Idealisierte, überzeichnete Darstellung des Auftriebskollaps (stall)

Was wir "Strömungsabriss" (engl. stall) nennen, kann man in Deutsch als "Auftriebskollaps" bezeichnen. So ein "Kollaps" passiert nicht rein zufällig sondern ist neben der Profilierung des Flügelquerschnitts im Wesentlichen vom Anstellwinkel abhängig. Dieser ist bei den meisten Profilen sehr ähnlich (ca. 18°). In der Praxis sagt man dann, dass zu langsam geflogen wurde. Physikalisch gesehen ist es aber zuerst eine Frage des Anstellwinkels.

Höherer Anstellwinkel (z.B. ziehen am Steuerknüppel) führt zu mehr Auftrieb und Widerstand aber auch zu geringerer Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit kann der Pilot an seinem Instrument ablesen (auch an den Windgeräuschen hörbar), für Ihn ist das die Referenz. Entscheidend ist aber der Winkel gegenüber der Flugbahn. Um das Risiko eines "Kollaps" zu verringern wird daher im Landeanflug bei böigen Bedingungen geraten, etwas schneller (+ halber Spitzenböenwert) anzufliegen.

Anstellwinkelerhöhung bewirkt eine Verschiebung und Intensivierung dieser Druckbereiche nach vorne. Durch weiteres ziehen wird das "Druckpolster" stärker und breitet sich weiter aus. Das "Druckdefizit" nimmt durch den noch stärker abfallenden Profilrücken zu. Auftriebserhöhung und Widerstandserhöhung bei abnehmender Geschwindigkeit sind die normale Folge. Was aber wenn man "überzieht"? Das "Druckpolster" erhöht sich weiter und weitet sich auch hinter das Profilende aus.

Spätestens jetzt müssen wir uns das gegenüberliegende "Druckdefizit" ansehen. Das Auffüllen des Freiraums über dem Profilrücken erfolgt zwangsweise durch die von vorne kommenden aber hauptsächlich durch die von oben nachfließenden Luftteilchen. Diese werden aber durch den zunehmenden größeren Freiraum (starke Verdünnung) immer energieärmer. Richtung und Geschwindigkeit der Luftteilchen wäre gegeben aber er fehlt an Masse - zu geringe Druckenergie am oberen Profilende.

Auftriebskollaps (stall) im Strömungstunnel

Ist ein bestimmtes Maß an Druckenergie der oberen Luftteilchen unterschritten, dann tritt der "Auftriebskollaps" ein. Der höhere Druck ("Druckpolster") füllt nun von hinten den Freiraum in Form von Wirbeln auf. Die von oben nachfließenden Luftteilchen des "Druckdefizits" sind vergleichsweise zu energieschwach um das zu verhindern - was im Normalflug noch möglich war.

Die Druckdifferenz verringert sich durch das Auffüllen deutlich. Das kann je nach Profil schlagartig geschehen, kann aber auch etwas schleichend vonstatten gehen, sodass sich der Auftriebseinbruch für den Piloten bemerkbar macht und er bei sofortigem Nachdrücken wieder einen flugfähigen Zustand herstellen kann (siehe Auftriebsdiagramm entsprechender Profile). Aufgeklebte Wollfäden im Stall-Flugversuch zeigen dieses Auffüllen / Zurückfließen.

Die kontrollierten Stallübungen (aushungern - langsames ziehen am Steuerknüppel bei ausreichender Höhe) sind i.d.R. nicht wirklich gefährlich wenn keine Trudelneigung vorhanden ist. Bei unkontrollierten Stalls tritt der "Kollaps" i.d.R. einseitig auf, ausgelöst durch Anstellwinkelvergrößerung. Verursacht z.B. durch Turbulenzen (mit aufwärts gerichteter Komponente) in Geschwindigkeitsbereichen nahe am unteren Limit oder im langsamen Kurvenflug, i.B. bei Umkehrkurven in den Wind. Unkontrollierte Stalls gilt es grundsätzlich zu vermeiden, sie sind für uns Normalpiloten mit unseren Luftsportgeräten potentiell lebensgefährlich.