Querruder-Steuerung

[Swordfish]

Fliegerwissen gesucht:
Wenn die Querruder auf der einen Seite nach unten, und auf der anderen Seite nach oben gestellt sind, wird dann automatisch auch das Seitenruder gestellt, oder wird das unabhängig von den Querrudern gesteuert????????

 

[Rhönlerche]

Unabhängig. Das Seitenruder macht man mit den Fußpedalen. Mit dem Querruder (Knüppel oder Horn seitlich) legst Du dich in die Kurve, wie ein Motorradfahrer. Das Seitenruder "lenkt" einen in die gewünschte Richtung. Alles zusammen sinnvoll zu bedienen, nennt man "koordinierten Flug".

 

[Swordfish]

Danke sehr!

 

[Pirat]

Unabhängig. Das Seitenruder macht man mit den Fußpedalen. Mit dem Querruder (Knüppel oder Horn seitlich) legst Du dich in die Kurve, wie ein Motorradfahrer. Das Seitenruder "lenkt" einen in die gewünschte Richtung. Alles zusammen sinnvoll zu bedienen, nennt man "koordinierten Flug".

Beide zusammen gleichsinnig, gleichzeitig und gleichmäßig - wurde uns in den 70ern fast eingebläut.

 

[Rhönlerche]

Er fragte aber, ob die Ruder miteinander verbunden sind. Im Sinne von gekoppelt. Und das sind sie nicht.

 

[JohnSilver]

Ist etwas offtopic, aber es gab ein Flugzeug, bei dem Seiten- und Querruder miteinander gekoppelt waren: Die ERCO Ercoupe.
Die hatte nicht einmal Seitenruderpedale, die Steuerung erfolgte alleine über das Lenkrad.

Bei den Nachfolgemodellen z.B. von Alon wurde dies aber wieder geändert.

 

[Kenneth]

In der Piper PA-22 Tri-Pacer sind Seiten- und Querruder sofern ich weiß mit einander gekoppelt

 

[Swordfish]

Ich bin kein Pilot, aber ich könnte mir vorstellen, dass bei einem Kurvenflug nach rechts (linkes Querruder nach unten und rechtes Querruder nach oben) mit zusätzlichem Ausschlag des Seitenruders nach rechts (in Flugrichtung), das Flugzeug nicht nur eine Rechtskurve fliegt, sondern zugleich nach unten steuert......wäre sogar kritisch wenn sich daraus eine ungewollte "Vrille" ergeben würde...?

Deshalb verstehe ich eigentlich nicht, dass bei anderen Maschinen die beiden Ruder gekoppelt sind?????

 

[Kenneth]

Das passiert auch, wenn es nur ein Seitenruderausschlag nach rechts ist. Die sogenannte „Todesspirale“.

Quer- und Seitenruder werden gebraucht, damit die Kurve „sauber“ ist, d.h. das Flugzeug schiebt nicht nach Außen oder nach Innen in der Kurve. Es gehört dazu, daß man am Höhenruder auch etwas ziehen muß, je nach dem wie steil die Kurve ist, damit man keine Höhe verliert.

 

[gero]

Hallo,
es hängt von der Auslegung des Flugzeuges ab, wie viel Koordination nötig ist, um überhaupt um eine Kurve zu kommen. Erst einmal braucht es natürlich das Querruder, um das Flugzeug in die "Kurve zu legen". Eigentlich sollte das ja schon ausreichen (und manche Flugmodelle tun genau das, sie haben nur Querruder und fliegen damit Kurven). Der Auftriebsvektor dreht sich in Richtung Kurvenmitte.Nur leider dreht niemand die Rumpfspitze in Richtung Kurveninneres. Der Rumpf wird jetzt schief seitlich angeströmt, Der Flieger "schiebt", die Kugel (Ein Folterinstrument für den Flugschüler) verläßt fluchtartig ihren Platz.
Dagegen hilft der gefühlvolle Einsatz der Pedale und damit des Seitenruders. Und das nennt man dann koordinierte Kurve. Und der nach innen gedrehte Auftriebsvektor? Beschäftigt sich nebenbei damit, die Fliehkraft auszugleichen. Dieser Anteil fehlt dann aber in vertikaler Richtung. Also Gas nachschieben oder Ziehen, sonst verlieren wir in der Kurve an höhe.
Gar nicht so einfach, eine Kurve zu fliegen.
Ach ja, da gibt es doch auch noch Flugmodelle nur mit Seitenruder. Die nutzen einen aerodynamischen Trick um überhaupt eine Kurve fliegen zu können. Aber das ist eine andere Geschichte.
Zurück auf los. Es gibt durchaus Flugzeuge, die man nur mit Querruder um die Ecke prügeln kann. Und es gibt welche, da geht ohne Seitenruder gar nix.

So, damit sollten alle verwirrt sein :-)

gero

 

[cool]

Wenn die Querruder auf der einen Seite nach unten, und auf der anderen Seite nach oben gestellt sind, wird dann automatisch auch das Seitenruder gestellt, oder wird das unabhängig von den Querrudern gesteuert????????

Kommt wohl auch auf den Typ an. Bei kleinen Fliegern sind die überwiegend nicht gekoppelt. Bei Airliner gibt es stellenweise (zb. Airbus) eine solche Turn-Coordination. Also wenn man das Querruder betätigt, dann mixt der Computer da einen Seitenruderauschlag mit dazu.
Andersrum geht das sogar auch (zumindest wenn man nicht im Landeanflug ist), also wenn man nur das Seitenruder betätigt gibt der Computer Querruder dazu.

 

[A.G.I.L]

Soviel ich weiss, fliegen Fighter wie F-16, Phantom und Co. auch nur mit Quer- und Höhenruder um die Kurve, SR ist nicht nötig, nur im Langsamflug. Deckt sich mit meinen Erfahrungen im RC-Modellflug: je kürzer die Spannweite (in Relation zur Rumpflänge) und je schneller der Flieger, desto eher brauche ich keinen Seitenruderausschlag. Segelflugzeuge (egal ob [einigermaßen großes] Modell oder Original/manntragend) sind ein gutes Beispiel fürs Gegenteil: langsam und große Spannweite - SR Ausschlag in der Kurve ist obligatorisch, Stichwort negatives Wendemoment. D.h., da das kuvenäussere / nach unten ausschlagende QR mehr Widerstand erzeugt als das gegenüberliegende, zieht es den Flieger gegen die gewünschte Kurvenrichtung = unerwünschter Schiebeflug = mehr Luftwiderstand.

 

[DDA]

Bei der MiG-21 ist das Seitenruder im Unterschied zu den anderen nicht hydraulisch unterstützt. Damit steht es bei höheren Geschwindigkeiten (@HorizontalRain , @Gabi hilf, ab wann) fest wie ein Brett. Kurven werden mit dem Querruder und Ziehen am Höhenruder geflogen.
Das Seitenruder hilft beim Vorhalten im Landeanflung und der Landung.

Axel

 

[Intrepid]

Das Seitenruder brauche ich im Flug, um die Asymmetrie durch nur einen vorhandenen Motor mit Propeller auszugleichen. Zum passagierfreundlichen sanft eingeleiteten Kurvenflug nehme ich das Querruder.

Ich erkläre es meinen Flugschülern so: der Autopilot steuert Höhe und Richtung. Er hat keinen Zugriff auf das Seitenruder, nur Quer- und Höhenruder. Der Pilot hält die Libelle in der Mitte. Das macht er mit dem Seitenruder - oder besser sofern vorhanden mit der Seitenrudertrimmung. Beides hat nichts miteinander zu tun.

Das Seitenruder muss verändert werden, wenn sich die Fluggeschwindigkeit und damit der Anstellwinkel ändert, weil sich dann auch die Asymmetrie der Propellerkräfte ändert. Nimmt der Anstellwinkel zu, wird mehr Seitenruder benötigt, nimmt er ab, kann das Seitenruder wieder nachgelassen werden. Wie gesagt, unabhängig davon, ob man geradeaus, nach links oder nach rechts steuert.



Das gilt nicht für Sportgeräte wie Segelflugzeug oder Motorsegler mit einer großen Spannweite im Verhältnis zur Flugzeuglänge. Und das gilt ebenfalls nicht für zackig geflogene Kurven. Da wird das Seitenruder zur Unterdrückung des negativen Wendemomentes benötigt. Und das gilt generell nicht für die Seitenwindlandung.

 

[UdoZ]

Soviel ich weiss, fliegen Fighter wie F-16, Phantom und Co. auch nur mit Quer- und Höhenruder um die Kurve, SR ist nicht nötig, nur im Langsamflug.

Bei der F-4 war das Seitenruder meistens automatisch mit dabei, weil es eine Verbindung zwischen Quer- und Seitenruder gab: Aileron-Rudder-Interconnect (ARI).

 

[innwolf]

Hallo, eine physikalische Betrachtung ist auch möglich. Ein Flugzeug ist frei im Luftraum beweglich, hängt vereinfacht gesehen nicht an Schienen.

Zum Kurvenflug ist ein Drehimpuls um Hochachse erforderlich und eine seitlicher Drehimpuls um die Längsachse ebenfalls.

Mit dem Seitenruderausschlag wird ein Drehimpuls um die Hochachse aufgebaut, mit dem Querruder um die Längsachse.

Nachdem die gewünschten Drehraten erreicht sind werden bei Segelflugzeugen bis auf kleine Korrekturen die Ruder wieder neutral gestellt. Andernfalls würden die Drehraten immer schneller..............

Zum beenden der Kurve sind entgegensetze Ruderausschläge nötig.

 

[Alpha]

Ist ja eh schon etwas kompliziert/detailliert hier, da macht etwas mehr auch nichts mehr... ;-)

F4: Das Seitenruder ist dort nicht immer automatisch dabei, sondern nur bei ausgefahrenen Flaps (und dann je nachdem, ob Stab Augs an/aus unterschiedliche Winkel). Die Phantom ist ein wenig ein Sonderfall, da man dort bei hohen Anstellwinkeln primär mit den Seitenrudern rollt (statt mit den Querrudern). Bei den allermeisten Kampfjets wird das Seitenruder im Flug aber tatsächlich nur für asymetrischen Schub, Seitenwind und ähnliches verwendet. Allerdings fliegt man da auch meist Richtungsänderungen aggressiver und mit mehr Schräglage, als in der zivilen Fliegerei. Roll and Pull...

Die meisten Airliner nutzen in der Luft auch kaum Seitenruder, da das negative Roll-Wendemoment durch die Roll-Spoiler ausgeglichen wird. Das gilt natürlich nicht für asymetrischen Schub, Seitenwind etc.

Generell ist mir kein Flugzeug bekannt, dass sich nicht auch mit dem Seitenruder rollen ließe. Ist halt nicht besonders sauber, geht aber problemlos.

 

[Intrepid]

Generell ist mir kein Flugzeug bekannt, dass sich nicht auch mit dem Seitenruder rollen ließe. Ist halt nicht besonders sauber, geht aber problemlos.

Das Seitenruder gilt als Ersatz für unbenutzbare Querruder - zumindest bei Kleinflugzeugen. Funktioniert bis ca. 20° Schräglage. Darüber hinaus kann es sein, dass das Flugzeug irgendetwas macht, aber nicht mehr in die Normalfluglage zurückkommt.

 

[gero]

Die Eignung des Seitenruders zum Kurven hängt von der effektiven V-Form der Tragfläche ab. Bei großer effektiver V-Form (Flugmodelle, Hochdecker) funktioniert das ausgezeichnet. Bei negativer V-Form oder bei indifferent oder instabil um die Längsachse ausgelegten Fluggeräten (Kunstflugzeug z.B) geht das schlecht bis gar nicht.

Der aerodynamische Trick zum Kurvenflug nur mit Seitenruder geht so:

Seitenrudereinsatz dreht das Flugzeug um die Hochachse. Damit fliegt es erst einmal geradeaus weiter, aber es "schiebt" (es wird schräg angeströmt). Die Flächenspitze der einen Tragfläche schiebt sich nach vorn. Neben diesem kleinen bisschen Geschwindigkeitszunahme an diesem Flügel vergrößert die schräge Anströmen auch noch den Anstellwinkel und damit den Auftrieb. Damit dreht sich das Flugzeug in die Kurve hinein. Das geschieht ein wenig zeitverzögert und alles andere als harmonisch. Aber es funktioniert.

gero

 

[Alpha]

@Intrepid: Ja, das ist richtig. Wenn ich dran denke probiere ich es beim nächsten Simulator-Termin mal bei größeren Schräglagen. Wäre mal interessant.

@gero: Wahrscheinlich ist es, wie so oft, kompliziert und hat jede Menge beeinflussende Faktoren ;-) Bei Flugzeugen mit gepfeilten Flügeln klappt es auch gut - auch ohne V-Form. Dort ist der Effekt der größeren scheinbaren Spannweite des durch Seitenruder vorgedrehten Flügel (mit dann weniger effektiver Pfeilung als am anderen Flügel) ausreichend, um ein nutzbares Rollmoment zu erzeugen. Ebenso bei Kampfjets, die kaum oder keine V-Form haben (aber meist gepfeilte Flügelvorderkanten) - lassen sich ganz gut mit Seitenruder rollen.