Je leichter das Flugzeug, desto höher ist bei gleicher Geschwindigkeit das Lastvielfache und damit die Belastung der Struktur beim Flug durch Turbulenzen. Daher ist es ein Trugschluss, dass man bei jeder Art von Luft bis zum Ende des grünen Bereichs fliegen darf. Geschweige denn vom gelben Bereich. Selbst die Vna, die sogenannte Manövergeschwindigkeit, ist bei sehr turbulenter Luft mit erheblicher Vorsicht zu genießen. Malte kann das mathematisch darlegen und es gibt sicher Kollegen die das für die genannten Typen genau beschreiben können.

An die Vne darfst du bei so einem Wetter allerdings auf keinen Fall ran !

Bei der Beech gehe ich, wenn ich alleine fliege, bei sehr turbulenter Luft unter 140kts indicated, und fahre die erste Klappenstufe im Sinkflug aus, da ich sonst bei 165kias bin, was in ruhiger Luft kein Problem ist.

... da wäre ich bei Turbulenz vorsichtig, denn mit ausgefahrenen Klappen gelten bei vielen Flugzeuge niedrigere maximale Lastvielfache!

my 5 C

Je leichter das Flugzeug, desto höher ist bei gleicher Geschwindigkeit das Lastvielfache und damit die Belastung der Struktur beim Flug durch Turbulenzen

Hm - nicht sicher, ob ich da einverstanden bin: Das zulässige Lastvielfache bezieht sich auf MTOW. Die absolute Last auf die tragende Struktur ist doch bei geringerem Gewicht kleiner!? Deswegen dürfen viele Flugzeuge ja bei geringerem Gewicht auch mehr g's - z.B PA28 3,8g bei 2325 lbs (normal category), 4,4 g bei 2020 lbs (utility category).

Oder?

Selbst die Vna, die sogenannte Manövergeschwindigkeit, ist bei sehr turbulenter Luft mit erheblicher Vorsicht zu genießen

Die Manövergeschwindigkeit sagt nur (wie Lutz schon schrieb), dass der Flieger unterhalb dieser Geschwindigkeit bei vollen Ruderausschlägen (i.d.R. des Höhenruders) stallt bevor er bricht. Mit der Belastung durch turbulente Luft hat die erst mal nichts zu tun.

Tobias

...und genau da werden solche Verwechslungen Va/gelber Bereich dann tückisch, weil die Va natürlich sehr wohl Masseabhängig ist.

Je leichter der Flieger, desto größer wird die Beschleunigung sein, wenn ich mit dem Höhenruder den Anstellwinkel erhöhe und eine Auftriebskraft F den Flügel angreift.

Gibt ja auch Hersteller die eine gewichtsabhängige Va angeben.

Aus dem Kopf weiß ich gerade nicht, ob bei nur einer angegebenen Va diese für MTOM oder das minimale Abfluggewicht gilt (man möchte hoffen, für letzteres).

Hmm... Die im POH angegebene Manövergeschwindigkeit bezieht sich auf MTOM. Unterhalb MTOM sinkt die Manövergeschwindigkeit mit sinkendem Gewicht, dh je leichter das Flugzeug ist - damit ist auch die Masse des Treibstoffs in den Flügeln inbegriffen - desto geringer ist die ceteris paribus in turbulenter Luft (noch) fliegbare Geschwindigkeit. Ich habe gerade die entsprechende Passage eines sehr guten Buches, welches dieses Thema behandelt, nicht zur Hand, da ich im Urlaub bin, muss daher auf später verweisen.

Was Johannes geschrieben hat, ist m.E. gefährlich- man könne ja sogar bis zur Vne gehen in "solcher Luft". Vne ist eine Geschwindigkeit, die wenn überhaupt nur bei ruhiger Luft gilt. Ist die Luft turbulent, sinkt sie erheblich. Genau wie auch die Vna. Und, Alexis, klar - bei ausgefahrenen Klappen noch weiter, obwohl das bei jedem Muster unterschiedlich ist.

Es geht ja darum, dass Johannes über turbulente Luft sprach. Da kann ich komplett ohne Ruderausschläge schon die Struktur überlasten, wenn ich zu schnell fliege. Ruderausschläge kommen noch oben drauf.

Aus dem Kopf weiß ich gerade nicht, ob bei nur einer angegebenen Va diese für MTOM oder das minimale Abfluggewicht gilt (man möchte hoffen, für letzteres)

Stichprobe aus vier POHs, die ich gerade griffbereit habe:

PA28: 2 VAs angegeben (113 KIAS bei MTOW, 89 KIAS bei BEW)

C172: 3 VAs angegeben (105 KIAS bei MTOW, 90 KIAS bei 863 kg)

DA20: Nur eine VA (104 KIAS), keine Angabe über das Bezugsgewicht

M20J: 4 VAs angegeben (115 - 96 KIAS)

Je leichter der Flieger, desto größer wird die Beschleunigung sein, wenn ich mit dem Höhenruder den Anstellwinkel erhöhe und eine Auftriebskraft F den Flügel angreift

Das ist ein Grund. Vor allem aber stallt der leichte Flieger auch entsprechend später.

Tobias

Das sehe ich anders. Das maximale Lastvielfache mit ausgefahrenen Klappen ist über die entsprechende Zulassungsvorschrift definiert (23/25). Insofern ist das nicht je Flugzeug unterschiedlich.

lg

Hmm... Die im POH angegebene Manövergeschwindigkeit bezieht sich auf MTOM. Unterhalb MTOM sinkt die Manövergeschwindigkeit mit sinkendem Gewicht, dh je leichter das Flugzeug ist - damit ist auch die Masse des Treibstoffs in den Flügeln inbegriffen - desto geringer ist die ceteris paribus in turbulenter Luft (noch) fliegbare Geschwindigkeit

Wie bereits geschrieben ist VA <> VNO. Die VA sagt nur, dass der Flieger bei vollen Ruderausschlägen stallt, bevor er strukturell überlastet wird. Daher kommt auch die Abhängigkeit vom Gewicht: Der leichte Flieger stallt später, kommt also bei einem Vollausschlag eher in den Bereich der Überlast.

Nach welchen Kriterien die VNO ermittelt wird, kann vielleicht jemand beantworten, der sich mit den einschlägigen Bauvorschriften auskennt. Vermutlich wird von einem bestimmten maximalen Böenwert ausgegangen, der noch mit gewissen Ruderausschlägen überlagert wird.

Was Johannes geschrieben hat, ist m.E. gefährlich- man könne ja sogar bis zur Vne gehen in "solcher Luft". Vne ist eine Geschwindigkeit, die wenn überhaupt nur bei ruhiger Luft gilt. Ist die Luft turbulent, sinkt sie erheblich.

Was Johannes tatsächlich schrieb ist, dass bei einer C42 VNO=VNE ist. Das kenne ich nun in der Tat von keinem anderen Flugzeug so, aber offensichtlich können die (mir unbekannten) UL-Bauvorschriften, die der Ermittlung der VNO zugrunde liegen, auch bei VNE eingehalten werden.

Genau wie auch die Vna.

Die heisst VA und ändert sich nicht mit der Beschaffenheit der Luft, sondern nur mit dem Gewicht.

Tobias

Tobias,

ich kenne mich zwar mit den einschlägigen Bauvorschriften nicht aus, weiß aber wo man sie findet. Für unsere typischen SEP-Flugzeuge gilt CS-23 und die Bauvorschriften finden sich hier:

https://www.easa.europa.eu/system/files/dfu/decision_ED_2003_14_RM.pdf

Die Vorgaben zur Bestimmung von Vno finden sich in CS23.333 "Flight Envelope".

Michael

Hallo Johannes,

Du schreibst: "Die eine oder andere einseitige Bö musste ich auch durch beherztes Gegensteuern am Querruder ausnivellieren"

Da wäre ich - besonders bei Turbulenz - sehr vorsichtig. Je turbulenter der Flug, um so weniger heftig sollten die Ruderausschläge sein. Die Belastung der Flugzeugzelle durch Steuerausschläge und durch Turbulenz können sich natürlich im Flug durchaus addieren. Und das ist in den Zulassungsvorschriften nicht berücksichtigt. Die Va berücksichtig NUR Steuerausschläge, das gelbe Band NUR Belastungen durch Turbulenz. Beide Belastungen zusammen - jeweils innerhalb der Limits in Einzelbetrachtung - können durchaus das Flugzeug überlasten.

Was spricht dagegen das Flugzeug ein wenig in der Turbulenz tanzen zu lassen? Selbst bei großen Verkehrsflugzeugen wird empfohlen, bei starker Turbulenz mit ruhigen Steuerauschlägen lediglich im Mittel die Höhe und den Kurs zu halten. Ein wenig Querlage tut dem Flugzeug nicht weh, die nächste Bö könnte ja auch schon wieder in die andere Richtung gehen. Und gerade auf VFR Flügen - wenn man nicht dicht unter einer Luftraumgrenze fliegt - kann man ruhig einmal zugunsten ruhiger Steuerauschläge die Höhe fluktuieren lassen.

Das Verringern der Fluggeschwindigkeit bei Turbulenz verringert nicht nur die Strukturbelastung, sondern verbessert auch den Flugkomfort durch geringere g-loads. Auch daher drehen wir in Verkehrsflugzeugen wenn's wackelt ein wenig die Fahrt runter.

Mit dem Fliegen bei Turbulenz ist es wie mit dem Autofahren auf unbefestigter, löchriger Straße: Das Ausreizen vermeindlich sicherer zulässiger Höchstgeschwindigkeiten sollte man besser vermeiden.

bisher nicht gelesen oder übersehen:

Das sichere Lastvielfache ist z.B. +3,9 g (Normal-Kategorie). Mit Sicherheitsfaktor 1,5 ist das dann das Bruchlastvielfache von +5,8. Das wird statisch getestet (z.B. mit Sandsäcken bei meinem Flieger-Eigenbau). Zwischen +3,9 und +5,8 darf kein Bruch passieren, sondern nur Verformungen.

Eine Böenlast kann aber weit über die +5,8 hinausgehen. Dabei erhöht sich nicht zwangsläufig der Anstellwinkel, sondern die Luft beschleunigt den Flügel bei einer Aufwärtsbö von unten und die Struktur unter Vorspannung muß die nun mitbeschleunigte Rumpfmasse zusätzlich mittragen. Da liegt der Hase im Pfeffer.

my 2 cents

richtig, und das nicht nur bei Beschleunigung von unten, sondern auch von oben sowie einseitig an einem Flügel.

Mir erschließt sich nicht, wie du ohne Anstellwinkeländerung = Auftriebserhöhung ein selbst leichtes Flugzeug so stark beschleunigen könntest, dass die Struktur überlastet wird. ... auch nicht einseitig.

Mir erschließt sich auch nicht, warum ein Flugzeug mit weniger Gewicht weniger belastbar sein soll, ob bezüglich Böenbelastung oder sonstwas ?? In den limits der viersitzigen Yak 18 T sind für aerobatics mit zwei Leuten +6,5 G und -3,2 G bei max. 1510 kg angegeben. Mit max. Gewicht von 1650 kg sinds dann nur noch +5G und -2,5G, was mir nach Bauchgefühl logischer erscheint als andersrum. ????

Vic

Natürlich verträgt es gleich viel oder mehr g, aber die werden schneller erreicht, darum geht es. Hau' mal mit einem Golfschläger gegen eine Bowlingkugel. Beschleunigung der Bowlingkugel sehr gering. Richte den gleichen Schwung gegen einen Golfball und er wird mit mehreren Dutzend G beschleunigen.

Ich sehe auch nicht, wo es das gibt, oder wo das geschrieben steht.

Was geringer wird, ist die Va! Bei geringerem Gewicht ist diese kleiner, denn eine geringe Masse beschleunigt sich leichter, resultierend in eine höhere Beschleunigung, als eine große Masse. Bei einer großen Masse bekommst du die notwendige Änderung im Anstellwinkel der Tragflächen nicht schnell genug hin, und der Flieger beschreibt einen größeren Kreisbogen.

PS ich untertreibe vermutlich. Überschlägig kann man wohl von mehreren 10.000g ausgehen.

Hier: https://studentpilot.com/interact/forum/showthread.php?35201-Va-question-why-is-it-higher-for-lower-weight-loading gibt es eine anschauliche Erläuterung, warum Va bei höherem Gewicht größer wird.

VG Mark

Das Modell der Beschleunigung passt nicht. Der Flieger zerbricht nicht wegen der Beschleunigung, sondern wegen der Biegebelastung des Holms. Diese Belastung ist proportional zur wirkenden Kraft Gew*a. Bei Erhöhung des Gewichtes wird Gew * a natürlich auch größer. Ein Absolutwert für Gew * a, bei dem der Holm bricht, wird also schon bei niedrigeren a erreicht. Verringert man das Gewicht, könnte man mehr g ziehen, bevor der Holm bricht. Deshalb auch die unterschiedlichen Gewichtsangaben für Normal, Utility und Kunstflug. Also ist der schwerere Flieger stärker gefährdet.

Deswegen sollte es bei Belastungsgrenzen immer heißen "g bei MTOW"

Va ist nichts anderes als die Stallgeschwindigkeit unter Last und hat nichts mit der Fliegergefährdung zu tun.

absolut einprägsamer Vergleich, mit der Bowlingkugel und dem Golfball ;-)

So... und nun erklärt sich auch, warum ein UL viel schneller an seiner Bruchlast sein kann, als zB eine C182, oder?!

Wenn Tiger Woods mit dem Driver draufhaut: 30.000 G

Und Alexander, der leichtere Flieger ist stärker gefährdet :)

Und Alexander, der leichtere Flieger ist stärker gefährdet :)

Dann mal konkret: nehme wir an, der Holm Eurer Bonanza würde eine Biegekraft von 60000N aushalten, sie würde abflugfertig 1000kg wiegen und bei 70 kts stallen.

Dann fliegst Du 140 kts und ziehst. Der Flügel stallt bei etwa 4g. Der Holm wird mit 40000N belastet.

Jetzt packst Du 1000kg Last ein und fliegst. Um den Auftrieb zu erzeugen, der 4g trägt, mußt Du 200kts fliegen, kurz bevor der Flügel stallt. Bei 4g wird der Holm mit 80000N belastet.

Jetzt strippst Du den Flieger so weit wie möglich, fliegst Deinen 500kg schweren Flieger, der Auftrieb für 4g wird schon bei 100 kts erreicht, der Holm mit 20000N belastet.

Die 4g des 500kg-FLiegers bei VA sind also harmlos, Du könntest sogar schneller als VA fliegen und mehr als 4g ziehen, der Holm würde halten. Mit dem 2000kg-Flieger dürftest Du (mit diesem Holm) statt 4g bei 200kts nur noch 3g bei 170 kts ziehen, bevor der Holm bricht.

Ich denke nicht, dass du in der Lage sein wirst, bei 50kn, 4g zu ziehen. Von daher hinkt dein Beispiel ein wenig.

Die Problematik ist didaktisch nicht sehr einfach zu erklären und mathematisch recht komplex zu beschreiben. Das ergibt sich beim tieferen Eintauchen in die Aerolastik und dem Problem vertikaler Böen. Eine schöne Analyse wurde hier als

Diplomarbeit

veröffentlicht.

Noch etwas aufschlussreicher ist

das hier auf Buch-Seite 182 ff

Viel Vergnügen bei der Lektüre!

Danke, habe ich korrigiert, 50 kts war die Vs. Va sind 100 kts. Jetzt stimmt auch das Beispiel wieder.