Überprüfung einer einfachen Kopfrechenmethode zur Umrechnung der Fluggeschwindigkeit von CAS in TAS

Zweck - Von Piloten werden u.a. die sogenannten \"Manual Flying Skills\" gefordert. Dabei muss der Pilot in der Lage sein (ohne Autopiloten) nach grundlegenden Instrumenten zu fliegen. Dafür sind neben Geschick auch Faustformeln erforderlich. Die Faustformeln müssen dafür verlässlich sein. Der Inhalt dieser Arbeit beschäftigt sich exemplarisch mit einer Faustformel zur Umrechnung der kalibrierten Fluggeschwindigkeit (Calibrated Airspeed, CAS) in die wahre Fluggeschwindigkeit (True Airspeed, TAS). --- Methodik - In Excel und Matlab werden die Ergebnisse aus den Berechnungen der Faustformel mit dem Ergebnis einer exakten Berechnungsweise anhand flugmechanischer Formeln verglichen. Dabei wird die Flughöhe und Fluggeschwindigkeit variiert. Es werden die Abweichungen ermittelt und in Diagrammen zwei- und dreidimensional visualisiert. --- Ergebnisse - Die zu prüfende Faustformel liefert in dem für Sie vorgesehen Anwendungsbereich hinreichend genaue Ergebnisse mit Abweichungen unter 5 %. Dabei nehmen die Abweichung zu, umso weiter die Parameter (Höhe und Geschwindigkeit) von typischen Reiseflugbedingungen entfernt sind. --- Bedeutung in der Praxis - Piloten können bedenkenlos auf die in dieser Arbeit geprüfte Faustformel zurückgreifen und kommen so mit überschaubarem Kopfrechenaufwand auf relativ genaue Ergebnisse. --- Wert - Diese Arbeit zeigt, wie mit mäßigem Zeitaufwand in Excel eine Faustformel über einen gesamten Bereich geprüft werden kann. Das Vorgehen kann auf weitere Faustformeln übertragen werden, sodass sich ein Pilot sein \"Kniebrett\" mit verifizierten Faustformeln füllen kann.

### 研究目的
飞行员需掌握包括"手动飞行技能（Manual Flying Skills）"在内的多项能力，即能够在无自动驾驶仪辅助的情况下，依靠基础飞行仪表实施飞行。除娴熟操作技能外，此类飞行还需借助可靠的经验公式完成相关计算，本研究即针对一款用于将校准空速（Calibrated Airspeed, CAS）转换为真实空速（True Airspeed, TAS）的经验公式展开示例研究。

### 研究方法
本研究采用Excel与Matlab作为工具，将经验公式的计算结果与基于飞行力学公式的精确计算结果进行对比。实验中通过调整飞行高度与飞行速度两个变量，计算二者间的偏差，并以二维、三维图表的形式对偏差结果进行可视化展示。

### 研究结果
待验证的经验公式在其预设应用场景下可提供足够精确的计算结果，偏差率低于5%。且当飞行高度、飞行速度这两个参数与典型民航巡航飞行条件偏差越大时，公式计算的偏差也会随之增大。

### 实践意义
飞行员可放心使用本研究验证过的经验公式，仅需少量心算即可获得相对精准的空速转换结果。

### 研究价值
本研究展示了如何通过适度的时间投入，在Excel中完成某一全应用范围内的经验公式验证工作。该研究方法可推广至其他经验公式的验证场景，帮助飞行员将经过验证的经验公式整理至个人膝上飞行速算板（Kniebrett）中。