Strömungsabriss
framed|right|Auftrieb im Verhältnis zum Anstellwinkel Als Strömungsabriss (englisch: stall) bezeichnet man in der Aerodynamik die Ablösung der Luftströmung von der Oberfläche eines angeströmten Gegenstandes. In der Praxis sind darunter Tragflächen, Steuerungsflächen, Propeller, Rotorblätter oder im Triebwerksbereich auch Verdichterschaufeln gemeint. Dabei kann es sich gleichermaßen um die Ablösung einer laminaren, als auch einer turbulenten Strömung handeln.
Zwei Ursachen sind dafür verantwortlich:
- 1. Vergrößerung des Anstellwinkels bis zu dem Wert, bei dem keine Auftriebserhöhung mehr stattfindet, bei dem also der maximale Auftriebsbeiwert "Ca max" erreicht wird.
- 2. Erhöhung der Geschwindigkeit an einem Unterschallprofil in den schallnahen Bereich. Wird in der Fachsprache als "highspeed stall" bezeichnet.
Die Folge ist eine Verringerung des Auftriebs (beim Propeller: des Vortriebs). thumb|Kontrollierter Sackflug, die Luftströmung durch Fäden sichtbar gemacht Der Pilot eines Starrflüglers kann einen Strömungsabriss gezielt herbeiführen, um bestimmte Manöver durchzuführen (z. B. Landung, Sackflug, Trudeln, Luftkampfmanöver ).
Die Auswirkung eines Strömungsabrisses hängt von der Beschaffenheit des Profiles und der Tragflächenkonstruktion ab. Bei Nutz-und Verkehrsflugzeugen wird bei der Konstruktion auf eine gutmütige "stall-charakteristik" geachtet, damit bei unbeabsichtigtem Eintreten in den stall keine abrupten Auftriebsverluste auftreten.
Obwohl das Auftreten eines Strömungsabrisses in erster Linie vom Anstellwinkel abhängt, kann man diesem Winkel in der Praxis eine Geschwindigkeit zuordnen. Je geringer die Geschwindigkeit eines Flugzeuges wird, desto mehr muss der Anstellwinkel erhöht werden, damit das Flugzeug ohne an Höhe zu verlieren geradeaus fliegt. Will man zudem noch ohne Höhenverlust eine Kurve fliegen, muss der Anstellwinkel zusätzlich erhöht werden.
Die Geschwindigkeit, bei der es im Geradeausflug zum Strömungsabriss kommt, nennt man "stall speed". Die Geschwindigkeit, bei der es bei einer Querneigung von 40° zum Strömungsabriss kommt, nennt man "maneuvering speed".
Beim "highspeed stall" kommt es durch die für den schallnahen Geschwindigkeitsbereich typische Ausbildung einer Schockwelle zum Strömungsabriss hinter der Schockwelle. Sofern nicht extrem viel Energie zugeführt wird (zum Beispiel durch einen Sturzflug) beendet sich dieser Zustand von selbst, da die Schockwelle enormen Widerstand erzeugt und sich dadurch die Geschwindigkeit wieder reduziert.
Abfluggewicht, Schwerpunktlage und Lufttemperatur haben Wirkung auf die "stall speed". Eisansatz am Boden oder während des Fluges an der Flügelvorderkante (dieser Bereich ist ganz besonders für die Auftriebsentwicklung verantwortlich) kann zu unerwartetem Strömungsabriss führen, da sich die Profilform der betroffenen Trag-oder Steuerungsflächen ändert.
Ein unbeabsichtigter Strömungsabriss in Bodennähe kann fatale Folgen haben.
Bei Drehflüglern (Hubschraubern) kann der Strömungsabriss zu einem plötzlichen Auftriebsverlust am Haupt- oder Heckrotor führen. Der Strömungsabriss kommt immer dann zu Stande, wenn der Anstellwinkel der Rotorblätter zu groß gewählt ist, z. B. bei Überlastung der Maschine durch eine überschwere Last am Transporthaken oder durch falsche Flugtaktik im Gebirge. Nur geübte Piloten sind im Stande, solche Notfallsituationen zu meistern.
Bei einigen Windenergieanlagen wird der Strömungsabriss zur Leistungsbegrenzung gezielt genutzt. Bei zu hoher Windgeschwindigkeit kann so ohne Verstellung der Rotorblätter (Pitchen) die Drehzahl des Rotors gesteuert werden.