Fliegen in alle Richtungen – das Hubschrauber-Prinzip

Ein Hubschrauber kann nicht nur nach vorne und nach oben fliegen, sondern auch seitlich und rückwärts – oder in der Luft „stehen“. Bild: Eurocopter
Ein Hubschrauber kann nicht nur nach vorne und nach oben fliegen, sondern auch seitlich und rückwärts – oder in der Luft „stehen“. Bild: Eurocopter

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Der berühmte Leonardo da Vinci – Maler, Allround-Genie und vielleicht der erste moderne Ingenieur – hatte schon vor rund 500 Jahren die grundlegende Idee für den Hubschrauber: Die von ihm entworfene „Luftschraube“ sollte sich bei ausreichender Drehgeschwindigkeit in die Höhe „schrauben. Es war jedoch damals nicht möglich, die nötige Geschwindigkeit durch menschliche Muskelkraft zu erreichen. Erst seit es Antriebsmotoren gibt, ließ sich diese Idee umsetzen: Der erste Hubschrauber flog vor rund 100 Jahren – und sah damals eher wie ein fliegendes Fahrrad aus. Das Prinzip der Hubschrauber-Konstruktion aber ist heute noch dasselbe wie damals.

Die Skizze einer Luftschraube von Leonardo da Vinci. Bild: British Museum, London
Die Skizze einer Luftschraube von Leonardo da Vinci. Bild: British Museum, London

Eine Besonderheit des Hubschraubers ist der sogenannte Rotor: Er ist Flügel und Antrieb in einem. In seiner Funktion als Flügel sorgt er für den Auftrieb – was bei Flugzeugen die Tragflächen übernehmen. Und durch die Drehung der Rotorblätter wird er zum Antrieb. Bei „normalen” Flugzeugen übernehmen das die Triebwerke oder Propeller.

Um den Hubschrauber in jede gewünschte Richtung zu steuern, muss der Rotorkopf beweglich sein. Das Bauteil, das diese Bewegung möglich macht, wird von den Fachleuten „Taumelscheibe” genannt. Ihre Funktionsweise ist so kompliziert – das wollt ihr gar nicht wissen! Wenn doch: Schulklassen können sich in den DLR_School_Labs in Göttingen und Braunschweig darüber informieren und sogar selbst Experimente mit Hubschrauber-Modellen durchführen. Hier nur mal schnell so viel zum Prinzip: Durch die Veränderung des Neigungswinkels bestimmt der Pilot den Anstellwinkel der Rotorblätter und damit auch die Flugrichtung. Alles klar? Wenn nicht, ist das ein Grund mehr, euren Lehrer oder die Lehrerin zu überreden, in eines der DLR-Schülerlabore zu kommen! Da lernt man viel – und das auch noch umsonst und mit garantiertem Spaß-Faktor! Über die insgesamt neun DLR_School_Labs findet ihr hier weitere Informationen.

Wie auch immer. Eine ziemlich interessante Sache ist noch das hier: Eigentlich denkt man ja, wenn der Rotor für den Auftrieb sorgt und der Hubschrauber dadurch abhebt, wäre das im Prinzip alles, was zum Fliegen nötig ist. Doch ein solcher Helikopter würde sich wild im Kreis drehen – ihr könntet es keine Minute darin aushalten! Erst der sogenannte Heckrotor stablisiert den Hubschrauber, indem er seitlichen Schub erzeugt. Also: Auftrieb hin, Taumelscheibe her – ohne den kleinen Rotor am hinteren Ende würde kein Hubschrauber fliegen. Wenn also mal jemand fragt, was das denn noch für ein Ding hintem am Heli ist: Ihr kennt jetzt die Antwort und könnt mit Wissen glänzen ...

„Fliegender Hubschrauber-Simulator”

Der „Fliegende Hubschrauber–Simulator“ des DLR im Einsatz. Bild: DLR
Der „Fliegende Hubschrauber–Simulator“ des DLR im Einsatz. Bild: DLR

Hubschrauber sind heute perfekte Flugmaschinen und sehr erprobt. Dennoch gibt es immer noch einiges zu verbessern. So soll zum Beispiel die Arbeit des Piloten in schwierigen Flugsituationen – etwa bei Rettungseinsätzen oder schlechtem Wetter – erleichtert werden. An Lösungen dafür forschen Wissenschaftler des DLR.

Dazu haben sie einen normalen Hubschrauber in einen „Fliegenden Hubschrauber-Simulator“ umgebaut. Darin kann ein Testpilot neue Instrumente und Verfahren ausprobieren, während der Sicherheitspilot jederzeit die Steuerung wieder übernehmen kann, bevor es kritisch wird. Der Forschungs-Hubschrauber wird auch für die Ausbildung von Piloten genutzt.

Wie ein Hubschrauber fliegt, erklären wir dir in dieser Animation. Grafik: DLR
Wie ein Hubschrauber fliegt, erklären wir dir in dieser Animation. Grafik: DLR