Boeing 747 sackte im Flug um 90 m ab

[Schorsch]

Unvorbereitet treffen einen die sogenannten Clear Air Turbulences, Gebiete mit plötzlich geänderter Windrichtung und/oder Windgeschwindigkeit, die sich durch keine Wolke verraten. Und wenn ein Verkehrsflugzeug dort hindurchfliegt, verliert es plötzlich massiv an Geschwindigkeit, sackt durch und gelangt dadurch wieder zu ausreichender Geschwindigkeit.

Clear Air Turbulences ist OK, aber das als Folge dessen der Flieger massiv an Geschwindigkeit verliert und deshalb quasi einen Strömungsabriss erleidet ist meiner Meinung nach Quatsch. Wie du selber sagst: Turbulenzen. Mehr oder weiniger starke aufwärts oder abwärts (Fallwinde) gerichtete Luftströmungen. Und diese haben die Eigenschaft, den Flieger, der sich gerade in diesem Bereich der Turbulenzen beifindet, in die Richtung der Luftströmung zu transportieren und als "durchsacken" den Passagier spüren zu lassen.

Der geänderte Anstellwinkel berechnet sich als Flugschwindigkeit relativ zur Strömung, genaugenommen ist es arctan(Turbulenz/Fluggeschwindigkeit). Das heißt, je höher die Fluggeschwindigkeit, desto geringer die Anstellwinkeländerung.
Das Flugzeug bewegt sich aerodynamisch immer relativ zur umgebenden Luft, also folgt quasi deren auf- und ab. Das Flugzeug als Massepunkt jedoch bleibt dem Inertialsystem treu, so dass eine Turbulenz definitiv erstmal eine Anstellwinkeländerung verursacht. Diese muss nicht zum Strömungsabriss führen, jedoch kann sicherlich den Auftrieb so stark verringern, dass es eben abwärts geht.

Ich muss zugeben, ich bin jetzt etwas verwirrt. Ich werde nochmal drüber nachdenken.

 

[Schorsch]

Es werde Licht!

Also, mit etwas Papier, einem Stift, einem Pentium IV und sehr teurer und obendrein vertraulicher Software habe ich eine Erklärung gefunden:

Fliegt das Flugzeug in eine Turbulenz ein, so erzeugt der Abwind am Flugzeug eine Veränderung des Anstellwinkels. Wenn wir einen Fallwind haben, führt dies zu einer Verringerung des Anstellwinkels und eventuell sogar zum Vorzeichenwechsel. Das könnte dann heißen (je nach Nullanstellwinkel), dass unser Flügel Abtrieb produziert. (dazu habe ich jetzt nur Zettel und Stift gebraucht)

Ich habe das mal ausgerechnet (dazu war der Rest notwendig).
Beispiel: Ein A-300 fliegt mit 250 m/s in 10000m Höhe im getrimmten Zustand.
Er trifft auf eine scharfe Turbulenz mit 20m/s Abwind im Vergleich zur umgebenden Luft. Diese Annahme ist sehr wichtig, da das Flugzeug langfristig sich mit der umgebenden Luft bewegen würde, so wie es ein Segelflugzeug im Aufwind tut.
Die enstehende Kraft verursacht eine vertikale Beschleunigung (der Erdanziehung entgegengesetzte) von etwa 11 m/s² und übertrifft somit die Erdbeschleunigung. Wer nicht angeschnallt ist, würde an die Decke knallen. Der negative Anstellwinkel beträgt dann etwa -5°, somit noch innerhalb der Grenzen für einen Strömungsabriss.
Dieses Ergebnis steht etwas auf tönernen Füßen, da man die Berechnungsmethode eigentlich nur für stationäre Strömungen benutzen kann. Aber Stationärität ist auch Ansichtssache.

Beim Scherwind passiert ähnliches nur eben horizontal. Wegen der geringen Geschwindigkeit führt eine horizontale Böe zu einer lokalen Verringerung der Anströmgeschwindigkeit und somit zu starken Erhöhung des Anstellwinkels. Das geht bis zum Strömungsabriss. Könnte ich auch ausrechnen, müsste ich aber mein Programm modifizieren.

So, mir ist jetzt einiges klar geworden.