Flatterversuche an der fs33

Dieses Jahr wollten wir im Rahmen des Idaflieg Sommertreffens in Stendal die Flugerprobung der fs33 mit den neuen Winglets weiter voranbringen. Da sich durch die neuen Winglets die Aerodynamik am Flügel ändert muss man im Rahmen der Flugerprobung erneut Flatterfreiheit bis über die zulässige Höchstgeschwindigkeit von 280 km/h hinaus nachweisen, genauer gesagt bis zu einer Geschwindigkeit von 310 km/h IAS.

Bisher waren die Flatterversuche bis zu einer Geschwindigkeit von 200km/h durchgeführt worden, daher galt es nun, den Geschwindigkeitsbereich zwischen 200 km/h und 310 km/h zu erfliegen.

Dazu fliegt man bei einer bestimmten Geschwindigkeit und regt durch gezielte Steuereingaben Schwingungen um alle drei Achsen an. Hierbei gibt es unterschiedliche Arten der Anregung. Bei Einer werden die Steuerflächen mit einer bestimmten Frequenz hin und herbewegt, sodass eine Schwingung entsteht. Bei einer weiteren Methode werden die Schwingungen mit Impulseingaben angeregt, mit der man auch höhere Frequenzen anregen kann. Bei dieser Methode, die auch als Handkantenschlag bekannt ist, schlägt man meist mit der Handkante gegen den Steuerknüppel um die Schwingungen anzuregen.

 Im Normalfall klingt solch eine Schwingung aber schnell wieder ab, sobald man keine Steuereingaben mehr macht.

Beim Flattern ist dies nicht der Fall. Es kann passieren dass man bei einer bestimmten Geschwindigkeit eine Schwingung erzeugt, die mit der Resonanzfrequenz des Flugzeugs zusammenfällt. Solch eine Schwingung facht sich von selbst weiter an und erzeugt deshalb schnell große Amplituden. Beim Flattern können schnell große Schäden am Flugzeug entstehen, deshalb muss im Rahmen der Flugerprobung die Flatterfreiheit bei allen Geschwindigkeiten nachgewiesen werden.

Bevor wir mit den Versuchen begannen prüften wir zunächst gründlich alle Steuerflächen der fs33 auf eventuelles Spiel, um später mögliche Veränderungen schneller bemerken zu können. Die Flugversuche standen dann für Donnerstag den 29.08.2019 an.

Da es sich bei Flatterversuchen um sehr kritische Versuche handelt, führt man sie in großer Höhe durch. Im Ernstfall, z.B. bei Verlust der Steuerbarkeit des Flugzeuges, bleibt dann immer noch genug Zeit um das Flugzeug zu verlassen und den Rettungsfallschirm einzusetzen.

Daher starteten wir im Flugzeugschlepp uns ließen uns bis auf ca. 3000m über dem Meeresspiegel schleppen. Als Mindesthöhe bei der wir aus Sicherheitsgründen den Versuch abbrechen wollten setzten wir 1000m.

Wir starteten also bei einer Geschwindigkeit von 200 km/h IAS die Flatterversuche. Wir versuchten um alle drei Achsen Schwingungen anzuregen, gaben also Quer-, Höhen- und Seitenruderimpulse jeweils getrennt voneinander. Alle Schwingungen die wir so erzeugten waren gut gedämpft und klangen schnell ab. Bei diesem ersten Flug konnte die Fluggeschwindigkeit in 10 km/h Schritten bis auf 270 km/h gesteigert werden bis wir die Mindesthöhe erreichten. Trotz der guten Gleitleistung der fs33 ist der Höhenverlust bei solch hohen Geschwindigkeiten enorm und so war mindestens noch ein zweiter Flug notwendig um die Flattererprobung fertig stellen zu können.

Daher starteten wir gleich im Anschluss an diesen ersten Flug erneut, um mit der Erprobung fortzufahren. Angekommen in 3000m beschleunigten wir auf 270km/h und regten wieder um alle Achsen Schwingungen an, die immer noch gut gedämpft waren.

Sukzessive erhöhten wir die Geschwindigkeit wieder in 10 km/h Schritten und wiederholten bei allen Geschwindigkeiten die Schwingungsanregungen.

Bei einer Geschwindigkeit von 300 km/h kam es allerdings bei der Impulsanregung am Höhensteuer zu Höhenruderflattern. Durch sofortiges reduzieren der Geschwindigkeit in einen flatterfreien Bereich klang das Flattern nach wenigen Sekunden wieder ab. Der Versuch musste danach sofort abgebrochen werden, da beim Flattern schnell Schäden am Flugzeug entstehen können. Dies musste zunächst überprüft werden. Nach vorsichtigem Abgleiten der restlichen Höhe landeten wir wieder in Stendal und überprüften alle zugänglichen Elemente der Steuerung. Glücklicherweise konnte bisher noch kein Schaden festgestellt werden, allerdings ist noch eine genauere Inspektion der Steuerung die im Rumpf verläuft nötig.

Die Flatterversuche waren also leider nicht erfolgreich, daher müssen im nächsten Schritt Maßnahmen ergriffen werden, um die Flatterfreiheit wiederherzustellen. Hierzu kann z.B. Massenausgleich an den Rudern angebracht werden. Anschließend muss dann die Flattererprobung widerholt werden.