Stallspeeds abhängig vom Lastvielfachen (vom Massefaktor)

Forum - Unfallprävention
  • Ist Vref die richtige Geschwindigkeit für den Landeanflug? Ja, aber ...

    Vref ist definiert als das 1,3 fache der Stallspeed in der entsprechenden Konfiguration (Klappenstellung). Damit ist man komfortabel weit weg von der Gefahr eines Strömungsabrisses und gleichzeitig langsam genug, um die Handbuchwerte für Landestrecke und Landerollstrecke erreichen zu können. Bei 800 m Bahn kommt es darauf nicht wirklich an, bei weniger als 400 m auf diversen Insel- oder UL-Plätzen aber schon.

    Hilfreich ist zu wissen, dass die Handbuchwerte für Stallspeeds, Reference-Speeds, Landerollstrecke, Startrollstrecke etc. üblicherweise für MTOW angegeben werden. Fliegt man leichter, reduzieren sich diese Werte. Fliegt man schwerer, dann ...

    Die Stallspeed verändert sich mit der Quadratwurzel aus dem Lastvielfachen. In einer 30 Grad Kurve beträgt das Lastvielfache 1,15 und die Wurzel daraus 1,072, die Stallspeed liegt also schon gut 7% höher. In einer 40 Grad Kurve liegt die Stallspeed dann schon mehr als 14% höher. Bei Einhaltung von Vref ist da immer noch ein Polster bis zum Stall. Bei noch mehr Schräglage ist das Polster dann schnell weg.

    Ein Lastvielfaches ergibt sich auch, wenn das tatsächliche Gewicht über MTOW liegt. Bei 560 kg statt 472,5 kg beträgt das Lastvielfache (oder der Massefaktor) (im Horizontalflug) 1,185 und der Einfluss auf die Stallspeed 9%.

    Beispiel für eine C42B: enge Kurve, überladen:
    Vs        = 75 km/h (Handbuchwert, Klappen eingefahren)
    Vref     = 97 km/h
    40 Grad Kurve mit 560 kg tatsächlicher Masse:
    Vs        = 93 km/h

    In dem Fall ist man mit dem Handbuchwert für Vref schon gefährlich nah am Ströhmungsabriss. Und natürlich hat ein höheres Gewicht auch mächtig Einfluss auf die Lande- und Startrollstrecken. Diese ändern sich mit dem Quadrat des Massefaktors, in dem Beispiel also um rund 40%.

    Es liegt mir fern, eine neuerliche Diskussion um die Einhaltung von MTOW zu eröffnen. Das hatten wir zu Genüge.
    Möglicherweise empfindet es aber der eine oder andere von Euch als wertvoll, den Einfluss von Massefaktor bzw. Lastvielfachem auf die Handbuchwerte wieder einmal so konkret zu sehen. Das könnte Entscheidungen beeinflussen, zu denen ja auch die Wahl der Geschwindigkeit, der Klappenstellung und der Schräglage in Bodennähe gehören.

    Gruß Techbär

  • Super beschrieben!

    Gab übrigens beim Fliegermagazin in der Winterakademie einen Vortrag, wie man sich u.U. die andere Seite der Skala nützlich mach kann bei Kurzlandungen und die Anfluggeschwindigkeit reduzieren kann (dabei aber dennoch im Faktor 1,3 bleibt)

    Vielleicht beim UL oft irrelevant, bei Motorflieger mit 300kg unter MTOW aber nicht

  • Das Lastvielfache ist im Horizontalflug 1g.

    Beim Abfangbogen, um aus dem Sinkflug in die Horizontale zu kommen spürt man schon im Sitz, dass es etwas mehr ist. Wahrscheinlich 1,2 bis max. 1,5g - je nachdem wie dosiert man am Höhenruder zieht. Welche Mindestgeschwindigkeit bei der Landung nötig ist, hängt von der Konstruktion des Flugzeugs und dessen Gewicht ab. Der sichere Anstellwinkelbereich bei  der geringsten Geschwindigkeit (bei der Landung) ist konstruktionsbedingt durch den Flügel (Profil und Fläche und andere Einflussfaktoren wie Klappenstellung, Schränkung...) und dem Landegewicht vorgegeben. Gelandet wird praktisch im Horizontalflug (die Sinkrate sollte beim aufsetzen sehr gering sein). Horiziontalflug ist nun mal 1g.

    Was in dem Beirag gemeint sein wird ist wahrscheinlich die Frage:  Inwieweit wird die Minimalgeschwindigkeit bei der Landung durch das Gewicht des Flugzeigs (Passagier - ja/nein, Tank voll -leer) beinflußt.

    Wenn in dem System des Flugzeugs (bei festgelgter Klappenstellung) außer dem Gewicht (Tankfüllung) nichts verändert wird (was ja auch im Flug nicht passiert), dann sagt die Physik und Aerodynamik - ja, je schwerer um so höher ist die Minimalgeschwindigkeit und umgekehrt.

    Werte in den Tabellen bezüglich der Startstecke eines Luftfahtzeugs zeigen deutlich, wie einflußreich das Gewicht in Verbindung mit der Luftdichte ist. Dabei geht es nicht nur um die Motorleistung die bei der Landung vernachlässigbar ist. Minimalgeschwindigkeiten (Groundspeed und Airspeed) und werden oft nicht so detailiert dargestellt. Aber auch hier wäre so eine detailierte Grafik richtig.

    Mein Fluglehrer hat mir eindrucksvoll gezeigt wie man so eine Minimalgeschwindigkeit im Flug ermittelt (extrem kurze Landebahn). Da werden keine Tabellenwerte oder Marker am Fahrtmesser zu Rate gezogen sondern je nach Konfiguration (Gewicht - Passagier- Tankfüllung - Luftdichte - Turbulenzen) die Geschwindigkeit erflogen die ein kontrolliertes Fliegen gerade noch möglich macht und das kann je nach Gewicht, Luftdichte, Klappenstellung usw. verschieden sein.

  • wie genau habt ihr das gemacht?

  • Hier ein sehr gutes Video zum Thema allgemein:


    Chris

  • GonzoFlieger schrieb:
    Da werden keine Tabellenwerte oder Marker am Fahrtmesser zu Rate gezogen sondern je nach Konfiguration (Gewicht - Passagier- Tankfüllung - Luftdichte - Turbulenzen)
    Deswegen stehen ja im Handbuch immer: Alles bezieht sich auf ISA Werte. MTOW, 1013, 15°. Abweichungen davon nach oben oder unten muss man vor Ort einschätzen und dafür gibt es gefühlt 200 Millionen Faustformeln. Für Otto-Normal-Piloten dürfte das aber alles eher akademischen Wert haben. Ein paar Sachen sollte man einfach erfühlen. Sowas kommt ja nicht innerhalb von Millisekunden, sowas muss sich mit Signalen ankündigen. Und vielleicht ist auch der Betrieb eines Flugzeugs im Geschwindigkeits-Dezimal-Bereich auch nicht die allerbeste Idee. Das System sollte verstanden werden, also im Prinzip die Basics der Aerodynamik. Welche Abweichung von ISA hat welche Auswirkung und wie halte ich mich ausreichend fern davon? Das dürfte rund 99,9% der Piloteure davon abhalten, sich in den Boden zu bohren.

    Gruß - Wolfgang

  • @Gonzo

    Schön das dir dein Fluglehrer gezeigt hat. Aber mal ehrlich gehst du fliegen oder schaust erstmal wo die tatsächlichen Grenzwerte sind und erfliegst die alle halbe Stunde weil Sprit verbrannt wurde und der Luftdruck sich geändert hat?

  • Maraio schrieb:
    wie genau habt ihr das gemacht?
    Vorweg: In dem englischen Video wird Einges beschrieben, es ist aber ein Werbevideo mit einem aussergewöhnlichem stallsicheren Flugzeug. In dem Video wird ein Stallflug gezeigt in großer Höhe also ein Luftübung - nicht ganz sinnlos aber hat mit dem sicheren Aufsetzen auf einem kurzen unbekannten Platz oder der Wiese wenig zu tun. Der Pilot ist trainiert, die Höhe ist komfortabel, der Flieger harmlos, die Luft war ruhig und das Triebwerk mehr als ausreichend. Solche Stallübungen macht man bei den jährlichen Checkflügen mit dem Lehrer.

    Jetzt zu uns UL: Die technischen Daten in den Dokumenten unserer Flugzeuge - i.B. der UL - beziehen sich auf die Standardkonfiguration. Mich würde es schwer wundern, wenn die meisten UL genau dieser Konfiguration entsprechen. Wir landen am Boden (...the only whats hurts is the ground...) und durchqueren dabei manchmal in niedriger Höhe eine kleine Windscherung bei der der Flieger auch schon mal eine Schräglage bekommt (Querrudereinsatz ist nötig) und/oder durchsakt bis man ihn wieder sicher hat. Das ist schon ein bishen anders als bei einer üblichem Stalltraining bei der Lehrer dich anpfeift wenn du beim rumeiern kurz vor dem Stall die Querruder instinktiv nutzt. Bei der Stallübung kannst du Fehler machen die sich korrigieren lassen, bei einem Landeanflug mit Mindestgeschwindigkeit bleibt wenig bis kein Raum für Fehler.

    Wie hat der Fluglehrer es gemacht: Grundsätzlich kann man sagen es ist eine Schlepplandung mit geringem Sinken. Dabei wird die Geschwindigeit soweit reduziert (Klappen in Landestellung) dass gerate noch Querruder gegeben werden kann ohne dass ein Stall eintritt und dadurch noch keine Einleitung zum Trudeln erfolgt.  Das ist schon mal das Wichtigste. Anstellwinkel, Fluggeschwindigkeit (Höhenrudertrimm) und Motorsetting so eingetrimmt dass ein langsamer und stabiler Sinkflug mit geringer Sinkrate erfolgt. Die Geschwindigkeitsreserve zum Stall muß groß genug sein dass ein Querruderausschlag keinen einseitigen Strömungsabriss zur Folge hat. Der hohe Anstellwinkel in der Schlepplandung benötig sowieso ein wenig Power (1/2 bis 3/4) sodass kurz vor dem aufsetzen das zurücknehmen des Gases den Flieger auf die Piste setzt.

    Das Ganze wird vorher aber in ausreichender Höhe geübt/erflogen. Geschwindigkeit/Anstellwinkel/Klappen/Trimmung/Gas stabilisieren auf die zu erwartende Anfluggeschwindigkeit. Wenn alles stabil eingestellt ist, die Geschwindigkeit genau im Auge haben und sich den Wert merken. Dann wird das Querruder gesteuert um zu sehen ob das noch sicher möglich ist. Das ganze noch etwas langsamer oder ggf. schneller wiederholen. Die Gefahr des Abkippen/Trudeln ist beim ausreizen der Limits gegeben, deshalb zuerst in genügender Höhe (sowieso vorher mit dem Lehrer das Verhalten beim Abkippen und das Ausleiten bis zum erbrechen üben) die Limits ausloten. Je nach Windverhältnisse (Turbulenzen,Scheerung und Windgeschwindigkeit) das übliche Polster an Geschwindigkeit hinzu geben (der Abfangbogen darf nur ganz sanft sein weil ansonsten der Bereich zum Stall erreicht wird und ein Stallen in 2m Höhe keine kontrollierte Landung mehr ist - also auch dafür ein paar Km/h dazugeben). Wir müssen gerade im Landeanflug mit einer Störung rechnen die noch auszusteuern ist.

    Wie gesagt die Schlepplandung (die sollte man eigentlich nicht machen - immer so landen dass der Platz auch bei Motorausfall noch sicher erreicht wird) erfolgt mit geringerem Sinken als man es in der Platzrunde (PPL) gewohnt ist. Das Restrisiko bei der Schlepplandung bei Minimalgeschwindigkeit ist der Motor. Es gibt keinen Grund gerade in diesem Moment an ihm zu zweifeln weil er sowieso in Teillast und nicht Leerlauf läuft aber in dieser Konfiguration darf er uns nicht verlassen.

    Mit einem Lehrer üben. Nur wenn genügend Höhe und vor allem der Stall und AbKippen/Trudeln sicher beherscht wird ansonsten kommt es beim ausloten der Limits bereits noch vor dem Landeanflug zu einer Katastrophe. Unsere UL sind nicht für Kunstflug zugelassen. Trudeln gehört zum Kunstflug. Wir wollen nicht trudeln, mir bringt das auch nicht viel, wenn man aber die Limits kennen will, könnte das nicht erhoffte passieren. Höhenreserve beim üben - für jeden - auch für erfahrene Fluglehrer weil beim Abkippen/Trudeln selbst bei geschicktestem vorgehen eine gewisse Höhe verbraucht wird.

    Schlepplandungen auf kurzen Plätzen ist für manche Piloten Alltag - aber hoffentlich immer mit genügend Geschwindigkeitsreserve, das hier beschriebene geht aber ans Limit - nicht alltagstauglich.

    Deshalb von mir nicht zur Nachahmung empfohlen und deshalb hat es mich auch sehr beeindruckt!

  • Belchman schrieb:

    @Gonzo

    Schön das dir dein Fluglehrer gezeigt hat. Aber mal ehrlich gehst du fliegen oder schaust erstmal wo die tatsächlichen Grenzwerte sind und erfliegst die alle halbe Stunde weil Sprit verbrannt wurde und der Luftdruck sich geändert hat?

    Das Erfliegen des Limits macht man, wenn man es braucht, also bevor man einen Platz anfliegt mit aktueller Konfiguration und Luftdruck / Sprit..... Man kann das Ganze zwar üben - schadet nicht - aber wie Du richtig bemerkst ist das Limit situationsbedingt immer einwenig anders. Wir haben das tatsächlich vor der Landung (noch in ausreichender Höhe) erflogen. Es war eine Ausnahmesituation weil das ein wirklich kurzer Platz ist (zumindest für das von uns geflogene Muster).

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