4.21 LANGSAMFLUG; ÜBERZIEHEN; ABKIPPEN

Voraussetzungen, Lernziel:

  • Keine losen Objekte im Flugzeug
  • Luftraum unter und neben dir frei
  • Anzeichen eines Strömungsabrisses erkennen
  • Rückführung nach Strömungsabriss in die Normalfluglage (Recovern)

Erforderliche Maßnahmen:

  • Steuerknüppel nach vorn, Nase runter und Fahrt aufnehmen!

Bei diesen Flugübungen erfährst du was passiert, wenn du zu langsam fliegst. Du lernst die Signale des überzogenen Flugzustandes kennen und wie du die Normalfluglage wiederherstellst (recovern).

AUFTRIEB, ANSTELLWINKEL
Die Tragflächen liefern den Auftrieb für das Flugzeug. Die Luft strömt an der Tragflächenoberseite schneller als an der Unterseite. In schneller strömender Luft ist der Luftdruck geringer. Durch den Geschwindigkeits- unterschied an der Tragflächenober- und Unterseite entsteht ein Druck- unterschied. Daraus resultiert eine senkrecht auf die Tragflächen wirkende Kraft nach oben. Diese Kraft nennen wir Auftrieb (siehe Abbildung).

Der Anstellwinkel ist α. Der Auftrieb wird mit A, die gesamte Luftkraft mit L und der Widerstand mit W gekennzeichnet.

Fliegst du schneller, strömt auch die Luft schneller. Der Druckunterschied zwischen Tragflächenober- und Unterseite wird größer und damit auch der Auftrieb.

Der Auftrieb steigt ebenfalls an, wenn der Anstellwinkel der Tragfläche erhöht wird. Allerdings kann der Anstellwinkel nicht unbegrenzt erhöht werden. Bei einem zu großen Anstellwinkel kann die anströmende Luft nicht mehr der Flügelkontur folgen und reißt ab (siehe Abbildung). Der Auftrieb bricht zusammen und der Widerstand steigt.

Hier ist der Anstellwinkel α so groß, dass der Auftrieb A abnimmt und der Widerstand W zunimmt; es kommt zum Strömungsabriss (überziehen).

Die Geschwindigkeit und der Anstellwinkel beeinflussen den Auftrieb. Daraus folgt: Nimmt die Geschwindigkeit zu, nimmt der Anstellwinkel ab; nimmt die Geschwindigkeit ab, erhöht sich der Anstellwinkel. Wird der Anstellwinkel über den kritischen Bereich erhöht, wird das Flugzeug überzogen. Es folgt der Strömungsabriss nur an den Tragflächen, jedoch nicht am Höhenleitwerk, da dieses noch sauber umströmt wird, weil der Einstellwinkel des Höhenruders kleiner ist als an den Tragflächen!

Der Einstellwinkel ist der Winkel zwischen der Profilsehne der Tragfläche und der Längsachse. Auch das Höhenleitwerk hat einen Einstellwinkel zur Längsachse. Tragfläche und Höhenleitwerk haben in der Regel unterschiedliche Einstellwinkel.

Geraten die Tragflächen in einen überzogenen Flugzustand, reißt die Strömung ab. Die Strömung am Höhenruder bleibt jedoch erhalten. Aufgrund der Schwerpunktlage (er darf nicht zu weit hinten liegen) senkt sich die Nase und das Flugzeug beschleunigt wieder. Bei der Übung 4.11 (der Windenstart) steht: Der Übergang in die volle Steigfluglage hat langsam und kontrolliert zu erfolgen. Ziehst du den Knüppel zu schnell und zu stark, kann der kritische Anstellwinkel über- schritten werden. Das bedeutet, dass Überziehen auch bei höheren Geschwindigkeiten möglich ist. Allein der Anstellwinkel ist dafür maßgeblich. Wird der kritische Anstellwinkel erreicht, entsteht ein überzogener Flugzustand.

ÜBERZIEHGESCHWINDIGKEIT
Es ist in folgenden Fällen mit einer höheren Überziehgeschwindigkeit zu rechnen:

  • beim Windenstart (erhöhte Flächenbelastung
  • beim Fliegen einer steilen Kurve (erhöhte Flächenbelastung)
  • beim Fliegen mit nassen Tragflächen (veränderte aerodynamische Eigenschaften des Profils; hier kann der überzogene Flugzustand schon bei einem kleineren Anstellwinkel erreicht werden)

ÜBERZIEHEN UND ABKIPPEN

Vorbereitung
Für die Durchführung dieser Übungen gelten folgende Vorsichtsmaß- nahmen: Es wird kontrolliert, ob sich keine losen Gegenstände im Cockpit befinden. Der korrekte Sitz der Sicherheitsgurte ist zu kontrollieren (sicherheitshalber nochmal straff ziehen) und die Trimmung ist auf Normalfahrt einzustellen. Die Übung wird nur bei ausreichender Höhe und nicht über Menschenansammlungen und Bebauung geflogen. Es wird darauf geachtet, die Übung nicht gegen die Sonne zu fliegen.

Bevor ein Segelflugzeug überzieht, gibt es mehrere Warnsignale, die du sehen, hören und fühlen kannst:

  • verändertes Horizontbild (sehen)
  • geringer werdendes Fahrtgeräusch (hören)
  • nachlassender Ruderdruck (fühlen)
  • Rütteln im Höhenruder durch Ablöseerscheinungen (fühlen)

AUSFÜHRUNG

Zunächst fliegst du einen Vollkreis, um sicher zu stellen, dass sich keine weiteren Flugzeuge unter dir im Übungsraum befinden. Danach richtest du die Tragflächen horizontal aus und beginnst, langsam immer weiter zu ziehen.

Die Fahrt nimmt ab. Du hältst die Flugzeugnase weiterhin über dem Horizont. Die Geschwindigkeit nimmt weiter ab und du musst stets weiter ziehen (Anstellwinkel wird größer), um ein Absenken der Nase zu verhindern, bis der kritische Anstellwinkel erreicht wird. Jetzt bist du im überzogenen Flugzustand.

Bleibt die Flugzeugnase hoch, fliegst du im sogenannten Sackflug, senkt sich die Flugzeugnase, dann kippt dein Segelflugzeug ab. Dieses Abkippen kann auch plötzlich auftreten, wenn der kritische Anstellwinkel abrupt überschritten wird. Die Strömung reißt schlagartig ab und der Auftrieb bricht zusammen.
Dies kann geschehen, wenn du zu langsam fliegst und eine Störung hinzu- kommt, wie z. B. ein hastiger Steuerausschlag, eine Böe, Turbulenzen, oder mehreres zusammen.

RÜCKFÜHRUNG IN DIE NORMALFLUGLAGE
Du lässt den Steuerknüppel nach, um Fahrt aufzunehmen. Auch wenn die Nase sich im überzogenen Flugzustand von selbst senkt, nimmt die Fahrt zu. Bleibt der Steuerknüppel aber weiterhin gezogen, geht das Flug- zeug erneut in den überzogenen Flugzustand über. Die meisten Schulflugzeuge haben ein gutmütiges Überziehverhalten. Sie warnen deutlich. Manche Schulflugzeuge sind so gutmütig, dass selbst bei ständig gezogenem Steuerknüppel keine heftigen Reaktionen erfolgen. Sie gehen in einen Sinkflug über, ggf. begleitet von Vibrationen am Steuerknüppel
und spürbarem Schütteln durch abgelöste Wirbel der Tragfläche, die auf das Höhenleitwerk treffen. Dieser Flugzustand wird Sackflug genannt. Allerdings gibt es auch Segelflugzeuge, die sich nicht ganz so gutmütig wie oben beschrieben verhalten. Sie kippen schneller ab. Du lässt dann den Steuerknüppel zügig nach und verhinderst ein eventuelles Wegdrehen der Flugzeugnase durch einen Seitenruderausschlag in die Gegenrichtung.

Erste Übung: Fliege das Segelflugzeug mit Fluglehrer möglichst lange so langsam es geht (ohne abzukippen) und nenne dem Fluglehrer ständig alle Signale, sobald du sie hörst, fühlst oder siehst.

Zweite Übung: Du fliegst mit Fluglehrer im Langsamflug und ziehst ruckartig den Steuerknüppel zurück. Das Segelflugzeug wird sich kurz aufbäumen und dann schlagartig die Nase nach unten nehmen und damit deutlich abkippen. Die Warnsignale des Überziehens werden nur kurzzeitig wahrnehmbar sein. Diese Übung wirst du auch während einer langsam geflogenen Kurve fliegen und somit das Abkippverhalten deines Segelflugzeugs im Kurvenflug kennen lernen.

ABKIPPEN AUS EINER SCHIEBEKURVE

Das Abkippverhalten deines Segelflugzeugs kann sich schlagartig ändern, wenn du in
einer langsam geflogenen Kurve noch zusätzlich schiebst. Es beginnt ganz harmlos. Du fliegst eine Kurve mit geringer Geschwindigkeit und gibst zu viel Seitenruder. Die schnellere kurvenäußere Tragfläche bekommt mehr Auftrieb, die innere Tragfläche wird dagegen verlangsamt. An ihr reißt nun die
Strömung ab und dein Segelflugzeug kippt in Kurvenrichtung ab. So kann auch Trudeln entstehen (siehe Kapitel 4.23).

RÜCKFÜHRUNG IN DIE NORMALFLUGLAGE
Erkennst du, dass eine Tragfläche abkippt, darfst du auf keinen Fall das Querruder betätigen, weil die Strömung zusätzlich durch deinen Ausschlag gestört wird. Du musst den Steuerknüppel sofort nachlassen, um Fahrt aufzunehmen.
Kippt die Tragfläche trotzdem weiter ab, musst du sofort das Seitenruder gegen die Abkipprichtung treten, Höhenruder und Querruder bleiben neutral. So kannst du die Tendenz zum Drehen um die Hochachse, die zum Trudeln führen kann, schon im Ansatz stoppen und das Segelflug- zeug behutsam abfangen.

Dritte Übung: Du leitest mit Fluglehrer eine Kurve mit wenig Querneigung ein und ziehst den Steuerknüppel langsam zurück. Mit leichtem Querruder gegen die Kurvenrichtung verhinderst du, dass sich die Querneigung erhöht. Wirst du jetzt noch langsamer und gibst du zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit noch etwas Seitenruder in Kurvenrichtung, vergrößerst du den Schiebezustand. Das Flugzeug kippt über die innere Tragfläche ab.

FAZIT:
Es ist wichtig, die Anzeichen des überzogenen Flugzustandes zu erkennen und zu reagieren. Die Wiederherstellung des normalen Flugzustandes muss automatisiert ablaufen. Nachlassen des Höhenruders und ggf. Seiten- ruderausschlag in die Gegenrichtung bis zur Einnahme der normalen Fluglage und damit der Normalfluggeschwindigkeit.
Du musst dir bewusst sein, dass du in Bodennähe nicht zu langsam, und während des Kurvenflugs auf gar keinen Fall schieben darfst.