Frage zu Short- and Soft-Field Takeoffs

[Stefi]

Hallo Zusammen

 

Seit Ende Mai bin ich im Besitz des PPL(A). Nun bin ich fleissig am Erfahrungen sammeln und fliege so viele Rundflüge wie möglich um in Zukunft auch bei uns zu schleppen. 

 

Vorgestern habe ich einen Rundflug durchgeführt mehr oder weniger voll beladen, rechnerisch in den Toleranzen. Mit folgenden Bedingungen: Hohe Aussentemperatur, hohe Luftfeuchtigkeit, weiche Graspiste durch die Regenmengen in den letzten Tagen und geflogen mit einem Robin DR300 Remorqueur. Start- und Landung waren absolut kein Problem, eher konservativ gerechnet mit genügend Reserven. 

Am Abend beim Debriefing haben wir diverse Startmöglichkeiten diskutiert. Ich habe gelernt das Bugrad von Anfang an zu entlasten, was logischerweise einen höheren Anstellwinkel zur folge haben wird. Dabei kam da Frage auf was erzeugt jetzt mehr Wiederstand? Der Höhere Anstellwinkel oder das Bugrad. Mir ist bewusst dass dies von den Bedingungen abhängig ist und wohl nicht immer gleich sein wird. Für mich entstehen daraus zwei Möglichkeiten. 

 

Variante 1: Anrollen mit wenig Entlastung und erst dann das Bugrad anheben bis die nötige Geschwindigkeit zum abheben erreicht wird. 

 

Variante 2: Von Anfang an voll entlasten bis dass Bugrad abhebt weiter Speed aufholen bis die Geschwindigkeit zum abheben erreicht wird. (So habe ich es bis jetzt gemacht). 

 

Wie steht ihr dazu? Ich bin an Erfahrungen, Theorien, Meinungen dazu sehr interessiert. 

 

Gruss Stefan

[iwl]

Bei Softfield das Bugrad entlasten würde ich sagen.

Dadurch dass sich das Hauptfahrwerk eindrückt bremst es so dass ein Moment entsteht in Zusammenhang mit dem Propeller der das Bugfahrwerk mehr eindrückt als durch das Gewicht alleine und es bremst noch mehr.

[DaMane]

Beim Anrollen kannst/sollst du voll ziehen, um die max. mögliche Entlastung bzw. Schonung des Bugrades zu erreichen, da die aerodynamische Wirkung noch gering ist. Mit zunehmender Geschwindigkeit mußt du dann entsprechend nachlassen, um nicht durch zuviel Abtrieb am Höhenruder -  der addiert sich ja zum Flugzeuggewicht, und erhöht dadurch den Anpressdruck des Hauptfahrwerkes, und damit den Rollwiderstand - die Startrollstrecke zu verlängern. Im Idealfall sollst du den Abtrieb am Höhenruder exakt in dem Maße progressiv verringern, daß das "Nose-Up"-Moment (=Bugradentlastung) während des Startlaufes konstant bleibt..

 

Gruß

Manfred

Bearbeitet 11. August 2014 von DaMane

[iwl]

Ich habe das aber so gehört, das man das Bugrad sogar nicht zu hoch (deswegen Nachlassen) vom Boden nehmen soll, dass das Hauptfahrwerk immer mehr aerodynamisch entlastet wird.

Bei zuviel kommt man in den Sackflug was die Sache nicht ganz einfach macht.

[DaMane]

Ich habe das aber so gehört, das man das Bugrad sogar nicht zu hoch (deswegen Nachlassen) vom Boden nehmen soll, dass das Hauptfahrwerk immer mehr aerodynamisch entlastet wird.

Bei zuviel kommt man in den Sackflug was die Sache nicht ganz einfach macht.

Wenn du mein post genau liest, wirst du genau das bestätigt finden.

 

Gruß

Manfred

Bearbeitet 11. August 2014 von DaMane

[iwl]

Ein vom Anrollen konstantes NoseUpMoment = Bugradentlastung ist für mich nicht zwingend gleich dem Bugrad in der Luft mit konstanten optimalen Anstellwinkel, sondern klingt mehr nach mit verringertem Anpressdruck am Boden.

Bearbeitet 11. August 2014 von iwl

[Chipart]

Um das nochmal zusammen zu fassen:

 

- Bugrad entlasten macht genau das, was es sagt: Es Reduziert die Beanspruchung des Bugrades. in Summe wird dadurch die Scheinbare Gewichtskraft des Flugzeuges auf den Boden erhöht!

- Ausser bei seeeehr weichem Boden, wo sonst die Gefahr besteht, dass sich der Flieger "eingräbt" verlängert dieses Entlasten damit im Allgemeinen die Startrollstrecke - kann aber trotzdem sehr sinnvoll sein, weil man eben das relativ schwächere Bugrad schont. 

- Entlastung über den Punkt hinaus, an dem die in Summe auf das Bugrad wirkende Kraft überhaupt nicht mehr nach unten gerichtet ist (aka "abheben") macht auf keinen Fall Sinn

 

Florian

 

P.S.: Das ist übrigens einer der wesentlichen Gründen, warum für Short/Soft-Field Spornradflugzeuge große Vorteile haben: Hier wird durch das frühe Hochnehmen des Hecks (Auftrieb!) tatsächlich entlastet... 

 

Bearbeitet 11. August 2014 von Chipart

[iwl]

Durch heben des Bugrades vom Boden wird der Anstellwinkel und Auftrieb erhöht und damit sinkt auf weichem Boden die erhöhte Rollreibung durch einsinken des Hauptfahrwerks.

Wenn man viel Leistung hat zieht auch der Propeller vom Boden weg was auch hilft.

Bearbeitet 11. August 2014 von iwl

[DaMane]

Ein vom Anrollen konstantes NoseUpMoment = Bugradentlastung ist für mich nicht zwingend gleich dem Bugrad in der Luft mit konstanten optimalen Anstellwinkel, sondern klingt mehr nach mit verringertem Anpressdruck am Boden.

Nehmen wir mal an, die statische Gewichtsverteilung eines Buradflugzeuges läge bei 40%+40%(Hauptfahrwerk)+20%(Bugfahrwerk), d.h. der Anpressdruck/Rollwiderstand des Bugrades macht also 20% aus. Eine Entlastung des Bugfahrwerkes bedeutet zunächst mal immer eine Umverteilung der Belastung auf das Hauptfahrwerk,  welche erst wieder durch eine mit zunehmender Fahrt beginnende Auftriebserzeugung an der Tragfläche kompensiert wird. Da die Entlastung des Bugfahrwerkes durch einen Abtrieb am Höhenleitwerk geschieht, addiert sich diese Kraft zum Gesamtgewicht des Flugzeuges, was wiederum den Anpressdruck/Rollwiderstand des Hauptfahrwerkes erhöht.

 

Gruß

Manfred

[Stefi]

Ich danke euch für eure Antworten. Daraus schliesse ich entlasten ja aber mit dem nötigen Fingerspitzengefühl. 

 

Gruss Stefan

[Brufi]

Die Frage ganz am Anfang war:

Was ergibt mehr Widerstand?

Der stärker angestellte Flügel oder das nicht entlastete Bugrad?

 

Die korrekte Antwort ist: Es kommt darauf an! Auf die Bodenbeschaffenheit nämlich.

 

 

Lasst uns dies anhand der beiden Extremfälle diskutieren:

1) Hartbelagpiste

2) Weicher untergrund

 

Bei Fall 1) ist klar, es bringt nichts, auf einer Harbelagpiste das Bugrad frühzeitig abzuheben und im stark angestellten Zustand den Startlauf durchzuführen. Der angestellte Flügel erzeugt zusätzlichen induzierten Widerstand und die Startrollstrecke wird verlängert.

 

Bei Fall 2), weichem Untergrund, und mit weich meine ich aufgeweichte Graspiste oder Schnee, liegen die Verhältnisse ganz anders. Der Rollwiderstand ist völlig dominant, der Luftwiderstand spielt nur eine untergeordnete Rolle.

Bei solchen Verhältnissen muss das Bestreben sein, die Räder zu entlasten und allmählich aus dem Sumpf herauszuheben. Also geht es darum, möglichst viel Auftrieb zu erzeugen und dies bedingt einen deutlichen Anstellwinkel. Also hilft nur eines: Anrollen mit vollständig gezogenem Höhensteuer, vollständig gezogen! Bei einer gewissen Geschwindigkeit, falls diese trotz des gewaltigen Rollwiderstandes überhaupt erreicht werden kann, wird das Bugrad abheben. In dieser angestellten Lage ist nun der Startlauf fortzusetzen, ohne weiter zu rotieren. Mit zunehmender Geschwindigkeit wird der Auftrieb zunehmen und der Anpressdruck auf die Hauptfahrwerksräder allmählich abnehmen. Schliesslich werden sie zunehmend aus dem weichen Untergrund herauskommen, der Rollwiderstand nimmt immer mehr ab, die Beschleunigung entsprechend zu, und idealerweise mit Minimumspeed werden die Räder den Boden verlassen. Nun fliegt das Flugzeug, aber nur im Bodeneffekt.

In der nächsten Phase muss im Bodeneffekt geblieben und beschleunigt werden, Räder 10 cm über Boden, ohne dabei den Boden wieder zu berühren.

Sobald die normale Geschwindigkeit erreicht ist, wird in den Steigflug übergegangen.

 

Genau gleich funktioniert ein Softfield T/O mit Taildragger (Super Cub, Husky):

Full flaps (!)

Maintain 3 Point Attitude until lift off

Accelerate just above ground to climb speed

Transient into climb

Slowly retract flaps

 

Gruss

Philipp

Bearbeitet 12. August 2014 von Brufi

[fm70]

Maintain 3 Point Attitude until lift off

 

In diesem Punkt bin ich nicht einverstanden. Meine persönliche Erfahrung mit sehr schwach motorisiertem Spornradflugzeug auf 20cm Neuschnee ist, dass Spornrad im Schnee einen sehr hohen Widerstand erzeugt. Also: Spornrad so früh wie möglich anheben, und dann mit Fingerspitzengefühl den optimalen Anstellwinkel zur Entlastung des Hauptfahrwerks suchen. Kommt aber natürlich, wie Du richtig gesagt hast, auf die konkreten Umstände und nicht zuletzt auch auf die verfügbare Motorenleistung an.

[Brufi]

In diesem Punkt bin ich nicht einverstanden. Meine persönliche Erfahrung mit sehr schwach motorisiertem Spornradflugzeug auf 20cm Neuschnee ist, dass Spornrad im Schnee einen sehr hohen Widerstand erzeugt. Also: Spornrad so früh wie möglich anheben, und dann mit Fingerspitzengefühl den optimalen Anstellwinkel zur Entlastung des Hauptfahrwerks suchen. Kommt aber natürlich, wie Du richtig gesagt hast, auf die konkreten Umstände und nicht zuletzt auch auf die verfügbare Motorenleistung an.

Fritz, Du hast recht! Ich mag mich konkret an einen T/G (touch & go) mit PA-18-150 Super Cub auf tief verschneiter Piste erinnern, wo genau dieses Problem akut wurde. Der einzuweisende Pilot hielt das Höhensteuer am Boden voll gezogen, wie vorher besprochen, aber das Flugzeug beschleunigte nicht genug um wieder abzuheben, obwohl vorher beim Start aus dem Stillstand genau das selbe Procedure problemlos funktioniert hatte (wahrscheinlich waren wir dabei in einer bestehenden Spur gerollt und nun beim T/G nicht).

Nach beängstigend langer Startrollstrecke erwachte der Überlebenstrieb des FI und ich griff von hinten ein, hob das Heckrad aus dem tiefen Schnee und siehe da: Das Flugzeug beschleunigte spürbar weiter und hob kurz danach ab.

Gruss

Philipp

[Stefi]

Danke Philipp und den anderen. Für mich alles wertvolle Antworten, zum teil sogar so wie ich es mir vorgestellt habe.

 

Gruss Stefan 

[bleuair]

Habe mir Professor Brunner's Erklärung auch einverleibt - nur eine letzte Frage, das Beispiel Husky wird mit vollen Klappen beschrieben. Gilt das auch für andere Flieger oder setzt man Klappen immer nach AFM? Also zB nur 10°?

[DaMane]

Nein, ich kennen keine solchen Beispiele. Aber volle Klappen erfordern enorm viel Power bzw. eine gutes Leistungs-Gewichts-Verhältnis  (also wenig kg pro PS), sodaß diese Methode für sehr viele Flieger schon deswegen ausscheiden dürfte.

 

Gruß

Manfred.

Bearbeitet 14. August 2014 von DaMane

[Brufi]

Man setzt Klappen nach AFM!  Husky hat enorm viel Excess Power, sonst würde das mit full flaps niemals funktionieren.

Gruss

Philipp

Bearbeitet 15. August 2014 von Brufi

[fm70]

Es gibt für Extremsituationen auch noch den Trick, ohne Klappen zu beschleunigen und dann zum Abheben die Klappen zu ziehen. Geht aber natürlich nur mit mechanischen Klappen (weil es schnell gehen muss) und erzähl das nie einem Fluglehrer!

[bleuair]

Es gibt für Extremsituationen auch noch den Trick, ohne Klappen zu beschleunigen und dann zum Abheben die Klappen zu ziehen. Geht aber natürlich nur mit mechanischen Klappen (weil es schnell gehen muss) und erzähl das nie einem Fluglehrer!

 

Auch der Fluglehrer guckt die STOL competitions von Valdez AK ;)

[iwl]

Das macht aber nur bei Short nicht Softfield Sinn würde ich sagen.

[ArcticChiller]

Diese Technik war sogar in einem alten Dokument einer C175, die ich in der Schweiz flog. Ich hatte sie aber nie angewandt; ausser beim Wasserfliegen in einer Super Cub (ich glaube das macht man beim rough water takeoff, bei dem man, wie beim Soft Field, so schnell wie möglich von der Oberfläche weg will). Gefährlich ist es nicht, solange man den Kopf bei der Sache hat und im Bodeneffekt bleibt. Genauso die Soft Field Technik, die einem in den USA gelehrt wird. Beim Taxi hat man das Höhenruder voll gezogen und rollt ohne zu stoppen auf die Piste und während man den Throttle öffnet hebt sich das Bugrad aus dem weichen Boden und man balanciert es möglichst tief. Auch hier hebt man sehr langsam ab und beschleunigt im Bodeneffekt. Ich finde die Technik gut, halte sie aber nur für sinnvoll, wenn die Piste lang ist und so richtig weich. In der Schweiz, bei den kurzen Graspisten, ist es sinnvoller einfach das Bugrad zu entlasten und es nicht vollständig anzuheben. Wie von Brufi etc. erklärt, muss man sich an die Situation anpassen.