HomeDas KonzeptSchwenkrotoren


Die Wahl des Grundkonzepts

Das Fluggerät AdapTilt soll als Demonstrator der adaptiven Rotorblätter dienen. Dabei soll eine hohe Schwebeflugdauer sowie auch eine hohe Vorwärtsfluggeschwindigkeit gleichermaßen erreicht werden, um die guten Allzweckeigenschaften der Rotor/Propellerblätter zu untermauern. Besonders gut eigenen würde sich ein solches Fluggerät für Überwachungseinsätze. Bei manntragenden Senkrechtstartern hat der Vorwärtsflug meist eine höhere Priorität als der Schwebeflug, da dieser nur für kurze Zeit für Start und Landung benötigt wird.

Ein Senkrechtstarter stellt ganz allgemein immer einen Kompromiss zwischen Hubschrauber und Flugzeug dar. Er kann niemals so effizient wie ein reiner Hubschrauber oder ein reines Flugzeug sein.
Im Vorwärtsflug wird es immer "tote Masse" in Form von Hubschrauberkomponenten wie z.B. Taumelscheibe und ähnlichen Steuerorganen geben. Im Schwebeflug  hingegen wird es immer "tote Masse" in Form von Flugzeugkomponenten wie Flügel und Leitwerken geben. Es gilt also diesen Kompromiss soweit wie möglich zu verbessern.

Generell stehen für propellergetriebene Senkrechtstarter mit dem gleichen Antrieb für Schwebe- und Vorwärtsflug folgende Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung:

  • Strahlumlenkung im Schwebeflug nach unten durch Klappen oder Leitschaufeln:

    Hier gibt es im Schwebeflug große Reibungsverluste. Für den angestrebten Demonstratorcharakter der guten Vorwärts- und Schwebeflugeigenschaften kommt dieses Konzept daher nicht in Frage.

  • Schwenkbare Mantelpropeller:

    AdapTilt sollte aus strahltheoretischen Gründen mit relativ großen Rotoren ausgestattet werden, wodurch sich ein hohes Gewicht für die Mantel ergeben hätte. Für kleinere Rotoren mag ein Mantelkonzept durchaus Sinn machen, sofern das Mehrgewicht durch die Mantel mit dem dadurch entstehenden zusätzlichen Schub kompensiert werden kann.

  • Tailsitter Konzept:

    Dabei wird senkrecht auf den Leitwerken gelandet, während die Rumpfspitze nach oben zeigt. Für den Vorwärtsflug wird dann eine horizontale Stellung eingenommen. Bereits in den 50er Jahren gab es vielversprechende Erprobungen mit solchen Flugzeugen. Allerdings erfolgten diese Erprobungen im manntragenden Bereich, wobei der Pilot eine sehr unangenehme Haltung (liegend mit Kopf nach oben) einnimmt im Schwebeflug. Für ein unbemanntes oder gar autonom operierendes Fluggerät ist dies eigentlich die optimale Lösung, da zusätzliches Gewicht für einen Schwenkmechanismus entfällt. Nur das Landewerk muss, möglichst gewichtssparend und aerodynamisch so wenig störend wie möglich, in die Leitwerke integriert werden.
    Aus einer persönlichen Vorliebe heraus und wegen dem Umdenken bei der Steuerung im Schwebeflug habe ich mich allerdings gegen dieses Konzept entschieden.

  • Schwenkflügel:

    Auch Schwenkflügelkonzepte wurden in der Mitte des letzten Jahrhunderts schon mehrfach erfolgreich getestet. Allerdings meist mit kleinen Propellern (hohe Strahlgeschwindigkeit) und Klappen über die gesamte Spannweite. Dadurch ergeben sich kleinere resultierende Anstellwinkel am Flügel während der Transition. Für den vorliegenden Fall mit großen, niedrig drehenden Rotoren, deren Abwind nicht über die komplette Spannweite über den Flügel streicht, könnten sich daher unter Umständen Probleme mit einem Strömungsabriss während der Transition ergeben.

  • Schwenkrotoren:

    Wegen der horizontalen Lage des Flügels wird dessen größter Teil während der Transition in einem günstigen Anstellwinkelbereich betrieben. Diese Tatsache sowie die positiven Erfahrungen bei der Entwicklung von Schwenkrotorflugzeugen in den USA (Bell XV-3, XV-15, V-22, BA-609, Bell Eagle Eye) haben mich dazu bewogen ein Fluggerät mit schwenkbaren Motorgondeln zu bauen. Allerdings haben sich dadurch bei der Erprobung auch viele dynamische Probleme ergeben die vielleicht auch bei der weiteren Entwicklung ein Umdenken nötig machen. Mehr dazu hier ...

     

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