03.10.2021 | PC-12/47E | YR-PDV | Milano Linate (LIN) | Kollision mit Bürogebäude nach dem Start

[teetwoten]

Natürlich muss die Staupunktstromlinie im Staupunkt bei positivem AOA "von unten" kommen, doch wird der AOA nicht mit der lokalen Staupunktstromlinie bestimmt sondern mit der unendlichen (globalen) Anströmung:

 

 

Stefan

 

[Dierk]

vor 3 Stunden schrieb spornrad:

Hi Stefan,

gegen Luft hat die Flugzeugbewegung immer eine vertikale Komponente (Eigensinken). Es geht nämlich nicht um die Bewegung im Raum, sondern die Relativbewegung gegen Luft. Ohne diese vertikale Anströmungskomponente wäre der AOA und damit der Auftrieb = 0. Im unbeschleunigten Flug ist aber Auftriebskraft = Gewichtskraft, also AOA >0. Und damit eine vertikale Anströmungskomponente zwingend.

 

Beim Segler easy, der sinkt immer gegen Luft. Motorflieger fliegen quasi immer ein bisschen bergauf, um das Eigensinken auszugleichen.

 

Am einfachsten zu sehen ist das beim schwebenden Heli, wo die Fläche sich dreht und der vertikale Luftstrom für Nebenstehende leicht zu spüren ist. Aber auch jede andere fliegende Fläche beschleunigt ständig Luft nach unten. Das ist die vertikale Komponente.

 

Einfach und allein die reduzierte horizontale Anströmung (kürzerer Pfeil) bei gleichbleibender vertikaler Anströmung erhöht den AOA, wenn man in eine Windscherung mit Rückenwind einfliegt (Vektordiagramm ganz rechts), weil die effektive Anströmung jetzt stärker von der gleichbleibenden vertikalen Komponente bestimmt wird.

 

Gruss

Albrecht

 

Die Flugzeugbewegung (Bewegung des Schwerpunktes des Flugzeugs) relativ zur Luft ergibt einen anderen Vektor als Luft relativ zur Flügelsehne. 

 

Im Horizontalflug (in Bezug auf die Flughöhe relativ zur Meeresoberfläche) kann es eine Vertikalkomponente der Luft in Bezug zur Flugzeugbewegung geben, muss aber nicht. Bei ruhiger Luft gibt es keine, bei Fallwinden ist sie negativ, bei Thermik positiv. 

 

Betrachtet man aber die Beziehung Luft- Flügel, so hängt die Vertikalkomponente zusätzlich vom Einstellwinkel und von den Steuerinputs des Piloten ab. 

 

Bei einem Sinkflug mit negativen G ist bei ruhiger Luft die Vertikalkomponente negativ, d. h. die Fläche wird "von oben und vorn" angeströmt. 

 

Beim Horizontalflug in ruhiger Luft ist die Vertikalkomponente positiv, d. h. aufgrund der Einstellwinkels + Trimmung strömt Luft die Tragfläche von vorn und unten an. 

 

Ändert sich die Luftströmung plötzlich (Windscherung, Böe) von "ruhiger Luft" zu "horizontalem Rückenwind", nehmen im ersten Moment sowohl die Horizontalkomponente als auch die Vertikalkomponente proportional ab, der Anstellwinkel ändert sich daher nicht, das Flugzeug fliegt in ein "Luftloch". Da der Auftrieb plötzlich nicht mehr ausreicht erfährt es eine vertikale Beschleunigung nach unten. 

 

Ohne korrigierenden Steuerinput kommt es im nächsten Moment aufgrund von mehreren Effekten zu einer Änderung des Anstellwinkels und Wiederzunahme des vorübergehend verminderten Auftriebs:

 

1. Der Anstellwinkel nimmt aufgrund des Absinken des Flugzeuges nach unten mit zunehmender Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeugs zu (Fall ins "Luftloch"), dieser Effekt erhöht den Auftrieb. 

 

2. Gleichzeitig führt die Eigenstabilität (abnehmender Abtrieb am Höhenruder) zu einem Abkippen der Nase, worauf sich Anstellwinkel und Auftrieb verringert, das Flugzeug geht unter Erhöhung der vertikalen und horizontalen Geschwindigkeitskomponenten in einen Sinkflug

 

3. Der Abtrieb am Höhenruder steigt mit steigender Horizontalkomponente, der Anstellwinkel steigt wieder und das Flugzeug geht nach Höhenverlust vom Sinkflug in einen Horizontalflug mit einem im Vergleich zur der Ausgangssituation identischen Abstellwinkel über. Die TAS ist wieder die gleiche, aber die Relativgeschwindigkeit zur Erde ist wegen der Rückenwindkomponente nun erhöht. 

 

In diesem Szenario kommt es also nicht zu einer dauerhaften Erhöhung des Anstellwinkels, vorübergehend ist er schon erhöht, nicht im ersten Moment, aber sobald der Flieger nach unten ins "Luftloch" fällt und solange die Nase noch nicht genügend  abgekippt ist, dann ist er wieder gleich und sofort darauf vorübergehend sogar vermindert solange der Flieger Geschwindkeit aufholt um sich danach wieder zu erhöhen und auf vorherigem Niveau zu stabilisieren. Dabei kommt es natürlich zu Höhenverlust. 

 

Insbesondere wenn die Windscherung selbst eine positive Vertikalkomponente enthält kommt es zu einem deutlichen Anstiegs des Anstellwinkels. Ohne Rückenwindkomponente würde das Flugzeug eine Erhöhung des Auftriebs erfahren. Mit Rückenwindkomponente kann sich (je nach Verhältnis zu der Vertikalkomponente) der Auftrieb erhöhen, gleichbleiben oder sinken. 

 

Am Gefährlichsten für einen Stall wäre demnach eine Windscherung mit deutlicher Rückenwind- und gleichzeitig positiver Vertikalkomponente. D. h. der Flieger wird  aufgrund der Windscherung einer neuen Strömungskomponente von "hinten-unten" ausgesetzt. Es kann dann zum Stall kommen, weil die Eigenstabilität zu träge ist, um die Zunahme des Anstellwinkels mittels Absenken der Nase zu kompensieren... 

 

Langsamflug mit geringer Motorleistung kann das Problem verschärfen, weil dann korrigierende Steuerinputs über das Höhenruder kaum einen Effekt haben. 

 

Soweit mein physikalisches Verständnis dazu.

 

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von Dierk

[spornrad]

Hier nochmal das Schema, jetzt bezogen auf Horizont. Die resultierende Anströmung wird steiler (AOA= Winkel zw. Flügelsehne und res. Anströmung nimmt zu), wenn man in eine horizontale Windscherung einfliegt mit weniger Gegenwind, genauso wie bei Einflug in ein vertikales Aufwindfeld.

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von spornrad

[DaMane]

Am 20.10.2021 um 07:21 schrieb onLoad:

.......................

 

Du kannst dein Flugzeug bei jeder Speed und in jeder Fluglage in den Stall bringen, es ist eine Frage des AOA. Soviel zu elementarer Aerodynamik.

 

....................

 

Ich glaube, du redest über den accelerated stall, und denn bekommt man, wenn man die durch die jeweilige Geschwindigkeit limitierte max. G-Load ueberzieht. Plakatives Beispiel: mit Zero-G kannt man selbst mit Null Airspeed nicht stallen.

 

Gruß

Manfred

[Dierk]

vor 5 Minuten schrieb spornrad:

Hier nochmal das Schema, jetzt bezogen auf Horizont. Die resultierende Anströmung wird steiler (AOA= Winkel zw. Flügelsehne und res. Anströmung nimmt zu), wenn man in eine horizontale Windscherung einfliegt mit weniger Gegenwind, genauso wie bei Einflug in ein vertikales Aufwindfeld.

 

Ja, aber nicht unmittelbar wegen dem Rückenwind, sondern wegen der resultierenden Vertikalbewegung des Fliegers nach unten (=Sturz ins Luftloch). 

 

 

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von Dierk

[DaMane]

Am 20.10.2021 um 11:58 schrieb spornrad:

Nicht ganz, weil Pitch ist nicht gleich AOA. Was da fehlt, ist die Geschwindigkeitskomponente in der Hochachse. Der resultierende Winkel der Anströmung machts.

Aber Pitch und AOA untertscheiden sich nur durch die resultierende Flugbahn, oder?

 

Gruß

Manfred

[DaMane]

Am 20.10.2021 um 12:06 schrieb spornrad:

Nee, weil die vertikale und horizontale Anströmung nicht immer konstant sind. Beispiel Windscherung: wenn du in ein Aufwindfeld einfliegst, erhöht sich der AOA schlagartig auch wenn Pitch und Gleitpfad konstant sind... Ähnliches passiert, wenn du aus dem stärkeren horizontalen Höhenwind in die vom Gelände abgebremste tiefere Strömung sinkst. Deshalb haben wir die windabhängigen Sicherheitsaufschläge auf die Anfluggeschwindigkeit, um den AOA sicher im grünen Bereich zu halten.

OK, diese Abweichungen sind aber nur temporär, so l<ange, bis sich der Flieger wieder ausbalanciert hat.

 

Gruß

Manfred

[Dierk]

Die schlagartige Erhöhung des Anstellwinkels beim Einfliegen in ein Aufwindfeld ist auch wichtig, um die Tragfähigkeit der Flügelstruktur korrekt zu dimensionieren. 

 

Durch die Erhöhung des AOA kann der resultierende Auftrieb zu schwach ausgelegte Strukturen versagen lassen, bevor der Flügel stallt. 

 

Beim Einfliegen in eine Windscherung mit ausschliesslich horizontaler Rückenwindkomponente ist das dagegen kein Problem. 

 

Ich habe mal einen Canardflügel nachgerechnet und bin für den dünnen Holm auf eine Grenzgeschwindigkeit von 81 kts gekommen (keine strukturellen Schäden mit dem schlechtesten Festigkeitswert für das verwendete Holz, die Werte von Holz streuen bekanntlich etwas), soweit ich mich erinnere war das beim Einfliegen in eine 25 kts vertikale Böe. Im Flughandbuch stand exakt diese Zahl als empfohlende maximale Fluggeschwindigkeit bei unruhiger turbulenter Luft. Das sehr aerodynamische Canard konnte ansonsten 145 kts im Reiseflug fliegen. 

[spornrad]

46 minutes ago, Dierk said:

Ändert sich die Luftströmung plötzlich (Windscherung, Böe) von "ruhiger Luft" zu "horizontalem Rückenwind", nehmen im ersten Moment sowohl die Horizontalkomponente als auch die Vertikalkomponente proportional ab, der Anstellwinkel ändert sich daher nicht, das Flugzeug fliegt in ein "Luftloch". Da der Auftrieb plötzlich nicht mehr ausreicht erfährt es eine vertikale Beschleunigung nach unten. 

Warum sollte die Vertikalkomponente in dem Moment abnehmen? Tut sie nicht, Gleitpfad und Eigensinken bleiben erstmal gleich. Und deshalb ändert sich schlagartig der Anstellwinkel, s.o. Je nachdem wie nah du an der Stallspeed / am kritischen AOA auf der Polare bist, resultiert daraus eine Zunahme oder Abnahme des Auftriebs. Ein "Luftloch" gibts nicht, ausser du verlässt die Atmosphäre .

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von spornrad

[spornrad]

25 minutes ago, DaMane said:

OK, diese Abweichungen sind aber nur temporär, so l<ange, bis sich der Flieger wieder ausbalanciert hat.

 

Gruß

Manfred

Stimmt, aber wenn er dabei stallt wirds mit dem Ausbalancieren ein bisschen komplizierter.

[Dierk]

vor 5 Minuten schrieb spornrad:

Warum sollte die Vertikalkomponente in dem Moment abnehmen? Tut sie nicht, Gleitpfad und Eigensinken bleiben erstmal gleich. Und deshalb ändert sich schlagartig der Anstellwinkel, s.o. Je nachdem wie nah du an der Stallspeed / am kritischen AOA auf der Polare bist, resultiert daraus eine Zunahme oder Abnahme des Auftriebs. Ein "Luftloch" gibts nicht, ausser du verlässt die Atmosphäre .

 

Weil die Vertikalkomponente immer auch von der Geschwindigkeit relativ zu Luft abhängt. 

 

Beispiel:

 

Bushplane fliegt mit 60 kts im stabilen Horizontalflug in 30 m Höhe bei laminarer horizontaler Strömung über Meer. 

Gegenwind ebenfalls 60 kts: Flieger bewegt sich über der Erde nicht. 

 

Fällt der Gegenwind plötzlich weg, weil ein Flugzeugträger aufkreuzt und Windschatten gibt, so liegt im ersten Moment keinerlei Luftströmung (mit Ausnahme Propeller) am Flügel mehr an. Keine Horizontalkomponente, keine Vertikalkomponente. 

 

In Folge fällt der Flieger wie ein Stein und AOO geht sprunghaft von zuvor z. B. 4 Grad auf neu 90 Grad über. 

 

Solange der Flieger noch nicht fällt, d. h. in der ersten Millisekunde, gibt es keine Vertikalkomponente. Diese entsteht erst mit dem Fall.

 

Sinkt der relative Wind dagegen nur um 30 kts statt 60 kts, d. h. um die Häfte, nimmt die Vertikalkomponente auch um die Hälfte ab. 

 

Die Vertikalkomponente existiert nicht per se sondern resultiert aus der Zerlegung des Strömungsvektors. 

 

Ist der Strömungsvektor kleiner, ist die Vertikalkomponente kleiner. 

 

Logisch, oder nicht? 

[spornrad]

Die Vertikalkomponente kommt vom Eigensinken der Fläche, angetrieben durch die Gewichtskraft. Beim Segler am einfachsten zu verstehen, gilt aber auch für den Motorflieger. Der befindet sich im Horizontalflug halt im permanenten Steigflug gegen das Eigensinken.

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von spornrad

[simones]

vor 7 Minuten schrieb spornrad:

Die Vertikalkomponente kommt vom Eigensinken der Fläche, angetrieben durch die Gewichtskraft. Beim Segler am einfachsten zu verstehen, gilt aber auch für den Motorflieger. Der befindet sich im Horizontalflug halt im permanenten Steigflug gegen das Eigensinken.

Du machst Dir das zu kompliziert. Nach der Logik müsste ein in der Geschwindigkeit konstant fahrender PKW ständig in der Beschleunigungsphase sein, weil Luft und Reifen das Fahrzeug ja abbremsen …..

 

lg micha

[Dierk]

vor 28 Minuten schrieb spornrad:

Die Vertikalkomponente kommt vom Eigensinken der Fläche, angetrieben durch die Gewichtskraft. Beim Segler am einfachsten zu verstehen, gilt aber auch für den Motorflieger. Der befindet sich im Horizontalflug halt im permanenten Steigflug gegen das Eigensinken.

 

Hier ist der Kern des Verständnisproblems. 

 

Aufgrund der Anströmung des Flügels, dessen Flügelsehne nicht parallel zur anströmenden Luft steht, entsteht eine Vertikalkomponente. Stünde die Flügelsehne parallel zur anströmenden Luft oder würde der Flügel überhaupt nicht angeströmt (Flugzeug im Hangar) gibt es auch keine Vertikalkomponente. 

 

Stellt man den Flügel um 5 Grad an bei laminarer horizontaler Strömung, trifft die Luft mit diesem 5 Grad Winkel auf diesen Flügel, egal mit welcher Geschwindigkeit diese Strömung fliesst. 

 

Wird diese Geschwindigkeit um die Hälfte reduziert, ändert sich der AOA zunächst nicht, da sich im Parallelogram beide Komponenten verringern. 

 

Es gibt keinen relativen Wind von unten, der nach einer Windscherung mit ausschliesslich horizontaler Rückenwindkomponente unverändert anhalten würde. Nur wenn letzteres der Fall wäre, würde sich der AOA sprunghaft ändern (positiver werden). 

 

Weil der relative Wind aber von der Anströmung abhängt, und diese z. B. um 50 % reduziert ist, wird auch die vertikale Komponente im ersten Moment proportional kleiner. 

 

 

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von Dierk

[mrueedi]

vor 1 Stunde schrieb Dierk:

 

In Folge fällt der Flieger wie ein Stein und AOO geht sprunghaft von zuvor z. B. 4 Grad auf neu 90 Grad über. 

Genau! Der AoA ändert. Die AoA Anzeige kann diesen Fall also anzeigen. Um das ging es ja. Dass die AoA Anzeige ein taugliches Instrument ist, um jederzeit sicher zu fliegen.

 

In meinem eigenen Gedankenexperiment bin ich von einem normalen Flug bei Windstille mit 100 kts und einer plötzlich Rückenwindkomponente von 100 kts ausgegangen. Führt aber genau zu demselben von Dir beschriebenen Resultat.

 

Wichtig ist noch die Feststellung, dass in dieser ersten Millisekunde, wenn das Flugzeug in der Luftmasse stillsteht, es auch keinen Strömungsabriss gibt (mangels Strömung). Erst wenn es abwärts geht, wird natürlich vorerst ein Strömungsabriss vorliegen, gleichzeitig aber auch wieder ein korrekter AoA von anfänglich 90°, welcher nach den Grundsätzen der AoA Fliegerei die richtige Pilotenreaktion nahe legt: nachdrücken.

 

Folgendes ist also nicht korrekt und ist kein Grund, warum das Fliegen nach AoA heikel wäre:

 

vor 16 Stunden schrieb teetwoten:

Im Horizontalflug (Anströmung = umgekehrter Bewegungsvektor) ändert sich der Anstellwinkel nicht wenn sich nur die Anblasgeschwindigkeit ändert (zB durch Rückenwind):

 

Dieser Kerl betrachtet die AoA Anzeige als Auftriebs-Reserve Anzeige und braucht sie sogar zum Start:

Alpha System Lift Reserve Indicator (mountainflying.com)

 

Bearbeitet 21. Oktober 2021 von mrueedi

[teetwoten]

vor 17 Minuten schrieb mrueedi:

Erst wenn es abwärts geht, wird natürlich vorerst ein Strömungsabriss vorliegen, gleichzeitig aber auch wieder ein korrekter AoA von anfänglich 90°, welcher nach den Grundsätzen der AoA Fliegerei die richtige Pilotenreaktion nahe legt: nachdrücken.

 

So, so! Ein AOA von 90° bedeutet rassenreiner Sackflug. Da ist nicht nur der Tragflügel komplett abgelöst, sondern auch das Höhenleitwerk. Da kannst Du nachdrücken soviel Du willst. Einzige Chance rauszukommen ist ein Schwerpunkt genügend weit vorne, so dass ein resulterendes nose-down Moment entsteht oder genügend Schub, um ihn "rauszuziehen"....

 

Stefan

 

[mrueedi]

vor 16 Minuten schrieb teetwoten:

So, so! Ein AOA von 90° bedeutet rassenreiner Sackflug. Da ist nicht nur der Tragflügel komplett abgelöst, sondern auch das Höhenleitwerk.

Es war ja nur ein rein hypothetisches Gedankenexperiment, um zu zeigen dass eine AoA Anzeige diesen Fall auch abdecken kann. In der Praxis wird die schlagartige Windkomponente von hinten in der Regel deutlich kleiner sein als die Fluggeschwindigkeit, was dann einfach ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Absacken zur Folge hat. Welches dann aber wiederum sehr wohl zu einer AoA Änderung (nämlich zu einem Anstieg) führt, welche den Piloten anhand der AoA Anzeige zur korrekten Korrektur veranlassen kann.

[teetwoten]

vor 8 Stunden schrieb Dierk:

Durch die Erhöhung des AOA kann der resultierende Auftrieb zu schwach ausgelegte Strukturen versagen lassen, bevor der Flügel stallt.  

 

Das sollte bestens unter Kontrolle sein und nennt sich VA (Manövergeschwndigkeit) im V-n Diagramm. Unterhalb kannst Du ziehen soviel Du willst und riskierst höchstens einen Stall. Darüber riskierst Du (abgesehen von Sicherheitsfaktoren) den Flügelbruch.

 

Stefan

 

[Adjuster]

vor 9 Stunden schrieb simones:

Du machst Dir das zu kompliziert. Nach der Logik müsste ein in der Geschwindigkeit konstant fahrender PKW ständig in der Beschleunigungsphase sein, weil Luft und Reifen das Fahrzeug ja abbremsen …..

 

lg micha

Es ist aber so. 

Mein 180ps Schleppflugzeug herkömmlicher Art benötigt ca. 100 Ps um sich selbst in der Luft zu halten. 

Es stehen daher nur noch 80 Ps zum ziehen den Segelflugzeugs zur Verfügung. 

[Dierk]

Am 20.10.2021 um 22:28 schrieb benih:

Sudden updraft -> AoA decreased, sudden downdraft -> AoA increased. Bei downdrafts kommt dann oft reflexartig noch ein ziehen (pull up/pitch increase) dazu was den AoA weiter erhöht und eventl überschreitet (JU). Oder checke ich nicht was hier diskutiert wird?

 

Kann nicht sein.

 

Plötzlicher Aufwind = plötzliche Erhöhung des AoA

Plötzlicher Abwind = plötzliche Verringerung des AoA

 

Plötzlicher Gegenwind = AoA zunächst gleich, Auftrieb erhöht, Flugzeug erfährt Vertikalbewegung nach oben, mit  zunehmender Vertikalgeschwindigkeit nimmt AoA ab, weitere Effekte werden durch Trimmung, Höhenruder und Drag verursacht, relative Beschleunigung entgegen Flugrichtung durch erhöhten Drag, Auftrieb sinkt auf den Ausgangswert, Vertikalbewegung beendet, AoA wieder wie zuvor. 

 

Plötzlicher Rückenwind = AoA zunächst gleich, Auftrieb verringert, Flugzeug erfährt Vertikalbewegung nach unten, mit zunehmender Vertikalgeschwindigkeit nimmt AoA zu, weitere Effekte (Eigenstabilität, Trimmung, Höhenruder) führen zu einer Erhöhung des verringerten Auftriebs bis auf Ausgangsniveau, Vertikalbewegung beendet. 

 

So und was passiert jetzt bei einer plötzlichen horizontalen Seitenwindkomponente?

 

Egal von welcher Richtung (rechts/links), der Luftstrom streicht nun quer über den Flügel, was die relative aerodynamisch wirksame Flügeltiefe erhöht und somit das Profil in seiner Wirkung geringfügig verändert (Profilsehne wird aerodynamisch gesehen kurzfristig länger). AoA bleibt zunächst gleich. Eine etwas längere Profilsehne wird in der Regel aber einen etwas höheren Auftrieb erzeugen (genau weiss ich es aber in diesem Fall nicht). Bei einem Hochdecker oder Tiefdecker (wenn Flächen nicht im Windschatten des Rumpfs bezüglich Seitenwindkomponente) könnte ein kurzes Steigen die Folge sein. Andererseits könnte eine Fläche bezüglich Seitenwindkomponente im Windschatten des Rumpfes liegen, was kurzzeitig zu einer Rotation über die Längsachse führen könnte. Auch die Randwirbel können seitlich verschoben werden und die Effizienz einer Flügelseite steigern, jene der anderen Flügelseite verringern. Aufgrund des höheren Drag und dem Windfahneneffekt wird der Flieger leicht abgebremst und dreht sich schnell in die Strömung, so dass die Abkipptendenz über die Fläche bzw. die Vertikalbewegung (geringfügiges Steigen) aufhören und abgesehen von der durch die Seitenwindkomponente geänderten Flugrichtung zur Erde alles andere wieder zu den Ausgangsparametern zurückgeht.

 

Vielleicht gibt es irgendwo eine bessere Erklärung für das Einfliegen in Seitenwind, habe das jetzt nicht weiter recherchiert sondern mir nur gedanklich vorgestellt. 

 

Was den Unfall angeht, gehe ich eher nicht von einem aerodynamischen Stall aufgrund von Windscherungen aus, sondern von "sudden pilot incapacitation" durch Malaise, Herzinfarkt oder Schlaganfall, falls der Flieger manuell gesteuert war. Falls der Autopilot an war, wäre eher ein technisches Versagen / schwerer Birdstrike mit Durchschlagen der Cockpitscheibe denkbar. 

Bearbeitet 22. Oktober 2021 von Dierk

[teetwoten]

Es ist wiedereinmal eine Frage von Ursache und Wirkung:

 

 

Wenn Du wegen ungenügend Schub anfängst zu sinken, so nimmt der Anstellwinkel zu und kann bei konstanter Attitude (theoretisch) selbsttätig zum Stall führen.

 

Wenn Deine Anströmung von vorne (Horizontalflug) einen Aufwind erwischt, so nimmt Dein Anstellwinkel ebenfalls zu.

 

Es gilt zu beachten, dass die Anströmung bei Turbulenz schlagartig ändern kann. Bis sich die neue Umströmung (Zirkulation) ausgebildet hat, braucht es etwas Zeit und ein Flugzeug unterliegt der Massenträgheit, weshalb sich die Fluglage erst zeitlich verzögert ändert.

 

 

 

Wenn die Anströmung plötzlich von der Seite kommt, so trägt die seitiche Komponente (in Spannweitenrichtung) nichts zum Auftrieb bei. Die wirksame Komponente nimmt daher ab und es geht Auftrieb verloren (horizontale Windscherung).

 

Stefan

 

Bearbeitet 22. Oktober 2021 von teetwoten

[spornrad]

20 hours ago, Dierk said:

Es gibt keinen relativen Wind von unten, der nach einer Windscherung mit ausschliesslich horizontaler Rückenwindkomponente unverändert anhalten würde. Nur wenn letzteres der Fall wäre, würde sich der AOA sprunghaft ändern (positiver werden). 

Es gibt immer einen relativen Wind von unten bei einem Flieger schwerer als Luft, also solange die Flächenbelastung >0 ist. Einfach durch die Gewichtskraft, die auf die Fläche wirkt. Das ist das Eigensinken der Fläche. Segelflieger tanken sogar Wasserballast, um im Streckenflug die Flächenbelastung (und damit den Wind von unten) zu erhöhen, weil sie dadurch schneller fliegen können.

Bearbeitet 22. Oktober 2021 von spornrad

[Dierk]

vor 3 Stunden schrieb teetwoten:

Wenn die Anströmung plötzlich von der Seite kommt, so trägt die seitiche Komponente (in Spannweitenrichtung) nichts zum Auftrieb bei. Die wirksame Komponente nimmt daher ab und es geht Auftrieb verloren (horizontale Windscherung).

 

Stefan

 

Das wäre mal interessant zu simulieren. 

Wird zusätzlich zur horizontalen Strömung eine seitliche addiert, wird der Flügel mit höherer Geschwindigkeit angeströmt, mit neuen Strömungswinkel. 

 

Man könnte nun den Querschnitt des Profils um diesen Winkel drehen und zerren, es entsteht ein neues Profil das mit höherer Strömungsgeschwindigkeit angeströmt wird. An den beiden Flügelspitzen verliert man etwas Fläche und diese Flügelenden müssten separat gerechnet werden. 

 

Für kleine seitliche Winkel bin ich mir nicht sicher ob der Auftrieb tatsächlich abnimmt, wie du sagst. Für grössere natürlich schon, weil das Profil durch die Drehung extrem verzerrt, dabei muss es aerodynamisch ineffizienter werden. 

 

Auf jeden Fall nimmt der Drag zu. 

Das schnelle Sinken bei der Glissade führe ich zuerst auf den massiv erhöhten Drag zurück und nicht auf einen Auftriebsverlust am Flügel wegen seitlicher Strömungskomponente. Aufgrund des massiven Drags benötigt der Flug mehr Energie, um auf Höhe zu bleiben, um die Fluggeschwindigkeit konstant zu halten und im Leerlauf dennoch genügend Energie bereitzustellen, muss die Nase nach unten gedrückt werden worauf sich ein deutlich steilerer Sinkflug ergibt... 

[Dierk]

vor 4 Minuten schrieb spornrad:

Es gibt immer einen relativen Wind von unten, solange die Flächenbelastung >0 ist. Einfach durch die Gewichtskraft, die auf die Fläche wirkt. Das ist das Eigensinken der Fläche. Segelflieger tanken sogar Wasserballast, um im Streckenflug die Belastung (und damit den Wind von unten) zu erhöhen, weil sie damit schneller fliegen können.

 

Es ging darum, ob dieser unverändert anhält bei plötzlicher Rückenwindkomponente. Die Flächenbelastung sinkt mit dem Auftriebsverlust, welcher durch die plötzlich verminderte Anströmung der Fläche entsteht. Weshalb die Auftrieb der Fläche auch mit der Gewichtskraft nicht mehr im Gleichgewicht ist, das Flugzeug sinkt vertikal ab. 

 

Soweit ich das nachvollziehen kann, gehst du bei deinem Gedankengang davon aus, dass das "Eigensinken" weiterhin unverändert stattfindet. Tut es nicht. 

[spornrad]

Klar tut es das. Das Eigensinken bleibt unverändert, weil die ursächliche Kraft unverändert ist: die Gewichtskraft.

Flächenflieger sind im Prinzip gewichtskraftgetriebene Geräte mit Hilfsmotor.

Das gilt sogar für gut motorisierte Jets wie A330, wie man an AF447 sehen kann. Selbst mit Vollgas kamen die nicht aus dem Stall / hohem Drag, das hätte eine Umsetzung des Eigensinkens in Vortrieb durch massives Drücken, also eine gewichtskrafterzeugte Beschleunigung gebraucht.

Bearbeitet 22. Oktober 2021 von spornrad