Sieht so der Hubschrauber der Zukunft aus? Noch ist das lediglich eine Studie – also weit von der Realität entfernt. Doch schon heute wird an diesen Visionen für morgen oder übermorgen gearbeitet. Willkommen zu einem Ausflug in die Welt der „Helis“, den wir mit der Frage beginnen, warum und wie Hubschrauber eigentlich fliegen.
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Gareth Padfield, Flight Stability and Control
Hubschrauber sind so etwas wie die „Akrobaten der Lüfte“. Anders als Flugzeuge können sie in der Luft auf der Stelle „stehen“, wenn’s sein muss auch mal rückwärts fliegen und eben auch da landen, wo es gar keine Landebahn gibt. Das macht sie unverzichtbar, wenn es zum Beispiel um Rettungseinsätze geht: auf der Autobahn oder irgendwo im Gelände.
Rettungseinsätze aus der Luft
Hubschrauber haben viele Vorteile: Sie können überall hinfliegen und benötigen kaum Platz zum Landen. Daher sind sie zum Beispiel bei Rettungseinsätzen aus der Luft unverzichtbar.
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Eurocopter
Wieso können Hubschrauber – auch Helikopter oder kurz und liebevoll „Helis“ genannt – überhaupt fliegen? Zur Erinnerung: Bei einem Flugzeug sorgen ja die Tragflächen dafür, dass es fliegt. Der Motor – oder das Triebwerk – liefert den Antrieb, damit es sich vorwärts bewegt. Und dadurch strömt die Luft unter und über den Flügeln entlang, was bei ausreichender Geschwindigkeit zum sogenannten „Auftrieb“ führt.
Rotor = Flügel + Triebwerk
Cockpit
Der „Arbeitsplatz“ eines Hubschrauber-Piloten bzw. einer -pilotin
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Eurocopter
Die Antwort: Beim Hubschrauber werden die Flügel eines Flugzeugs durch die Rotorblätter ersetzt. Sie drehen sich so schnell, dass sie – wie eben die Tragflächen der Flugzeuge – von der Luft umströmt werden. Hubschrauber werden in der Fachsprache daher auch als „Drehflügler“ bezeichnet. Und weil sich die Hubschrauber-Flügel drehen, strömt die Luft um sie herum, während der Heli einfach irgendwo steht und dann an Ort und Stelle abhebt. Er benötigt also keine Startbahn wie ein Flieger, der erst ordentlich „Anlauf“ nehmen muss.
Die Rotorblätter lassen sich in verschiedene Winkel kippen: Dadurch bestimmt der Pilot bzw. die Pilotin die Richtung, in die es geht. Doch es gibt da noch eine „Kleinigkeit“ zu beachten: Ein Hubschrauber, der nur den großen Rotor über sich hätte, würde sich im Flug fröhlich um sich selbst drehen – ohne Pause, dafür mit garantierter „Nebenwirkung“ für die Insassen, denen so schon nach ein paar Sekunden übel würde. Erst der kleine Heckrotor am hinteren Ende sorgt dafür, dass ein „Heli“ stabil in der Luft schwebt. Bei manchen Hubschraubern wird die wilde Dreherei auch durch einen großen zweiten Rotor verhindert, der sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
Hubschrauber-Pilot bzw. -pilotin: kein leichter Job
Hubschrauber-Pilotinnen und -piloten haben nicht gerade einen leichten Job. Denn sie müssen den Hubschrauber in jeder Sekunde des Fluges aktiv steuern. So etwas wie einen „Autopiloten“ für Hubschrauber gibt es nicht. Doch damit nicht genug. Um einen Helikopter zu fliegen, muss der Pilot bzw. die Pilotin mit beiden Händen und mit beiden Füßen verschiedene Steuerelemente gleichzeitig bedienen. Das Fliegen kann man sich daher wie einen ständigen Balanceakt vorstellen – bei dem es außerdem auch ziemlich laut zugeht.
Typisches Hubschrauber-Knattern
Wenn ein Hubschrauber fliegt, ist das nicht zu überhören: Das typische Knattern entsteht beim „Durchschneiden“ der Luftwirbel durch die Rotorblätter.
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Eurocopter
Wie oft im Leben gibt es auch im Fall von Hubschraubern Vor- und Nachteile.
Einerseits können Helikopter echte Lebensretter sein: Wenn es zum Beispiel einen schweren Verkehrsunfall gegeben hat, bieten sie oft die einzige Möglichkeit, Verletzte schnell in ein Krankenhaus zu bringen. Oder wenn ein Schiff in Seenot gerät, kann die Besatzung über eine Seilwinde in den Hubschrauber geholt werden. Weitere Beispiele für häufige Einsätze sind Rettungsflüge im Gebirge oder Löscheinsätze bei Waldbränden.
Andererseits machen Hubschrauber ziemlich viel Lärm: Denn wenn sich ein Rotorblatt schnell durch die Luft dreht, verursacht es dabei einen kleinen unsichtbaren Wirbel. Und jedes nachfolgende Blatt trifft dann immer genau auf diesen Luftwirbel des vorherigen Blattes und „durchschlägt“ ihn. Peng, peng, peng! Oder auch schrapp, schrapp, schrapp – ganz wie ihr wollt. Jedenfalls kommt es so zu dem typischen „Knattern“, das man oft schon hört, lange bevor man einen Hubschrauber am Himmel dann auch sieht.
Helikopter mit „Muskeln“
Hubschrauber-Forschung
Beim DLR wird an besonders leisen Hubschrauber-Rotoren geforscht. Hier einer der Tests für den Hubschrauber mit „Muskeln“.
Im DLR wird nun daran gearbeitet, wie man das vermeiden kann. Die Fachleute haben sich dabei überlegt: Die Rotorblätter müssten den Wirbeln einfach ausweichen können – oder die Wirbel an einer anderen Stelle entstehen, wo sie nicht stören. Das ist natürlich leichter gesagt als getan. Doch man hat schon eine Idee, wie das funktionieren könnte: nämlich mit „Muskeln“. Gemeint sind damit kleine Bauteile, die den Winkel der Rotorblätter für einen kurzen Moment verändern. Dadurch werden die Wirbel „abgelenkt“ und die nachfolgenden Blätter können sie dann nicht mehr treffen.
Wenn’s klappt, könnten die Zeiten des typischen Knatterns von Hubschraubern bald vorbei sein. Wobei man hinzufügen muss: Die Hubschrauber mit „Muskeln“ sind nur eines von vielen Forschungsprojekten des DLR, mit denen man die „fliegenden Akrobaten“ noch weiter verbessern möchte.
