Luft- und Raumfahrt

Was ist ein “stall” bei einem Flugzeug?

Ein Flugzeug fliegt, weil Luft die Tragflächen umströmt. Die Form der Flügel sorgt dafür, dass die Luft auf der Oberseite einen längeren Weg zurücklegen muss als die Luft an der Unterseite der Tragflächen. Die Luft strömt deshalb an der Oberseite mit einer höheren Geschwindigkeit, damit die längere Strecke in der gleichen Zeit wie auf der Unterseite zurückgelegt wird. Nach Bernoulli bedeutet dies, dass auf der Oberseite ein Unterdruck herrscht. Dieser zieht das Flugzeug nach oben. Gleichzeitig entsteht auf der Unterseite ein Überdruck, der das Flugzeug nach oben drückt. Das Ergebnis ist der Auftrieb. Damit der beschriebene Prozess funktioniert, ist eine sogenannte laminare Anströmung der Tragfläche notwendig. Eine laminare Strömung ist eine Strömung ohne Verwirbelungen.

Kommt es zu einem Strömungsabriss an den Tragflächen, so spricht man von einem “stall”.

Die häufigsten Ursachen, die einen stall hervorrufen sind:

  • Die Mindestgeschwindigkeit wird unterschritten oder
  • der Anstellwinkel der Tragflächen relativ zur anströmenden Luft ist zu groß.

Es ist zu beachten, dass die genannten Parameter nicht konstant sind, sondern mit der Flughöhe variieren. Bei modernen Flugzeugen regeln deshalb Computer nicht einfach nur das Steuern sondern eben auch die Trimmung und Geschwindigkeit. Lediglich beim Ausfall dieser Systeme, wie es 2009 beim Absturz des Air France Fluges AF 447 passiert ist, müssen die Piloten dies selbst übernehmen. Bei diesem Unglück waren die Piloten in der fatalen Situation, dass auch die Geschwindigkeitsmessung ausgefallen war, da die sogenannten Pitotsonden des Airbus A330 vereist waren. Trotzdem gibt es auch für diesen Fall Maßnahmen, die ergriffen werden können, um einen sicheren Flug zu gewährleisten. Warum dies beim Flug AF 447 nicht gelang, kann man in dem abschließenden Untersuchungsbericht der französische Flugsicherheitsbehörde BEA nachlesen.

In diesem Kontext wird auch manchmal der “deep stall” erwähnt. Damit ist der gleichzeitige Strömungsabriss an den Tragflächen und dem Höhenruder gemeint. Dies ist sehr fatal, weil die routinemäßige Prozedur, um einen stall abzuwenden, das Trimmen der Flugzeugnase nach unten ist. Mit einem Strömungsabriss am Höhenruder ist dies aber nicht ohne Weiteres möglich. Ein deep stall kommt dann vor, wenn der Anstellwinkel der Tragflächen so hoch ist, dass sich das Höhenruder im Windschatten der Tragflächen befindet und so keine Anströmung stattfindet. Besonders leicht lässt sich diese Bedingung bei Flugzeugen mit einem sogenannten T-Leitwerk erfüllen. Bei dieser Konstruktionsart ist das Höhenruder oberhalb des Seitenleitwerks angebracht. Die Boeing 727 besitzt beispielsweise ein solches T-Leitwerk. Verschiedene Mechanismen helfen bei solchen Flugzeugtypen einen deep stall zu verhindern. Dies ist nämlich vom Hersteller schon konstruktionsbedingt sicherzustellen: Ein Flugzeug muss auch bei einem stall ein funktionierendes Höhenruder haben.

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