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REPORT: Learjet Testflüge bis zum Strömungsabriss
 


Nach einem längeren Aufenthalt in der Werft von "Jet Aviation" in Basel musste unser Lear einige "Stall Flights" bestehen. Nach Reparaturen an der Flügelvorderkante ("leading edge") sind diese Erprobungsflüge vorgeschrieben. Hierzu kam extra aus den USA der erfahrene Testpilot Paul McCluskey angereist. Bevor Paul Werftpilot bei "Bombadier Learjet" wurde, flog er 10 Jahre lang in der US Air Force. Heute testet er Learjets, die in Witchita aus der Produktion kommen und liefert diese auch weltweit an die Kunden aus.

Wir begannen den Tag mit einem ausgedehnten Briefing, in dem wir den gesamten Testflug und alle Eventualitäten detailliert besprachen. Der erste Teil des Programms bestand aus insgesamt 12 "Stalls". Das Flugzeug wird dabei bewusst zum Strömungsabriss (= "Stall") gebracht. Ziel ist den Geschwindigkeitswert zu erfliegen, bei der ein Strömungsabriss eintritt und plötzlich der Auftrieb wegfällt. Bildlich gesprochen nimmt in diesem Moment das Flugzeug die aerodynamischen Eigenschaften eines Steins an. Knapp oberhalb und bis zu der "Stallspeed" muss das Flugzeug noch steuerbar bleiben und der Pilot muss in der Lage bleiben, die Flügel waagrecht zu halten und dem Wegkippen einer Tragfläche entgegenzuwirken.

Wer sich für diese Thematik interessiert, googelt am besten die Begriffe: "Strömungslehre, Polardiagramm Otto Lilienthal und Stall". Unten im Anhang finden sich auch ein paar Folien eines Vortrags von mir zum Thema "Aerodynamik".

Die technischen Rahmenbedingungen für die Tests:

  • Gewicht rund 16.000 lbs  (7.300 kg)

  • Treibstoff in den Wings und Tips, der Fuselage Tank blieb leer

  • Gewichte (Metallplatten) auf Höhe der Tür montiert um den cg (Center of Gravity) nach vorne zu verlagern

  • "Yaw Damper" bleibt die gesamte Zeit off

  • "Stall Warnings" bleiben großteils off

Wir starteten in Richtung Nordosten und uns wurde die Strecke zwischen dem VOR SULZ und der Intersection REUTL für den Testflug zugewiesen. Der Luftraum zwischen "Flight Level" 100 und FL 150 (ca. 1.500 m zwischen  3km und 4,5km Höhe) stand uns exklusiv zur Verfügung. Der Controller gab uns die Anweisung: "Shuttle between SULZ VOR and REUTL. Make right turns at REUTL and Left turns over SULZ. Call me when you finished your tests!"

"Stall Nr.1": Der Lear wurde ohne Klappen (= "clean") auf eine Geschwindigkeit von 160kt (ca. 300km/h) ausgetrimmt. Als nächstes wurde das Gas komplett herausgezogen (= „Power idle“). Der Learjet verlangsamte dadurch. Um bei kleiner werdender Geschwindigkeit dennoch die Höhe halten zu können, musste Paul anfangs leicht, später immer stärker am Steuer ziehen. Idealerweise reduziert sich die Geschwindigkeit um 1kt pro Sekunde. Beide "Stall Warnings" blieben ausgeschalten und somit wurden die Systeme deaktiviert, die normalerweise den drohenden Strömungsabriss ankündigen. „Keep the wings level“ - ab 120 kt und darunter musste Paul mit immer heftigeren Querruderausschlägen der Tendenz des „Flügelwegkippens“ entgegenarbeiten.

Paul zählte laut die kleiner werdende Geschwindigkeit hinunter: „120 knots, 119, 18, 17, 16, 15, 14, 13, ... 112 ... 111 … 110 STALL!“ Der Auftrieb war schlagartig weg und somit die Kraft, die im Flug der Erdanziehung entgegen wirkt. Der Moment des Stalls fühlte sich an, als hätte jemand das Seil, an dem der Learjet hing, gekappt. Es ging rasch abwärts! Paul drückte das Steuer ganz nach vorne und wartete einige Sekunden bis sich die Strömung über den Flügeln wieder aufgebaut hatte und fing die Maschine gekonnt ab. Ein Höhenverlust von gut 300m in wenigen Sekunden war die Folge!

Wir stiegen zurück auf unsere Ausgangshöhe: FL125. Diesmal wurde eine der "Stall Warnings" eingeschalten. Der Ablauf blieb der gleiche: Flugzeug auf 160kt austrimmen, dann die Triebwerke auf Leerlauf und bei abnehmender Geschwindigkeit die Höhe halten. Jetzt wurde getestet, ob die Systeme, die dem Piloten den drohenden Strömungsabriss ankündigen, auch einwandfrei funktionieren. Bei 135kt begann der „Stick Shaker“ am Steuer heftig zu rütteln, 25kt vor dem eigentlichen Stall. Der "Shaker" hat tatsächlich die Aufgabe den Piloten „wachzurütteln“ und ihn auf die gefährliche Situation aufmerksam zu machen. Paul ignorierte natürlich diese Warnung und ließ sich ordentlich durchschütteln, um den zweiten Teil der "Stall Warning" zu prüfen: den „Stick Pusher“. Bei 122kt stieß der Pusher das Steuer ganz nach vorne und drückt somit selbständig die Flugzeugnase hinunter, um wieder die "lebenswichtige“ Geschwindigkeit aufzubauen. Der "Pusher" drückt mit derart viel Kraft nach vorne, dass dem Pilot regelrecht das Steuer aus den Händen gerissen wird. Nachdem es von den "Stall Warnings" zwei getrennte Systeme an Bord gibt, wurde der Test erneut durchgeführt, nun wurde die andere "Stall Warning" getestet. 

Dieser Durchlauf wiederholte sich nun in den unterschiedlichen Konfigurationen. Nach "Clean" folgten die Tests mit Landeklappen in den Stellungen Flaps 8°, Flaps 20° und Flaps 40°, wobei jeweils auch das Fahrwerk ausgefahren wurde. Zuerst wurde die "Stallspeed" erflogen, danach wurde abwechselnd eine "Stall Warning" eingeschalten um „Shaker“ und „Pusher“ zu testen. Ich schrieb die Werte mit und fasste diese in u.a. Tabelle zusammen. 

Bemerkenswert: Der "Stick Pusher" wird erst unmittelbar (nur 1 bis 2kt) vor dem tatsächlichen "Stall" aktiviert!
Die Werte und das Flugverhalten waren für Paul zufriedenstellend und so kehrten wir zurück zur Basis nach Basel.

Der bisher nur angeklebte „Stall Strip“ konnte fix angeschraubt werden. Danach stiegen wir erneut auf, um das gesamte Programm zu wiederholen. Nun wurde uns die Strecke zwischen LENGI und HEUSE zugewiesen.

Diesmal konnte ich die Stalls selbst erfliegen. Die Tragflächen bis zum "Stall" waagerecht zu halten fiel mir dabei gar nicht so schwer. Als es nach dem Strömungsabriss abwärts ging und sich die Geschwindigkeit rasch aufbaute, zog ich einen Augenblick zu früh am Steuer. Obwohl die Geschwindigkeit bereits deutlich über der "Stallspeed" lag, ca. +30kt, hatte sich noch keine gleichmäßige (= laminare) Strömung über dem Flügel aufgebaut. Ein "Secundary Stall" war die Folge und mir kippte zuerst der rechte – nach meiner Korrektur dann der linke Flügel weg und es ging immer schneller abwärts. „My controlls! I have it…“, war das Kommando von Paul. Er drückte weiter nach, wartete bis die Strömung anlag und fing danach den Lear ab. Wir besprachen was passiert war. „You wanna try it again?“ Klar doch! Jetzt behielt ich die Nerven und ließ die Flugzeugnase länger unten und wartete bis wieder ein Druck an den Rudern spürbar war und fing die Maschine richtig ab. Jetzt hatte ich den Dreh heraus und die weiteren Stalls mit anschließendem "Recovery" gelangen mir gut. „But don´t do this at home!“, meinte Paul beim anschließenden Debriefing, welches bis spät am Abend dauerte. Er erzählte er mir von Unfällen und Abstürzen, die auf Grund von Pilotenfehlverhalten und Selbstüberschätzung passiert waren.

Für mich war der Tag eine ganz besondere Erfahrung. Denn so oft bekommt man nicht die Gelegenheit an der Seite eines Vollprofis einen Learjet in Grenzbereichen zu erleben.  Thank you Paul and happy landings!


 


video1.wmv (3MB)


video2.wmv (3MB)

 

Anhang: Vortrag zum Thema Aerodynamik

 



 
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