Flattern (Luftfahrt)
Flattern ist die selbsterregte Schwingung eines Flugzeugteiles oder der ganzen Flugzeugstruktur unter aerodynamischen Lasten (Luftstrom).
Auch das schnelle Schlagen mit den Flügeln bei Vögeln oder das Bewegen von Stoffbahnen (Flaggen) im Wind wird als Flattern bezeichnet.
In der Psychologie versteht man unter Flattern eine bestimmte Verhaltensweise.
Flugzeuge
Flattern ist eine ungedämpfte Schwingung eines Flugzeugs. An dieser Schwingung sind grundsätzlich alle Teile bzw. Massen des Flugzeugs beteiligt. Die physikalischen Einflussgrößen sind die starren Freiheitsgrade (Translation und Drehung), plus die elastischen Verformungen des Flugzeugs, plus die Massenverteilung, plus die instationären Luftkräfte (an den schwingenden aerodynamischen Flächen).
Flattern kann durch konstruktive Maßnahmen beeinflusst werden. Generell gibt es immer eine Grenzgeschwindigkeit ab der Flattern auftritt. Entsprechend begrenzt dies den sicheren Betriebsbereich des Flugzeuges. Flattern gehört zu den Effekten der Aeroelastizität.
Da Flattern meist zum Bruch des betroffenen Bauteils und damit gegebenenfalls zum Verlust des Flugzeuges führt, wird ihm in der Erprobungsphase besondere Beachtung geschenkt.
Flattern trat als Phänomen bei Flugzeugen erstmals in den 30er Jahren auf, als die Geschwindigkeit der Flugzeuge sprunghaft anstieg und die Mechanismen zunächst noch nicht verstanden wurden. Zum zweiten Mal in den Blick der Entwickler trat das Flattern, als sich die Flugzeuge in den 40er Jahren der Schallmauer näherten.
Heute wird das Phänomen beherrscht, es ist theoretisch jedoch nicht vollständig verstanden und so erfordert es bei der Konstruktion eines neuen Flugzeugs Experimente, um die Sicherheit zu garantieren.
Flattern entsteht, wenn ein Schwingungsmode mit einem zweiten in Resonanz tritt - beispielsweise eine Biegemode und eine Torsionsmode - und diese dann interagieren. Die Modefrequenz ist unter aerodynamischen Belastungen oft geschwindigkeitsabhängig.
Ein typisches Beispiel für das Flattern von Flugzeugteilen sind die Biege- und Torsionsschwingungen der Tragflächen. Die Ruder (Höhenruder, Seitenruder, Querruder) können bei zu geringer Steifigkeit in der Aufhängung oder Anlenkung flattern, was durch ein zu großes Spiel noch verstärkt wird. Propeller können durch die Präzessionskräfte zum Flattern angeregt werden.
Das Flattern kann selbstbegrenzend sein oder sich aufschaukeln und zur Zerstörung der Flugzeugstruktur führen.
Vögel
Beim Vogel und beim Schmetterling bedeutet Flattern nicht primär die Verformung von aerodynamischen Flächen, sondern die Bewegung derselben aus eigener Kraft. Die o. a. technischen Vorgänge treten hingegen auch in der Tierwelt auf - etwa beim Abstehen oder Bruch von Federn und bei der Wölbung der Flügel vor der Landung. Sogar bei den Samen von Pflanzen gibt es dergleichen.
Segeln
Beim Segeln wird das Flattern der Segel Killen genannt.