Die Physik hinter den Startschwieirigkeiten der BF-109

Bei der Veranstaltung „Die Zukunft der Luftfahrt“ im Dornier-Museum ist mir die BF-109 besonders aufgefallen. Die Maschine ist legendär – nicht nur für ihre Leistung, sondern auch dafür, dass viele Unfälle beim Start passiert sind.

Die Ursachen liegen in Physik und Aerodynamik.

Zunächst fällt der schmale Radstand des Hauptfahrwerks auf. Das macht es besonders anspruchsvoll, die Maschine auf der Startbahn gerade zu halten. Dazu kommt der leistungsstarke 12-Zylinder-Motor mit ca. 1.500 PS, der einen großen, schweren Propeller antreibt, um die Leistung in Schub umzusetzen. Der Propeller dreht sich rechts herum (aus Pilotensicht).

Hier beginnt die spannende Physik:

P-Faktor (Asymmetric Propeller Thrust):
Beim Start zeigt die Flugzeugnase zunächst nach oben. Das jeweilige Propellerblatt auf der rechten Seite bewegt sich nach unten. Es trifft die Luft in einem steileren Winkel und erzeugt mehr Schub als das Blatt, das sich auf der anderen Seite nach oben bewegt. Dieses asymmetrische Schubmoment dreht die Maschine um die Hochachse nach links.

Propeller-Torque und Kreiselpräzession:
Der schwere Propeller wirkt wie ein Kreisel. Wenn während des Startlaufs das Heck angehoben wird, kippt die Rumpf – und damit die Kreiselachse – nach vorne. Durch die Kreiselpräzession entsteht ein zusätzliches Drehmoment nach links.

Propellerwirbel (Prop Wash):
Der spiralförmige Luftstrom hinter dem Propeller trifft das Seitenruder schräg und verstärkt das Linksdrehmoment weiter.

Während des Startlaufs muss der Pilot ständig mit dem Seitenruder gegensteuern, um die genannten Effekte, die zeitlich versetzt auftreten, auszugleichen.

Spätere Versionen der BF-109 erhielten übrigens ein umsymmetrisch profiliertes Seitenruder, um die linksdrehenden Momente in der Luft zu reduzieren.

Die BF-109 vereinte hohe Motorleistung, schmalen Radstand und komplexe aerodynamische Effekte. Jeder Start erfordert vom Piloten sorgfältige Steuerung und ständige Korrekturen, da Propellerkräfte, Kreiselpräzession und der spiralförmige Luftstrom gemeinsam auf die Flugzeugbewegungen wirken.