Kurvenflug ohne Querruder in größeren Passagiermaschinen?

[Ulf.Naumann]

Wenn ich in einem Passagierflugzeug wie z.B. dem Airbus A321 am Flügel sitze, habe ich die Klappen gut im Auge. In den Kurvenflügen schlagen die Querruder nie aus (siehe Fotos unter https://www.dropbox.com/sh/f8ytrkl3f5ooi4e/AAB6JOktrITLI6QvpfTLUYEKa?dl=0 ). Nur bei unruhigem Flug leicht, um ein Rollen zu verhindern. Wie kann das mit dem Kurvenflug ohne die Querruder sein? Das Seitenruder allein kommt ja eigentlich nur beim Gieren zum Einsatz…?

 

 

[Chipart]

Hallo Ulf,

 

Du zeigst nur Fotos von der Kurveninnenseite. Die auf der Kurvenaussenseite haben zum Einleiten der Kurve sicher nach unten ausgeschlagen.

 

Florian

[Ulf.Naumann]

Arbeiten die nicht gegenläufig (eine Seite runter, andere hoch)? Jemand anderes meinte, dass die nur zum Einleiten der Kurve verwendet würden, nicht während des Kurvenflugs. Das macht Sinn, aber ich habe das Querruder  oft auch vorher im Auge. Beim Flughafen Wien machen die Flugzeuge z.B. direkt nach dem Start meist eine starke Linkskurve. Da habe ich zum Einleiten der Kurve auch keinen Ausschlag des Querruders bemerkt. Ich sitze meist links, da müsste die ja eigentlich nach oben ausschlagen. Auch wenn sich während der Kurve der Rollwinkel verändert sehe ich keinen Ausschlag. Und zum Ausleiten der Kurve ebenfalls keinen...

Bearbeitet 26. Mai 2017 von Ulf.Naumann

[iwl]

Auf allen 3 Fotos ist der Flügel schon recht weit unten, wie Du schreibst schlagen die Querruder nur beim Rollen, nicht mehr beim Kurven aus.

 

Ingo

[IFixPlanes]

Grundsätzlich lenken die Ailerons immer in entgegen gerichteter Richtung aus.
Das Aileron muss aber auch nicht so viel ausschlagen um eine Wirkung zu erzielen.
Bei dem letzten Bild (mit den Landeklappen nicht auf 0) ist ein in Neutral stehendes Aileron aber in aerodynamischer Sicht um 5° nach oben ausgeschlagen.
Sobald die Landeklappen nämlich nicht mehr 0 sind tritt die Funktion "Aileron Droop" in Kraft und beide werden symmetrisch um 5° nach unten ausgelenkt. Auf der rechten Seite dürfte der Ausschlag nach unten recht deutlich (10°) gewesen sein.

 

Anzeige auf der ECAM Flight Control Page:

[Meerkat]

Arbeiten die nicht gegenläufig (eine Seite runter, andere hoch)? Jemand anderes meinte, dass die nur zum Einleiten der Kurve verwendet würden, nicht während des Kurvenflugs.

 

Womit er auch Recht hat. Kenne mich mit der A320 nicht aus, aber habe auf Flügen auch festgestellt, dass wie von iwl erwähnt die Spolier/Störklappen auf der Kurven-Innenseite nur kurz ausschlagen um um die Längsachse zu rollen. Danach fliegt das Flugzeuge die Kurven auf Grund der Kräftegleichungen praktisch autonom. Nur um das Kurvenfliegen zu beenden, bzw. zurück zu sollten wurden auf der Aussenseite die Spolier kurz verwendet.

 

Siehe:

 

https://de.wikipedia.org/wiki/St%C3%B6rklappe

 

http://www.dutchops.com/Portfolio_Marcel/Articles/Flight%20Controls/A320_Flight_Controls/A320_Secondary_Flight_Controls.html

[FalconJockey]

Und auf grösseren Mustern gibt es noch Flaperons:

 

[iwl]

Bei einfachen Flugzeugen mit "nur Querruder" hat man ja das Problem, daß diese beim Rollen das Flugzeug gegen Kurvenrichtung gieren lassen, was man mit Seitenruder kompensieren muss.

Rollt man bei den vielen Steuerflächen am Airliner deswegen gleich mit anderen Steuerflächen, nur auf der Innenseite oder so?

 

Ingo

[Ulf.Naumann]

Danke für die Antworten. Ich glaube, das "Problem" ist, dass schon sehr leichte Ausschläge reichen und ich sie deshalb nicht rechtzeitig gesehen habe.

[FalconJockey]

Bei einfachen Flugzeugen mit "nur Querruder" hat man ja das Problem, daß diese beim Rollen das Flugzeug gegen Kurvenrichtung gieren lassen, was man mit Seitenruder kompensieren muss.

Rollt man bei den vielen Steuerflächen am Airliner deswegen gleich mit anderen Steuerflächen, nur auf der Innenseite oder so?

Nein, da bewegt sich schon alles wie gewohnt. Das Seitenruder wird ja immer automatisch bewegt, es wird per Yaw Damper kontrolliert, so dass im ein koordinierter Kurvenflug vorliegt. Die Pedale braucht man in Normalsituationen im Flug nicht.

 

Die Flaperons werden, wo verbaut, bei höheren Geschwindigkeit alleine genutzt, weil der Einsatz von Querrudern den Flügel zu stark verdrehen würde. Die Querruder werden dort nur bei geringen Geschwindigkeiten mitgesteuert.

[PeterH]

Man könnte der Vollständigkeit halber auch noch die Spoilerons erwähnen, die auf der Flügel-Oberseite ausfahren, dadurch Auftrieb reduzieren  und so eine Rollbewegung einleiten, zudem ein Moment um die Hochachse, das IN die Kurve dreht (im Gegensatz zu den klassischen Querrudern). Hab' ich das erstemal vor Urzeiten bei der Boeing 727 gesehen, die Dinger waren recht häufig beschäftigt, im Gegensatz zu den Ailerons.

 

EDIT: Ich seh' gerade, die hat Meerkat sinngemäß schon erwähnt.

 

Gruß

Peter

Bearbeitet 26. Mai 2017 von PeterH

[FalconJockey]

Es gibt sogar Flugzeuge, die über keinerlei Querruder verfügen und nur über Spoilerons gesteuert werden. Gruselig.

[iwl]

Ist das negative Wendemoment nicht objektiv genau so gruselig, man hat sich nur subjektiv dran gewöhnt?
Und wenn bei Ailerons wegen Stall an einem Flügel es dann gar verkehrt rollt wird es erst wirklich gruselig.

Ingo

Bearbeitet 26. Mai 2017 von iwl

[Meerkat]

Ist das negative Wendemoment nicht objektiv genau so gruselig, man hat sich nur subjektiv dran gewöhnt?

 

Welches negative Wendemoment?

Wenn nur die Spoiler der Kurven-Innenseite verwendet werden, dass sollte es m.E. kein negatives Wendemoment geben.

Und für einen richtig fiesen Strömungsabriss ist vermmutlich die Tiefe der Flaberons bzw. Querruder zu gering.

[iwl]

Das von Standard-Querrudern die der Jockey nicht gruselig findet.

 

Ingo

[FalconJockey]

Das negative Wendemoment gibt es bei uns nicht, weil es direkt herausgerechnet und durch den Yaw Damper ausgeglichen wird.

[iwl]

Und was ist bei Spoilerons gruselig und kann das nicht rausgerechnet werden?

[FalconJockey]

Ich nehme an, dass Du die Frage ironisch meinst und gehe nicht darauf ein... muss eh weg, um mein Flugzeug zu fliegen - ganz ohne Spoilerons, aber mit Querrudern.

[PeterH]

Negatives Wendemoment bei normalen Querrudern: Am Außenflügel ist die Querruderklappe nach unten ausgelenkt, das macht mehr Auftrieb, daher (Achtung!) mehr (induzierter) Widerstand, der Außenflügel geht also zurück.

Spoilerons: Zur vereinfachten Vorstellung: Eigentlich wie ein normales Querruder, bei dem die abwärts ausgelenkte Klappe (also die am Außenflügel) nicht betätigt wird. Effekt: Reduktion des Auftriebs, Innenflügel senkt sich (Rollmoment), dabei steigt der Widerstand (Formwiderstand, aber auch induzierter Widerstand, siehe unten), der Innenflügel geht zurück, also positives Giermoment.

Das sollte zum einfachen Verständnis ausreichen. Wer's komplizierter mag:... während(!) sich der Innenflügel senkt, steigt dort ja der Auftrieb und damit auch der Widerstand und während(!) sich der Außenflügel hebt, sinkt dort der Auftrieb... das Zusammenspiel der verschiedenen Kräfte und Momente während(!) der Rollbewegung ist also nicht trivial.

Flaperons: Eine Kombination aus Flaps und Querruder (Aileron). Beim Klappensetzen gehen die Steuerflächen an beiden Flügeln gleichsinnig nach unten, Querruder-Betätigung heißt dann, daß die eine Steuerfläche weniger abwärts ausgelenkt ist als die gegenüberliegende (am Außenflügel). Eine beliebte Konstruktion auch bei Kleinflugzeugen (z.B. beim Ultraleicht Aeroprakt A22, sowas fliegt sich dann aber ganz konventionell)

 

Gruß

Peter

Bearbeitet 27. Mai 2017 von PeterH

[iwl]

Ich nehme an, dass Du die Frage ironisch meinst und gehe nicht darauf ein...

 

Gruseln ist halt doch oft irrational.

[conaly]

Es gibt sogar Flugzeuge, die über keinerlei Querruder verfügen und nur über Spoilerons gesteuert werden. Gruselig.

Gibt auch Flugzeuge, bei denen verschiedene Varianten welche haben und andere nicht. Die A300-Serie zum Beispiel hatte beim A300-B1, -B2 und -B4-100/-200 noch Querruder, beim A300B4-600 wurden diese (wie bei allen Varianten des A310) entfernt. Steuerung damit nur über Flaperons und Spoilerons.

 

Die Flaperons werden, wo verbaut, bei höheren Geschwindigkeit alleine genutzt, weil der Einsatz von Querrudern den Flügel zu stark verdrehen würde. Die Querruder werden dort nur bei geringen Geschwindigkeiten mitgesteuert.

Beispiel: die Boeing 727 nutzt Querruder nur, wenn die Flaps ausgefahren sind, damit also bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Ohne Flaps werden nur Spoilerons für den Kurvenflug benutzt.

[IFixPlanes]

Gibt auch Flugzeuge, bei denen verschiedene Varianten welche haben und andere nicht. Die A300-Serie zum Beispiel hatte beim A300-B1, -B2 und -B4-100/-200 noch Querruder, beim A300B4-600 wurden diese (wie bei allen Varianten des A310) entfernt. Steuerung damit nur über Flaperons und Spoilerons.

Ich wäre vorsichtig mit der Verwendung des Begriffs "Flaperon".

Ein Flaperon ist ein Aileron welches auch als Flap agiert. Wie ich oben schon geschrieben habe, gibt es eine "Droop" Funktion. Nur weil das Aileron bei ausgefahrenen Flaps seine Neutralposition leicht nach unten verschiebt agiert es gleich als Flap. Solange das Aileron nicht mit den einzelnen (oder zumindest zwei verschiedenen) Flappositionen seine Position ändert, ist es nur ein Aileron mit Droop-Funktion aber kein Flaperon.

Beim A310 nennt es sich offiziell "ASA" (All Speed Aileron) und drooped um 6,6° sobald die Slats ausgefahren werden.

 

 

Beispiel: die Boeing 727 nutzt Querruder nur, wenn die Flaps ausgefahren sind, damit also bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Ohne Flaps werden nur Spoilerons für den Kurvenflug benutzt.

 

Ähh - Nein.

Die 727 hat zwei Ailerons pro Flügel. Das Äußere agiert nur bei ausgefahrenen Flaps:

[conaly]

Ich wäre vorsichtig mit der Verwendung des Begriffs "Flaperon".

Ein Flaperon ist ein Aileron welches auch als Flap agiert. Wie ich oben schon geschrieben habe, gibt es eine "Droop" Funktion. Nur weil das Aileron bei ausgefahrenen Flaps seine Neutralposition leicht nach unten verschiebt agiert es gleich als Flap. Solange das Aileron nicht mit den einzelnen (oder zumindest zwei verschiedenen) Flappositionen seine Position ändert, ist es nur ein Aileron mit Droop-Funktion aber kein Flaperon.

Beim A310 nennt es sich offiziell "ASA" (All Speed Aileron) und drooped um 6,6° sobald die Slats ausgefahren werden.

Werden die Dinger dann nicht als als High-Speed-Aileron bezeichnet? Den Begriff hatte ich dafür auch schon öfter gelesen.

 

Ähh - Nein.

Die 727 hat zwei Ailerons pro Flügel. Das Äußere agiert nur bei ausgefahrenen Flaps:

Den innere hätte ich jetzt ebenfalls als Flaperon oder eben High-/All-Speed-Aileron bezeichnet, aber danke fürs klarstellen.

Bearbeitet 28. Mai 2017 von conaly

[IFixPlanes]

Werden die Dinger dann nicht als als High-Speed-Aileron bezeichnet? Den Begriff hatte ich dafür auch schon öfter gelesen.

Sie arbeiten ja nicht nur im "High-Speed" Bereich.

Auszug aus den Manuals:

 

 

Den innere hätte ich jetzt ebenfalls als Flaperon oder eben High-/All-Speed-Aileron bezeichnet...

Bei der 727 ändert sich die Position der Ailerons aber nicht mit den Flaps. Somit nicht mal ansatzweise ein Flaperon ;-)

[iwl]

 

 

Solange das Aileron nicht mit den einzelnen (oder zumindest zwei verschiedenen) Flappositionen seine Position ändert, ist es nur ein Aileron mit Droop-Funktion aber kein Flaperon.

 

Was ist der Sinn einer solchen Definition?

Heißen Klappen mit nur einer Stellung außer eingefahren dann auch nicht Klappen?

 

 

Ingo