Mit Wingwalking (dt. Tragflächenspaziergang) wird eine waghalsige Stuntvorführung auf Flugzeug- tragflächen bezeichnet. Als um 1918 der Flugschüler Ormer Locklear zu Reparaturzwecken auf die Tragfläche eines Curtiss JN-4 Doppeldeckers kletterte, entwickelte sich diese spezielle Akrobatik zur Attraktion auf Flugschauen. Heute sehr beliebt für's Wingwalking sind robuste, langsamfliegende Doppeldecker, insbesondere die Boeing Stearman (linkes Bild).
Wirbelgeneratoren (Vortex-Generators)
Wirbelgeneratoren, auch Turbulenzbleche oder Vortex-Generators genannt, sind meist kleine Luftleit- bleche auf der Oberseite der Tragfläche die kleine gesteuerte Wirbel erzeugen. Diese Wirbel induzieren ein künstliches Umschlagen der laminaren in eine turbulante Strömung. Dabei steigt zwar der Wider- stand an, dafür ist die turbulente Strömung aber resistenter gegen Ablösung, und das Entstehen einer abgelösten Strömung mit ihrem sehr hohen Widerstand und dem Verlußt des Auftriebs kann vermieden werden. Wirbelbleche findet man auch an den Cowlings großer Strahltriebwerke. Die dort erzeugten Wirbel sollen die Strömungsverhältnisse am Tragflügel verbessern, da die großen Fans die Tragfläche bei hohen Anstellwinkeln teiweise abschatten. Abb.: links: Ein einzelner großer Wirbelgenerator am Triebwerk einer B777 erzeugt bei hohen Anstell- winkeln einen (durch Kondensation sogar sichtbaren) Wirbel über die Tragflächenoberseite. rechts: Kaskaden kleiner Wirbelgeneratoren auf dem Tragflügel einer Boeing 737
Wirbelschleppe
Wirbelschleppen werden an den Tragflächenenden von Flugzeugen infolge des unterschiedlichen Drucks an Flügelunter- und Flügeloberkante erzeugt. Dadurch entsteht ein Wirbel, der von der Flügelunterseite um das Tragflächenende zur Oberseite gerichtet ist. Die Größe des Differenzdruckes hängt von der Flugzeugeigengeschwindigkeit, dem Tragflächenprofil und dem Anstellwinkel, die Stärke der Wirbel vom Flugzeuggewicht ab. Die am linken und rechten Flügel entstehenden Wirbelpaare, bestehend aus entgegengesetzt rotierenden Luftmassen dehnen sich nach rückwärts aus und wandern nach unten. Ihre Kraft ist sehr stark von den momentanen meteorologischen Bedingungen abhängig. Wirbelschleppen können für nachfolgende Luftfahrzeuge sehr gefährlich sein. Das Bild unten zeigt den Effekt der Wirbelschleppe (auf den Rauch eines Brandes) einer ca. 350 Tonnen schweren B747 im Anflug auf den alten Flughafen KaiTak in Hongkong.
Wirbelschleppen (Entstehung siehe oben) sind eine potentielle Gefahr für die Luftfahrt. Die Wirbel entstehen stets wenn an einem Tragfügel Auftrieb produziert wird. Durch die Wirbel wird teilweise ein extremes Rollen des eigenen Flugzeugs induziert. Dies ist besonders bei Start und Landung gefährlich. Diese Wirbel können selbst von sehr großen Flugzeugen schwierig bis gar nicht ausmanövriert werden. Die Stärke der Wirbel ist etwa proportional zur Flugzeugmasse. Um Probleme bei Start und Landung zu vermeiden, staffelt ATC die Flugzeuge in definierten (sicheren) Abständen abhängig von ihrer jeweiligen Wirbelschleppenkategorie. (VFR-Verkehr ist selbst verantwortlich für die Beachtung eventueller Wirbel)
Light (L)
Flugzeuge mit weniger als 7 t MCTOW. Beispiele: Bandeirante, Metro 3, Cessna 402, Islander, Nomad, Piper Navajo, Beech 99.
Medium (M)
Flugzeuge mit mehr als 7 t und weniger als 136 t MCTOW. Beispiele: Boeing B727, B737, B757*, Fokker Friendship, BAe–146, Dash 8, ATR–72, Hercules, DC–3, Saab 340.
* die Boeing 757 wird trotz 'medium'-Gewichts in Heavy einsortiert wenn es um die Beeinflussung des nachfolgenden Verkehrs geht
Heavy (H)
Flugzeuge über 136 t maximales zertifiziertes Abfluggewicht (MCTOW). Beispiele: Boeing B777, B767, B747, McDonnell Douglas DC–8, MD–11.
Super (J)
Bislang nur der Airbus A380.
Radar Separation:
Heavy hinter Heavy
4 NM
Zeit Separation:
Medium hinter Heavy
2 min
Medium hinter Heavy
5 NM
Light hinter Heavy
3 min
Light hinter Heavy
6 NM
Light hinter Medium
5 NM
Wolkenscheibeneffekt
Der Wolkenscheibeneffekt (auch Prandtl-Glauert-Effekt oder Prandtl-Glauert-Kondensation) ist der optische Begleiteffekt der sogenannten Prandtl-Glauert-Singularität und tritt unter speziellen Umgebungsbedingungen an der Stoßfront von mit Überschall fliegenden Flugzeugen auf. Hinter der Verdichtungsfront am Machschen Kegel gibt es eine Unterdruckphase, in der die Luft adiabatisch abkühlt und somit den Wasserdampf der Luft zur Kondensation bringt. Der Nebel hält sich nur Bruchteile von Sekunden, da hinter dem Flugzeug wieder Normaldruck herrscht. Abb.: Wolkenscheibeneffekt an einer F-18, F-14 und einer English Electric Lightning
Wolken
tiefe Wolken
Cumulus (Cu) Die Cu ist die typische Haufen- o. Quellwolke. Sie weist eine glatte horizontale Wolkenuntergrenze auf und besitzt i.d.R. einen Eigenschatten, d.h. die Wolkenbasis ist sichtbar leicht abgedunkelt. Darüber findet man dann die weißen, blumen- kohlartigen und scharf gegen den Hintergrund abgehobenen Aufquellungen. Cu werden gemäß ihrer vertikalen Ausdeh- nung in drei Unterklassen aufgeteilt (humulis, mediocris, congestus). Da die Wolke auch in obersten Bereichen noch vorwiegend aus Wassertröpfchen, und nicht aus Eiskristallen besteht, sind ihre Ränder überall scharf begrenzt.
Stratus (St) Stratusbewölkung ist die typisch einheitlich graue Wolkenschicht, die nicht selten den ganzen Himmel bedeckt. Sie wird auch als Hochnebel bezeichnet und hat im allgemeinen eine geringe vertikale Mächtigkeit. Aus einer dichten Stratusbewölkung kann es auch zu Nieselregen oder im Winter zu Schneegriesel kommen. Häufig herrscht gleichzeitig auf den Gipfellagen der Gebirge sonniges und trockenes Wetter vor.
Stratocumulus (Sc) Der Name deutet bereits darauf hin: Diese Wolke ist eine Mischform zwischen schicht- und haufenförmiger Wolke. Stratocumuluswolken entstehen in der Regel aus Stratuswolken, die durch Bodeneinflüsse und turbulente Winde in kleine Ballen oder Schollen gegliedert sind. Die einzelnen Ballen weisen dabei eine größere horizontale als vertikale Ausdehnung auf und besitzen im Gegensatz zu Cumuluswolken unscharfe Ränder.
Nimbostratus (Ns) Der Nimbostratus ist die typische Regenwolke, die den langanhaltenden, gleichmäßigen, im Volksmund unter der Bezeichnung Landregen bekannten Niederschlag bringt. Im Winter bringt diese Wolke auch im Tiefland häufig langanhaltende Schneefälle, die in Verbindung mit einer Warmfront stehen. Treten unterhalb einer Nimbostratus- wolkenschicht kleine Wolkenfetzen auf, so bezeichnet man diese als pannus.
Cumulonimbus (Cb) Dies ist die Wolke mit der größten internen Dynamik und der mächtigsten vertikalen Ausdehnung. Der Cb ist die typische Gewitterwolke. Sie reicht von den untersten Schichten (weshalb sie zu den tiefen Wolken gezählt wird) bis in die höchsten Schichten hinein. Dementsprechend bestehen Cb's in ihren unteren Bereichen nur aus Wassertröpfchen, in den oberen Bereichen jedoch vorwiegend aus Eisteilchen. Da Teile der Wolke aus tieferen Luftschichten durch starkes Aufquellen rasch in höhere gelangen, können kurzfristig auch in großen Höhen noch vorwiegend Wasserteilchen vorliegen. Diese stark unterkühlten Wassertröpfchen gefrieren jedoch meist innerhalb weniger Minuten, wodurch die typischen scharfen Ränder - durch die Wasserquellwolken gekennzeichnet sind - verwischen. An der Tropopause fließt die Wolke dann wie an einer unsichtbaren Wand horizontal auseinander und bildet oft eine typische Amboßform.
mittelhohe Wolken
Altostratus (As) Der Altostratus entspricht der tiefen Stratusbewölkung, nur daß sie in mittelhohen Luftschichten auftritt. Die Wolke besteht sowohl aus Wassertröpfchen wie auch aus Eiskristallen. Sie ist meist vertikal so mächtig, daß man die Sonne nicht mehr oder nur noch schemenhaft erkennen kann. Niederschlag fällt aus Altostratus nicht, da dazu wiederum die vertikale Mächtigkeit nicht ausreicht.
Altocumulus (Ac) Eine Cumuluswolke, deren Untergrenze im mittelhohen Bereich liegt. Häufig ist die Wolke aus einzelnen Flecken oder Ballen zusammengesetzt, wobei die Einzelelemente wogen- oder walzenartig angeordnet sind. Altocumuluswolken weisen einen Eigenschatten auf und erscheinen nur noch in der Nähe der Sonne durchgehend weiß. Der Altocumulus ist eine der häufigsten Wolkenformen in mittleren Breiten. Er besitzt unter anderem zwei sehr wichtige Unterklassen: Altocumulus castel- lanus: Hierbei handelt es sich um eine Altocumulusbank, aus der auffällig regelmäßig türmchenartige Aufquellungen herausragen. Diese Entwicklungen sind ein erster Hinweis darauf, daß in mittleren Luftschichten die vertikale Stabilität abgenommen hat. Erscheint Altocumulus castellanus bereits früh am Morgen, so sind Schauer und Gewitter am Nachmittag wahrscheinlich. Altocumulus lenticularis (lenticularis = lat.: linsenförmig): Diese Wolken sind typische Wolken, die bei Föhnwetterlagen auftreten. Zum Zeitpunkt des Auftretens dieser Wolkenform herrscht meist heiteres und im Tiefland mildes Wetter vor. Bei Zusammenbruch der Föhnwetterlage verschwinden diese Wolken und es zieht rasch dichte, frontale Bewölkung mit nachfolgenden Niederschlägen auf.
hohe Wolken
Cirrus (Ci) Cirruswolken sind die feinen Federwolken. Als hohe Wolken bestehen sie durchweg aus Eiskristallen. Sie erscheinen als faserige, schleierartige oder auch langgezogene Fäden oder Bänder. Sie besitzen keinen Eigenschatten. Wenn in der Höhe Eiskristalle von Cirruswolken in etwas tiefer gelegene Schicht, in der eine andere Windrichtung und -geschwindig- keit vorherrscht, fallen, so nehmen diese Cirren eine haken- förmige Gestalt an. Man nennt diese Form von speziellen Ci- wolken dann Cirrus uncinus (uncinus = lat. Hakenförmig).
Cirrostratus (Cs) Der Cirrostratus ist wiederum die "hohe" Entsprechung des Stratus der unteren Troposphäre. Er besteht durchweg aus Eiskristallen und bedeckt meist weite Teile, manchmal auch den ganzen Himmel. Er ist so dünn, daß die Sonne nahezu ungehindert hindurchscheint. Dieser Wolkentyp ist auch die Geburtsstätte farbenprächtiger Halos, wie Nebensonnen, farbige Ringe oder Säulen. Diese Haloerscheinungen treten manchmal auch nachts bei Mondschein auf und liefern dann ein eindeutigen Hinweis auf das Vorhandensein von Cirrostratus.
Cirrocumulus (Cc) Cirrocumuluswolken sind die landläufig bekannten Schäfchenwolken. Sie bestehen vorwiegend aus Eiskristallen und nur zu einem geringen Anteil aus unterkühlten Wassertröpfchen. Die Wolke besteht aus kleinen weißen Wolkenflecken, die gerippt oder gekörnt und mehr oder weniger regelmäßig in Bändern oder Gruppen angeordnet sind. Cirrocumuluswolken weisen im Gegensatz zu Altocumulus keinen Eigenschatten, auch nicht in weiterer Entfernung der Sonne, auf.
Wolkenuntergrenze (ceiling)
Höhe der als unterbrochen oder bedeckt gemeldeten untersten Wol- kenschicht oder einem anderen verdunkelnden Phänomen über der Erdoberfläche, die mehr als die Hälfte des Himmels bedeckt (Bedeckungsgrad über 4/8) und unterhalb 6000 m Höhe liegt. Die Höhe der Wolkenuntergrenze ist ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung, ob Fliegen nach Sichtflugregeln (VFR) möglich ist oder nicht. Gemessen wird die Wolkenuntergrenze mit (mechanisch-optischen oder heute elektronischen) Wolkenhöhenmessern (Ceilometer). siehe Skizze
Wollfaden
Ein Wollfaden ist ein an Segelflugzeugen fast obligatorisches "Instrument" zur Kontrolle eines sauberen Flugstils. Der ca. 10 cm lange Faden, der mittig auf die Cockpithaube geklebt wird, richtet sich nach der das Flugzeug umströmenden Luft aus. Somit können Schiebeflugzustände erkannt werden. Im Kurvenflug zeigt der Faden ob der Auftriebsvektor und das Scheinlot (Gewicht und Zentrifugalkraft) in einer Wirkungslinie liegen. Damit macht ein Wollfaden zwar nichts anderes als die Libelle eines Wendezeiger-Instruments, der Wollfaden reagiert jedoch schneller. Ein zum Kurvenäußeren zeigender Faden signalisiert Rutschen in den Kreis. Weiterhin kann man Wollfäden benutzen um die Strömung über Oberflächen (z.B. um den Tragflügel wie im Bild rechts) zu visualisieren. Glatt und ruhig anliegende Fäden repräsentieren eine laminare Grenz- schicht, stark zappelnde, rotierende, nach oben oder sogar entgegen der Flugrichtung stehende Fäden eine turbulente oder gar abgelöste Strömung. Die Wollfadenmethode ist wahrscheinlich die billigste Form der Strömungsvisualisierung.
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Höhe der als unterbrochen oder bedeckt gemeldeten untersten Wol- kenschicht oder einem anderen verdunkelnden Phänomen über der Erdoberfläche, die mehr als die Hälfte des Himmels bedeckt (Bedeckungsgrad über 4/8) und unterhalb 6000 m Höhe liegt. Die Höhe der Wolkenuntergrenze ist ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung, ob Fliegen nach Sichtflugregeln (VFR) möglich ist oder nicht. Gemessen wird die Wolkenuntergrenze mit (mechanisch-optischen oder heute elektronischen) Wolkenhöhenmessern (Ceilometer). siehe Skizze
