Konventionelles Fahrwerk – Wikipedia

Eine Cessna 150, die durch Installation eines Aftermarket-Modifikationskits auf Taildragger-Konfiguration umgestellt wurde

Herkömmliches Fahrwerk, oder Fahrwerk vom Typ Spornradist ein Flugzeugfahrwerk, das aus zwei Haupträdern vor dem Schwerpunkt und einem kleinen Rad oder einer Kufe zur Unterstützung des Hecks besteht.^[1][2] Der Begriff Taildragger wird auch verwendet, obwohl einige behaupten, dass es nur für Flugzeuge mit einem Hecksporn anstelle eines Rades gelten sollte.^[2][3]

Der Begriff “konventionell” bleibt aus historischen Gründen bestehen, aber alle modernen Düsenflugzeuge und die meisten modernen Propellerflugzeuge verwenden Dreiradausrüstung.

Geschichte[edit]

Wie viele Kampfhubschrauber verfügt auch der AgustaWestland Apache über ein Spornrad, um einen ungehinderten Feuerbogen für die Waffe zu ermöglichen.

In frühen Flugzeugen wurde ein Heckskid aus Metall oder Holz verwendet, um das Heck am Boden zu stützen. Bei den meisten modernen Flugzeugen mit herkömmlichem Fahrwerk ist anstelle des Skids eine kleine Gelenkradanordnung am hintersten Teil der Flugzeugzelle angebracht. Dieses Rad kann vom Piloten über eine Verbindung mit den Ruderpedalen gesteuert werden, so dass sich Ruder und Spornrad zusammen bewegen können.^[2][3]

Bevor Flugzeuge üblicherweise Spornräder verwendeten, waren viele Flugzeuge (wie eine Reihe von Sopwith-Flugzeugen aus dem Ersten Weltkrieg, wie der Camel Fighter) mit lenkbaren Heckkufen ausgestattet, die ähnlich wie ein Spornrad arbeiten. Als der Pilot das rechte Ruderpedal – oder die rechte Fußstütze einer “Ruderstange” im Ersten Weltkrieg – drückte, drehte sich der Skid nach rechts, wodurch auf dieser Seite des Flugzeugs mehr Luftwiderstand erzeugt und nach rechts gedreht wurde. Es war zwar weniger effektiv als ein lenkbares Rad, gab dem Piloten jedoch eine gewisse Kontrolle über die Fahrtrichtung des Fahrzeugs während des Rollens oder Beginns des Startlaufs, bevor genügend Luft über das Ruder strömte, um effektiv zu werden.

Eine andere Form der Steuerung, die heute weniger verbreitet ist als früher, ist das Lenken mit “Differentialbremsung”, bei der das Spornrad ein einfacher, frei lenkbarer Mechanismus ist und das Flugzeug durch Bremsen an einem der Haupträder in gesteuert wird um in diese Richtung zu drehen. Dies wird auch bei einigen Dreiradflugzeugen verwendet, wobei das Bugrad stattdessen das frei gewölbte Rad ist. Wie das lenkbare Spornrad / Skid ist es normalerweise in die Ruderpedale des Fahrzeugs integriert, um einen einfachen Übergang zwischen Rad- und Aerodynamiksteuerung zu ermöglichen.^{[citation needed]}

Vorteile[edit]

Die Spornradkonfiguration bietet mehrere Vorteile gegenüber der Dreiradfahrwerksanordnung, wodurch die Herstellung und Wartung von Spornradflugzeugen kostengünstiger wird.^[2]

• Aufgrund seiner Position viel weiter vom Schwerpunkt entfernt trägt ein Spornrad einen kleineren Teil des Flugzeuggewichts, so dass es viel kleiner und leichter als ein Bugrad gemacht werden kann.^[2] Infolgedessen wiegt das kleinere Rad weniger und verursacht weniger parasitären Widerstand.^[2]
• Aufgrund der Verteilung der Flugzeugzellenlasten auf unebenem Boden können Spornradflugzeuge diese Art der Nutzung über einen langen Zeitraum besser aufrechterhalten, ohne dass kumulative Schäden an der Flugzeugzelle auftreten.^[2]
• Wenn ein Spornrad bei der Landung ausfällt, ist der Schaden am Flugzeug minimal. Dies ist bei einem Bugradausfall nicht der Fall, der normalerweise zu einem Propellerschlag führt.^[2]
• Aufgrund des vergrößerten Propellerabstands bei Spornradflugzeugen entstehen durch den Betrieb eines konventionellen Getriebeflugzeugs auf rauen oder Schotterlandebahnen weniger Steinschlagschäden, wodurch sie sich gut für das Buschfliegen eignen.^[2]
• Spornradflugzeuge eignen sich besser für den Betrieb auf Skiern.^[2]
• Spornradflugzeuge lassen sich leichter in einige Hangars einbauen und manövrieren.^[2][4]

Nachteile[edit]

Eine Replik FE2 Kämpfer aus dem 1. Weltkrieg. Dieses Flugzeug verwendet einen Hecksporn. Das kleine Rad vorne ist eine Sicherheitsvorrichtung, die Unfälle mit dem Überfahren verhindern soll

Die herkömmliche Fahrwerksanordnung weist im Vergleich zu Bugradflugzeugen Nachteile auf.^[2]

• Spornradflugzeuge sind aufgrund der unüberlegten Betätigung der Bremsen durch den Piloten eher “Nose-Over” -Unfällen ausgesetzt.^[2]
• Herkömmliche Getriebeflugzeuge sind viel anfälliger für Bodenschleifen. Eine Bodenschleife tritt auf, wenn die Richtungskontrolle am Boden verloren geht und das Heck des Flugzeugs die Nase passiert, die Enden vertauscht und in einigen Fällen einen vollen Kreis schließt. Dieses Ereignis kann zu Schäden am Fahrwerk, den Reifen, den Flügelspitzen, dem Propeller und dem Motor des Flugzeugs führen. Bodenschleifen treten auf, weil, während ein Bugradflugzeug von vor dem Schwerpunkt gesteuert wird, ein Taildragger von hinten gesteuert wird (ähnlich wie ein Auto mit hoher Geschwindigkeit rückwärts fährt), so dass am Boden ein Taildragger von Natur aus instabil ist, während Ein Bugradflugzeug zentriert sich selbst, wenn es bei der Landung ausweicht. Darüber hinaus müssen einige Spornradflugzeuge von der Verwendung des Ruders zum Lenken zur Verwendung des Spornrads übergehen, während sie einen Geschwindigkeitsbereich durchlaufen, wenn aufgrund des hohen Nasenwinkels des Flugzeugs und des fehlenden Luftstroms über das Ruder keines der beiden vollständig wirksam ist. Das Vermeiden von Bodenschleifen erfordert mehr Pilotenausbildung und Geschicklichkeit.^[1][2]

Ein geparkter Vought F4U Corsair. Wenn dieses Flugzeug rollen würde, könnte der Pilot den Fotografen nicht sehen

• Spornradflugzeuge leiden im Allgemeinen unter einer schlechteren Sicht nach vorne am Boden im Vergleich zu Bugradflugzeugen. Oft erfordert dies kontinuierliche “S” -Drehungen am Boden, damit der Pilot sehen kann, wo er rollt.^[2]
• Spornradflugzeuge sind bei starkem Wind schwieriger zu rollen, da die Flügel einen höheren Anstellwinkel aufweisen, der dann auf einer Seite mehr Auftrieb entwickeln kann, was die Steuerung schwierig oder unmöglich macht. Sie leiden auch unter einer geringeren Seitenwindfähigkeit und können unter bestimmten Windbedingungen möglicherweise keine Seitenwindpisten oder Flughäfen mit einer Landebahn verwenden.^[2]
• Aufgrund der nasenhohen Lage am Boden werden Taildragger mit Propellerantrieb stärker durch den P-Faktor beeinflusst – asymmetrischer Schub, der dadurch verursacht wird, dass die Propellerscheibe in Fahrtrichtung abgewinkelt ist, wodurch die Blätter beim Herunterfahren mehr Auftrieb erzeugen als beim Aufsteigen aufgrund des Winkelunterschieds, den die Klinge beim Durchgang durch die Luft erfährt. Das Flugzeug zieht dann zur Seite des Aufwärtsblatts. Einige Flugzeuge verfügen in einigen Flugregimen nicht über ausreichende Ruderbefugnisse (insbesondere bei höheren Leistungseinstellungen beim Start), und der Pilot muss dies ausgleichen, bevor das Flugzeug zu gieren beginnt. Einige Flugzeuge, insbesondere ältere Flugzeuge mit höherer Leistung, wie der P-51 Mustang, können beim Start nicht die volle Leistung nutzen und dennoch ihre Fahrtrichtung sicher steuern. Bei der Landung spielt dies eine geringere Rolle. Das Öffnen des Gashebels zum Abbrechen einer Landung kann jedoch zu schwerem unkontrollierbarem Gieren führen, sofern der Pilot nicht darauf vorbereitet ist.^{[citation needed]}

Jet-angetriebenes Spornradflugzeug[edit]

Royal Navy Supermarine Angreifer Landung bei RNAS Stretton, England, 1956

Düsenflugzeuge können im Allgemeinen kein herkömmliches Fahrwerk verwenden, da dies die Triebwerke in einem hohen Winkel ausrichtet und dazu führt, dass ihr Strahl vom Boden in die Luft zurückprallt und die Aufzüge nicht ordnungsgemäß funktionieren. Dieses Problem trat beim dritten oder “V3” -Prototyp des deutschen Messerschmitt Me 262-Düsenjägers auf.^[5] Nachdem die ersten vier Prototypen der Flugzeugzellen der Me 262 V-Serie mit einziehbarem Spornrad gebaut worden waren, wurde der fünfte Prototyp für Versuche mit einem festen Dreiradfahrwerk ausgestattet, wobei der sechste Prototyp ab dem vollständigen Einfahren des Dreiradgetriebes erhalten wurde. Eine Reihe anderer experimenteller und prototypischer Düsenflugzeuge verfügte über konventionelle Fahrwerke, darunter der erste erfolgreiche Düsenflugzeug, der Heinkel He 178, das Forschungsflugzeug Ball-Bartoe Jetwing und ein einzelnes Vickers VC.1 Viking, das mit Rolls-Royce-Nene-Triebwerken modifiziert wurde das erste Düsenflugzeug der Welt zu werden.

Der einzige überlebende Yak-15. Technisches Museum Vadim Zadorozhny, Moskau, 2012

Seltene Beispiele für strahlgetriebene Spornradflugzeuge, die in Produktion gingen und in Dienst gestellt wurden, sind der britische Marinejäger Supermarine Attacker und der sowjetische Yakovlev Yak-15. Beide flogen erstmals 1946 und verdankten ihre Konfiguration der Entwicklung früherer Propellerflugzeuge. Die Spornradkonfiguration des Angreifers resultierte aus der Verwendung des Flügels des Supermarine Spiteful, wodurch teure Konstruktionsänderungen oder Umrüstungen vermieden wurden. Der Motorauspuff befand sich hinter dem Aufzug und dem Spornrad, wodurch Probleme verringert wurden. Die Yak-15 basierte auf dem Yakovlev Yak-3 Propellerjäger. Sein Motor war unter dem vorderen Rumpf montiert. Trotz seiner ungewöhnlichen Konfiguration war die Yak-15 leicht zu fliegen. Obwohl es ein Jäger war, wurde es hauptsächlich verwendet, um sowjetische Piloten auf das Fliegen fortgeschrittener Düsenjäger vorzubereiten.

Einrad-Fahrwerk[edit]

Ein Schleicher ASG 29 zeigt sein Einradfahrwerk

Eine Variation des Taildragger-Layouts ist das Einradfahrwerk.

Um den Luftwiderstand zu minimieren, haben viele moderne Segelflugzeuge ein einzelnes Rad, einziehbar oder feststehend, zentriert unter dem Rumpf, der als bezeichnet wird Einradgetriebe oder Einradfahrwerk. Monowheel-Getriebe werden auch in einigen angetriebenen Flugzeugen verwendet, bei denen die Reduzierung des Luftwiderstands Vorrang hat, wie beispielsweise beim Europa XS. Sowohl Monowheel-Segelflugzeuge als auch Monowheel-Motorflugzeuge verwenden einziehbare Flügelspitzenbeine (mit kleinen Lenkrädern), um zu verhindern, dass die Flügelspitzen auf den Boden treffen. Ein Einradflugzeug kann ein Spornrad (wie das Europa) oder ein Bugrad (wie das abgebildete Schleicher-Segelflugzeug) haben.

Ausbildung[edit]

Taildragger-Flugzeuge benötigen mehr Schulungszeit, damit die Schülerpiloten sie beherrschen können. Dies war ein wichtiger Faktor in den 1950er Jahren, als die meisten Hersteller auf Trainer mit Bugradausstattung umstellten. Seit vielen Jahren sind Bugradflugzeuge beliebter als Taildragger. Infolgedessen lernen die meisten PPL-Piloten (Private Pilot License) jetzt das Fliegen in Dreiradflugzeugen (z. B. Cessna 172 oder Piper Cherokee) und wechseln erst später zu Taildraggern.^[2]

Techniken[edit]

Die Landung eines herkömmlichen Getriebeflugzeugs kann auf zwei Arten erfolgen.^[6]

Normale Landungen erfolgen durch gleichzeitiges Aufsetzen aller drei Räder in a Dreipunktlandung. Diese Methode ermöglicht zwar die kürzeste Landestrecke, kann jedoch bei Seitenwind schwierig durchzuführen sein.^[6] da die Rudersteuerung stark reduziert werden kann, bevor das Spornrad wirksam werden kann.^{[citation needed]}

Die Alternative ist die Radlandung. Dies erfordert, dass der Pilot das Flugzeug auf den Haupträdern landet, während das Spornrad mit dem Aufzug in der Luft gehalten wird, um den Anstellwinkel niedrig zu halten. Sobald das Flugzeug auf eine Geschwindigkeit verlangsamt ist, die sicherstellen kann, dass die Kontrolle nicht verloren geht, sondern über der Geschwindigkeit, bei der die Ruderwirksamkeit verloren geht, wird das Spornrad auf den Boden abgesenkt.^[6]

Beispiele[edit]

Beispiele für Spornradflugzeuge sind:

Flugzeuge[edit]

Hubschrauber[edit]

Modifikationen von Dreiradausrüstungsflugzeugen[edit]

Mehrere Aftermarket-Modifikationsunternehmen bieten Kits an, mit denen viele beliebte Flugzeuge mit Bugrad auf konventionelles Fahrwerk umgerüstet werden können. Zu den Flugzeugen, für die Kits erhältlich sind, gehören:

Verweise[edit]

Zitate[edit]

Literaturverzeichnis[edit]

• Boyne, Walter J. “Görings großer Mist”. Air Force Magazine, Vol. 11, November 2008.
• Aviation Publishers Co. Limited, Von Grund auf, Seite 11 (27. überarbeitete Ausgabe) ISBN 0-9690054-9-0