Vrillen in der Ausbildung

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1 SFVS 2012 E. Blumer Vrillen in der Ausbildung Einleitung Während eines Fluglehrer-Refresherkurses wurde ausgiebig über das Vrillentraining in der Grundausbildung diskutiert. Ob eine solche Ausbildung mit den heutigen gutmütigen Flugzeugen überhaupt notwendig sei und ob die ASK 21 für eine solche Ausbildung geeignet sei wurde ausgiebig erörtert. Schlussendlich wurde entschieden dieses Thema sei am nächsten Safety-Workshop zu traktandieren. Am SFVS Workshop 2012 behandelte Emil Blumer mit einem Kurzvortrag das Thema und eine Gruppenarbeit mit Fluglehrern erarbeitete ergänzende Empfehlungen. Die nachfolgenden Ausführungen sind eine Zusammenfassung der Präsentationen. Vrillen eine Gefahr für den Segelflieger? Mit den heutigen Segelflugzeugen könne man nicht mehr in eine unbeabsichtigte Vrille geraten wird oft argumentiert. Es ist das Verdienst der Konstrukteure, dass moderne Segelflugzeuge trotz leistungsoptimierten Flügelprofilen sehr gute Flugeigenschaften aufweisen und im kontrollierten Langsamflug kaum Tendenzen von Vrillenanfälligkeit zeigen. Leider zeigt die Unfallstatistik ein anderes Bild. Immer wieder wird in den Unfallberichten als Unfallursache eine Vrille erwähnt. Betroffen sind auch moderne und als gutmütig bekannte Flugzeuge, gesteuert oft von erfahrenen Piloten. Auch haben 15% von den Teilnehmern, die am Workshop anwesend waren, eine ungewollte Vrille selber erlebt! Ein unkontrolliertes Abkippen mit oder ohne Übergang in eine Vrille kann aus vielen Gründen entstehen. Oft ist der Auslöser für ein überraschendes Abkippen oder eine Vrille ein Schwerpunkt im hintersten Bereich, eine Schiebekurve bei einem hohen Anstellwinkel in der Thermik oder bei bodennahen Kurven gepaart mit unkoordinierten oder brüsken Steuerausschlägen, sowie eine nicht der Geschwindigkeit angepasste Beschleunigung. Ruppige und/oder turbulente Verhältnisse können die Gefahr verschärfen. Damit ist die Notwendigkeit einer umfassenden Grundausbildung im Flug mit hohen Anstellwinkeln und im Retablieren von Abkippen und Vrillen gegeben. SFVS Workshop 2012: Stall und Vrillen in der Grundausbildung 1

2 Grundausbildung am Doppelsteuer Allgemeines In der Schweiz wird für die Grundausbildung grossmehrheitlich die ASK-21 verwendet. Vereinzelt werden auch die DG 505, die DG 1000, der Blanik oder der Twin Astir als Grundschulflugzeug eingesetzt. Mit all diesen Flugzeugen können Stall- und Full Stall -Übungen durchgeführt werden. Für die Vrillenausbildung sind diese Flugzeuge unterschiedlich gut geeignet. Speziell die ASK-21 weist einige Besonderheiten auf die nachfolgend behandelt werden. Vrillen mit der ASK-21 Mit der ASK 21 können Vrillen durchgeführt werden wenn der Schwerpunkt hinter 400 mm liegt. Dies ist normalerweise nicht der Fall. Deshalb muss der Schwerpunkt mit Bleigewichten am Heck korrigiert werden. Dieses Verfahren wird in der Schweiz seit der Einführung der ASK 21 angewendet, in Deutschland erst seit Wichtig für die Berechnung des Schwerpunktes ist die Verwendung der Gewichtsdaten aus den technischen Dokumenten (das Gewicht der einzelnen Flugzeuge variiert beträchtlich) sowie des aktuellen Gewichtes der Piloten mit Fallschirm. Das Stoppen der Vrille Im Flughandbuch (AFM) der ASK-21 ist das Ausleiten folgendermassen beschrieben: - Voller Seitensteuerausschlag gegen die Drehrichtung - Pause (ca. ½ Umdrehung) - Knüppel nachlassen bis Drehbewegung stoppt - Seitensteuer neutral stellen, Flz abfangen Im AFM der DG 505 und andern Segelflugzeugen wird das Beenden der Vrille gleich beschrieben. Dieses Verfahren wird deshalb oft als Standardverfahren bezeichnet. Es muss aber darauf hingewiesen werden, dass dieses Verfahren nicht für alle Segelflugzeuge Gültigkeit hat. Zum Beispiel steht im AFM der ASW-27: - Gegen-Seitensteuer und gleichzeitig - Steuerknüppel nachlassen, bis Drehung stoppt - Seitensteuer neutral stellen und sofort weich abfangen Jeder Pilot muss folglich wissen wie bei seinem Flugzeug eine Vrille beendet wird. Detaillierte Angaben dazu sind im AFM vorhanden.

3 Die Vrillencharakteristik der ASK-21 Da die ASK-21 mit Heckballast etwas spezielle Charakteristiken in der Vrille aufweist, wurde ein Flugzeug dieser Baureihe im Air Force Flight Test Center Edwards Air Force Base, California untersucht und die Testresultate wurden im Juli 1989 unter dem Titel Schleicher AKS-21 Glider (TG- 9) Stall and Spin Evaluation veröffentlicht. Die nachfolgenden Bemerkungen zur ASK-21 sind Zusammenfassungen dieses Testberichtes. Das Einleiten Zum Einleiten wird empfohlen: - die Nase etwa 10 über dem Horizont bis zum Stall - Seitensteuer voll in Drehrichtung und Knüpple nach hinten Ist die Nase zu hoch beim Einleiten entsteht oft ein Spiralsturz, ist die Nase zu tief entsteht meist eine stark sinkende Schiebekurve. Im Bericht wird darauf hingewiesen, dass eine Vrille ohne Seitensteuerausschlag eingeleitet werden kann wenn eine flache Kurve im Stall-Bereich geflogen wird. Nach dem Einleiten Unbedingt auf die Geschwindigkeit achten. Nimmt die Geschwindigkeit und das Fahrtgeräusch zu, so ist die ASK-21 nicht in einer Vrille sondern in einer Steilspirale. Sofort aufrichten. Das Querruder und das Seitensteuer sind wirksam. In der Vrille pendelt der Höhenmesser hin und her. In der Vrille Die Ruderkräfte in der Vrille sind klein. Die Nase ist zwischen 0 und 70 unter dem Horizont. Eine Umdrehung dauert zwischen 2.5 und 4.5 Sekunden. Der Höhenverlust ist zwischen 45 und 75 m pro Umdrehung. Werden die Steuer losgelassen, gehen Querruder und Seitensteuer in Drehrichtung und das Höhensteuer bleibt voll gezogen. Werden die Querruder gegen die Drehrichtung ausgeschlagen wird die Vrille flacher. Ein Querruderausschlag gegen die Drehrichtung hilft nicht die Vrille zu stoppen. Wird das Querruder in Drehrichtung ausgeschlagen erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit. Das Ausleiten Wird das Standardverfahren angewendet stoppt die Vrille immer. Es ist aber ein Nachdrehen bis 1 ½ Umdrehungen möglich. Gegenseitensteuer mit voll gezogenem Knüppel beendet die Vrille normalerweise nach 1 ½ Umdrehungen. Loslassen der Steuer beendet manchmal die Vrille; werden die Steuer losgelassen wenn die Nase tief ist dreht die Vrille weiter. Wird nur das Höhensteuer gestossen, so stoppt die Vrille nicht. Werden alle Steuer in Neutralstellung gebracht ist ein Stoppen unsicher. Wird das Standardverfahren angewendet, aber das Höhensteuer bis in den vorderen Anschlag gestossen, so dreht die Vrille bis 3 Umgänge nach. Je nach Schwerpunktlage können diese Angaben variieren. Rückenvrillen stoppen nach ½ Umdrehungen wenn alle Steuer in Neutralstellung gebracht werden. SFVS Workshop 2012: Stall und Vrillen in der Grundausbildung 3

4 Zusammenfassung Vrillen können im Flug im hohen Anstellwinkelbereich unerwartet und brüsk auftreten und zwar auch mit modernen und gutmütigen Flugzeugen. Das Beenden einer Vrille ist im AFM beschrieben (Achtung Microlight Flugzeuge müssen bei der Zulassung keine Vrillenerprobung nachweisen). All spins are not equal! Je nach Konstruktion, Gewicht, Schwerpunktlage und Umweltbedingungen kann das Vrillenverhalten ändern. Jeder Pilot muss das Ausleiten einer Vrille mit seinem Flugzeug drillmässig beherrschen. Nicht alle Grundschulflugzeuge sind für die Vrillenausbildung gleich gut geeignet. Nicht mit allen Schülern sind wegen den Limiten des Flugzeuges Vrillen möglich. Die Vrillenausbildung ist auch für den Fluglehrer eine anspruchsvolle Übung. Praktische Ausbildung In einer Gruppenarbeit wurden 3 Themen bearbeitet: 1. Flug im kritischen Anstellwinkelbereich, Stall and Full Stall 2. Vrillentraining in der Grundausbildung 3. Theoretische Ausbildung Stall and Spin Es ging bei der Gruppenarbeit darum, das grosse Wissen und die Erfahrungen der Fluglehrer zu sammeln und Hinweise für die Zielsetzungen für den Schüler, sowie die wichtigen Punkte bei der praktischen Ausbildung zu sammeln. Da wie schon erwähnt nicht mit allen Schülern aus unterschiedlichen Gründen eine Vrillenausbildung gemacht werden kann, wurden auch Ideen für eine Ersatz-Theorievermittlung diskutiert. Erkenntnisse zur Ausbildung im Langsamflug und Stall Zielsetzungen Der Schüler soll die Ursachen, die im Flug zu hohen Anstellwinkeln führen, kennen und die Zusammenhänge zwischen Beschleunigung und Anstellwinkel begreifen. Er soll die Symptome beim Langsamflug und Stall erleben und die Steuerbarkeit des Flugzeuges im kritischen Bereich fühlen. Er muss die korrekte Steuerführung beim Retablieren beherrschen. Ablauf und Inhalt Vor den Ausbildungsflügen braucht es ein fundiertes Longbriefing. Speziell dem Erkennen der kritischen Fluglagen ist genügend Zeit einzuräumen. Achtung, nicht bei allen Flugzeugen und speziell bei vorderer Schwerpunktlage ist ein Buffeting am Knüppel gut spürbar. Die diversen Situationen sind zu demonstrieren, anschliessend soll der Schüler selber fliegen damit er das Flugzeug und seine Reaktionen spürt.

5 Erkenntnisse zur Ausbildung von Vrillen Zielsetzungen Der Schüler soll die Gefahr einer Vrille frühzeitig erkennen und mit geeigneten Massnahmen verhindern. Er soll eine Vrille erleben damit er die Fluglage und die Beschleunigungen wahrnimmt und er soll in einer Vrille die korrekten Gegenmassnahmen rasch umsetzen. Weiter ist es wichtig, dass der Schüler den Unterschied zwischen Vrille und Steilspirale kennt und richtig reagiert. Ablauf und Inhalt Die Ausbildungsflüge Stall sind zuerst abzuschliessen. Vor den Ausbildungsflügen braucht es ein fundiertes Longbriefing inklusive Berücksichtigung des AFM. Das korrekte Ausleiten ist zu besprechen und mental zu üben. Die Auswirkungen von falschem Verhalten sind zu besprechen. Der Sicherheit ist eine hohe Priorität einzuräumen. Bei einer falschen Reaktion des Schülers muss der Fluglehrer genügend Höhenreserve für eine Korrektur und ein korrektes Ausleiten haben. Theoretische Ersatzausbildung Wenn möglich sollte das Vrillentraining mit einem dazu geeigneten Flugzeug, eventuell in einer andern Schule, geübt werden. Eine rein theoretische Ausbildung soll die letzte Möglichkeit sein um diese Ausbildung abzuschliessen. Zielsetzungen Der Schüler kennt aus der Praxis mit welchen Massnahmen im Stall eine Vrille verhindert werden kann Er kennt theoretisch wie eine Vrille entsteht, welche Kräfte wirken und welche Ruder wirksam sind. Er kann am Boden das Beenden einer Vrille drillmässig korrekt wiedergeben. Ablauf und Inhalt Ein Longbriefing inklusive Studium des AFM ist notwendig. Unterstützend wird eine mentale Vorbereitung unter Mithilfe des Fluglehrers vorgeschlagen. Es wurde auf die Möglichkeit hingewiesen mittels eines Drehstuhles als Pilotensitz und eines Besenstiels als Knüppel den Ablauf am Boden zu üben. Weiter sollte besprochen werden bis zu welcher Höhe ein Beenden versucht werden soll und wann ein Fallschirmabsprung ausgelöst werden soll. SFVS Workshop 2012: Stall und Vrillen in der Grundausbildung 5

6 Zusammenfassung der Gruppenarbeiten Alle Teilnehmer haben die Wichtigkeit einer umfassenden theoretischen und praktischen Ausbildung dieses Bereiches bestätigt. Die von EASA FCL vorgeschlagene Zielsetzung und Ausbildung (AMC1 FCL.110.S, Exercise 9a, 9b and 10) wurde als geeignet beurteilt. Der Gruppenleiter empfiehlt: Bis zur Einführung der Fluglehrerausbildung gemäss EU FCL sollen im Fluglehrerkurs die Themen Stall und Vrillen ausgiebig behandelt werden. Die Fluglehrerkandidaten sollen den Inhalt dieses Reports kennen. Das Zitat des Tages: Die Vrille ist ein beherrschbarer Flugzustand aber nicht für die Landung geeignet 1789 Lugnorre, E. Blumer Literaturverzeichnis AFM der Schulflugzeuge BFU Schlussberichte Segelflug All Spins are not equal Soaring Magazin August 1988, Seiten Schleicher ASK-21 Glider (TG-9) Stall and Spin Evaluation Air Force Flight Test Center, Edwards Air Force Base, California, July 1989 Flight Unlimited, E. Müller / A. Carson 1983, Seiten Der Geruch von Granit, A. Schlapbach, AFGZ Aufwind 2005 Trudeln mit Segelflugzeugen G. Ambros, Grundlagen des Fluges, E. Lindemann, Grundausbildung.