Anstellwinkel

[Michel Verde]

Hallo Zusamen

Zum Thema Klappen:

Die Flaps sind dazu da, dass der Auftrieb vergrössert wird!

Bei Airliner werden entweder Fowler-Flaps, Zweispalt oder Dreispalt Klappen verwendet, aber keine Wölbklappen oder Einspaltklappen. Die Fowler-Flap (z.B. A310 aussen, A319, A320, A330, A340, B777 aussen) hat nur ein Spalt und wird somit nur einmal "belüftet". Sie wird zunächst nur nach hinten gefahren. Durch den entstehenden Spalt fliesst die energiereiche Strömung der Flügelunterseite auf die Flügeloberseite. Der Spalt ist so ausgelegt, dass die die Luft darin kontinuierlich beschleunigt wird (düsenwirkung). Durch den Spalt wird die Klappe frisch angeströmt. Mit zunehmenden ausfahren vergrösstert sich der Klappenausschlag, bis die Landestellung erreicht ist. Mit der Fowler-Flap kann man mit geringem Klappenausschlag(und somit geringen Luftwiederstand) einen hohen Auftriebsgewinn erzielen.

Es gibt zwei arten von Zweispaltklappen: Nämlich Die Doppelspaltklappe mit Hilfsflügel, Vane-Flap (z.B. MD80, MD11, A310 innen). Der Hilfsflügel wirk wie ein Vorflügel. Er baut die Unterdruckspitzen auf der Klappe ab. Die Vane Flap ist für die Landung optimiert.

Die andere Variante ist die Doppeltspaltklappe mit Hilfsklappe, Flap-Tab (z.B. A321, B.757). Der hintere Teil der Klappe bildet sozusagen eine zweite Klappe, die durch einen zusätzlichen Spalt nochmals "belüftet" wird.

Die Dreispaltklappe, triple-slotted-flap (z.B. B.727, B.737, B.747), wird dreimal "belüftet" und erreicht dadurch die höchsten Auftriebswerte, ist aber sehr teuer. Dazu kommt, dass der Luftwirderstand dabei sehr gross ist.

Bei gleicher Geschwindigkeit müssen bei unverändertem Flugzeuggewicht entweder die Auftriebswerte oder die Flügelfläche vergössert werden. Die Aufgabe erfüllen bei Airliner die Hochauftriebshilfen. Die Verstellung der Hinterkanten-Klappen beeinflusst die Druckverteilung auf dem gesamten Profil. Insbesondere an der Nase können dabei hohe Saugspitzen aufttreten, die einen Strömungsabriss zur folge haben können. Diese Saugspitzen werden durch die Vorflügel abgebaut. Vorflügel sind dazu da, höhere Anstellwinkel zu erlauben.

Es gibt drei Arten von Vorflügeln: Die Slats (z.B. A32x, B.767, B.767) sie fahren Bogenförmig aus. Sie besitzen einen Spalt, wodurch der flüel nochmals zusätzlich angeströmt wird. Im spalt wird auch wie bei den Flaps eine Düsenwirkung erzielt. Die Slats sind stets für die Landung optimiert und werden beim Start in eine optimale Zwischenstelung gefahren.

Das andere System sind die Krueger-Flaps (z.B. B.727) Sie schwenken von der Flügelunterseite heraus und sind zum Hauptflügel hin dicht.
Die dritte Art sind die Krueger-Slat (z.B. B.747 aussen). Sie funktionieren gleich wie die Krueger-Flap, besitzen jedoch einen Spalt, der die Flügen zusätzlich anströmt, ist in seiner Wirkung jedoch kleiner alsbeim Slat.

Erst die richtige Kombination von Vorflügel und Hinterkant-Klappen ermöglichen einen wirksamen Hochauftrieb.

MfG

Michel Verde

[AlphaBravo]

Hallo,
ich freue mich, dass ihr euch an diesem Thread so erquickt habt.
Als ich gepostet habe, habe ich im Traum nicht gedacht, dass dieser Thread (bis heute) 990 mal gelesen wird. Danke!

[Betto]

Ich wollte mich auch noch kurz bedanken, denn nun weiß ich endlich schlüssig, warum ich beim Klappenausfahren die Nase der C182 drücken muß, wobei ich das logischerweise doch andersherum erwartet hätte.

Und: Ich hätte nie im Leben gedacht, daß die Umkehrkurve Euch ab 1000 ft gelingt, TLF! Respekt, wenn ich das als Laie so sagen darf, ich habe mich an diesem Problem schon mal des längeren im Flusi versucht und bin bei viel größeren Höhen schon gescheitert. Klar, der MSFS ist verhältnismäßig ein Mickeymaus-Simulator und ich bin nur Schreibtisch-Pilot, aber auch nach dieser Berücksichtigung hätte ich das nicht gedacht. Zwar ist ein solcher Fall unwahrscheinlich, aber das Bewußtsein, daß da vorne echte Profis sitzen, ist schon beruhigend.

Betto

[Simeon S]

Obwohl dieser Ordner schon etwas nach unten gerutscht ist, wollte ich
nochmal die Sache mit dem Lastvielfachen aufgreifen, nachdem ich jetzt
wieder mal Lust und Zeit hatte, darüber nachzudenken.

Um eine einfache Betrachtung zu ermöglichen, beziehe ich mich nur auf die
Beschleunigung in Richtung der vertikalen Flugzeugachse (z-Achse). Das
Lastvielfache ist dann als Quotient von Auftriebskraft durch Gewichtskraft
definiert: N=A/G. Im stationären Geradeausflug ist A=G und damit das
Lastvielfache (oder die G-Kraft) gleich 1 (bzw. 1G). Fliegt man ein Manöver
(z.B. Abfangen Sinkflug in Geradeausflug oder Beginn eines Steigfluges) ist
A>G und dementsprechend das Lastvielfache größer 1. A wiederum ist
rho/2*v^2*S*CA_alpha*alpha . Daraus folgt N=rho*v^2*S*CA_alpha*alpha/(2*G).
Also ist bei konstanter Geschwindigkeit das Lastvielfache direkt
proportional zum Anstellwinkel alpha (N~alpha). Ich brauche um ein größeres
Lastviefaches zu erreichen auch einen größeren Anstellwinkel (rho, CA_alpha
und G sind sowieso konstant).
Doch nun zurück zum Stall: der Flügel stallt dann, wenn CAmax erreicht ist
und damit ist wie wir schon erörtert haben ein fester Anstellwinkel
alpha_max verbunden. Fliegen wir mit 1G, ist A=G und wir können unsere
herkömmliche Stallspeed mit alpha_max berechnen. Fliegen wir allerdings
größere Lastvielfache erhöht sich die Stallspeed, denn alpha_max ist
konstant und damit N~v^2. Bei einem Lastvielfachen von 2 erhöht sich damit
die Stallspeed um das "Wurzel 2 fache" (*1.4) usw. Das ist dann der von
Peter beschriebene Accelerated Stall und somit hatte auch Marc recht, der
vermutete, daß die Stallgeschwindigkeit neben dem max. Anstellwinkel auch
vom Lastvielfachen abhängt.

Man sieht dies auch sehr deutlich in den gebrächlichen
Geschwindigkeits-Lastvielfachen Diagrammen (Bild). Die linke "vertikale" Grenzkurve
zeigt welches max. Lastvielfache bei einer bestimmten Geschwind geflogen
werden kann, weil sonst das Flugzeug stallt. Bei höheren Geschwindigkeiten
wird das max. Lastvielfache durch die Grenzen der Stukturbelastbarkeit
erreicht. Somit kann allerdings das was Hans-Peter bezügl. dem
Abreißverhalten von Airlinern gehört hat, nicht stimmen. Ein Airliner wird
bei hohen Geschwindigkeiten bei 2.5g noch nicht stallen, weil die
Stallgrenze (über der Geschwindigkeit) schnell steil nach oben geht. Einen
Schutz gegen Überlastung bieten dann angepaßt dimensionierte Steuerflächen,
Flugregelungssysteme und nicht zuletzt der Pilot selbst.

Hohe Lastvielfache treten natürlich nicht nur bei vertikalen Manövern auf,
sondern beispielsweise auch im Kurvenflug. Fliegt man Steilkurven allein mit
dem Höhenruder bei konstanter Höhe, entspricht das Lastvielfache genau
1/cos(Rollwinkel). Somit hat man bei bei 60° Rollwinkel (od. Bank Angle) 2G,
bei 75.5° 4G und bei 83.6° 9G (für den der mit einem entsprechenden
Untersatz unterwegs ist ).

Happy landings,

Simeon

[AlphaBravo]

Hi,
ich glaube dieser Thread ist schon ausgelutscht.
Reaktivieren wird schwer sein.

[Hans Tobolla]

„Ges“, „Abtritt“ und Anstellwinkel

Es gibt Erlebnisse, die vergisst man nie, auch wenn sie schon lange her sind.

Wir waren zu zweit mit einer T-33 (einstrahliger Trainingsjet, auch T-Bird genannt) nach Jever unterwegs. Ich saß hinten drin und döste so vor mich hin, als der Pilot anfragte, ob er nicht mal einen Looping fliegen sollte. Klar doch, war meine Antwort, denn bei einem Looping ist ja nun wirklich nichts dabei. Von diesem Looping habe ich dann allerdings nicht alles mitbekommen, denn ich bin danach aus einer tiefen Ohnmacht aufgewacht, mit dem Kopf zwischen den Knien. Mir war speiübel, das Herz raste wie wild, mal ein Schweißausbruch, mal Schüttelfrost. Flieg du, meinte der Pilot, nachdem ich ihm gesagt hatte, das ich kurz vorm Kotzen bin.
Normalerweise hilft das, man ist abgelenkt und glaubt natürlich, viel „smoother“ zu fliegen als der Kerl da vorne. Aber es ging nicht, denn ich war räumlich vollkommen desorientiert. Eigentlich konnte ich nur noch ein „bitte straight – in“ von mir geben, was vom Tower auch sofort genehmigt wurde.
ein freundlicher Kamerad hat uns dann vom Flugzeug abgeholt. Als er meinen Zustand sah, warf er routiniert sofort einen Blick zum G-Meter und sagte anschließend zum Piloten: „Du Schwein“. Der Schleppzeiger war bei +6g hängen geblieben.

Der Anstellwinkel ist wohl nicht so sehr das Problem, wenn man mal ein paar ordentliche „g“ ziehen will, dann eher schon die Festigkeit der Zelle. Voraussetzung dazu ist aber eine hohe Geschwindigkeit, aber die hat man ja, wenn man aus einem senkrechten Sturzflug abfängt. Dann reicht sicher auch ein Anstellwinkel von 0° bis max 1° um einen Auftrieb gleich dem Gewicht zu erzeugen. Für 6g schätze ich den Anstellwinkel dann auf ca. 10°, immer noch gut unter einem kritischen Wert von ca. 15°.

Aus flugmedizinischer Sicht sehe ich doch einige Gefahren, wenn das Lastvielfache zu hoch wird, oder zu langer andauert. Die Augen versagen zuerst, man bekommt einen „blackout“, kann dabei aber noch handeln. Die Militärpiloten stecken durch ihre Übung einiges weg, aber Linienpiloten haben diesbezüglich auch nicht mehr Training als ein Busfahrer. Aber sie fliegen normalerweise ja auch keine Loopings. Alleine in der Maschine wäre ich wegen der räumlichen Desorientierung mit Sicherheit abgestürzt.

Viele Grüße!

Hans

[Simeon S]

@Proesprit: Anto, die Reaktivierung des Threads war nicht mein Beweggrund. Mir ging es darum, mir eine Frage zu beanworten, die - wie es schien - auch andere interessierte. Nur gebe ich mich i.d.R. auch eher den leichten Flusigenüssen hin, als daß ich versuche physikalische Nüsse zu knacken.

@Hans: Interessanter Erlebnisbericht - wollte eigentlich auch ganz gerne mal einen Looping im Cockpit miterleben ... aber das sollte ich mir nochmal überlegen wenn's soweit ist.
Du schriebst: "Voraussetzung dazu ist aber eine hohe Geschwindigkeit, aber die hat man ja, wenn man aus einem senkrechten Sturzflug abfängt." Das ist natürlich richtig. Aber mir hat Marc erzählt, daß bei der Pilotenausbildung der Accelerated Stall speziell für die Stall Recovery mit in Betracht gezogen wird. D.h., daß man nach einem Stall beim Beschleunigen im Sinkflug, nicht sobald die Stallgeschwindigkeit überschritten ist, sofort wieder schnell am Knüppel ziehen soll (um in den Levelflight überzugegehen), wodurch man durch das höhere Lastvielfache sofort wieder in einen Stall geraten kann.
Bei einem Motorflugzeug soll man, glaube ich, bei einem solchen Abfangmanöver auch langsam wieder Gas geben, damit das Flugzeug durch den erhöhten Widerstand (erhöhtes G -> erhöhtes Alpha -> erhöhter Widerstand)nicht wieder langsamer wird.

Always happy landings,



Simeon

[AlphaBravo]

@ Simeon S.

@Proesprit: Anto, die Reaktivierung des Threads war nicht mein Beweggrund. Mir ging es darum, mir eine Frage zu beanworten, die - wie es schien - auch andere interessierte. Nur gebe ich mich i.d.R. auch eher den leichten Flusigenüssen hin, als daß ich versuche physikalische Nüsse zu knacken.

Jo, ich hab nur Spaß gemacht.

@ Hans

sehr interessant. Ich wäre schon froh, wenn ich mich überwinden könnte in einer 5-er-Looping-Achterbahn zu fahren.