Flügelschränkung (Washout)

Flügelschränkung (Washout)

Washout ist eine Verdrehung des Flügels, so dass der Anstellwinkel an der Wurzel größer ist als am Tip. Das ist eine konstruktive Maßnahme für sicheres Stall-Verhalten.

Zwei Arten

1. Geometrischer Washout (Geometric Twist)

• Sehne ist am Tip nach unten geneigt (negative Verdrehung).
• Typischer Wert: −2° bis −4° zwischen Wurzel und Tip.
• Beispiel: Wurzel α = 4°, Tip α = 1°. Bei Anstellwinkel-Erhöhung erreicht Wurzel zuerst α_stall.

2. Aerodynamischer Washout

• Profilart variiert entlang der Spannweite — Tip hat ein Profil mit höherem α_stall.
• Selten als alleinige Maßnahme; oft in Kombination mit geometrischem Washout.

Zweck — Gutmütiges Stall-Verhalten

Bei verjüngten Flügeln stallt der Tip zuerst (Lift-Verteilung dort höher). Wenn der Tip stallt, verlieren auch die Ailerons ihre Wirkung — Pilot kann nicht mehr Bank korrigieren → Spin-Risiko.

Mit Washout: Wurzel stallt zuerst, Tip bleibt in normaler Strömung → Ailerons wirken → Pilot kann Bank stabilisieren und Stall recovern.

Stall-Sequenz mit Washout

1. Pilot zieht Yoke → α steigt überall.
2. Wurzel erreicht α_stall zuerst (weil dort der Anstellwinkel höher ist).
3. Lift in der Wurzel fällt → Lift-Schwerpunkt verlagert sich nach außen.
4. Pitching-Moment wirkt nose-down (zur Wurzel hin) → gutmütige Stall-Entwicklung.
5. Tip bleibt strömungsstabil → Ailerons wirksam.
6. Pilot kann Stall durch Pitch-Down recovern.

Quantitative Bedeutung

Typische C172 (Cessna 172):

• Spannweite 11 m.
• Sehne Wurzel 1,5 m, Sehne Tip 1,12 m (leicht tapered).
• Washout ca. −1,5° bis −2°.
• α_stall(Wurzel) erreicht bei effektivem α = 16°, α_stall(Tip) bei effektivem α = 16°+1,5° = 17,5° → also Wurzel stallt zuerst.

Andere Methoden zur Wurzel-Erst-Stall

• Stall Strip (Stall-Streifen): kleine dreieckige Leiste an der Vorderkante der Wurzel → provoziert frühere Strömungsablösung.
• Leading Edge Slats nur am Tip: Tip hat höhere α_max.
• Wing Fence: hindert Strömung am Wegfließen Richtung Tip.
• Profil-Variation: am Tip Profil mit höherem α_max einsetzen.

Wash-In (siehe nächste Lesson)

Wash-in: Gegenteil von Washout — Tip-α > Wurzel-α. Sehr selten in normalen Flugzeugen, manchmal bei:

• Glider mit hoher Streckung: zur Lift-Verteilungs-Optimierung.
• Propeller-Effekt-Kompensation (Slipstream am rechten Flügel macht etwas mehr Lift — Wash-In links).

Konstruktive Realisierung

• Direkt im Holm: der Holm ist über die Spannweite leicht "verdreht".
• Variable Profilfastigkeit: Profil ändert sich entlang Spannweite.
• Maßgeblich: Zertifizierungs-Spezifikation (CS-23 für GA), Belastungsfälle, Stall-Verhalten.

Konsequenzen

• Effektive AR geringfügig reduziert (weil Tip weniger Lift trägt).
• Stall-Geschwindigkeit an Wurzel = effektive Vs des Flugzeugs.
• Gutmütiges Stall-Verhalten für PPL-Schulflugzeuge essentiell (CS-23 zertifizierungs­relevant).

Andere Bezeichnungen

• Washout (englisch): Standard.
• "Schränkung" (deutsch): traditionelles Wort, in Glider-Technik üblich.
• "Twist" oder "Geometric Twist": Engineering-Terminologie.