverkehrskontrollstelle einzustellen.

Das ist der Hintergrund für die alte Fliegerweisheit:
"Vom Hoch ins Tief geht schief."

Kennt man die Differenz zwischen Standarddruck und tatsächlich gemessenem Luftdruck, läßt sich der Fehler auf einfache Weise mit Hilfe der barometrischen Höhenstufe abschätzen.  

Effekt eines nicht standardgemäßen Temperaturverlaufs

Da in die barometrische Höhenbestimmung auch die Mitteltemperatur der Luftschicht eingeht und dafür ebenfalls die Werte der ICAO-Standardatmosphäre verwendet werden, kann temperaturbedingt ein weiterer Fehler bei der Höhenbestimmung auftreten. Ist die aktuelle Temperatur tiefer als die der Standardatmosphäre, fliegt das Luftfahrzeug tiefer als der Höhenmesser anzeigt, ist sie höher, zeigt der Höhenmesser eine zu tiefe Flughöhe an.

Temperatur und Höhe

 

 

Ist es wärmer zeigt der Höhenmesser weniger an. Ist es kälter, mehr. Eine alte Fliegerregel faßt das Problem in folgender Merkregel zusammen:

 "Von Warm nach Kalt wird man nicht alt"
oder auch
"Im Winter sind die Berge höher."

Für Abweichungen vom Temperaturverlauf der Standardatmosphäre beträgt die Fehlanzeige etwa 2 % pro 5 °C Temperaturabweichung.

 

HomeFlugsportJuraDownloadsFeinstaubÜber michImpressumDatenschutzSitemap

Copyright (c) 2014 Gerd Pfeffer. Alle Rechte vorbehalten.