Die Frage der Woche: Wie funktioniert ein Helikopter?

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Die Frage der Woche: Wie funktioniert ein Helikopter?

Jede Woche beantworten wir euch Fragen zu allen möglichen Themen. Heute fragt uns Patrick: Wie funktioniert ein Helikopter? Hier erfahrt ihr die Antwort ...


Die Fähigkeit, sich aus dem Stand in die Luft zu schwingen, ist ein alter Menschheitstraum.

Das Universalgenie Leonardo da Vinci zeichnete bereits im 16. Jahrhundert einen ersten tauglichen Entwurf eines Hubschraubers.



Eine nutzbare Entwicklung der "Drehflügler" begann aber erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, nachdem die Militärs senkrecht startende Flugzeuge forderten und dadurch die Forschung und Entwicklung vorantrieben.


 

Auf dem Foto rechts siehst du einen Hubschrauber der Bundeswehr. Die Buchstaben SAR weisen ihn als Rettungshubschrauber aus. SAR steht für die englischen Worte "Search and rescue", das bedeutet "Suchen und retten".


Wie startet ein Helikopter?

Wichtig für einen Helikopter sind die Rotorblätter. Sie erzeugen durch die anströmende Luft einen dynamischen Auftrieb, der je nach Winkel, Anströmgeschwindigkeit der Luft und Form der Rotorblätter im Querschnitt variiert.



Vereinfacht kann man den Helikopter mit einem Ventilator vergleichen. Der Rotor dreht sich und zieht dabei die Luft von oben nach unten. Er wird von der Luft umströmt, wodurch ein Druckunterschied entsteht, der den Helikopter nach oben zieht.



Je besser die Form der Rotorblätter im Querschnitt ist, desto stärker ist der erzeugte Auftrieb. Sobald die Auftriebskraft stärker ist als die Erdanziehungskraft, hebt der Hubschrauber ab.



Kann ein Hubschrauber durch die Luft gleiten?



Ja, das kann er durch den sogenannten Schwebflug. In diesem Zustand entspricht die Anströmgeschwindigkeit der Umlaufgeschwindigkeit.



Allerdings ist der Schwebflug nicht einfach zu erreichen, da unterschiedliche Kräfte auf den Helikopter wirken. Ein Pilot braucht also viel Übung, bis er einen ruhigen Schwebeflug erreichen kann.



Aus diesem Grund wird in manchen Hubschrauber-Modellen eine so genannte Hover-Automatik eingesetzt. Diese korrigiert die Flugbahn und erleichtert den Schwebflug für unerfahrene Piloten.



Wie fliegt ein Hubschrauber vorwärts?



Damit ein Helikopter vorwärts fliegen kann, muss der Pilot den Winkel des Rotors verändern können. Dies geschieht durch eine Neigung des Rotors und durch eine regelmäßig wiederkehrende Rotorblattverstellung.



Neigt sich der Rotor nach vorne, dann erhält der Hubschrauber einen nach vorne treibenden Schub.



Verändert der Pilot den Anstellwinkel aller Rotorblätter gleichmäßig (kollektive Blattverstellung), dann steigt oder sinkt der Helikopter. Die Rotorblätter werden durch die so genannte Taumelscheibe verstellt.




Der Heckrotor



Eine weitere, wichtige Komponente ist der Heckrotor. Er übernimmt sehr viele wichtige Aufgaben.



Ohne Heckrotor dreht sich ein Hubschrauber im Kreis. Der Pilot würde sich also in einem Karussell befinden und der Helikopter wäre sehr schwer zu kontrollieren.



Damit das nicht passiert, erzeugt der Heckrotor einen seitlichen Gegenschub.



Auf den fliegenden Helikopter wirkt noch eine weitere seitliche Kraft: Der Drift. Dieser muss beim Start, bei der Landung und im Schwebeflug vom Piloten durch eine gegengerichtete Roll-Bewegung ausgeglichen werden.



Das geschieht ebenfalls durch den Heckrotor. Auch hier erleichtert die Hover-Automatik dem Piloten das Fliegen.



Der Pilot muss seinen Helikopter noch nach rechts und links steuern können. Die Piloten nennen eine solche Drehbewegung Gieren. Diese Aufgabe übernimmt ebenfalls der Heckrotor, indem der Pilot wie beim Hauptrotor die Möglichkeit hat, die Winkel der Heckrotorblätter zu verstellen.



Interessant ist außerdem, dass der Heckrotor 60 Prozent der Geräuschentwicklung eines Helikopters ausmacht. Zusätzlich zum Heckrotor haben Helikopter in der Regel, genauso wie Flugzeuge, ein Seitenleitwerk. Es hat die Aufgabe, die Richtung bei zunehmender Geschwindigkeit zu stabilisieren.



Text und Fotos: RR, Stand: 5. 1. 2012.

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