Berechnung der Dichtehöhe
Was versteht man unter Dichtehöhe?
Steigende Temperaturen, steigende Luftfeuchtigkeit und zunehmende Höhe verringern die Luftdichte und beeinflussen damit die Leistungsfähigkeit von Tragflächen, Triebwerken und Propellern.
Zur Einschätzung momentan erzielbarer Flugleistungen dient die sog. Dichtehöhe (engl. „Density Altitude“).
Die Dichtehöhe ist eine fiktive Höhe, die man erhält, wenn man die Druckhöhe um die Temperaturabweichung von der Standardatmosphäre korrigiert.
Ein Luftfahrzeug erbringt unter den aktuellen meteorologischen Bedingungen diejenige Leistung, die es unter Standardbedingungen auf Höhe der Dichtehöhe erzielen würde.
Vereinfacht ausgedrückt: Dichtehöhe ist die Höhe, in der sich das Luftfahrzeug (aufgrund der aktuellen Wetterlage) anscheinend befindet und sich dementsprechend verhält.
Schrittanleitung
Als Beispiel für die folgende Berechnung soll uns Europas höchstgelegener Flughafen Samedan/LSZS (2,9 NM nordöstlich von St. Moritz) dienen - auch weil die Auswirkungen der Dichtehöhe hier besonders deutlich werden.
Das Beispiel bedient sich an realen Live-Wetterdaten, alle berechneten Werte sind aktuell.
Datenstand: 10.10.2024, 08:20 UTC
1.) Elevation
Die Höhe der Landebahn über dem Meeresspiegel (engl. „Elevation“) kann dem jew. Anflugblatt, bzw. der ICAO-Karte entnommen werden. Für LSZS lässt sich der Wert 5.600 ft AMSL („Above Mean Sea Level“) ablesen.
2.) Lufttemperatur und QNH-Einstellung
Lufttemperatur und QNH lassen sich dem standardisierten METAR-Bericht entnehmen. Aktuelles Beispiel für LSZS:
Dem Bericht entnehmen wir die farbig markierten Werte 4° C für die Lufttemperatur und 1.004 hPa für die QNH-Einstellung. Ist für den gewünschten Flugplatz keine METAR-Publikation verfügbar, so können die METAR-Informationen des nächstgelegenen Verkehrsflughafens herangezogen oder unverbindliche Informationen bei der Flugleitung vor Ort erfragt werden.
3.) Druckdifferenz zur Standardatmosphäre
Der Druck der Standardatmosphäre wurde auf ~1.013 hPa festgelegt. Der heutige Luftdruck in Samedan unterscheidet sich von diesem Standardwert um 9 hPa (Standarddruck 1.013 hPa - QNH 1.004 hPa).
4.) Druckhöhe
Pro 1 hPa Druckdifferenz wird mit einem Zuschlag/Abschlag von ~30 ft gerechnet. Es ergibt sich ein Höhenunterschied von 270 ft (9 x 30 ft). Die derzeitige Druckhöhe für LSZS beträgt somit 5.870 ft.
5.) Standard-Temperatur für die Druckhöhe
Die Temperatur der Standardatmosphäre wurde im mittleren Meeresniveau auf 15° C festgelegt. Pro 1.000 ft Höhenunterschied werden 2° C von 15° C abgezogen. Somit ergibt sich für die Druckhöhe 5.870 ft eine ISA-Standardtemperatur von 3.26° C (15° C - 5.870 ft x 2° C / 1.000 ft).
6.) Temperaturdifferenz zur Standard-Temperatur
Zwischen ISA-Standardtemperatur und Lufttemperatur in Samedan besteht eine Differenz von 0.74° C (4° C - 3.26° C).
7.) Dichtehöhe
Als Faustregel kann mit einem Korrekturwert von 120 ft pro 1° C Abweichung von der Standardtemperatur gerechnet werden. Für die in Schritt 6.) berechnete Temperaturdifferenz ergibt sich so ein Höhenunterschied von 89 ft (0.74 x 120 ft). Die Dichtehöhe in Samedan beträgt heute somit 5.959 ft (Druckhöhe 5.870 ft + Temperatur-Korrekturwert 89 ft).
Fazit
Im Vergleich zu Standardbedingungen fühlt sich ein Start in Samedan gerade um ~359 ft höher an.
Dieser Umstand muss bei der Flugvorbereitung - insbesondere der Leistungsbetrachtung (benötigte Start- und Landestrecke, Steigleistung, etc.) - berücksichtigt werden.
Auch die True Airspeed (TAS) verändert sich mit der Dichtehöhe.
Nach Daumenregel verändert sich die TAS um etwa 2% pro 1.000 ft.
Im obigen Beispiel nimmt die TAS auf Dichtehöhe folglich um 0,72% zu.
Anmerkungen
Dieses Beispiel wurde für die private Überschlagsrechnung vereinfacht. Das Ergebnis gilt nur für trockene Luft, die Luftfeuchtigkeit wird (analog zur Standardatmosphäre) nicht berücksichtigt; mit steigender Luftfeuchtigkeit wird auch der Wert für die Dichtehöhe steigen. Der beschriebene Rechenweg geht von einer gleichmäßigen Abnahme von Temperatur und Luftdruck mit zunehmender Höhe aus. Tatsächlich fällt der Luftdruck exponentiell (stärker als linear) ab; hierdurch führt die Überschlagsrechnung im Vergleich zur exakten Berechnung stets zu einem höheren Wert für die Dichtehöhe und liegt damit auf der „sicheren Seite“. Wie für alle angebotenen Inhalte gilt auch für diesen Artikel der Haftungsausschluss.