Wofür ist dieses Teil an alten Flugzeugen?
Ich spiele gerne ein Computerspiel wo ich Flugzeuge fliege. Manche Flugzeuge haben vorne am Flugzeug so eine ausfahrbare Stelle die sich in Kurven ausfährt. Wofür ist das da? Welchen Physikalischen Grund gibt es?
3 Antworten
Das sind automatisch ddurch aerodynamische Kräfte von selbst ausfahrende Vorflügel, in diesem Fall so genannte "Handley-Page leading edge automatic slats", die auf den Britischen Flugzeughersteller Handley-Page zurückgehen, hier beim Verkehrsflugzeug H.P.42 deutlich am Flügelende erkennbar:
https://www.pinterest.co.uk/pin/10907224086823997/
Eine absolut geniale Erfindung, weil sie ohne Hydraulik, Elektromotoren oder Steuerung auskommen. Die Vorflügel knallen bei Unterschreitung einer gewissen Anströmgeschwindigkeit oder eines hohen Anstellwinkels ganz von alleine heraus.
Fest installierte Vorflüge, die dauerhaft an der Flügelvorderkante abstehen gibt es bei Flugzeugen, bei denen ausgeprägte Kurzstart- und Landeeigenschaften gefordert sind zwar auch, dann aber meistens über die gesamte Flügelspannweite, so z.B. beim Fieseler Fi. 156 Storch der Wehrmacht, der Dornier Do 27 der Bundeswehr oder dem Segelschleppflugzeug PZL Wilga:
https://de.wikipedia.org/wiki/Fieseler_Fi_156#/media/Datei:Fieseler_Fi_156_Storch_D-IKVN.jpg
https://www.luftsportring.de/verein/flugzeuge/dornier-do-27-d-eepn/
https://www.plane4you.eu/en/offers/pzl-104-wilga-35a-sp-ecc,366
Die festen Vorflügel sorgen bei langsamer Fluggeschwindigkeit oder hohem Anstellwinkel für eine Beschleunigung der Luftströmung auf der Flügeloberseite, sodass diese länger anliegt und der Strömungsabriß hinausgezögert wird.
Dummerweise sorgen die festen Vorflügel für eine Luftwiderstandszunahme bei höheren Geschwindigkeiten, sodass sie bei Flugzeugen mit Vmax über 200 Km/h wenig sinvoll sind.
Alle modernen Strahlverkehrsflugzeuge von Airbus und Boeing und die meisten Kampfjets besitzen daher auf Knopfdruck mit elektrischen Gewindespindeln betätigte, mechanisch ausfahrende Vorflügel, die im Reiseflug bündig an der Flügelvorderkante anliegen und somit kaum Widerstandserhöhung verursachen.
Wird das Ausfahren der Vorflügel durch Überspringen der Start-Checkliste von der Crew beim Start vergessen oder werden sie beim Steigflug zu früh eingefahren, mündet das in einer Katastrophe.
https://www.youtube.com/watch?v=9vFTMe0CqBY
https://www.youtube.com/watch?v=J8Qt-pn3cC4
Wie der Name besagt, fahren Handley Page slats automatisch bei zu geringer Fluggeschwindigkeit oder zu großem Anstellwinkel automatisch aus. Im Unterschied zu festen oder mechanisch ausfahrenden Vorflügeln bei Verkehrsflugzeugen fällt jedoch auf, dass sie sich meist nur an den Flügelspitzen befinden, z.B. an der in der Frage abgebildeten Lavochkin La-5, der Messerschmitt Bf 109 oder dem heute noch für Rundflüge eingesetzten Doppeldecker Antonov AN-2. Warum also nur an den Flügelenden?
Der Grund ist, dass sich auch die Querruder an den Flügelenden befinden. Durch die Tendenz, dass der Überdruck unter dem Flügel sich mit dem Unterdruck auf der Flügeloberseite ausgleichen möchte, kann besonders bei Betätigen der Querruder bei Mindestgeschwindigkeit die Strömung an den Flügelenden früher abreißen als in der Flügelmitte, was Verlust der Kontrolle über die Rollsteuerung des Flugzeugs zur Folge hat.
Genau darum geht es wenn die automatischen Vorflügel herausknallen: die Luftströmung im Bereich der Querruder wird beschleunigt, die Steuerbarkeit bleibt erhalten. Wenn also in einer Lavochkin La-5 im fortgesetzten Kurvenkampf durch die extreme Luftwiderstandzunahme bei solchen Manövern die Geschwindigkeit des Jagdflugzeugs immer weiter abnimmt und der Pilot weiter am Steuerknüppel zieht, knallen die Vorflügel autmatisch heraus um die Steuerbarkeit zu erhalten.
Der Haken ist allerdings, dass es in sehr engen Kurven vorkommen kann, dass in engen Kurven nur der kurveninnere Vorflügel herausknallt, da sie nicht mechanisch gekoppelt sind. Dies kann es erschweren den gewünschten Kurs zu halten. Bei beidseitig ausgefarenen Vorflüel sollen jedoch die Vorflügel besonders die Messerschmitt Bf 109 besonders enges Kurven ermöglicht haben. Deutsche "Experten" wie z.B. Erwin Leykauf perfektionierten diese Technik in "Dogfights".
Ironischerweise verwendeten die Briten als die Erfinder selbst automatische Vorflügel nur bei ihrem Spezialflugzeug Westland Lysander, mit dem u.a. nachts Agenten im besetzten Frankreich abgesetzt wurden, aber nicht bei einem Jagdeinsitzer wie der Spitfire, Hurricane, Tempest, Typhoon oder Meteor.
Bei der Supermarine Spitfire wurde das gewünschte Ergebnis der vollen Steuerbarkeit nahe des Strömungsabrisses dafür über eine Schränkung der Flügel erreicht, d.h. der Einstellwinkel der Tragflächen verminderte sich von der Flügelwurzel aus über die gesamte Spannweite stufenlos bis zu den Flügelspitzen, welche somit später als in Rumpfnähe in den Strömungsabriß gerieten, wodurch die Wirkung der Querruder voll erhalten blieb wenn der Strömingsabriß sich bereits durch Schütteln an der Flügelwurzel manifestierte. Hierdurch war es mit den frühen, leichten Spitfire sogar möglich, einen kontrollierten Sackflug durch zu führen.
Derspezielle Flügel der Spitfire war jedoch Fluch und Segen zugleich.
- einerseits war dieser komplexe Flügel mit dafür verantwortlich, dass die Spitfire bis zum Kriegsende ein so hohes Entwicklungspotenzial besass dass sie sogar der Einbau des vergleichsweise riesigen 37 Liter Griffon-Motors (Merlin: ca 27 Liter) erlaubte
- die Spitfire war auch von unerfahrenen Piloten zu beherrschen, während viele Messerschmitt Bf 109 bei Landeunfällen verloren gingen
- die Herstellung des geschränkten und komplex geformten Flügels verschlang viel mehr Arbeitsstunden als derjenige der von vorneherein auf schnelle Serienproduktion ausgelegten Bf 109
Über die gesamte Breite der Flügelvorderkanten reichende automatische Vorflügel gibt es allerdings auch, nur seltener. Bei dieser nachgebauten Messerschmitt Me 262 sieht man sie halb ausgefahren:
Aber auch beim Sport- und Segelschleppflugzeug Morane-Saulnier "Rallye":
https://flugzeuge.hermannkeist.ch/diverse/oldtimer/124-440.html
Ich bin auf einem Rundflug mit diesem Muster geflogen und man erschreckt sich schon wenn es knallt wenn bei niedrigem Tempo die Vorflügel ausfahren. Junge Nachwuchspiloten auf der Messerschmitt Bf 109 daher im Luftkampf bei ihrem Ausfahren oftmals, sie seien von gegnerischen Geschossen getroffen worden
Vergrößerung des Auftriebs?
Hängt davon ab, wie sie genau geformt ist.
Das ist ein Vorflügel, so etwas ähnliches wie eine Landeklappe, nur halt auf der anderen Seite.
Das würde Sinn machen auf Wikipedia steht aber das die zum Starten gebraucht werden. In meinem "Spiel" klappen die sich nur im Kurven Flug aus wenn ich das Flugzeug Senkrecht Stelle :/