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Matthew

Hubschrauber-Landung, Endphase

Wie landet ein Hubschrauber, in der letzten Phase, ohne in den eigenen Abwind zu geraten?

Für Mitleser
Für diejenigen, die mitlesen zunächst zur Erläuterung: Ein Hubschrauber kann auf der Stelle fliegen und in alle möglichen Richtungen, nicht aber senkrecht nach unten.
Und zwar aus folgendem Grund: Unterhalb des Rotors besteht eine starke nach unten gerichtete Luftströmung, ein "Abwind". Würde der Hubschrauber in diesen von ihm selbst erzeugten Abwind hineinfliegen, würde der Auftrieb der Rotorblätter zusammenbrechen und der Hubschrauber abstürzen. Das ist der Grund, warum Hubschrauber, um schnell an Höhe zu verlieren und die Landung einzuleiten, oft in einer Spirale nach unten fliegen.
In der allerletzten Phase, spätestens ab Baumwipfelhöhe, bleibt aber nichts anderes übrig, als den Hubschrauber senkrecht abzusetzen.

Ich könnte mir vorstellen, dass sich in Bodennähe unter dem Hubschrauber ein Luftpolster bildet, dass diesen sonst bestehenden Abwind weitgehend verhindert. Das ist aber Spekulation.

Die eigentliche Frage
Wenn das so ist, ab welcher Höhe kann ein Hubschrauber auf der Stelle sinken?
Welche physikalischen Zusammenhänge werden ansonsten genutzt, bzw. sind zu beachten, um die Mühle heil runter zu bekommen?
Frage Nummer 3000059987

Antworten (26)
Cordelier
Da gibt es doch die Problematik der Bodenresonanz.

"Als Bodenresonanz bezeichnet man eine dynamische Wechselwirkung bei Hubschraubern zwischen Rotorsystem und der Hubschrauberzelle auf der Landevorrichtung. Dieser Zustand ist gefährlich, da er den Hubschrauber innerhalb kürzester Zeit zerstören kann.

Ausgelöst wird Bodenresonanz häufig durch den Landestoß, der auf die Landevorrichtung wirkt und dadurch eine temporäre Verformung des Rotorsystems hervorruft. Der Rotormast wird aufgrund der Bodenkraft relativ zum Rotorkreis in eine Richtung beschleunigt. Schwenkgelenke oder die elastische Lagerung der Rotorblätter bei gelenklosen Rotorköpfen führen zu einer Verschiebung der Rotorblätter in der Rotorebene, wodurch eine Unwucht entsteht. Trifft die durch diese Unwucht hervorgerufene Schwingung nun die Eigenfrequenz des Hubschraubers auf dem Landegestell, so beginnt der gesamte Hubschrauber zu schwingen.[1][2]

Konstruktiv wird versucht, die Bodenresonanz durch Dämpfersysteme im Rotor und der Landevorrichtung zu unterdrücken. Auch durch die Auslegung von Hubschrauberzelle und Landevorrichtung kann die Eigenfrequenz in weniger kritische Bereiche verlagert werden. Völlig ausschließen lässt sich Bodenresonanz allerdings nicht. Um einer einsetzenden Bodenresonanz zu entkommen, muss der Pilot augenblicklich wieder abheben, um die Reaktionskräfte der Landevorrichtung zu eliminieren"
Quelle Wiki

Aber da kann dir bh sicher mehr zu sagen/schreiben
bh_roth
Zitat: "Ein Hubschrauber kann auf der Stelle fliegen und in alle möglichen Richtungen, nicht aber senkrecht nach unten."
Das ist natürlich Blödsinn, und ich verstehe nicht, wie eine solche Frage von einem Ingenieur kommen kann- nichts für ungut.
Der Pilot versucht sogar, wann immer möglich, in diesen "Abwind", wie du ihn nennst, hineinzukommen. Er nennt sich in der Fachsprache Bodenpolster. Dieses Bodenpolster wirkt sich aber nur bis zu einer bestimmten Höhe aus. Dies weiter zu erläutern, würde zu weit führen. Nur so viel, dass man für eine Landung ohne die Auswirkungen des Bodenpolsters mehr Leistung von Triebwerken und Rotor braucht, als im Bodenpolster. Vereinfacht ausgedrückt, ist die Durchströmmenge durch den Rotor halbiert, wenn sich ein Bodenpolster aufbaut.
Bei Landungen auf Schornsteinen oder Hochhäusern fehlt das Bodenpolster, und dort wird es schwierig, mit einem schwer beladenen oder aus sonstigen Gründen ohne Leistungsreserven fliegenden Hubschraubers abzusetzen.
Diese Landung ohne Bodenpolster braucht eine extra Schulung durch den Fluglehrer. Und auch später erfordern diese Landungen (z.B. im Gebirge) die volle Aufmerksamkeit der / des Piloten.
Das Bodenpolster ist auch beim Start hilfreich, wenn man einen Hubschrauber, der sehr schwer beladen ist, und / oder es sehr heiß ist (geringe Luftdichte), starten will. Da bewegt man das Flugzeug ganz vorsichtig auf dem Bodenpolster nach vorne und beschleunigt so ganz allmählich. Idealerweise verlässt man in dem Moment das Bodenpolster, in dem sich die gewonnene Vorwärtsgeschwindigkeit positiv auf den Auftrieb auswirkt. Wenn man das schlecht macht, sackt in dem Moment der Hubschrauber durch und bekommt Bodenberührung, wenn er vom Bodenpolster "abrutscht".
Deshalb gibt es zwei Startmethoden, wenn man an der Leistungsgrenze operiert: die eben beschriebene, oder man bleibt gleich am Boden, erhöht langsam die Rotorleistung bis zum Maximum und fängt dann an, am Boden nach vorn zu rutschen, bis die Geschwindigkeit für einen Start ausreicht.
Bei einer Landung mit grenzwertigem Gewicht bringe ich das Luftfahrzeug in einem flachen Anflug über den Boden, damit sich das Bodenpolster aufbauen kann.
.
Bei einer senkrechten Landung in die eigenen Verwirbelungen lauern aber einige Gefahren. Diese Gefahren nennt man Wirbelringstadium. Dieses gilt es unter allen Umständen zu vermeiden, weil es durch chaotische Fließrichtungen der verwirbelten Luft zu einem nicht aufhebbaren Durchsacken des Hubschraubers kommen kann, was in der Konsequenz mindestens zu einer harten Landung führt, im Extremfall zum Flugunfall.
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Sorry, wenn ich etwas ausschweifte, aber es war nötig, um die Zustände plausibel zu schildern.
bh_roth
Lieber Opal, die Problematik "Bodenresonanz" ist eine andere.
bh_roth
Lieber Rayer, du brauchst dich nicht zu ducken, denn unsere Diskussionen sind ja stilvoll. Und ich sage dir jetzt nicht, in welchem Gebiet ich einen Gesellenbrief habe.
machine
Wo bekomme ich das Buch: "Der Staberder - Aufzucht und Pflege" möglichst umsonst, zum Download?
Rentier_BV
Hallo matthew
Leicht o.t.- Wenn der HubSCHRAUBER in einer SPIRALE zum Boden fliegen will, kommt er nie an.
Wird die Flugbahn aber eine SCHRAUBE oder eine Helix beschreiben, kann die Landung klappen.
Gruß
R.
Matthew
@bh_roth

Also das "Luftpolster", wie ich es (fliegerisch nicht ganz korrekt) genannt habe, nennt sich also "Bodenpolster". Ok. Und ein Pilot versucht es zu nutzen. So hatte ich in meiner Fragestellung ja auch schon vermutet, soweit also auch Ok.
Wenn ich das richtig verstanden habe, muss man sogar (ich formuliere es wieder nicht ganz fachmänisch) auf dem Bodenpolster "balancieren", um nicht "abzurutschen", wie Du es formulierst.

Wie Du weiter schreibst, und wie ja auch zu erwarten ist, bildet sich das Bodenpolster aber nur bis in eine bestimmte Höhe.
Oberhalb dieser bestimmten Höhe macht es dann natürlich auch keinen Sinn "hineinzukommen", da es sich dann ja nicht bildet.

Zum Schluss beschreibst Du dann noch das "Wirbelringstadium".
Wenn ich diesen Fachterminus (ich stecke in der fliegerischen Terminologie nicht so drin) bei Wikipedia nachschlage, dann ist dort ziemlich genau das beschrieben, was auch ich in meiner Frage beschrieben habe, und wie ich es physikalisch auch sehr einleuchtend finde: Ein Hubschrauber kann überall hinfliegen, sollte aber nicht in den von ihm erzeugten Abwind fliegen. (Ausser er ist so niedrig, dass sich das Bodenpolster bildet)
Ich kann deshalb nicht ganz nachvollziehen, warum Du das in Deiner Eröffnung als "Quatsch" bezeichnest.

Hintergrund meiner Frage ist, dass ich vor rund 30 Jahren einmal in einem Hubschrauber mitgeflogen bin, als einer der weiteren Passagiere Luftkrank wurde, sind wir sehr (!) schnell runter, um auf einer Wiese zu landen. (Hat aber nicht gereicht, die Instrumententafel war einmal quer drüber vollgereiert)

Ich habe mich damals hinterher mit dem Piloten darüber unterhalten, warum nicht direkt runter, sondern (ausser dem anfänglichen Sturzflug, Schnauze nach unten), in der Spirale und er hat es mir ungefähr so erklärt. Weil ich es nun genauer wissen möchte, zum damaligen Piloten keinen Kontakt mehr habe und ich weiß, dass Du hier mitdiskutierst, habe ich die Frage hier gestellt.
Es mag ja sein, dass ich das ein oder andere Detail falsch verstanden habe und mir fehlt da auch jede fliegrische Erfahrung. Ich fand es zumindest physikalisch einleuchtend, und verstehe auch im Moment noch nicht, warum meine Fragestellung so naiv sein soll.

Kannst Du mich da noch weiter aufschlauen?

Ich fand Deine Antwort im übrigen nicht ausschweifend sondern angenehm ausführlich, Dafür vielen Dank!
Lediglich die Einleitung fand ich etwas unfreundlich.
bh_roth
Sorry, Matthew, sollte gar nicht so unfreundlich rüber kommen. Ich schreibe etwas dazu nach dem Aufstehen.
bh_hubsi
Ich immer denke, Hubschrauber schraube sich in die Höhe. Mache diese mit Hubschrauberflügel. Wenn wolle landen auf Boden mache Rückwärtsgang und Flügel drehen andersherum. Schraube zurück auf Boden. Kurz vor Boden Schraube mache drehen langesam.
Matthew
@Akmann
Das klingt wirklich sehr einleuchtend ;-)
Matthew
@bh_roth
Bist Du schon aufgestanden? ;-)
Cordelier
Matthew
Akman ist übergelaufen sicher IS dem weil da Schweinefleisch in bekomme Untergruppe, er bekomme da Zigeuner, ups, rumänisch oder Balkan Schnitzel mit in bei uns aber bei denen Kartoffel in Streifen geschnitten verboten frittirten Art. Weisse du du nun, Akman isse Vogelfrei. jeder der kriege Akman geht Paradies in pluz size Model. Da kanne Akman siche zwei Scheiben satt noch nicht abschneide. Akman du Ferkel...
bh_roth
Sorry Matthew, habe dich nicht vergessen. da ich aber eine präzise Antwort geben will, muss ich dafür Zeit haben. Im Moment läuft mir die Zeit durch die Finger. Kann nur den einen oder anderen kurzen Text posten, und andere Posts lesen. Und schon bin ich wieder wech.
Matthew
Ok bh_roth, dann werde ich mich noch ein bisschen gedulden. Danke und viel Erfolg bei dem, was Du tust.
bh_hubsi
Eische sagen: Opal nix schlechte Tag, Opal schlechte Monate!
Guckst du oben
Cordelier
ich muß mit Eische, wenn du denn erlaubst mal einen Tee trinken, dann wird Eische ganz schnell ihre Meinung ändern, glaub...
bh_hubsi
Opal,
du letzte Woche fragen, welche Geschäft ich habe geben Kinder.
Deine Vermutung: Kamele & Schafe.

Wollen Du wirklich mit Tochter von "Kamelehändler" Tee trinken?

Eische, macht "Doktorarbeit " in München.

Guckst du nach schönste Frau in München und fragen Eische selber.
Ich nix verbieten Eische.
Matthew
@bh_roth
Immer noch im Stress?
Satansbraten
hallo Messju,

kannst du mir noch einmal in Kurzfassung sagen, was du wissen wolltest ??

Ich brauche nicht irgendwo nachzuschlagen, sondern weiss es auch so :-)

Was genau fehlte dir noch an Info ??

Bin seit 40 Jahren Pilot fuer Fixwings und Rotorwings. BH weiss das.

also, leg los.
Satansbraten
so weit ich es verstanden habe, Mathew, wolltest du wissen. warum der Pilot damals vor 30 Jahren eine Art Spirate gefogen ist, um landen zu koennen ?

Das ist recht einfach zu beantworten. Wenn er schnell den Boden und das Landeziel erreichen wollte, musste er Kurven fliegen, um den Landpunkt nicht zu ueberfliegen. Er hat ihn durch die "Spirale" stets den Aufsetzpunkt im Auge und konnte seinen Vorwaertsspeed halten.

Wirbelringstadium oder vortex ring state ist ne andere Baustelle. Es hat etwas mit der vertikalen Sinkrate zu tun, die bei einer bestimmten Blattverstellung mit Motorleistung entsteht. Bei einer Autorotation z.B. passiert in der Hinsicht nichts, weil sich die Rotorblaetter in "Normalposition" befinden. Also keine Leistung erzeugen und Verwirbelung erzeugen, die den Heli instabil macht. Ich kann vorwaerts, seitwaerts, senkrecht und auch rueckwaerts autorotieren. Alles im gruenen Bereich, wenn die Hoehe stimmt. Um den Heli letztendlich heil auf den Boden zu bringen, muss ich vorher Horizontalspeed aufgenommen haben, um flaren zu koennen.

Deshalb: Eine sichere Landung kann ein Pilot dann durchfuehren, wenn er mit ca 100 km/h Horizontalgeschwindigkeit in Bodennaehe fliegt, um dann den Heli zu "flaren", also wie man es bei Voegeln sieht, wenn die irgendwo landen. Schnauze nach oben, Heck nach unten. Dabei gilt es, sich nicht zu nah am Boden zu bewegen, sonst schlaegt der Heckrotor auf. Deshalb muss, nach dem die Geschwindigkeit abgebaut wurde, der Heli wieder in Waagerechtposition gebracht werden, sonst rutscht er nach hinten in den Boden.

Ich habe , als ich noch in Deutschland wohnte, den Zuschauern auf Airshows gezeigt, was man mit einem Heli alles anstellen kann. Sie waren begeistert. :-)

War das ausreichend, oder ist noch etwas unklar ?? Frag ruhig, ich brauche nicht so viel Schlaf wie BH Roth :-)))
Satansbraten
Verbesserung: Spirale geflogen ist.
moonlady123456
Satansbraten,
könntest du mir mal bitte kurz und schlüssig erklären, weswegen du alte Fragen recycelst?
Ausser zum Nerven?
Danke, falls eine Antwort kommt.
Satansbraten
Einfach besser die deutsche Sprache pflegen, dann erkennst du, dass matthew von meinem Freund BH keine Antwort bekam, weil der staendig schlaeft.
Wenn du das naechste Mal dich ne Frage quaelt, stell sie doch neu, du Nervensaege :-(
Schwan
Und wann fängst du Humpelbein der deutschen Sprache an, korrektes Deutsch zu schreiben?
Oder gar so zu schreiben, dass man dich versteht?

Versuche mal diese hier, ä, ö, ü, ß 🐷
Schwan
Und, Satansbraten,
lasse moony in Ruhe, diese Lady steht unter unserem Schutz.

Du solltest dich besser wieder dorthin verpissen, wo du her kommst, oder wollen die dich dort auch nicht haben?
Satansbraten
mein lieber Schwan,

ich merke schon wieder, ich habe es mit fantastischen Unwissenschaftlern zu tun. Sie regen sich lieber ueber meine Schreibart auf, anstatt auf sachliche und fundierte Kommentare zu antworten.

mag sein, dass Frau Poebellaedy unter Denkmalschutz steht, dies bedeutet aber nicht, dass ihr Narrenfreiheit zugesprochen wird.

Wenn du deine Auslaenderfeindlichkeit auspielen willst, grosser weisser Vogel, begib dich in die Tuerkei, da wird man dich sehr schnell disziplinieren.

entiendes ?=?