Rotoren bei Hubschraubern

Der Rotor ist der wichtigste Teil eines Hubschraubers, weil er das Fluggerät überhaupt in der Luft hält. Er besteht aus zwei wesentlichen Elementen: Den Rotorblättern und und einer Mechanik, die diese steuert und einstellt.

In der einfachsten Version – und auch die am weitesten verbreitete – hat ein Hubschrauber vier Rotorblätter. Hinzu kommen noch zwei bis vier Rotorblätter am Heckrotor.

Um dem Hubschrauber Auftrieb geben zu können, die sind Hauptrotorblätter an einer senkrechten Stange befestigt, die sich – vom Motor angetrieben – dreht. Wie bei einem Ventilator entsteht durch das Drehen ein Luftsog, der schließlich den Hubschrauber nach oben hebt.

Rotoren kennt man schon aus frühen chinesischen Kulturen. In diesen hatte man aus Bambus, der an einer Stange befestigt war, ein Kinderspielzeug gebaut Durch das drehend es Bambusplättchens auf der Stange kam es zu einem Auftrieb und es flog weg. Das Spielzeug bildete auch ein Vorbild für erst westliche Rotormodell im 18. Jahrhundert.

Zwei oder mehr Rotorblätter

Die ersten Modelle von Hubschaubern funktionierten mit zwei Rotoblättern, die am Mast an einem so genannten Hub festgemacht wurden. Dieser ermöglichte erst die Einstellung der verschiedenen Winkel. Rotorblätter müssen sehr groß sein, um einen möglich großen Auftriieb zu erreichen. Die meisten Hubschrauber fliegen übriges mit einer konstanten Umdrehungsgeschwindigkeit der Rotorblätter, Die eigentliche Geschwindigkeit des Hubschraubers wird vor allem über den Anstellwinkel erreicht.

Ein Problem beim Hubschrauber ist das Drehmoment: Sobald der Hauptrotor sich dreht, versucht der Hubschrauber selbst sich in die andere Richtung zu drehen. Das liegt an physikalischen Kräften und wird meisten durch den Heckrotor ausgeglichen. Dieser ist nicht horizontal sondern vertikal angebracht und steuert der Drehung entgegen. Die Rotorblätter können entweder frei liegen oder in einem Gehäuse untergebracht sein.

Nicht alle haben einen Heckrotor

Es gibt aber auch Sonderformen: So kann ein Hubschrauber aus zwei übereinanderliegenden Rotoren bestehen, die aber gegenläufig sind. Auch auf diese Weise kann die Drehung vermieden werden. Und ein amerikanischer Lasthubschrauber, der Piasecki H-21 Workhorse/Shawnee, hat vorne und hinten waagrechte Rotoren, die sowohl für viel Auftrieb sorgen als auch eine Drehung wirksam verhindern.

Ein Rotorblatt ist wie die Tragfläche eines Flugzeuges aerodynamisch geformt. Auch bei den Drehflüglern spielt der Luftwiderstand eine große Rolle, und die Form der Rotorblätter hat darauf einen Einfluß. Bei normaler Stellung wird lediglich ein Auftrieb erzeugt, sobald aber die Blätter leicht geneigt werden, strömt die Luft mehr seitlich und schafft dadurch einen Vorwärtsantrieb.

Bei einem Triebwerksausfall kann übrigens ein Hubschrauber immer noch fliegen, auch wenn es keinen Auftrieb nach oben mehr gibt. Der Pilot wird dann auf Autorotation umstellen und quasi in den Leerlauf schalten. Die umgebenden Luft triebt dann immer noch zu einem gewissen Maße die Rotorblätter an, die durch die Eigenrotation zumindest den Abtrieb senken. Man kann sich das vorstellen wie bei einem Ahornsamen-Blatt, das ebenfalls diese Autorotation ausnutzt und langsam nach unten segelt.

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