Slats

Schema einer Vorflügelanordnung

Vorflügel (engl. slat = Leiste, Brett oder slot = Schlitz, s.u.)

Funktion

Vorflügel sind kleine, am vorderen Rand der Tragfläche angebrachte, aerodynamisch wirksame Flächen. Das Ausfahren der Vorflügel ermöglicht es dem Flugzeug, in einem steileren Anstellwinkel zu fliegen. Da der Auftrieb ein Produkt aus Anströmwinkel und Geschwindigkeit (im Quadrat) ist, ermöglicht dies dem Flugzeug speziell bei der Landung oder bei anderen Manövern nahe an der Strömungsabrissgrenze noch langsamer zu fliegen als nur mit Landeklappen. Damit lässt sich beispielsweise die erforderliche Start- und Landestrecke auf der Start- und Landebahn verkürzen. Während des Fluges werden die Vorflügel eingefahren, um den Luftwiderstand zu verringern.

STOL-Flugzeug LF1 Zaunkönig mit deutlich sichtbarem festen Vorflügel

Airbus 300 mit ausgefahrenen Vorflügeln und Landeklappen

Es gibt mehrere Typen von Vorflügeln:

• Feste Vorflügel sind ständig ausgefahren bzw. einfach Schlitze in der Flügelvorderkante, sie werden fast nur bei speziellen Flugzeugen verwendet, die für den Langsamflug ausgelegt sind, da dies die Höchstgeschwindigkeit eines Flugzeugs deutlich herabsetzt (vgl. bspw. das polnische Schleppflugzeug PZL-104 Wilga).
• Automatische Vorflügel liegen bündig mit der vorderen Flügelkante und werden durch Federn nach vorn ausgefahren, sobald der Staudruck aufgrund geringerer Fluggeschwindigkeit nachlässt. (vgl. bspw. Morane-Saulnier M.S.880, M.S.892A, M.S.893, M.S. Rallye).
• Angetriebene Vorflügel können vom Piloten ausgefahren werden. Diese Art ist bei Verkehrsflugzeugen üblich. Sie werden elektrisch oder hydraulisch angetrieben.

Die Vorflügel machen in der Regel nur einige Prozent der gesamten Flügeltiefe aus. Sie vergrößern die Flügeltiefe entweder über die gesamte Flügelbreite oder nur am äußeren Drittel der Flügel.

Durch das Ausfahren der Vorflügel vergrößert sich die Flügeltiefe, hierdurch nimmt die Streckung ab, wodurch ein höherer Anstellwinkel erflogen werden kann, bevor die Strömung abreißt. Gleichzeitig wird ein Teil des Luftstroms von unter dem Vorflügel durch einen sich verengenden Schlitz beschleunigt und über die Tragfläche gelenkt. Die Grenzschicht auf der Hauptflügeloberseite wird dadurch angeblasen und stabilisiert, so dass ein Strömungsabriss zu geringeren Fluggeschwindigkeiten und höheren Anstellwinkeln verschoben wird. Gleichzeitig ermöglicht ein Vorflügel durch den höheren erzeugten Auftrieb den Transport höherer Lasten, in Verbindung mit anderen Hochauftriebshilfen, bei Start und Landung.

Bei manchen Vögeln lassen sich einige Federn (die Alula) nach vorne abspreizen, was die gleiche Wirkung wie ein Vorflügel hat.

Geschichte der Vorflügel

1918 wollte Gustav Lachmann den Vorflügel als Patent anmelden, was aber vom Deutschen Patentamt abgelehnt wurde. Für Handley-Page in England entwickelte er den ersten festen Vorflügel. Diese Bauform wurde speziell für Flugzeuge verwendet, die mit einer kurzen Start- und Landebahn auskommen mussten, beispielsweise an der deutsche Fieseler Fi 156, auch Storch genannt (Bild rechts unten). Dem Storch genügten für den Start 45m Pistenlänge, für die Landung sogar nur 18m.

Fieseler Storch mit festen Vorflügeln

Während des Zweiten Weltkriegs wurden die ersten automatischen Vorflügel entwickelt. Der Grund war, dass die Luftreibung der Flügel reduziert werden musste, um höhere Endgeschwindigkeiten zu erreichen. Trotzdem muss bei Start und Landung genug Auftrieb vorhanden sein, für welchen die Vorflügel sorgen.

In der Nachkriegszeit wurden die Vorflügel stark weiterentwickelt. Sie wurden jetzt hydraulisch oder elektrisch angetrieben und erlaubten damit einen variableren Einsatz.

In der heutigen Zeit sind Vorflügel an allen modernen Flugzeugen zu finden.

Siehe auch

• Krügerklappe
• STOL