16.11.2014
Erschienen in: 11/ 2013 aerokurier

Erst Hupen, dann SchüttelnÜberziehwarnung

Die Überziehwarnung ist eine unscheinbare technische Einrichtung im Flugzeug mit großer Aufgabe: Sie hat den kritischen Anstellwinkel im Blick.

Praxis_Überziehwarnung Warnanlage

Simpel, aber wirkungsvoll: Überziehwarnanlage. Foto und Copyright: Frank Herzog  

 

Jedes Flugzeug kann in einen überzogenen Flugzustand geraten, das liegt in der Natur der Sache. Aber die einen gehen die Sache gemütlich an, während andere von einer Sekunde auf die andere abkippen.

Der überzogene Flugzustand beginnt beim Erreichen des kritischen Anstellwinkels. Bei vielen Flugzeugen der Allgemeinen Luftfahrt fängt dieser kritische Bereich bei Anstellwinkeln von 16 bis 18 Grad an.

Aber auch mit der Flugzeugnase weit über dem Horizont kann man sich unversehens in diesem Zustand wiederfinden. Denn auch bei abrupten Abfangmanövern und Steilkurven kann das Flugzeug in den Stall geraten. Die Hersteller haben sich daher einiges einfallen lassen, um dem Piloten die Strömungsverhältnisse rund um sein Flugzeug bewusst zu machen. Eine Idee ist die Überziehwarnung. Man trifft häufig auf zwei eher simple, aber wirkungsvolle Bauweisen.

Praxis_Überziehwarnung Blechzunge

Populäre Lösung: Die Blechzunge an der Flächenvorderkante drückt bei kritischem Anstellwinkel nach oben und aktiviert ein nerviges Geräusch. Foto und Copyright: Frank Herzog  

 

Muster wie die Cessna 152 und die Katana haben eine kleine Öffnung in der Tragflügelvorderkante. Bei Vergrößerung des Anstellwinkels wandert der Staupunkt der auftreffenden Luftströmung nach unten. Kurz vor Erreichen des kritischen Anstellwinkels strömt Luft aus der Öffnung. Dort gibt es ein Resonanzrohr und gegebenenfalls ein Horn. Je näher man dem maximalen Anstellwinkel kommt, umso schriller wird das Tröten. Eine andere weit verbreitete Bauausführung ist eine kleine, an der Tragflügelvorderkante installierte, bewegliche Blechzunge. Unmittelbar bevor der kritische Anstellwinkel erreicht wird, schlägt die Zunge wegen der umschlagenden Luftströmung nach oben aus und schließt einen Stromkreis. Dadurch wird im Cockpit ein Geräuschgeber aktiviert.

Die Herstellervorgaben verlangen, dass sich die Warnanlage beim 1,1-Fachen der Überziehgeschwindigkeit meldet. Bei einmotorigen Flugzeugen liegt die Bandbreite ungefähr zwischen 45 und 55 Knoten. Als Daumenregel gilt, dass sich die Stall-Warnung spätestens fünf Knoten vor Erreichen des maximalen Anstellwinkels bemerkbar machen muss. Im Rahmen der Jahresnachprüfung ist dies ein Prüfpunkt.

Die Strömung reißt an den Flächenwurzeln zuerst ab

Praxis_Überziehwarnanlage

Bei der Landung ertönt das nervige Tröten der Überziehwarnanlage natürlich auch. Foto und Copyright: Frank Herzog  

 

Mit gesetzten Flügelklappen wird bei geringerer Fahrt und kleinerem Anstellwinkel mehr Auftrieb produziert, die Überziehgeschwindigkeit nimmt dementsprechend ab. Das Warnsignal ertönt daher auch später. Den letzten Versuch, den Piloten zum Handeln zu bewegen, unternimmt das Flugzeug, indem es am Steuerknüppel rüttelt. Auslöser dafür sind Verwirbelungen, die von der Tragflächenwurzel ausgehen. Dort reißt die Strömung zuerst ab. Die verwirbelte Luft trifft auf das Höhenruder und verursacht dort Vibrationen, die wiederum im Cockpit ankommen.

Etwas anders kann es bei aerodynamisch hochwertigen Tragflächen aussehen, hier ist das Schütteln vor dem kompletten Strömungsabriss weniger ausgeprägt. Die Ingenieure haben daher in die Trickkiste gegriffen und an den Flügelvorderkanten Turbulenzkanten (auch Stolper- oder Abrisskanten genannt) angebracht. Sie sorgen für einen verzögerten Strömungsabriss im Bereich des Innenflügels bei hohen Anstellwinkeln.
Die Funktionsprüfung der Überziehwarnanlage ist nicht ohne Grund Teil jeder anständigen Vorflugkontrolle und sollte ernst genommen werden. Bei pneumatischen Vorrichtungen saugt man mit dem Mund die Luft heraus und nicht hinein.

Praxis_Überziehwarnanlage

Einfaches Prinzip: Luft strömt durch die kleine Öffnung und erzeugt bei kritischem Anstellwinkel in Geräusch. Foto und Copyright: Frank Herzog  

 

Zieht man beim Start allzu schwungvoll am Höhensteuer, hupt es bereits beim Abheben. Dann lässt man sofort das Höhensteuer etwas nach, aber in Bodennähe keinesfalls zu stark, sonst rummst es unschön.
Auch in einer sportlichen Steilkurve kann wegen rapider Zunahme des Lastvielfachen die Warnung gequält aufschreien. Bei weichen Übergängen mit für die Querneigung angepasster Geschwindigkeit hält die Tröte still.

Feinfühlige Überziehwarnungen melden sich manchmal kurzzeitig beim Einflug in starke Aufwinde. Grund dafür ist die sprunghafte Erhöhung des Anstellwinkels durch die plötzlich aufsteigende Luftmasse. Bei Flugzeugen mit T-Leitwerk kann das Schütteln vor dem Abkippen eher dezent sein. Man sollte daher unbedingt bei der Einweisung den Grenzbereich kennenlernen.

Für alle Fälle gilt: Beim ersten Anzeichen einer Überziehwarnung sofort Gegenmaßnahmen ergreifen, egal was zuerst wahrgenommen wird, Hupen oder Schütteln. Im angelsächsischen Sprachraum lautet die Formel dazu: „Pitch – Power – Bank“. Oder auf gut Deutsch: nachdrücken, Vollgas geben, Querlage korrigieren.




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