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Topic 080.02

Überziehen (Starrflügler)

Das Topic Überziehen (Stall) ist im EASA-Lernzielkatalog auch für angehende Helikopter-Piloten Pflicht — obwohl du als PPL(H)-Pilot später kaum klassische Strömungsabrisse am starren Tragflügel erleben wirst. Der Grund: Die zugrunde liegende Aerodynamik (Grenzschicht, Strömungsablösung, Anstellwinkel, Auftriebsbeiwert) ist identisch mit dem, was am Rotorblatt passiert — nur dass dort zusätzlich Effekte wie Retreating Blade Stall dazukommen. Wer den Starrflügler-Stall sauber verstanden hat, hat die Basis für das Verständnis von Blattbelastung, Lastvielfachen und Anstellwinkel-Limits am Helikopter. In der BAZL-Theorieprüfung für die PPL(H) tauchen Fragen zum Stall regelmässig auf — typischerweise zur Auftriebsformel, zum Einfluss von Wing Loading und Load Factor auf die Stallgeschwindigkeit sowie zur Strömungsablösung selbst. Dieses Topic baut auf den Grundlagen aus 080.01 (Auftrieb, Widerstand, Anstellwinkel) auf und liefert dir das Vokabular für die helikopterspezifischen Stall-Phänomene, die später in 080.03 ff. behandelt werden.

5 Sub-Topics, eingebettet in Principles of Flight (Helikopter). Lerne sie systematisch mit FSRS-Karten und einem KI-Tutor zum Nachfragen.

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Strömungsabriss bei zunehmenden Anstellwinkeln

Mit steigendem Anstellwinkel (α) wandert der Ablösepunkt der Grenzschicht von der Hinterkante Richtung Profilnase. Die Grenzschicht ist zuerst laminar, geht über einen Transitionsbereich in turbulente Strömung über und löst schliesslich ab. Beim kritischen Anstellwinkel (typisch ca. 15–16°) bricht der Auftriebsbeiwert CL ein, CD steigt sprunghaft, und der Druckmittelpunkt wandert. Das resultiert in einem Nickmoment und im typischen Buffet (Schütteln durch turbulente Ablösung über dem Höhenleitwerk). Steuerwirksamkeit nimmt stark ab — besonders Querruder werden träge oder kontraproduktiv.

Überziehgeschwindigkeit

Aus der Auftriebsformel L = ½·ρ·V²·S·CL folgt: Die Stallgeschwindigkeit hängt von Flächenbelastung (Wing Loading), Luftdichte und Lastvielfachem n ab. Die 1g-Stallspeed gilt nur im unbeschleunigten Horizontalflug. In einer Kurve mit 60° Querneigung ist n = 2, und Vs steigt um den Faktor √n ≈ 1,41. Ein vorderer Schwerpunkt erhöht Vs (mehr Abtrieb am Höhenleitwerk nötig), Power-on senkt sie scheinbar (Propellerschub-Komponente). In der Höhe bleibt die IAS-Stallspeed konstant, die TAS steigt — ein Punkt, der bei alpinen Flügen über Schweizer Pässen relevant wird.

Beginnender Strömungsabriss in Spannweitenrichtung

Wo der Stall an der Tragfläche zuerst einsetzt, hängt von der Flügelform ab: Rechteckflügel stallen an der Wurzel zuerst (gutmütig, Querruder bleiben wirksam), reine Pfeilflügel an den Spitzen (gefährlich). Konstrukteure setzen Geometric Twist (Wash-out, also negative Verwindung Richtung Flügelspitze) ein, um den Wurzel-Stall zu erzwingen. Das hält die Querruder im einsetzenden Stall steuerwirksam — entscheidend, weil Querruderausschlag an einer bereits abgerissenen Tragfläche sofort ins Trudeln führen kann.

Überziehwarnung

Jedes Flugzeug muss eine Stall-Warnung haben, die typischerweise 5–10 kt vor dem eigentlichen Stall anspricht. Mechanisch über Stall Strips (kleine Leisten an der Profilnase, die früh ablösen lassen) oder einen Flapper Switch, der bei hohem α nach oben gedrückt wird. Hinzu kommt aerodynamischer Buffet als natürliche Warnung. Recovery folgt einem klaren Schema: Anstellwinkel reduzieren (Steuer nach vorne), Power, Lage stabilisieren — Höhenverlust akzeptieren. Querruder bleiben neutral, bis die Strömung wieder anliegt.

Besondere Überziehphänomene

Power-on-Stalls geschehen bei niedrigerer IAS, aber höherem Anstellwinkel und können asymmetrisch sein. In Steig- und Sinkflug-Kurven verändern sich die effektiven Anstellwinkel der inneren und äusseren Tragfläche unterschiedlich. T-Leitwerke sind anfällig für den Deep Stall, weil das Höhenleitwerk im Nachlauf der abgerissenen Tragfläche liegt. Spin-Vermeidung ist Pflichtstoff: Entwicklung (Stall + Gieren), Erkennung, Recovery (PARE: Power idle, Ailerons neutral, Rudder gegen, Elevator vor). Vereisung am Stagnationspunkt verändert die Profilgeometrie, eliminiert die Stallwarnung und führt zu unvorhersehbarem Stallverhalten — im Winterhalbjahr in der Schweiz ein realistisches Szenario.

In der BAZL-Prüfung erwartest du Rechenfragen zur Stallspeed in der Kurve, Multiple-Choice zum Einfluss von CG/Power/Höhe und konzeptionelle Fragen zum Wash-out und zur Spin-Recovery.

Fragen, die du beantworten können solltest

FAQ

Wie hoch ist der typische kritische Anstellwinkel beim Stall?

Der kritische Anstellwinkel liegt bei den meisten konventionellen Profilen bei rund 15 bis 16 Grad — relativ unabhängig von Geschwindigkeit, Gewicht oder Konfiguration. Genau das ist der entscheidende Punkt: Ein Flügel stallt immer beim gleichen Anstellwinkel, nicht bei einer fixen Geschwindigkeit. Die Stallspeed variiert je nach Lastfaktor und Gewicht, der kritische α bleibt konstant. Für die PPL(H)-Prüfung musst du dieses Konzept verstanden haben, weil es 1:1 auf Rotorblätter übertragbar ist.

Um welchen Faktor erhöht sich die Stallspeed in einer 60°-Kurve?

In einer koordinierten 60°-Querneigungskurve beträgt das Lastvielfache n = 2. Da die Stallgeschwindigkeit mit der Wurzel des Lastfaktors skaliert, steigt Vs um den Faktor √2 ≈ 1,41. Eine Maschine mit Vs = 50 kt im Geradeausflug stallt in der 60°-Kurve also bei etwa 71 kt. Bei 45° ist n ≈ 1,41 und der Faktor √1,41 ≈ 1,19. Diese Berechnung ist Standard-Prüfungsstoff in der BAZL-Theorie.

Was ist der Unterschied zwischen Stall Strip und Flapper Switch?

Beides sind Stall-Warnsysteme, arbeiten aber unterschiedlich. Der Stall Strip ist eine kleine, scharfkantige Leiste an der Profilnase, die bei hohem Anstellwinkel die Strömung gezielt früh ablösen lässt — das löst einen aerodynamischen Buffet aus oder aktiviert eine Hupe. Der Flapper Switch ist eine kleine Klappe an der Flügelvorderkante, die durch den Staupunkt-Wechsel bei steigendem α nach oben gedrückt wird und einen elektrischen Kontakt schliesst, der die Warnung auslöst. Beide warnen typischerweise 5–10 kt vor dem eigentlichen Stall.

Warum verliert ein vereister Flügel die Stallwarnung?

Eis am Stagnationspunkt verändert die Profilgeometrie an genau jener Stelle, an der Stall Strip oder Flapper Switch sitzen. Die Strömung löst dann bei anderen, oft niedrigeren Anstellwinkeln ab als ausgelegt — die Warnung spricht zu spät oder gar nicht an. Zusätzlich kann der Stall asymmetrisch und ohne den gewohnten Buffet auftreten. Im Schweizer Winterbetrieb ist das auch beim Helikopter relevant: Rotorblattvereisung führt zu vergleichbar unberechenbarem Verhalten und ist ein zwingender Grund zur Umkehr.

Was ist ein Deep Stall und welche Flugzeuge sind betroffen?

Ein Deep Stall ist ein stabiler, nicht mehr ausleitbarer Stallzustand, der primär T-Leitwerks-Konfigurationen betrifft. Bei hohem Anstellwinkel gerät das Höhenleitwerk in den turbulenten Nachlauf der abgerissenen Tragfläche, verliert seine Wirksamkeit, und das Höhenruder kann den Anstellwinkel nicht mehr reduzieren. Das Flugzeug bleibt im Stall hängen. Klassische Tiefdecker mit konventionellem Leitwerk sind kaum gefährdet. Für die PPL(H) musst du das Phänomen begrifflich kennen, aber nicht im Detail beherrschen.

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