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Stall und Trudeln: Alles im Griff?


segelfliegen - epaper ⋅ Ausgabe 4/2019 vom 25.06.2019

Ein Video zeigt ein Segelflugzeug nach dem Windenstart aus über 300 m Höhe abtrudeln, mehrere Umdrehungen bis in den Boden! Die Sensationspresse füttert sogleich die Phobien der Laien. Führt ein Strömungsabriss unweigerlich zu einem senkrechten Absturz? Hängt ein Flugzeug am Sog der Luftströmung wie an einem Faden, und wenn der abreißt fällt man wie ein Stein vom Himmel?


Jeder halbwegs fähige Pilot weiß, dass dem nicht so ist. Ein Strömungsabriss, durch Steuereingaben oder durch Turbulenzen verursacht, verringert den Gesamtauftrieb zu einem überraschend kleinen Anteil und dieses Problem kann durch ...
„Anstellwinkel verkleinern“ heißt die simple Aktion. Nur wenn der Pilot das verpasst, wird ein Flugzeug auch seitlich abkippen und trudeln. Ausleiten und Abfangen des Trudelns beanspruchen dann etwas mehr Zeit und Höhe. Normale Flugzeuge sind für diese Manöver bestens ausgelegt und getestet. Piloten üben diese Situationen in der Grundausbildung ausführlich. Trotzdem geschehen immer wieder Flugunfälle, bei denen vor dem Aufschlag Flugzeuge abkippten oder trudelten. Hobby- oder Berufspilot, was mag sich in solchen Momenten in ihren Köpfen abspielen? ...

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Bildquelle: segelfliegen, Ausgabe 4/2019

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Jeder halbwegs fähige Pilot weiß, dass dem nicht so ist. Ein Strömungsabriss, durch Steuereingaben oder durch Turbulenzen verursacht, verringert den Gesamtauftrieb zu einem überraschend kleinen Anteil und dieses Problem kann durch angepasste Steuereingaben schnell und sicher behoben werden.
„Anstellwinkel verkleinern“ heißt die simple Aktion. Nur wenn der Pilot das verpasst, wird ein Flugzeug auch seitlich abkippen und trudeln. Ausleiten und Abfangen des Trudelns beanspruchen dann etwas mehr Zeit und Höhe. Normale Flugzeuge sind für diese Manöver bestens ausgelegt und getestet. Piloten üben diese Situationen in der Grundausbildung ausführlich. Trotzdem geschehen immer wieder Flugunfälle, bei denen vor dem Aufschlag Flugzeuge abkippten oder trudelten. Hobby- oder Berufspilot, was mag sich in solchen Momenten in ihren Köpfen abspielen?
Meine eigene Stall- und Trudelkarriere vor Augen suche ich nach Erklärungen.

Das war keine Hexerei und erfolgte schneller, als man das aussprechen konnte. Viele Segelflugzeuge sind so harmlos, dass selbst einfaches Loslassen aller Steuer Abkippen und Trudeln stoppt. Wehrhaftigkeit, sich nichts gefallen lassen, Durchsetzungsvermögen, diese eher männlichen Eigenschaften sind im Moment des Strömungsabrisses verhängnisvoll. Verständnis, Einfühlungsvermögen, Nachgeben, Mitgehen, etwas Zeit lassen ist angesagt. Das Flugzeug dankt es mit anliegender Strömung und folgt der Steuerung wieder wie gewohnt.

Mit jedem Flug und neuem Flugzeugmuster wuchs meine Erfahrung. Oft reißt die Strömung an der langen Rumpfröhre zuerst ab und das Vario zuckt unter den Verwirbelungen an der TEK-Düse. Quer- und Seitenruder reagieren verzögert und weich, aber oft noch sinngemäß. Die Ruderkräfte und die Reaktionen im gehaltenen Stall sind speziell. Man sitzt wie auf einer Kugel, ständig taumelt das Teil herum. Einen Besenstil zu balancieren kommt dem Gefühl recht nahe. Schiebt man, kippt das Flugzeug gerne über den Flügel ab und beginnt zu trudeln.
Später in der Akrobatikschulung erhielt ich tiefere Einblicke. Die Schwerpunktlage bestimmt, wieviel Anstellwinkel das voll gezogene Höhenruder am Tragflügel hervorbringt und wie weit sich die Strömungsablösungen an der Fläche ausbreiten. Bleigewichte am Rumpfende oder eine nach vorne getrimmte Flettnertrimmung haben einen unglaublichen Einfluss auf das Stallverhalten. So wird die sonst so harmlose Kiste im Stall plötzlich zum wilden Trudeltierchen.

Ich reizte das Thema genüsslich aus. Ich fühlte mich bald sicher wie ein Vogel, ein Mensch gewordener Adler eben. Ich hatte alles im Griff – bis ich das erste Mal unbeabsichtigt in ein Trudeln fiel! Es war beim Wellenfliegen tausende Meter über der Erde. Mit wenig Fahrtanzeige stand ich im Höhenwind auf meiner Peillinie und stieg so unheimlich ruhig, wie es eben nur in einer Wellenströmung möglich war, traumhafte Momente unglaublicher Stille.
Ich war schon lange am Genießen, da senkte sich die Flugzeugnase ganz sachte und ohne jegliche Vorwarnung langsam ab. Überrascht zog ich leicht am Höhensteuer. Doch das half erstaunlicherweise nicht, im Gegenteil die Nase senkte sich weiter. Ich zog noch etwas mehr und als Reaktion senkte sich der linke Flügel etwas. Ich reagierte instinktiv mit etwas Gegenquerruder, was wiederum nicht half. Im Gegenteil, das Flugzeug begann in einem langsamen harmonischen Taucher eine Rotation nach links.
Erst jetzt wurde mir die Situation bewusst: Das Segelflugzeug trudelte doch tatsächlich! Da war kein Stress dabei, nur totale Überraschung. Ich beendete das Ganze und musste beherzt lachen. Doch später erkannte ich, dass es einen großen Unterschied ausmachte sich bewusst in eine Stallsituation hineinzubegeben oder von ihr überrascht zu werden. Mein Gegensteuer als erste Reaktion war im ersten Moment völlig normal und so brauchte ich ungleich mehr Zeit, das Unerwartete und Ungewollte zu akzeptieren.

Wie sieht es aber aus , wenn bei einem Piloten vom Stall überrascht plötzlich der Stress oder sogar Blockaden einsetzen? Wenn Piloten einen solchen Absturz überleben, erinnern sie sich vielleicht nur noch an den Umstand, dass das Flugzeug vor dem Aufprall nicht mehr ihren Steuerausschlägen gehorcht hat. Wenn Blockaden den Handlungsverlauf bestimmen, können selbst einfachste Aktionen nicht mehr abgerufen werden, obwohl sie wiederholt geübt wurden. Leider können solche stressbedingten Situationen nicht trainiert werden. So bleibt nur die Hoffnung, dass nach einer normalen Verzögerung die erlernte Reaktion einsetzt.
Selber Fluglehrer geworden, habe ich solche Blockaden von Schülern selbst erlebt. Sie sind selten, aber eindrucksvoll: Volles Querruder direkt in eine steiler werdende Kurve, aus Panik in diese hineinzufallen, bald schon im Messerfluglage. Keine Reaktion mehr auf meine Zurufe, das Steuer wie im Schraubstock festgeklemmt, Ringkampf am Doppelsteuer.

Im Gebirgsflug vor einem Passüberflug konzentrieren sich Piloten gerne vermehrt auf den Flugweg. Mit dem Gelände vor den Augen fehlen gewohnte Referenzen für die Längsneigung. Ansteigendes Gelände vor Augen, eine verkrampfte Steuerführung und ein unbewusstes Ziehen am Höhensteuer bei geringer Höhe führen gerne zu einem kritisch hohen Anstellwinkel und zu einem ungewollten Strömungsabriss. Abkippen und ungewolltes Trudeln folgen, wenn die Steuereingaben dem verhängnisvollen wehrhaften Muster folgen und die Panik den Rest dirigiert. Als Ursache eines solchen Absturzes wird dann im Unfallbericht das Unterschreiten der Mindestgeschwindigkeit genannt. Ein entscheidender Faktor wird jedoch nie erwähnt: das Unvermögen der Besatzung, die Strömungsablösung zeitnah zu realisieren und zu beheben.
Im Gebirgsflug funktioniert das vom Flachland gewohnte und bewährte Lagefliegen nach Horizont nicht mehr. Gegen das Tal senkt sich so gerne die Nase und gegen den Berg kommt sie hoch. Beim bodennahen Hangfliegen sind solche Geschwindigkeitsschwankungen ungünstige Voraussetzungen. Neu fliegen lernen mit drei Fingern am Steuerknüppel, den Trimmdruck am Höhensteuer spürend, sich Horizontreferenzen an den Talenden und eine gedachte Linie dazwischen merken, das wäre jetzt angebracht. Das ist nicht gerade, was sich mancher Flachlandheld bei der Eroberung der Alpen vorgestellt hat. Alpeneinweisungen, auch wenn nicht vorgeschrieben, werden jedoch von der Mehrheit der Piloten gerne angenommen. Im Gebirgsflug erfahrene Piloten mit Tausenden Flugstunden haben operativ oft kaum eine aktuelle Stall- und Trudelerfahrung, außer sie üben diese regelmäßig.
Wieviel Bewusstsein ein Pilot für abgelöste Strömungen haben kann, verdeutlicht folgendes Beispiel: Als „Back-Up“-Pilot auf dem hinteren Sitz einer Hochleistungsmaschine beobachtete ich die Thermikkünste eines nicht unerfahrenen Kollegen. Der Aufwind war auffallend turbulent und die Ruderarbeit glich eher einem Schwingbesen zur Erzeugung von Schlagsahne. Wir stiegen leidlich und meine Vermutung verdichtete sich, dass wir uns eigentlich im Stall befanden. Ich bestätigte es mir mit einem kurzen Ziehen am Höhensteuer; es befand sich tatsächlich bereits am hinteren Anschlag und die wacklige „Thermik“ war dem Sackflug geschuldet!
25 m Spannweite und eine vordere Schwerpunktslage waren der Gutmütigkeit des Plastikvogels sehr zuträglich und der Stall wurde dadurch tatsächlich schwer erkennbar. Ein leichter Tritt ins Seitenruder und auch diese Flügel würden jetzt schön abtauchen. Ich übernahm schlussendlich das Steuer und mit dem Höhenruder weiter vorne stieg das Teil viel ruhiger und erst noch besser.

Unser Autor:

Otto Voigt ist Jahrgang 1956, sitzt im Segelflugzeug seit 1972 und fungiert seit 1977 als Fluglehrer.


Es gibt leider keine echte zuverlässige Stallanzeige (keine Warnung), welche die Aufmerksamkeit von Piloten auf diese Situation von höchster Priorität lenkt und ihn zuverlässig zu einer rechtzeitigen Reaktion am Steuer veranlassen könnte. Eine solche Anzeige müsste eine unverwechselbare, einzigartige, unübersehbare Form haben, an die man sich nicht gewöhnen kann wie an eine immer mal summende Stallwarnung. Eine nicht zu übersehende blinkende Leuchtleiste über dem Instrumentenbrett, die über Sensoren auf der Profiloberseite zuverlässig und in ähnlicher Funktion aufgestellter Vogelfedern einen aktuellen Strömungsabriss ein- oder beidseitig anzeigt, wäre sinnvoll. Sie signalisiert dem Piloten, das Höhensteuer jetzt und ohne «wenn und aber» besser nach vorne zu drücken, ausser er will diesen Stall bewusst weiterpflegen (z. B. bei einer Landung).

Stall und Trudeln hatte ich jedenfalls im Griff, dachte ich zumindest und der nächste Hammer folgte umgehend. Trudeln in der Grundausbildung war immer ein Highlight. Zuerst vorzeigen, dann auf Kommando vom Schüler ausleiten lassen. Zuerst natürlich den Heckballast bestimmen, sonst trudelt die Maschine nicht sauber und geht schnell in den unangenehmen Spiralsturz über. Trudeln auf diesem Muster war mit einer Oszillation der Längsneigung verbunden, die zwischen flach und steil wechselte. Diese spezielle Oszillation habe ich mit Wollfäden auf der Tragfläche untersucht. Wenn durch die Rotation der Rumpf in die Rotationsebene zum Horizont hoch schwenkte, riss die Strömung auch am voreilenden Flügel ab. Die Drehung verlangsamte sich dadurch, die Nase senkte sich und die Strömung legte sich am voreilenden Flügel wieder an. Die Drehung wurde wieder schneller und das Spiel wiederholte sich mit jedem Umgang.
Einmal leitete ein Schüler nicht korrekt aus. Er drückte zuerst das Höhensteuer und danach den Fuß in einem Moment, als gerade die Drehung zunahm und die Nase wieder hochgehen wollte. In der Folge blieb die Nase halb unten hängen und wir trudelten nun regelmäßig ohne Oszillation weiter.
(In diesem Fall bedeutete das „nicht normale Trudeln“ ein Trudeln ohne Längsneigungsoszillation mit etwa 40° Nose down. Das Segelflugzeug trudelte so sehr regelmässig und der Grund ist wegen der sehr komplexen Strömungsvorgänge nicht ganz klar. Eine bestimmte Schwerpunktslage – es handelte es sich um eine ASK 21, die nur im hintersten Viertel der zulässigen Schwerpunktslage trudelt – und das falsche Ausleitmanöver in einem bestimmten Oszillationsmoment durch den Schüler führten zu diesem Zustand.)
Überraschung! Ich übernahm nach zwei Umgängen die Steuerung, aber das Trudeln war auch von mir nicht zu stoppen! Voll Gegenfuß, halb oder voll gedrücktes Höhenruder, das Querruder neutral, in Drehrichtung, dagegen – nichts änderte sich.
Vielleicht die Bremsklappen raus? Schon bald sechs Umgänge abwärts trudelnd blickte ich auf den Höhenmesser und der Gedanke an einen Notausstieg mit dem Fallschirm war nicht mehr so fern. Ob der Schüler jedoch auch aussteigen würde, habe ich in diesem Moment stark angezweifelt.
Alles ging sehr schnell und trotzdem schoss mir ein Gedanke durch den Kopf, nämlich gelesen zu haben, dass ein Flugzeug, das abnormal trudelt, durch nochmaliges Einleiten in ein normales Trudeln zu bringen ist und dann ausgeleitet werden kann. Ich tat es umgehend, wir oszillierten wieder. Alles im Griff!