Wie werden Hubschrauber gelenkt?
Wie werden eigentlich Hubschrauber gelenkt? Was ist eine Taumelscheibe?
4 Antworten
Mit drei Controls:
Links neben dem Pilot ist der Schubstick. Dessen Griff ist drehbar, damit steuert man die Drehzahl des Motors und damit die Drehzahl des Haupt- und des Heckrotors. Beide Rotoren sind miteinander gekoppelt.
Durch Hochziehen des Sticks wird die Taumelscheibe als ganzes nach unten gezogen. Damit erhöht man den Anstellwinkel der Blätter des Hauptrotors und der Heli steigt nach oben. Drückt man den Stick nach unten, verringert man den Anstellwinkel und der Heli sinkt.
Mir den Fußpedalen steuert man den Anstellwinkel der Rotorblätter des Heckrotors. Damit dreht man den Heli nach links oder nach rechts - um seine Hochachse.
Nun zur Taumelscheibe. Die wird mit dem Stick zwischen den Beinen des Piloten nach rechts/links/vorne oder hinten gekippt. Das ändert den Anstellwinkel der Blätter auf der jeweiligen Seite. Der Heli kippt in diese Richtung und fliegt dann auch in diese Richtung. Einen eventuellen Höhenverlust muss man dann zugleich mit der linken Hand am Schubstick ausgleichen.
Man fliegt also mit beiden Händen und beiden Füßen zugleich.
Ist am Anfang nicht ganz einfach, aber nach wenigen Flugstunden hat das Gehirn das raus.
regelt seine Höhe über den Anstellwinkel der Rotorblätter, nicht über die Drehzahl
Lies meine Antwort nochmal.
Denn da steht genau das drin:
Durch Hochziehen des Sticks wird die Taumelscheibe als ganzes nach unten gezogen. Damit erhöht man den Anstellwinkel der Blätter des Hauptrotors und der Heli steigt nach oben. Drückt man den Stick nach unten, verringert man den Anstellwinkel und der Heli sinkt.
Bleibt der Schönheitsfehler, dass der Collective nicht "Schub-Stick" heißt.
Manche Hubschrauber, vor allem solche mit Gasturbinen, haben auch nicht den Gasdrehgriff, der ist eher bei Helis mit Kolbenmotoren zu finden. Die mit Gasturbinen regeln die Motorleistung automatisch.
Und ganz wichtig, Motordrehzahl ist nicht gleich Rotordrehzahl! Wenn der Collective weiter nach oben gezogen wird, also die Rotorblätter steiler angestellt sind, ist ja auch der Luftwiderstand höher. Um die Drehzahl des Rotors konstant zu halten, muss also die Motorleistung nachgeregelt werden.
Bewegt man den Collective nach unten und stellt die Rotorblätter flacher an, muss man ebenso die Motorleistung anpassen, damit die Drehzahl des Rotors wieder stimmt.
Drehen sich die Rotorblätter zu schnell, nähern sich ihre Spitzen der Schallgeschwindigkeit, wodurch sich die Luft vor ihnen extrem verdichtet. Das verformt oder zerreißt dir den Rotor. Das ist auch der Grund, weshalb ein Helikopter niemals schneller als Schallgeschwindigkeit fliegen kann. In der Praxis ist sogar noch viel früher Schluss, da sich die Spitzen der Rotorblätter ja noch schneller bewegen als die Horizontalgeschwindigkeit des Hubschraubers. Bei zu niedriger Drehzahl ist wiederum schnell der Auftrieb weg und du schmierst ab. Was übrig bleibt ist ein ziemlich kleiner Drehzahlbereich in dem ein Drehflügler funktioniert.
Durch Hochziehen des Sticks
Stick ist immer der zyklische (!) Steuerknüppel; der kollektive Steuerhebel heißt auch Collective oder Pitch, aber niemals Stick.
Ein Hubschrauber hat 3 Bedienelemente: den zyklischen Steuerknüppel, den kollektiven Steuerhebel und die Pedale.
Der zyklische Steuerknüppel (rechte Hand) verstellt die Neigung der Taumelscheibe. Dadurch stehen die Rotorblätter bei jedem Umlauf mal flacher, mal steiler. Dementsprechend ist der Auftrieb auf verschiedenen Seiten des Rotors unterschiedlich, und die resultierende Kraft ist nicht mehr senkrecht nach oben gerichtet, sondern in eine Richtung. In diese bewegt sich dann der Hubschrauber.
Der kollektive Steuerhebel (linke Hand) verstellt den Anstellwinkel aller Rotorblätter zusammen und so den Auftrieb; der Hubschrauber steigt oder sinkt.
Ohne Heckrotor würde sich der Hubschrauber durch das Drehmoment des Hauptrotors permanent im Kreis drehen. Der Heckrotor erzeugt ein entgegengesetztes Drehmoment. Mit den Pedalen werden die Rotorblätter des Heckrotors kollektiv verstellt, und das Drehmoment verändert sich. So dreht der Heli sich um die eigene Achse.
Wenn man an einem der drei Steuerelemente etwas verändert, muss man typischerweise auch mit den anderen beiden Steuerelementen korrigieren.
Sagen wir, der Hubschrauber befindet sich im Schwebeflug, der Auftrieb wirkt senkrecht nach oben.
Wenn man jetzt den zyklischen Steuerknüppel nach vorne schiebt, um vorwärts zu fliegen, neigt sich auch die Taumelscheibe und der Rotor. Der ganze Hubschrauber neigt sich nach vorne und der Auftrieb wirkt bei gleichem Betrag nicht mehr senkrecht nach oben, sondern schräg vorwärts.
Würde man dies nicht mit dem Collective kompensieren, indem man den Anstellwinkel erhöht, würde der Hubschrauber im Vorwärtsflug stetig sinken.
Durch den veränderten Auftrieb / Anstellwinkel ändert sich auch das Drehmoment des Hubschraubers um die eigene Achse, was mit den Pedalen kompensiert werden muss.
Das erfordert viel Übung, denn gerade im Schwebeflug ist ein Hubschrauber sehr instabil, aufgrund der Bewegungen der Luft. Man muss den Hubschrauber also die ganze Zeit lenken, auch wenn er sich gerade gar nicht über Grund bewegt. Er benötigt ständig kleine Steuereingaben, um stabil zu bleiben.
Piloten müssen diese "aus dem Bauch heraus" beherrschen und den Hubschrauber stabil halten, ohne bewusst darüber nachzudenken, an welchem der drei Steuerelemente (zyklischer Steuerknüppel, kollektiver Steuerhebel, Pedale) sie korrigieren müssen.
Aus diesem Grund darf während des Fluges der zyklische Steuerknüppel niemals losgelassen werden! Die einzige Ausnahme wäre ein aktivierter Autopilot, der den Heli in einer stabilen Fluglage hält. Autopiloten sind bei Helis jedoch längst nicht so verbreitet wie bei Tragflächenflugzeugen.
Die werden mit der Taumelscheibe in Verbindung mit dem Heckrotor gelenkt
Gib diese Frage mal auf YouTube ein, und dann kannst du dir in verschiedenen Videos genau anschauen wie das funktioniert.
WIe hast du den Stern bekommen?
Ein realer Hubschrauber (und alle guten Modellhubschrauber) regelt seine Höhe über den Anstellwinkel der Rotorblätter, nicht über die Drehzahl; die bleibt konstant.
Der "Schubstick" heißt Kollektivhebel und verstellt den Anstellwinkel aller Rotorblätter gemeinsam, indem die Taumelscheibe nach oben oder unten geschoben wird. Mit dem zyklischen Steuerknüppel wird dann die Taumelscheibe geneigt/gekippt bzw. getaumelt (daher der Name).
Nur billige Modellhubschrauber haben für die Höhe Drehzahlsteuerung; fliegen sich unkomfortabel.