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Aerodynamik des Hubschraubers - Steuertechniken

Steuertechnik: Standschwebe

Die Standschwebe ist ein Flugzustand des Hubschraubers, bei dem dieser in konstanter Höhe über dem Boden befindet und sich gegenüber dem Erdboden nicht bewegt. Anders als in den Hubschraubern der "Neuzeit" gab es in der Mi-2 und Mi-8 keine Hilfsmittel. Einzig in der Mi-8 erleichterte der Autopilot das Ausführen der Standschwebe, indem Bewegungen um die Achsen gedämpft wurden, Theoretisch war mit dem Autopilot eine Standschwebe realisierbar (einzelne Bordtechniker sollen das auf dem Simulator(!) hinbekommen haben), jedoch ist in der Praxis dies nicht realisiert worden. Die Standschwebe ist der schwierigste der einzeln zu betrachtenden Flugzustände.

  • Gassteigungshebel ziehen
    Der Einstellwinkel der Tragschraube wird erhöht, ebenso die Triebwerksleistung. Damit steigt auch das Rückdrehmoment der Tragschraube.
  • Pedal rechts treten
    Das Rückdrehmoment der Tragschraube muss ausgeglichen werden, um eine Richtungsänderung zu vermeiden. Die Drehtendenzen des Hubschraubers sind auch am Boden zu merken!
  • Steuerknüppel befindet sich (vorausschauend!) rechts hinten
    Anhand der Gleichgewichtsverhältnisse für die Standschwebe ist erkennbar, dass der Hubschrauber etwas nach hinten und rechts geneigt werden muss. Entsprechend dieser Erkenntnis zieht man den Steuerknüppel in die entsprechende Position, um eine sofortige Bewegung des Hubschraubers nach dem Abheben (davor blockiert das Fahrwerk ja den größten Teil der Bewegung, auch wenn man die Tendenz bemerken kann) zu vermeiden.
  • Der Hubschrauber hebt in der Reihenfolge Bugfahrwerk - links - rechts ab
  • Wenn der Hubschrauber abhebt, muss der Steuerknüppel nach links vorn leicht nachgelassen werden
    Das ist eine Erkenntnis der Praxis, da man meist den richtigen Punkt der Steuerknüppel-Stellung "übertreibt". Wenn der Steuerknüppel richtig steht, hebt der Hubschrauber absolut senkrecht ab.
  • Nach dem Abheben den Gassteigungshebel etwas nachlassen, um die Höhe (z.B.5m) genau einzuhalten.
    Die senkrechte Komponente des Traugschraubenauftriebes ist größer als das Gewicht des Hubschraubers. Damit steigt dieser. Um dann eine bestimmte Höhe genau zu halten, müssen sich die Beträge der beiden Vektoren ausgleichen, also betragsmäßig gleich sein (genau genommen muss auch die vertikale Komponente des HeS-Schubes berücksichtigt werden, soll jetzt aber mal weggelassen werden). Deshalb muss der Gassteigungshebel auf eine Größe zurückgenommen werden, die diesem Betrag entspricht.
  • Bewegungen des Gasteigungshebels müssen unmittelbar eine Berücksichtigung in der Steuertechnik mit dem Steuerknüppel finden.
    Der Hubschrauber und die Tragschraube sind auf Grund ihrer Masse ein System mit einer Trägheit. Änderungen der Stellung des Gassteigungshebels bewirken eine minimale Zeitverzögerung vor dem Einsetzen oder Abnehmen der Triebwerksleistung und des Drehmoments. Im ersten Moment scheint also der Hubschrauber nur wenig zu reagieren, um dann im nächsten Moment eine überverhältnismäßige Bewegung zu machen. Da klar ist, was eine Änderung des Gassteigungshebels für eine Auswirkung hat, muss sofort mit dem Steuerknüppel und den Pedalen reagiert werden: GSH ziehen -> Pedal rechts usw.
  • Die Standschwebe ist ein absolut instabiler Zustand.
    Keinerlei aerodynamisch stabilisierende Komponente (wie z.B. beim Flug mit Vorwärtsgeschwindigkeit) kann hier greifen. Der Hubschrauberführer muss abslout schnell auf Änderungen des Flugzustandes reagieren. Bei einer Standschwebe ist niemals der Zustand zu erreichen, dass der Steuerknüppel an einer Stelle steht und der Hubschrauber stabil über dem Boden schwebt!
    Beim Absetzen aus der Standschwebe sind die Bedingungen in entgegengesetzte Richtung zu berücksichtigen.
  • Absetzen: Absetzen Gassteigungshebel
  • Ausgleichen von Schieben und Schräglage mit dem Steuerknüppel und Pedal
  • Vor dem Aufsetzen muss die Tendenz zur Vorwärtsbewegung beseitigt werden.
  • Aufsetzreihenfolge: rechts - links - Bugfahrwerk.

Steuertechnik: Vorwärts-, Rückwärts-, Seitwärtsbewegungen

Vorwärts-, Rückwarts- und Seitwärtsbewegungen werden aus der Standschwebe heraus geführt. Dabei geht es in darum, in konstanter Höhe eine bestimmte Entfernung in minimaler zurückzulegen.
Vorwärtsflug:

  • gleichmäßiges Drücken des Steuerknüppels
  • Hubschrauber zeigt Tendenz zum Sinken -> Gassteigungshebel ziehen
  • Pedal rechts treten, um Rückdrehmoment auszugleichen
  • Hubschrauber mittels Steuerknüppel und Pedal in Richtung halten
  • Ausleiten des Bewegung mit Ziehen des Steuerknüppels über Neutralstellung hinaus
  • bei Erreichen der Standschwebe Steuerknüppel neutral
Rückwartsflug:
  • Ziehen des Steuerknüppels -> Sinken
  • Anziehen des Gassteigungshebels
  • Treten rechtes Pedal, um die Richtung zu halten
  • Ausleiten des Bewegung mit Drücken des Steuerknüppels über Neutralstellung hinaus
  • bei Erreichen der Standschwebe Steuerknüppel neutral
Seitwärtsflug:
  • gleichmäßiges Betätigen des Steuerknüppels in die entsprechende Richtung
  • Pedal gegen die Richtung treten -> Richtung halten!
  • durch Betätigen (Ziehen) des Gassteigungshebels die Höhe halten.
  • Ausleiten des Bewegung mit Drücken des Steuerknüppels über Neutralstellung hinaus
  • bei Erreichen der Standschwebe Steuerknüppel neutral

Steuertechnik: Geschwindigkeitsmanöver

Geschwindigkeitsmanöver werden im Bereich von 60 km/h bis zur Maximalgeschwindigkeit (Mi-2: 180km/h, Mi-8: 250km/h) durchgeführt. Maximalgeschwindigkeit:

  • Steuerknüppel gleichmäßig drücken
    Die Tragschraubenresultierende neigt sich nach vorn -> die Horizontalkomponente in X-Achse vergößert sich -> Geschwindigeitszunahme.
    Durch das Neigen des TS-Vektors verringert sich die Vertikalkomponente in Y-Achse -> HS will sinken.
  • Gassteigungshebel ziehen, um Höhe zu halten
    Die Triebwerksleistung wird erhöht und der Einstellwinkel der TS erhöht. Damit entsteht ein höherer TS-Schub -> Hubschrauber sinkt nicht.
  • rechtes Pedal treten, um Richtung zu halten
    Die vergrößerte Triebwerksleitung bringt mehr Drehmoment auf die TS. Das Rückdrehmoment der TS läßt den Hubschrauber nach links drehen.
  • mit zunehmender Geschwindigkeit hat der Hubschrauber die Tendenz, sich nach rechts zu neigen, nach links zu drehen und zu steigen
    Die verstärkt Anströmung von vorn führt zu veränderten Auftriebsverhältnissen. In der rücklaufenden Tragschraubenhälfte vergrößern sich die Gebiete der Strömungsumkehr und des Strömungsabrisses infolge der Schlagbewegung. Konsequenz ist eine Verringerung des Auftriebes in dieser Hälfte der Tragschraube, und der Hubschrauber neigt sich nach rechts. Die verhältnismäßige Verringerung des Auftriebes im rechten hinteren Quadranten für überdies zu einem Neigen des Tragscjhraubenkegels nach hinten, was einem Steigen des HS entspricht.
  • Konsequenz: Stuerküppel nach links vorn
Minimalgeschwindigkeit:
  • Gassteigungshebel absenken
    Der GSH wird zuerst abgesenkt, da die Trägheit der Tragschraube sonst beim Ziehen des Steuerknüppels eher ein Steigen des Hubschraubers verursachen würde. Mit dem Absenken des Gassteigungshebels wird die Triebwerksleistung verringert und der Tragschraubenauftrieb geringer. Damit verringert sich auch das Rückdrehmoment der Tragschraube.
  • Hubschrauber senkt den Bug, sinkt und dreht nach rechts
  • Steuerknüppel nach rechts hinten
  • Pedal links treten
    Die Verringerung der Triebwerksleistung verringert das Rückdrehmoment der Tragschraube, das auszugleichen ist. Bei Konstanthalten des Pedals würde der HS nach rechts drehen!

Beim Ausleiten der Flugmanöver auf die Normalgeschwindigkeit ist entsprechend dem jeweils anderen Flugzustand zu verfahren.

Steuertechnik: Vollkreise

  • Austrimmen des Horizontalfluges
Linkskurve:
  • Steuerknüppel links betätigen, bis die Schräglage erreicht ist, dann zurücknehmen, bis keine Erhöhung der Schräglage mehr
  • nach dem Einkurven links ziehen, da der Hubschrauber den Bug senkt (Kreiselpräzession der Tragschraube)
  • links wenig Pedal -> Ausgleichend es Schiebens (Kugel in die Mitte)
  • nach einem halben Vollkreis zeigt der Hubschrauber eine Tendenz zum Steigen und Geschwindigkeit verringern
  • Steuerknüppel nach vorn
  • Ausleiten der Kurve 10°-15° vor Erreichen des Orientierungspunktes beginnen
  • Steuerknüppel gegen Kurvenrichtung betätigen und leicht drücken.

Die Rechtskurve muss entsprechend entgegengesetzt gesteuert werden.

Steuertechnik: Autorotation

  • Austrimmen des Horizontalfluges
  • Im Horizontalflug Gassteigungshebel absenken
  • Steuerknüppel ziehen, Hubschrauber abbremsen
  • links Pedal, Richtung halten
  • bei 100 km/h Steuerknüppel leicht nachlassen und Fahrt halten
  • Tragschraube erhöht selbstständig die Tragschraubendrehzahl
  • Gassteigungshebel auf 2-3° anziehen, bis die Tragschraubendrehzahl zwischen 80 und 84% liegt
    Die Tragschraubendrehzahl ist u.a. wesentlich verantwortlich für die Funktion anderer Systeme, wie der Generatoren und Hydraulikpumpen.
  • 70m vor Erreichen der befohlenen Ausleithöhe (200m) Gassteigungshebel ziehen
  • rechts Pedal treten
  • Steuerknüppel leicht ziehen