Helikopter: Wettrennen um den Hubschrauber der Zukunft

Helikopter: Wettrennen um den Hubschrauber der Zukunft

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Ein Helikopter vom Typ S-76 des US-Herstellers Sikorsky

Bisher begrenzte die Aerodynamik die Höchstgeschwindigkeit von Hubschrauern. Sikorsky und Eurocopter überlisten nun die Physik und kämpfen um den Geschwindigkeitsrekord.

Die Idee vom Hubschrauber ist einfach und bestechend: Er startet und landet senkrecht, er kann in der Luft auf der Stelle stehen – und langsam fliegen. Doch die Militärs, seit Jahrzehnten weltweit die wichtigsten Kunden der Hubschrauberbauer und Treiber der technologischen Entwicklung, wollen den Alleskönner: Der Helikopter soll künftig auch sehr schnell fliegen können.

Dummerweise kommt der Fantasie aber die Aerodynamik in die Quere. Aus physikalischen Gründen liegt die Helikopter-Höchstgeschwindigkeit bei etwa 350 km/h. So galt es lange als ehernes Gesetz. Nun aber haben innerhalb weniger Tage zwei große Hersteller im Hubschraubermarkt gezeigt, wie man die Grenzen der Physik umgehen kann.

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Kaum mehr als ein Phantom

Am 15. September stellte Sikorsky aus dem US-Bundesstaat Connecticut mit dem spektakulären Demonstrationsgerät X2 einen Weltrekord auf: 435 km/h. Wenige Tage später wurde eine Mitteilung von Eurocopter verbreitet, einer Tochter des europäischen Luft- und Raumfahrtkonzerns EADS: Am 6. September (also neun Tage vor dem Sikorsky-Rekord!) habe man mit den Testflügen eines neuen "Hochgeschwindigkeits-Hybrid-Hubschraubers" begonnen.

Boshafterweise hat Eurocopter seinen schnellen Heli "X3" getauft. Das Fluggerät ist bisher kaum mehr als ein Phantom. Es gibt zwar Fotos und Videoaufnahmen, aber von seiner Flugtüchtigkeit weiß man bislang nur, dass es schon auf der Stelle schweben kann. Dereinst soll der X3 aber "über 400 km/h" schaffen.

Um die Physik zu überlisten, rütteln die Ingenieure an den bekannten Grundprinzipien des Hubschrauberflugs: Der liegende Hauptrotor hebt das Gerät durch schnelle Drehung in die Höhe (Auftrieb). Werden seine Rotorblätter entsprechend schräg gestellt, erhält die Maschine darüber hinaus Vortrieb. Der kleine, vertikal stehende Heckrotor sorgt lediglich dafür, dass das Chassis sich nicht seinerseits unkontrollierbar um die Achse des Hauptrotors dreht.

In diesem Grundprinzip sind auch gleich alle Einschränkungen begründet: Was die Helikopter, verglichen mit "Starrflügelflugzeugen", langsam macht, ist das aeromechanische Geschehen an den Spitzen der Rotorblätter. Ein drehendes Rotorblatt dreht sich auf der einen Seite mit und auf der anderen entgegen der Flugrichtung. Dabei kämpft es auf der einen Seite gegen den Fahrtwind, während es ihn auf der gegenüberliegenden Seite im Rücken hat.

In der Drehung nach vorn saust die Blattspitze mit 600 km/h und mehr durch die Luft, dazu addiert sich der Fahrtwind – es kommt zum bekannten lärmenden Überschallgeknatter der Hubschrauber. Dabei steigt der Luftwiderstand derart dramatisch an, dass an weitere Beschleunigung nicht mehr zu denken ist. Unangenehme Effekte hat auch das Zurückdrehen des Rotorblatts Richtung Heck: Dann droht der stall – der berüchtigte Strömungsabriss. Schlimmstenfalls kann dann das Fluggerät abstürzen, auf jeden Fall wird es aber schwer steuerbar. Die Faustregel unter Helikopterbauern lautet: Nur eine Rotorblattspitzengeschwindigkeit von maximal 63 Prozent der Schallgeschwindigkeit ist aerodynamisch sinnvoll und fürs Material noch erträglich.

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