Steigflug

Die Anzeige des künstlichen Horizonts beim Steigflug (geradeaus, niedriger Anstellwinkel)

Passagierflugzeug im Steigflug, das Fahrwerk wird gerade eingefahren

Der Steigflug ist die Phase des Fluges, bei der ein Höhengewinn erzielt wird. Die Zunahme der Höhe pro Zeiteinheit wird als Steigrate bezeichnet. Diese zeigt das Variometer im Cockpit in der Einheit „Fuß pro Minute“ (fpm) an.

Flugmanöver

Der Steigflug folgt typischerweise unmittelbar dem Start (Ausnahme: Gleitschirme etc.). Verkehrsflugzeuge schwenken erst ab einer Mindesthöhe von 500 Fuß über Grund auf den Kurs des Abflugverfahrens. Für die meisten Verkehrsflughäfen gibt es ähnlich den Anflugverfahren auch standardisierte Abflugverfahren, die sogenannten standard instrument departure routes, kurz SIDs, die eine Navigation nach Instrumentenflugregeln erfordern. Auf Ersuchen der Piloten oder der Fluglotsen kann der Abflug auch nach Sicht erfolgen.

Steigflug in anderen Flugmanövern:

• Anpassen der Reiseflughöhe (cruise climb, step climb)
• Ausweichen bei Kollisionskurs
• bodennaher Konturenflug
• Kunstflug, Luftkampf
• Umsetzen von Fahrt in Höhe bei Erreichen von Thermik, siehe Chandelle
• Höhengewinn in der Thermik

Physikalische Aspekte

Kräfte: Wie beim Abfangen eines Sinkfluges muss zu Beginn des Steigflugs eine Auftriebskraft erzeugt werden, die größer ist als das Gewicht. Im Extremfall des vertikalen Aufstiegs trägt der Schub die Maschine allein. Ein vorübergehend verringerter Auftrieb beendet den Steigflug, besonders eindrucksvoll ist der Effekt beim Parabelflug.

Anstellwinkel: Bei Flächenflugzeugen (Starrflüglern) ist während des Steigfluges ein größerer Auftrieb und damit ein größerer Anstellwinkel der Tragflächen nötig, als beim Gleitflug. Der optimale Anstellwinkel ist der gleiche, wie für Geringstes Sinken.

Energie: Beim Steigflug kann kinetische Energie in potentielle Energie umgesetzt werden, das Fluggerät wird langsamer. Das gilt auch für Hubschrauber.

Leistung: Für einen stetigen (beschleunigungslosen) Steigflug ist eine erhöhte Antriebsleistung notwendig. Da bei Höchstgeschwindigkeit die gesamte Antriebsleistung durch den Luftwiderstand vernichtet wird, erreicht man hohe Steigraten nur bei vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten. Das gilt auch für Segelflugzeuge in thermischem oder Hangaufwind. Die Steigleistung (maximale Steigrate unabhängig von Aufwinden) charakterisiert motorisierte Fluggeräte. Ihr entspricht bei Gleitfliegern das Geringste Sinken. Die Geschwindigkeit, bei der die maximale Steigrate erreicht wird, heißt V_y. Sie sinkt mit steigender Flughöhe. Die Höhenabhängigkeit liegt an der verringerten Dichte der Luft, was Auftrieb, Motorleistung und Schub beeinträchtigt.

Steigwinkel: Bei noch geringerer Geschwindigkeit sinkt die Steigrate wieder ab. Zunächst nur wenig, sodass der Steigwinkel noch zunimmt. Es hängt vom Flugzeugtyp ab, ob der maximale Steigwinkel mit oder ohne Auftriebshilfen erreicht wird. Die zugehörige Geschwindigkeit heißt V_x und steigt mit der Flughöhe. Bei Fluggeräten, die zu einem senkrechten Aufstieg fähig sind, ist diese Angabe erst ab einer Höhe sinnvoll, in der sie diese Fähigkeit nicht mehr haben.

Gleiches gilt für die minimale Geschwindigkeit, bei der sich das Fluggerät in der Luft halten kann (horizontal fliegend). In der Gipfelhöhe sind alle diese Geschwindigkeiten gleich. Sowohl bei höherer als auch bei geringerer Geschwindigkeit sinkt das Fluggerät.

Risiken im Steigflug

Durch die im Steigflug geringe Geschwindigkeit und den hohen Anstellwinkel besteht die Gefahr des Strömungsabrisses mit Verlust der Kontrolle über die Fluglage. In turbulenter Luft (Wirbelschleppe eines vorausfliegenden Fluggeräts, Clear Air Turbulence, Wolkendurchflug) variiert der Anströmungswinkel, was das Risiko erhöht. Der Pilot muss beachten, dass die kritische Stallgeschwindigkeit ansteigt bei Überladung, im Kurvenflug und bei Vereisung.

Auch Vogelschlag stellt für schnelle Flugzeuge ein Risiko im Steigflug dar, solange sich das Flugzeug in einer Höhe befindet, die auch große Vögel benutzen.

Siehe auch

• Fliegen (Fortbewegung)

Weblinks

• Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung
• Flughandbuch der FAA (englischer Download, relevant ab Seite 33)