Coffin Corner
In der Luftfahrt wird als coffin corner (englisch, wörtlich übersetzt: Sargecke) oder auch Q-Corner der Bereich in großer Flughöhe bezeichnet, bei dem Mindestfluggeschwindigkeit und Höchstgeschwindigkeit sich stark annähern. In diesem Bereich darf das Flugzeug weder schneller noch langsamer fliegen. In noch größerer Höhe kann es gar nicht fliegen, da dann die theoretische Mindestgeschwindigkeit über der theoretischen Höchstgeschwindigkeit liegt, so dass es keine fliegbare Geschwindigkeit mehr gibt.
Der Begriff „corner“ (deutsch: Winkel, Ecke) bezieht sich auf die dreieckige Form der Hüllkurve der Flugenveloppe. Hier kreuzen sich die Kurven für die stall speed und die maximale Mach-Zahl.
Strömungsabriss – Mindestfluggeschwindigkeit
Der dynamische Auftrieb eines Flugzeugs ist von der Luftdichte, der Fluggeschwindigkeit und dem Anstellwinkel abhängig. Wird die Geschwindigkeit reduziert, muss das Flugzeug den Anstellwinkel vergrößern, um denselben Auftrieb zu erzeugen und die Höhe halten zu können. Ein zu großer Anstellwinkel führt jedoch zu einem Strömungsabriss (stall). Das Flugzeug muss also eine bestimmte Mindestfluggeschwindigkeit Vs einhalten, damit die Strömung nicht abreißt. Diese Mindestgeschwindigkeit nennt man stall limit oder stall speed.
Die Luftdichte, und damit die Flughöhe, wirkt sich auch auf die Mindestfluggeschwindigkeit aus. Je dünner die Luft wird, desto höher muss die Mindestgeschwindigkeit (True airspeed – TAS) angesetzt werden, um einen Strömungsabriss zu vermeiden.
Ein schwer beladenes Flugzeug braucht mehr Auftrieb als ein leeres Flugzeug. Es muss also bei einem bestimmten Anstellwinkel schneller fliegen als ein leichteres Flugzeug, um den notwendigen höheren Auftrieb zu erhalten. Daher ist die Mindestfluggeschwindigkeit bei einem schwereren Flugzeug höher als bei einem leichteren (Bild 2).
Overspeed – Mach limit
Wegen der mit der Höhe abnehmenden Lufttemperatur sinkt auch die Schallgeschwindigkeit. Bereits bei Mach-Zahlen ab etwa 0,8 strömt in einem Bereich oberhalb der Tragfläche die Luft schneller als der Schall (Kritische Machzahl). Der Verdichtungsstoß beim Austritt der Strömung aus diesem Bereich ist bei einem für den Unterschallbereich entwickelten Flügelprofil stärker ausgeprägt und liegt weiter vorne. Dahinter löst sich die Strömung ab, Steuerklappen verlieren an Einfluss. Bei steigender Geschwindigkeit wandern der Verdichtungsstoß und mit ihm der Auftriebsschwerpunkt nach hinten. Das Flugzeug senkt die Nase und beschleunigt weiter. Dieses als Mach tuck bezeichnete Phänomen war Ursache mehrerer Abstürze. Im Rahmen der Zulassung zertifizieren die Luftfahrtbehörden eine maximum operational Mach number (MMO). Bei modernen Verkehrsflugzeugen liegt diese jenseits der kritischen Machzahl, aber unterhalb von 1,0.
Bei den meisten kleineren Flugzeugen ist ein Überschreiten der Höchstgeschwindigkeit im Horizontalflug aufgrund der Leistungsgrenzen des Triebwerks nicht möglich.
Gefahren
Bedrohlich kann der coffin corner in Hochleistungsflugzeugen sein, aus denen die letzten Reserven herausgeholt werden (z.B. Lockheed U-2). Hier ist dann der Unterschied zwischen „zu schnell“ und „zu langsam“ manchmal nur noch fünf Knoten (ca. 9 km/h). Jegliche Erhöhung des Anstellwinkels, durch Kurvenflug oder Luftturbulenzen (Clear Air Turbulence), führt zum Strömungsabriss. Der Pilot muss, wenn das Flugzeug zu schütteln anfängt (Buffet), sofort und genau wissen, ob er nun zu schnell oder zu langsam ist, da eine fehlerhafte Korrektur fatal wäre.
Dienstgipfelhöhe
Die Dienstgipfelhöhe liegt immer unterhalb des Coffin Corner, da sie dadurch definiert ist, dass noch eine Steigrate von 100 ft pro Minute beim Propeller-Flugzeug und 500 ft pro Minute beim Strahlflugzeug möglich sein muss. Dies wäre jedoch in der Nähe der Coffin Corner nicht mehr der Fall.
