Der Auf- und Vortrieb

Damit ein Hubschrauber vom Boden abheben kann, muss Auftrieb erzeugt werden. Diese Kraft muss mindestens genauso groß ist wie das Gewicht des Hubschraubers damit er überhaupt abheben kann. Dieser Auftrieb wird durch die Rotorblätter, die ein bestimmtes Profil haben erzeugt. Sobald sich der Rotor, und somit auch die Rotorblätter drehen, wird der Luftstrom in 2 Schichten geteilt.



Durch die Wölbung des Rotorblattes an der Oberseite braucht der Luftstrom länger um den Weg zurückzulegen als an der Unterseite. Da sich die Ober- und Unterseite jedoch gleichzeitig durch die Luft fliegen muss der obere Strom schneller fließen, um die größere Entferung in der gleichen Zeit zurückzulegen. Dadurch entsteht an der Rotorblatt Oberseite ein niedriger Druck wie an der Unterseite (Bernoullisches Prinzip). Der höhere Druck an der Unterseite drückt das Rotorblatt nach oben und der niedrigere Druck zieht es nach oben. Umso schneller sich das Rotorblatt nun dreht, desto größer ist der Druckunterschied. Diese erzeugte Kraft ist der Auftrieb.

Die drehenden Rotorblätter beschleunigen nun die Luft abwärts. Dieses geschieht indem der Anstellwinkel der Rotorblätter gleichzeitig erhöht wird (kollektive Blattverstellung). Dadurch beginnt der Hubschrauber zu steigen.

Damit ein Hubschrauber nun vorwärts fliegt wird die Rotorebene nach vorne geneigt. Dadurch wird die Luft nicht mehr nach unten, sondern leicht nach hinten geblasen. Damit der Hubschrauber z.B vorwärts fliegt muss die Rotorebene nach vorne geneigt werden. Dadurch wird der Luftdruck nicht mehr gerade nach unten, sondern leicht nach hinten geblasen. Genau nach dem gleichen Prinzip funktioniert es in die anderen Richtungen. Die Rotorebene wird dann in die Richtung geneigt wohin der Hubschrauber fliegen soll.



Das Drehmoment

Ein Hubschrauber, der nur einen Hauptrotor besizt, würde sich der Hubschrauber unkontrollierbar um die eigene Achse drehen. Diese Kraft nennt man Drehmoment. Um dieser Kraft entgegen zu wirken kommt der Heckrotor ins Spiel. Der Heckrotor entwickelt eine Kraft, die dem Drehmoment entgegen wirkt. Damit ist es dem Piloten möglich einen geraden Kurs zu behalten. Mit dem Heckrotor kann der Hubschrauber sich um die Hochachse drehen und hilft somit dem Piloten Kurfen zu fliegen.



Um dem Drehmoment entgegen zu wirken gibt es verschiedene Konsruktionen:

Normaler Haupt- und Heckrotor:	Das verbreiteste System dem Drehmoment entgegen zu wirken. Das Drehmoment wird durch den Gegenschub des Heckrotors ausgeglichen.
Fenestron:	Der Fenestron ist ein in das Seitenleitwerk integrierter Heckrotor. Vorteil: - weniger Lärm -gut geschützt
Koaxialrotor:	Hierbei handelt es sich um zwei übereinander angeordnete Hauptrotoren. Die Rotoren drehen sich in gegenläufiger Richtung und heben das Drehmoment somit auf.
Notar:	Ein starkes Gebläse verdichtet angesaugte Luft und stößt sie hinten durch einen Längsschlitz aus. Der Abwind des Hauptrotors überlagert sich mit diesem Luftschleier und der Hubschrauber wird dadurch stabilisiert.
Tandemrotor:	Hierbei wird das Drehmoment durch zwei gegenläufige Hauptrotoren aufgehoben, welche über das Getriebe synchronisiert werden.
Ineinander kämmender Rotor:	Beim ineinander kämmenden Rotor liegen zwei gegenläufige Rotoren mit nach außen geneigten Rotormasten beieinander, wobei die Blätter fast wie Zahnräder ineinander laufen, eben ineinander kämmen. Durch die gegenläufige Drehrichtung der Rotoren ist kein Heckrotor notwendig.

Die Steuerung

Die Steuerung eines Hubschrauber erfolgt über drei Steuereinheiten. Dieses sind der Stick (Periodischer Steuerung), Pitch (Kollektiver Blattverstellhebel) und die Fußpedale.

Anhand der Zeichnung können Sie den Aufbau erkennen.

Pitch "Kollektiver Blattverstellhebel" (blau dargestellt) Durch den Pitchhebel wird der Anstellwinkel des Rotorblattes verändert. Wie unter "Der Auf- und Vortrieb" schon erläutert wird dadurch Auftrieb erzeugt. Durch anheben des Pitch entsteht ein größerer Anstellwinkel. Dadurch steigt der Hubschrauber. Durch senken des Pitch entsteht ein kleinerer Anstellwinkel und somit sinkt der Hubschrauber. Am Boden und im Autorotationsflug ist das Pitch in der untersten Stelle und hat somit den kleinsten Einstellwinkel.

Stick "Periodischer Steuerknüppel" (grün dargestellt) Mit dem Stick wird/kann die Richtung, in die ein Hubschrauber fliegt geändert werden. Dieses passiert indem die Rotorebene geneigt wird. Damit der Hubschrauber nach vorne fliegt wird der Stick nach vorne bewegt. In die anderen Richtung funktioniert es nach dem gleichen Prinzip.

Fußpedale (rot dargestellt) Die Fußpedale dienen zum steuern des Heckrotors und dem Drehmomentausgleich. Mit dem Heckrotor kann der Hubschrauber um die Hochachse gedreht werden. Steuert man bei einem rechtsdrehenden Hauptrotor die linke Pedale dreht sich der Heckrotor nach rechts. Dieses passiert weil der Einstellwinkel der Heckrotorblätter vergrößert wird. Wird die rechte Pedale gesteuert passiert genau das Gegenteil.

Copyrigt by Stefan Wachsmuth