Flugvolumen

Flugvolumen bezeichnet den zulässigen Bereich der Flugzustände eines Luftfahrzeugs. Es umfasst die möglichen Kombinationen aus Lage, Geschwindigkeit und Orientierung, die das Fahrzeug sicher und kontrollierbar halten, unter Beachtung von Gewicht, Triebwerkleistung, Strukturbelastungen und aerodynamischen Grenzen. Der Begriff entspricht dem englischen „flight envelope“ oder „operating envelope“.

Das Flugvolumen gliedert sich typischerweise in drei Dimensionen: translationaler Zustand (Position im Raum), translational velocity und Orientierung (Pitch, Roll, Yaw) sowie die dazugehörigen Grenzwerte. Dazu kommen Grenzen wie maximale und minimale Geschwindigkeit, Beschleunigung, sowie Steuersystemgrenzen. Auch Gewicht, Treibstoffvorrat, Strukturfestigkeit und äußere Bedingungen wie Luftdichte und Wind beeinflussen das Volumen.

Bestimmung und Nutzung erfolgen durch Leistungsdaten, aerodynamische Modelle, Struktur- und Systemgrenzen. Es wird mittels Simulationen sowie Boden- und Flugtests definiert und verifiziert. In der Praxis dient das Flugvolumen der Missionsplanung, Sicherheitsanalyse, Flugregelung und dem Notfallmanagement. Unterschiedliche Fahrzeugtypen – von Drohnen über Geschäfts- und Passagierflugzeuge bis hin zu Raumfahrzeugen – können jeweils eigene Flugvolumina besitzen.

Anwendungen finden sich in der Konstruktion, der Flugführung und der Sicherheitsbewertung. Das Flugvolumen ändert sich mit Gewicht, Treibstoffverbrauch, Außentemperatur, Flughöhe und Belastungen. Es dient dazu, sicherzustellen, dass das Fahrzeug immer innerhalb seiner Leistungs- und Stabilitätsgrenzen operiert.