Farbwarnlackierung auf unseren Segelflugzeugen
Zur besseren Sichtbarkeit ist es empfehlenswert, das Flugzeug so auffällig wie möglich zu lackieren. Dunklere Farben als Weiß haben aber leider die unangenehme Eigenschaft, sich im Hochsommer enorm aufzuheizen. Und diese starke Temperaturerhöhung vermindert die Festigkeit des Werkstoffs. Um allgemein verbindliche Regeln festzulegen, welche Teile des Flugzeugs lackiert werden dürfen, hat Wilhelm Dirks eine Service-Info heraus gegeben, die sicher auch für viele Halter und Instandhaltungsbetriebe interessant sein dürfte:
Service-Info 72-11 Farb-Warnlackierungen
- w-dirks -
Soweit also die "offizielle" Stellungnahme des Herstellers.
Ein paar Anmerkungen dazu:
Ich habe noch nirgendwo eine Studie gefunden über die unterschiedliche Wahrnehmungsfähigkeit von Segelflugzeugen mit und ohne eine solche Lackierung.
Hat jemand eine solche genauere Studie mal gelesen oder gibt es so etwas gar nicht?
Immerhin hatte ich persönlich einmal das Erlebnis, dass mir bei ziemlich dunstigem Wetter ein Doppelsitzer von vorn, seitlich entgegen kam, den ich ganz eindeutig zuerst an den zwei Stück Reflexfolien erkannt habe, die auf die Flügelnasen geklebt waren.
In Südfrankreich wird im Frühjahr auf viele Flugzeuge eine grell rote Leuchtfolie geklebt, wie sie bei Militärjets verwendet wird. Dies ist nach den oben veröffentlichten Hinweisen nicht zulässig. Da aber im Frühjahr die Sonne nicht so intensiv scheint und obendrein der Klebefilm einer Folie etwas isoliert, dürfte die Verwendung eines solchen Materials akzeptabel sein.
Bedenken Sie, dass ein Herstellerbetrieb bei seinen Empfehlungen den Extremfall beachten muss und der könnte z. Bsp. gegeben sein, wenn ein Flugzeug eine Stunde in der Sonne Arizonas am Boden gestanden hat und der Pilot dann an der Winde einen "Kavalierstart" macht.
Am besten sichtbar ist natürlich in jedem Fall eine Tageslicht-Leuchtfarbe, also ein reflektierendes Rot. Diese aufzulackieren ist allerdings deutlich schwieriger und damit teurer als ein "normales" Rot.
Und beachten Sie bitte, dass nur ein Fachbetrieb eine Farb-Warnlackierung aufbringen darf und diese prüfpflichtig ist. Insbesondere die Ruder sind sehr empfindlich bezüglich einer Gewichtserhöhung durch zusätzlichen Lack. Dadurch kann eine deutliche Flatterneigung hervor gerufen werden.
In Österreich hatte man überlegt, dass Farbwarnlackierungen auch auf regionalen Wettbewerben zwingend vorgeschrieben werden sollten, um die Erkennbarkeit der Flugzeuge zu verbessern. Zwar ist daraus keine Vorschrift geworden, doch hatte Wilhelm Dirks dem Einsender bereits wie folgt geantwortet:
Die in der Skizze vorgeschriebene Farbwarnlackierung ist eigentlich nicht zulässig, zumindest nicht bei hohen Außentemperaturen. |
Eine Untersuchung:
Nach dem Bericht aus Österreich wollten wir genauere Daten wissen und haben uns entschlossen, einmal eine "wissenschaftliche" Untersuchung zu diesem Thema zu machen. Dazu haben wir uns große Platten aus Sandwich-Material gefertigt in der Bauart einer Flügelschale und diese in größere Quadrate in unterschiedlicher Farben lackiert.
Die Platten wurden dann im Sommer in die pralle Sonne gelegt und die Temperaturen mittels eingeharzter NiCrNi Elemente im Laminat zwischen der Glasdecklage und der CFK Außenlage gemessen.
Hier ist ein Überblick über die Ergebnisse, die natürlich nicht DG-spezifisch sind sondern auf alle Typen von Segelflugzeugen zutreffen dürften. Vorausschicken muss man, dass im Zertifizierungsprozess das Material die geforderte Festigkeit bei einer Temperatur von 54 Grad C zu bringen hat.
Bei einer Außentemperatur von 31 Grad wurde in praller Sonne auf dem Teil der Platten, welche weiß lackiert war wie ein Segelflugzeug eine Temperatur von 44 Grad gemessen. Nun gehen aber die Bauvorschriften von einer Außentemperatur von bis zu 38 Grad aus, so dass in dem Fall die Oberfläche 51 Grad heiß gewesen wäre. Verlegt man die Messung jetzt noch in südlichere Breiten mit höher stehender Sonne, so ist es schon möglich, dass unter diesen Umständen auf weißen Flächen die nachzuweisenden 54 Grad bereits erreicht werden.
Damit liegt die erste Erkenntnis schon fest:
Allein weiße Farbe reicht aus, um ein Flugzeug unter Extrembedingungen auf die Nachweistemperatur von 54 Grad C aufzuheizen. Jede Einfärbung, die zu einer weiteren Erhöhung führt, kann demnach zu einer Überschreitung der Nachweistemperatur führen und bedeutet, dass das Flugzeug unter den Bedingungen nicht legal betrieben werden kann, sofern Strukturen betroffen sind, die dem Festigkeitsnachweis dienen.
Als nächstes wurden die verschiedenen Farben durchgemessen. Ausgehend von der unter unseren Bedingungen erzielten Temperatur von 44 Grad auf weißer Oberfläche erwärmte sich die klassische rote Warnfarbe von allen getesteten Flächen am stärksten und zwar auf 64 Grad - also 20 Grad mehr als die weiße Fläche!
Deutlich weniger heiß wurde Tages-Leuchtfarbe, also das grell leuchtende helle Rot bzw. Gelb-Orange. Um noch ein Grad kühler blieb die Oberfläche bei gleicher Farbe, wenn sie nicht auflackiert war sondern als Folie aufgeklebt wurde.
Eine Verspiegelung - wie Aluminiumfolie - brachte sogar eine "Abkühlung" um ein Grad.
Überraschend war das Ergebnis nicht:
Je stärker die Absorption der Sonnenstrahlen, desto heißer wird die Oberfläche.
Und was folgt daraus nun in der praktischen Anwendung?
- Eine dauerhaft aufgebrachte Lackierung ist nur auf den oben angegeben Flächen zulässig, die nicht die Festigkeit eines Flugzeug einschränken.
- Eine Tages-Leuchtfarben-Folie ist überall möglich zu Jahreszeiten, in denen es keine Außentemperaturen über 30 Grad C gibt (Frühjahr im Gebirge!). Im Hochsommer kann sie wieder entfernt werden.
- Wenn rot lackiert werden soll, ist eine Tagesleuchtfarbe vorzuziehen, auch wenn deren Lackierung aufwendiger ist.
- Eine dauerhafte Warn-Lackierung größerer Teile des Flugzeugs kann zu Festigkeitsproblemen führen und ist in jedem Fall illegal.
Und was ist mit dem Thema: Anti-Kollisionslicht für Segelflugzeuge?
Eine weitere Untersuchung:
Bei unserem spektakulären Bruchversuch mit dem DG-1000 Flügel ist uns der Außenflügel mehr oder wenig unbeschädigt übrig geblieben. Was macht man damit? Zum Wegwerfen ist er doch zu schade, aber fliegen darf er auch nicht.
Wilhelm Dirks hat einen weiteren Bruchversuch aufgebaut und den Außenflügel bei uns im Werk ähnlich eingespannt wie den großen Flügel in Stuttgart. Der Unterschied lag darin, dass das Lastgeschirr und die Kräfte natürlich alle viel kleiner waren aber vor allem darin, dass er in der Temperkammer den Außenflügel vorher auf 72 Grad C aufgeheizt hatte. Wir wollten also wissen, wie sich eine Temperaturerhöhung über das zulässige Maß hinaus auf die Festigkeit auswirkt.
Ergebnis:
Während der Außenflügel in Stuttgart bei J=1,85 anscheinend unbeschädigt blieb, brach das Teil bei der höheren Temperatur bei weniger als J=1,5. Auch wenn der Außenflügel vielleicht eine Vorschädigung beim "großen" Bruchversuch abbekommen hatte, wird man doch feststellen müssen:
Bei einer Temperatur oberhalb der zulässigen 54 Grad C nimmt die Festigkeit des verwendeten Harzes recht schnell ab. Aus diesem Grunde kann es nicht zugelassen werden, die kritischen Teile des Flugzeugs durch eine entsprechende Lackierung auf mehr als den zertifizierten Wert aufzuheizen.
Müssen Segelflugzeuge immer weiß sein?
Warum sie weiß sind, wurde oben erklärt. Nun könnte man sich aber auch vorstellen, dass sie nicht nur aus Sicherheitsgründen sondern um der reinen Schönheit willen farbig bemalt werden. Wollen wir das? Den Sicherheitsaspekt gäbe es dann quasi gratis.
Provozierend kann man fragen, wie wohl all die Gleitschirme und Drachenflieger aussähen, wenn sie einheitlich weiß zu sein hätten. Wäre das nicht geradezu scheußlich?
Ein bekannter Segelflieger, den ich fragte, schrieb mir daraufhin:
Mit Deiner Frage " Was wäre, wenn alle Drachen und Gleitschirme weiß wären?" hast Du recht, das wäre unerträglich. Die sehen nämlich richtig hässlich aus und nur durch die bunten Stoffe wird das erträglich.
Ganz anders ist das aber bei den modernen Kunststoffsegelflugzeugen. Ich meine, dass es keine anderen von Menschen geschaffenen Dinge gibt, die auch nur annähernd so elegant aussehen wie unsere Segelflugzeuge. Oder bist Du da anderer Meinung? Deshalb führen auch die meisten Versuche einer Bemalung dazu, dass die Flugzeuge dadurch nicht schöner aussehen.
D.h. das Segelflugzeug wirkt allein durch seine Form ästhetisch und elegant, so wie z.B. ein rassiges Rennpferd und das will doch wohl auch niemand poppig anmalen!Übrigens habe ich am Sonntag mit so einem schönen Gerät über 1000 km im Hangaufwind des Odenwaldes zurückgelegt.
Eine Meinung! Und sicher keine ganz falsche!
Aber soll das alles gewesen sein?
Warum machen wir uns nicht mal Gedanken darüber, ob es auch anders geht? Man muss ja nicht gleich das ganze Flugzeug - innerhalb der oben angegebenen Grenzen - giftgrün und pink anstreichen.
Was halten Sie denn z. Bsp. hiervon?
ein schönes Beispiel, welches den zulässigen Bereich nicht überschreitet
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Besonders das Seitenleitwerk lässt sich schön gestalten, wenn man keine Wettbewerbsnummer benötigt. Die kann man zur Not zu einem Wettbewerb mit Folie aufkleben und hinterher wieder entfernen - gilt natürlich nur für "Gelegenheitswettbewerbsflieger".
Um das oben gesagte noch einmal positiv zu wiederholen:
Gestalten lassen sich alle Flächen des Rumpfes außer der Rumpfröhren-Oberseite ca. 50 Grad recht und links von der Mittellinie. Außerdem Flügel- und Höhenleitwerk-Unterseiten sowie die Winglets und Enden der Oberseite. Wenn man mit hellen Farben arbeitet, die zum "verbotenen Bereich" hin auslaufen, kann man eine ganze Menge tun.
Wir machen hiermit jedem potenziellen Kunden einer DG-808 das Angebot, das Flugzeug nach seinem eigenen Entwurf farbig zu gestalten. Unsere Lackierer werden nach Ihrem Entwurf einen Kostenvoranschlag ausarbeiten.
Hier ein besonders schönes Beispiel des Luftsport-Verbandes Bayern - LVB - für ihre neue DG-1000. Das Flugzeug mit einem in aufwändiger Airbrush-Technik gestalteten Seitenleitwerk wurde den neuen Eigentümern von Holger Back übergeben:
....und hier noch ein Beispiel von Gregor Gaida. Kommentar unserer Handwerker:
"Ein DG'ler fürchtet sich vor nichts und niemand!"
Und hier ein Link zu einem ganz ungewöhnlichen Projekt einer Berufsschule für Lackierer
Ein paar Standardvorschläge für abweichende Lackierungen könnten vielleicht so aussehen:
Natürlich sind das nur drei Möglichkeiten - Ihnen fallen vielleicht viel pfiffigere ein. Sie dürfen sich also auch gern selbst einen Lackierentwurf für Ihr Flugzeug ausdenken.
Sollten Sie "ein Händchen" für Design haben, denken Sie sich doch mal einen eigenen Vorschlag aus und realisieren Sie ihn mit Hilfe eines Bild-Bearbeitungsprogramms. Gute Designs werden - mit Namensnennung - gern veröffentlicht.
Alternativ-Vorschläge zu weißen Segelflugzeugen
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- friedel weber - 
Artikel im Aerokurier Sept. 2004
Zum Thema "Nützlichkeit von Farbwarnlackierungen" erschien im September ein interessanter Artikel im Aerokurier von Gerhard Marzinzik. Das verblüffende Ergebnis:
Während Spiegelfolien durchaus die Sichtbarkeit eines Segelflugzeugs verbessern können, bewirken die uns bekannten Farb-Warnlackierungen in dieser Beziehung gar nichts. Aufwändige britische Versuche ergaben sogar teilweise eine Verschlechterung der Sichtbarkeit.
Wer sich für dieses Thema näher interessiert, sollte sich unbedingt das fragliche Heft 9/2004 besorgen.
Sehr gehrter Herr Weber
Ich habe zwar den erwähnten Artikel im Aerokurier nicht gelesen, dafür aber die englische Originalstudie. (Leider weiß ich die Quelle nicht mehr.) Und ich muss sagen, das Ergebnis überrascht überhaupt nicht, im Gegenteil. Was daraus für Schlüsse gezogen werden müssen und dürfen, ist dann allerdings wieder eine andere Frage. Doch der Reihe nach.
Das menschliche Hirn ist so konstruiert, dass Kanten einen ganz zentralen Beitrag zum Erkennen von Gegenständen leisten. Einfach gesagt erkennen wir Sachen in erster Linie an ihren Umrissen. Die beste Tarnung besteht also darin, die Kanten optisch aufzulösen. So funktionieren die Felle von Zebra und Tiger, und so funktionieren die Tarnanzüge und Tarnbemalungen.
In der englischen Originalstudie ist die Warnbemalung des Testflugzeugs abgebildet. Die Flügel trugen zwei oder drei Warnstreifen schön über die
Spannweite verteilt, der Rumpf ebenso. Da bin ich natürlich nicht im geringsten erstaunt, dass nach dieser perfekten Zebra-Tarnlackierung das Flugzeug kaum mehr gesehen wurde! So geht es natürlich nicht!
Andererseits ist ein rein weißes Flugzeug vor einem Schneefeld mangels Kontrast natürlich kaum zu erkennen, wie wohl die meisten Piloten aus eigener mehr oder weniger erschreckender Erfahrung bestätigen können. Hier muss Kontrast geschaffen werden, am besten durch eine Warnlackierung. Hier hätte vermutlich sogar die Zebralackierung einen positiven Effekt.
Die Frage ist also nicht ob, sondern wie soll lackiert werden? Ganz zentral ist, dass die Flugzeugform nicht optisch zerstört wird! Diesbezüglich
unbedenklich sind sicher die Nase, die Flügelspitzen, Höhen- und Seitenruder... und das sind genau die Stellen, bei denen es auch keine strukturellen Probleme gibt.
Aus diesem Grund bin ich übrigens noch nicht sicher, ob ich von Ihren individuellen Gestaltungsvorschlägen wirklich begeistert bin.
Mit freundlichen Grüssen
Stefan Zingg
Hier ist die englische Studie im Original. Sie stammt von der Cranfield University, Dr. Tony Head und gibt ausführlich Antwort auf viele der aufgeworfenen Fragen.
Ja - Spiegelfolie wäre demnach die Lösung und zwar am besten auf die Ruderflächen. Aber das geht nicht wegen der Rücklastigkeit mit der Möglichkeit, einen Flatterfall zu bekommen.
Dennoch: Auf die Flächen geklebt statt der heute oft verwendeten Signalfolie - das sollte etwas nützen!
Noch eine Stellungnahme dazu:
Hallo Friedel,
nach gesicherten Erkenntnissen ist die beste Möglichkeit, etwas in Entfernung unsichtbar zu machen, die sichtbaren Flächenelemente zu verkleinern. Das benutzen Militärs und Autohersteller seit Jahrzehnten erfolgreich. Deshalb ist jede sogenannte Warnlackierung, die eine Fläche deutlich verkleinert, in Wirklichkeit eine Tarnlackierung.
Die (ungeplanten) Ergebnisse eines Großversuchs der Royal Airforce in England ergaben:
- ganz weiße Flugzeuge sind bei normalen Wetterlagen am besten zu erkennen
- alle "Warnlackierungen" verkleinern die sichtbare Fläche und verringern die Sichtbarkeit
- Spiegelfolien können bei Beleuchtung ein Aufblitzen bewirken und dadurch die Aufmerksamkeit lenken.
Aber:
- ein weißes Flugzeug über Schnee ist unsichtbar
- die Stellen mit Spiegelfolie sind unsichtbar; nur Blitzen wirkt
Wird also Signalfarbe benutzt, so soll sie an den Flugzeugenden angebracht werden und besonders zu Schnee einen Kontrast bilden:
Flächenenden, Rumpfbug, Heck; Auf diese Weise bleibenen große, einfarbige Flächen erhalten.
Spiegelfolie nur auf relativ kleinen Flächen aufbringen, sonst wird der Flieger unsichtbar!
Gruß
Josef Mertens
Prof. Dr.-Ing. Josef Mertens
Fachhochschule Aachen / Aachen University of Applied Sciences
Fachbereich 6 „Luft- und Raumfahrttechnik“ / Faculty 6 „Aerospace Technology“
Aerodynamik und Gasdynamik / Aerodynamics and Gas Dynamics
Quelle:
Präsentation von Tony Segal im Sailplane Development Panel (SDP) der OSTIV über eine Untersuchung der Royal Airforce (RAF) mit mehreren Segelflugzeugen und Motorseglern.
Sichtbarkeit ausgefahrener Bremsklappen
Häufig ist es ganz wichtig zuverlässig zu erkennen, ob ein Pilot die Bremsklappen ausgefahren hat. Das betrifft einen Schlepp-Piloten, der daran sieht, dass der Segler noch nicht fertig ist oder einen Fluglehrer, der auch bei diesigem Wetter erkennen muss, ob der Flugschüler die Klappen richtig bedient.
Um hier eine Verbesserung der Sichtbarkeit durchzuführen, werden ab sofort alle Neuflugzeuge auf dem oberen Bremsklappenblech mit einem Streifen roter Leuchtfolie gekennzeichnet.
Jeder Eigentümer eines unserer Segelflugzeuge kann auf eigene Initiative hin ebenfalls einen solchen Streifen auf seinen Bremsklappen anbrigen. Dafür ist ausnahmsweise keine Technische Mitteilung erforderlich.
Einfache Klebefolie genügt!
Übrigens kam die Idee zu dieser Verbesserung der Sicherheit aus dem Forum:
