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Hubschrauber
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top
Ein Hubschrauber oder Helikopter (kurz: Heli) ist ein senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug, das MotorÂkraft auf einen oder mehrere nahezu horizontal angeordnete Rotoren fĂźr Auftrieb und Vortrieb Ăźberträgt. Diese arbeiten als sich drehende Tragflächen oder FlĂźgel. Damit zählen Hubschrauber zu den DrehflĂźglern und sind mit Abstand die bedeutendsten Vertreter dieser GroĂgruppe von Luftfahrzeugen.
Contents
⢠Begriff
⢠Geschichte
⢠Anfänge
⢠21. Jahrhundert
⢠Antrieb
⢠(Haupt-)Getriebe
⢠Funktion
⢠Blattverstellung
⢠Steuerung
⢠Flugleistungen
⢠Verwendung
⢠Pilotenlizenzen
⢠Unfälle
⢠Technik-Artikel
⢠Siehe auch
⢠Literatur
⢠Film
⢠Weblinks
⢠Einzelnachweise
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Begriff
âDrehflĂźglerâ ist die sinngemäĂe Ăbersetzung des Worts Helikopter, kurz auch Heli, das sich zusammensetzt aus altgriechisch áźÎťÎšÎž hĂŠlix (Gen. áźÎťÎšÎşÎżĎ hĂŠlikos) âWindung, Spirale, Schraubeâ und ĎĎÎľĎĎν pterĂłn âFlĂźgelâ. Die WĂśrter Helikopter und Hubschrauber sind gleichbedeutend. Umgangssprachlich setzt sich im deutschsprachigen Raum Helikopter immer mehr durch (vgl. auch Helikopter-Eltern).cite-ref-1[1] Amtlich hingegen werden in der Schweiz beide WĂśrter verwendet.cite-ref-2[2]
Die Abgrenzung des Begriffs Hubschrauber ist variabel. Im weitesten Sinne werden Hubschrauber und DrehflĂźgler als Synonyme behandelt. Ăblicherweise werden jedoch DrehflĂźgler ohne angetriebenen Hauptrotor, wie Tragschrauber mit eigenen Vortriebsrotoren, nicht zu den Hubschraubern gezählt. Bei Flugschraubern, die die Eigenschaften dieser beiden Luftfahrzeuge kombinieren, ist die Einordnung zu den Hubschraubern uneinheitlich. Hubschrauber, die zusätzlich Ăźber starre Tragflächen verfĂźgen, werden als Verbundhubschrauber bezeichnet. Wandelflugzeuge zählen nicht zu den Hubschraubern.
Geschichte
Das Prinzip des Auftriebs in Wendelform war bereits im alten China bekannt, wo es vor 2500 Jahren im Spielzeug âFliegender Kreiselâ genutzt wurde. Leonardo da Vinci fertigte um 1487â1490 in seinen âPariser Manuskriptenâ Skizzen eines Hubschraubers an und nannte seine Erfindung schon damals âHelix Pteronâ;cite-ref-3[3] erst im 20. Jahrhundert gelang die technische Umsetzung dieser Idee. Pioniere der Hubschrauberentwicklung waren u. a. Jakob Degen, Ătienne Ĺhmichen, RaĂşl Pateras Pescara, OszkĂĄr AsbĂłth, Juan de la Cierva, Engelbert Zaschka, Louis Charles Breguet, Alberto Santos Dumont, Henrich Focke, Anton Flettner und Igor Sikorski.
Anfänge
Bereits im 14. Jahrhundert war in Europa ein Spielzeug namens âchinesischer Luftkreiselâ bekannt, das auch heute noch in abgewandelter Form hergestellt wird. Es handelte sich um ein rotorähnliches Gebilde aus angestellten Vogelfedern, das in Drehung versetzt ähnlich einem Hubschrauber senkrecht in die Luft aufsteigen konnte. Leonardo da Vinci beschäftigte sich im 15. Jahrhundert mit dem Hubschrauber und zeichnete ein Fluggerät, das einen Antrieb nach Art der archimedischen Wasserschraube erhalten sollte.cite-ref-walter-bittner-4-0[4] 1768 entwarf der franzĂśsische Mathematiker Alexis-Jean-Pierre Paucton das erste Konzept, Pterophore genannt, fĂźr einen muskelkraftbetriebenen Hubschrauber mit zwei getrennten fĂźr Auftrieb und Vortrieb zuständigen Rotoren.cite-ref-5[5]cite-ref-6[6] 1783 bauten der franzĂśsische Naturforscher Christian de Launoy und sein Mechaniker Bienvenu eine Koaxialversion des chinesischen Luftkreisels. Eine ähnliche Konstruktion entwarf der britische Ingenieur George Cayley.cite-ref-relly-victoria-petrescu-florian-ion-petrescu-7-0[7]
Im 18. und 19. Jahrhundert gab es eine Vielzahl von Ideen fĂźr hubschrauberähnliche Fluggeräte. So entwarf Michail Lomonossow ein Hubschraubermodell mit koaxialen Rotoren zur Erforschung der Atmosphäre. Der Ăśsterreichische Uhrmachermeister Jakob Degen experimentierte ebenfalls mit Koaxialmodellen und verwendete ein Uhrwerk als Antrieb. Um 1825 baute der Engländer David Mayer einen muskelbetriebenen Hubschrauber, 1828 entwarf der Italiener Vittorio Sarti einen Hubschrauber mit zwei dreiblättrigen Propellern.cite-ref-8[8] Der Amerikaner Robert Taylor stellte 1842 seine Konstruktion der kollektiven Blattverstellung fertig und offerierte diese dem Luftfahrtpionier George Cayley. Dieser Ăźbernahm das Taylorsche Konzept fĂźr ein Fluggerät mit zwei seitlich montierten Koaxialrotoren und zwei Luftschrauben fĂźr den Vortrieb. Als Antrieb sollte eine Dampfmaschine dienen, die sich jedoch als zu schwer erwies und das Projekt zum Scheitern verurteilte.cite-ref-heliport-9-0[9] Im Jahr 1861 erhielt Gustave de Ponton dâAmĂŠcourt ein Patent auf ein koaxiales Rotorenkonzept. Beiden war offensichtlich die Notwendigkeit des Drehmomentenausgleichs bewusst, der sie durch Verwendung zweier gegenläufiger Hauptrotoren Rechnung trugen.cite-ref-walter-bittner-4-1[4] Der russische Ingenieur Alexander Nikolajewitsch Lodygin unterbreitete 1869 dem Kriegsministerium ein Konzept eines Hubschraubers mit einem Elektromotor als Antrieb. Das Modell war bereits mit einem Haupt- und einem Heckrotor versehen.cite-ref-heliport-9-1[9] Um 1870 baute Alphonse PĂŠnaud Koaxialhubschrauber mit Gummibandantrieb als Kinderspielzeug. Eines seiner Spielzeugflugzeuge soll die GebrĂźder Wright inspiriert haben.cite-ref-relly-victoria-petrescu-florian-ion-petrescu-7-1[7] Im Jahr 1874 skizzierten Fritz und Wilhelm von Achenbach einen DrehflĂźgler mit Haupt- und Heckrotor (der heute gebräuchlichsten Hubschrauberkonfiguration), der mit einer Dampfmaschine angetrieben werden sollte.cite-ref-walter-bittner-4-2[4] 1877 baute der Italiener Enrico Forlanini einen kleinen unbemannten 3,5 kg schweren Hubschrauber mit Dampfantrieb und zwei koaxialen gegenläufigen Rotoren. Im Sommer fĂźhrte er dieses Fluggerät in einem Ăśffentlichen Park in Mailand vor, wobei es etwa 20 Sekunden lang und 13 Meter hoch flog.cite-ref-10[10] Auch Thomas Edison baute 1885 im Auftrag von James Gordon Bennett Jr. einen Hubschrauber, der wegen zu hohen Gewichtes aber nicht abhob.cite-ref-11[11] Um 1890 baute Wilhelm Kress ein Fluggerät mit Koaxialrotoren und ermittelte den Zusammenhang von Rotordurchmesser, Leistung und Auftrieb.cite-ref-walter-bittner-4-3[4]
Im Jahr 1901 fand in Berlin-SchÜneberg der Erstflug eines Hubschraubers von Hermann Ganswindt statt. Da es noch keine ausreichend starken Motoren gab, nutzte Ganswindt ein Fallgewicht, das den Rotor auch ßber ein Seil antrieb. Der Hubschrauber flog zwar nur einige Sekunden lang, aber er hob mit zwei Personen an Bord ab.cite-ref-12[12] Ein Film der Brßder Skladanowsky von dem Ereignis ist verschollen. Da Ganswindt eine Sicherheitsstange angebracht hatte, wurde er 1902 des Betruges bezichtigt und fßr acht Wochen in Untersuchungshaft genommen.cite-ref-13[13] Im gleichen Jahr erreichte auch ein von Jån BahýĞ konstruierter Hubschrauber eine FlughÜhe von 50 cm.cite-ref-14[14]
Am 13. November 1907 hob Paul Cornu mit einem 260 kg schweren fliegenden Fahrrad fßr 20 Sekunden 30 cm senkrecht vom Boden ab. Er benutzte Tandemrotoren, die von einem 24 PS starken V8-Motor angetrieben wurden. Es handelte sich hierbei um den ersten dokumentierten freien bemannten Vertikalflug, obwohl der Flug wegen der geringen Motorleistung bezweifelt wird. In diesem Jahr bauten die Brßder Louis Charles und Jacques BrÊguet in Zusammenarbeit mit Charles Richet auch den Gyroplane Nr. 1 mit vier gegenläufigen Rotoren, 45-PS-Benzinmotor und 580 kg Abflugmasse, der jedoch nur senkrecht nach oben fliegen konnte.cite-ref-walter-bittner-4-4[4]
Im Jahr 1909 baute Wladimir Walerianowitsch Tatarinow mit UnterstĂźtzung des russischen Kriegsministeriums das Tatarinow Aeromobile, das eine autoähnliche Form mit einem Front- und vier Ăźber dem Fahrzeug angebrachten Hubpropellern besaĂ. Die wenig erfolgversprechende Konstruktion wurde nach Ăśffentlicher Kritik vom Konstrukteur zerstĂśrt.cite-ref-15[15]cite-ref-16[16]
Ab 1910 lÜste Boris Nikolajewitsch Jurjew einige theoretisch-konstruktive Grundprobleme der Stabilität und des Antriebs und entwickelte die Taumelscheibe (englisch Swashplate).
Im Jahr 1913 konstruierte der Dresdner Ingenieur Otto Baumgärtel einen Senkrechtstarter, der sich durch Verlagerung des Schwerpunktes ohne besonderen Propeller vorwärts bewegen konnte.cite-ref-17[17]
1916 baute der Däne Jacob Christian Hansen Ellehammer einen Hubschrauber mit koaxialen Rotoren und einem Bugpropeller, einem selbst konstruierten 6-Zylinder-Sternmotor mit 36 PS und der erstmaligen Verwendung der kollektiven und zyklischen Blattverstellung. Der Italiener Gaetano Arturo Crocco hatte diese Technik 1906 vorgeschlagen. Ellehammer ist damit der Erfinder der heute allgemein ßblichen Rotoransteuerung. Nach dem Absturz und der ZerstÜrung der Maschine gab er die Entwicklung auf.cite-ref-walter-bittner-4-5[4]cite-ref-heliport-9-2[9] Wiederum einen Koaxialrotor bauten die Gebrßder Rßb in Stuttgart 1917, der jedoch mangels Antriebsleistung nicht abheben konnte.cite-ref-wall-18-0[18]
Gegen Ende des Ersten Weltkrieges fßhrten die Konstrukteure Stephan Petróczy von Petrócz, Theodore von Kårmån und Wilhelm Zurovec im Auftrag der k.u.k. Armee erfolgreiche Flugversuche mit den nach ihnen benannten Schraubenfesselfliegern PKZ-1 und PKZ-2 durch. Durch solche senkrecht aufsteigenden Fluggeräte sollten die bis dahin ßblichen Fesselballone zur Feindbeobachtung ersetzt werden. Der PKZ-2 mit koaxialem Rotor und drei Motoren mit je 120 PS Leistungsabgabe erreichte eine FlughÜhe von rund 50 m, was zu jener Zeit einen Rekord darstellte. Bei einem Demonstrationsflug am 10. Juni 1918 in Fischamend stßrzte das Gerät ab. Das baldige Kriegsende verhinderte eine weitere Entwicklung.cite-ref-19[19]cite-ref-20[20]cite-ref-walter-bittner-4-6[4]
In den Jahren 1919 bis 1922 konstruierte Henry A. Berliner in den USA sowohl Hubschrauber mit koaxialen als auch mit nebeneinander liegenden Rotoren. Mit beiden unternahm er freie SchwebeflĂźge von kurzer Dauer.cite-ref-walter-bittner-4-7[4]
Am 11. November 1922 brachte Ătienne Ĺhmichen erstmals seinen Ĺhmichen No. 2 in die Luft, den ersten dokumentierten und zuverlässig fliegenden manntragenden Senkrechtstarter, einen Quadrocopter.
Bei der Entwicklung seines Autogiro gelangen Juan de la Cierva (Spanien) im Jahr 1923 wesentliche LĂśsungen zur Stabilisierung des Rotors eines DrehflĂźglers, so z. B. die Schlaggelenke. Dieses Konzept war im Deutschen Reichspatent Nr. 249702 aus dem Jahre 1912 von Max Bartha und Josef Madzsar im Zusammenhang mit der Kopfkippsteuerung fĂźr einen koaxialen Rotor patentiert worden. Im gleichen Jahr flog in den USA der durch George de Bothezat entwickelte damals grĂśĂte Hubschrauber der Welt mit vier Rotoren auf Auslegern und zwei zusätzlichen kleineren Steuerrotoren. Er hatte eine Startmasse von 1600 kg und wurde von einem 220-PS-Motor angetrieben.cite-ref-walter-bittner-4-8[4]
Am 18. April 1924 verbesserte der von RaĂşl Pateras Pescara entwickelte Pescara No. 3 den vier Tage vorher von Ĺhmichen aufgestellten Weltrekord fĂźr Rotorflugzeuge um das Doppelte. Er setzte dabei erstmals zyklische Blattverstellung ein, um den Hauptrotor zum Vortrieb zu nutzen. Ĺhmichens Hubschrauber besaĂ vier verstellbare Hauptrotoren, fĂźnf Propeller zur Stabilisierung, zwei Propeller zum Vortrieb, einen Propeller zur Steuerung und als Antrieb einen 180-PS-GnĂ´me-Motor. Trotz der ersten beiden offiziell anerkannten âWeltrekordeâ fĂźr Hubschrauber waren diese komplizierten Maschinen eine technische Sackgasse.cite-ref-walter-bittner-4-9[4]
In Deutschland entwickelte Oberingenieur Engelbert Zaschka 1927 einen kombinierten Trag- und Hubschrauber. Bei der Entwicklung wurden im Unterschied zu den bis damals bekannten Trag- und Hubschraubern die Rotoren des Zaschka-Rotationsflugzeugs mit einer durch zwei Kreisel wirksamen Schwungmasse zwangsläufig rotierend verbunden. Das Hubschraubermodell verfßgte demnach ßber eine Gleichgewichtsregelung durch eine kreiselnde Masse (kinetische Energie). Durch diese Anordnung konnte mit abgestelltem Motor ein gefahrloser senkrechter Gleitflug ausgefßhrt werden.cite-ref-21[21]cite-ref-22[22]
Ab 1925 versuchte der Holländer A. G. von Baumhauer die heute gebräuchliche Rotoranordnung mit je einem Haupt- und Heckrotor zu realisieren. Sein Hubschrauber hatte einen Hauptrotor mit etwa 15 m Durchmesser, der von einem 200-PS-Motor angetrieben wurde. FĂźr den Antrieb des Heckrotors verwendete er einen separaten Motor mit 80 PS. Der Erstflug fand 1930 statt, jedoch wurde nach dem Bruch eines Hauptrotorblattes die Entwicklung eingestellt. Im gleichen Jahr erprobten der Belgier Nicholas Florine und der Italiener Corradino DâAscanio erfolgreich ihre Hubschrauber. Die Maschine von Florine hatte eine Tandem-Rotoranordnung mit zwei Vierblattrotoren von 7,2 m Durchmesser und wog etwa 950 kg. Sie wurde von einem 220-PS-Hispano-Suiza-Motor angetrieben und erlaubte SchwebeflĂźge von bis zu zehn Minuten. Der von DâAscanio konstruierte Hubschrauber mit koaxialen Rotoren und drei verstellbaren Zusatzpropellern flog bis zu 1078 m weit, erreichte eine FlughĂśhe von 18 m und eine Flugdauer von neun Minuten.cite-ref-walter-bittner-4-10[4] Ebenfalls 1930 baute in Ăsterreich Raoul Hafner mit Bruno Nagler einen Hubschrauber. Obwohl dieser sogar eine Taumelscheibe hatte, fĂźhrten Steuerprobleme zum Abbruch der Versuche.cite-ref-wall-18-1[18]
Zwischen 1930 und 1935 experimentierten OszkĂĄr AsbĂłth in Ungarn und Walter Rieseler in Deutschland mit Hubschraubern mit koaxialen Rotoren, bei denen die Steuerbarkeit mit Leitwerken im Rotorabwind verbessert werden sollte.cite-ref-walter-bittner-4-11[4]
Weiteres 20. Jahrhundert
In den frßhen 1930er Jahren bauten Louis Charles Breguet und RenÊ Dorand mit dem Gyroplane-Laboratoire den ersten längere Zeit stabil fliegenden Hubschrauber. Er hatte Koaxialrotoren und hielt ab Juni 1935 alle internationalen Rekorde fßr Hubschrauber.
Die Focke-Wulf Fw 61, die zwei seitlich angeordnete Rotoren benutzte, brach beim Jungfernflug im Juni 1936 eine Reihe von bisherigen Weltrekorden bei Hubschraubern. Sie war zudem der erste Hubschrauber, mit dem eine Autorotationslandung gelang.
In den USA war die 1939 zum Erstflug gestartete Sikorsky VS-300 der erste praktisch einsetzbare Hubschrauber. Dieser Prototyp wurde das Vorbild des ab 1942 in Serie gebauten Sikorsky R-4.
1941 war die deutsche Focke-Achgelis Fa 223 der erste in Serie gebaute Hubschrauber, ebenfalls mit zwei seitlich angeordneten Rotoren. Es folgten 1943 die Flettner Fl 282, ebenfalls mit Doppelrotor, und 1944 die Sikorsky R-4 âHoverflyâ in den USA, die wie ihr Vorgänger Sikorsky VS-300 einen Einzelrotor zusammen mit einem Heckrotor verwendete.
1943 flog mit der Doblhoff WNF 342 der erste experimentelle Hubschrauber, der einen heiĂen Blattspitzenantrieb verwendete. Die von Frank Piasecki und Harold Venzie ebenfalls 1943 konstruierte PV-1 hatte eine Bauweise ohne Heckrotor, ähnlich der heutigen NOTAR-Technik.cite-ref-23[23] Die Arbeiten daran wurden jedoch bald zugunsten eines Heckrotorentwurfs aufgegeben.
Nach Kriegsende, am 8. März 1946, erhielt die auf eine Konstruktion von Arthur M. Young zurĂźckgehende Bell 47 der Bell Aircraft Corporation â ein leichter zwei- oder dreisitziger Hubschrauber â als erster ziviler Hubschrauber die Flugzulassung in den Vereinigten Staaten. Seine Varianten waren bis in die 1980er Jahre und darĂźber hinaus weltweit anzutreffen.
Auf sowjetischer Seite war der von Michail Mil entwickelte Mil Mi-1 der erste in Serie gebaute Hubschrauber, dessen Prototyp GM-1 im September 1948 zum ersten Mal flog.
1955 rĂźstete die franzĂśsische Firma Sud Aviation ihren Hubschrauber Alouette II mit einer 250-kW-Turbomeca-Artouste-Wellenturbine aus und baute damit den ersten Hubschrauber mit Gasturbinenantrieb, der heute von fast allen kommerziellen Herstellern verwendet wird. Lediglich Robinson Helicopter (Robinson R22 und Robinson R44), Brantly (Brantly B-2 bzw. Brantly 305) und Sikorsky (Schweizer 300C) stellen noch Hubschrauber mit Kolbenmotoren her.
Die mit bis heute 16.000 Exemplaren meistgebaute Hubschrauberfamilie, die Bell 204 â militärisch Bell UH-1 genannt â startete am 22. Oktober 1956 zu ihrem Jungfernflug.
Die deutsche BÜlkow Bo 105 wurde 1967 als erster Hubschrauber mit einem gelenklosen Rotorkopf zusammen mit GFK-Rotorblättern, die erstmals bei der Kamow Ka-26 zum Einsatz gekommen waren, ausgerßstet. Der Eurocopter EC 135 als aktueller Nachfolger benutzt eine weiterentwickelte Form, den sogenannten gelenk- und lagerlosen Rotorkopf. Dort wurden auch die Lager fßr die Blattwinkelverstellung durch ein aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehendes Drillsteuerelement mit Steuertßte ersetzt.
1968 startete mit der sowjetischen Mil Mi-12 der grĂśĂte jemals gebaute Hubschrauber. Er verfĂźgt Ăźber nebeneinander angeordnete Rotoren, ein maximales Startgewicht von 105 t bei einer maximalen Nutzlast von 40 t und 196 Passagierplätzen. Nach drei Prototypen, die eine Reihe von Rekorden erzielten, wurde die Produktion eingestellt.
1975 startete der ab 1979 in GroĂserie gebaute leichte und kostengĂźnstige Robinson R22 zu seinem Erstflug.
1977 fand der Erstflug des grĂśĂten in Serie gebauten Helikopters statt, der Mil Mi-26, die bis heute produziert und eingesetzt wird.
Ab 1980 wurde mit dem Kamow Ka-50 âHokumâ der erste Hubschrauber entwickelt, der mit einem Schleudersitz ausgerĂźstet ist. Zusammen mit seiner Weiterentwicklung, dem Kamow Ka-52 âAlligatorâ, ist er der einzige Hubschrauber, der bisher mit einem Schleudersitz ausgerĂźstet wurde. Die Rotorblätter werden bei Aktivierung des Schleudersitzes automatisch abgesprengt.
Ab 1983 entstand mit dem Boeing-Sikorsky RAH-66 Comanche ein Kampfhubschrauber mit Tarnkappentechnik, dessen Fertigung jedoch kurz vor Erreichen der Einsatzreife im Jahr 2004 aufgrund ausufernder Kosten gestoppt wurde.
1984 flog erstmals die Sikorsky X-wing, deren Rotor beim Vorwärtsflug angehalten und festgestellt wird und dann als zusätzliche Tragfläche dient. Wie bei anderen VTOL-Konzepten sollen damit gegenßber reinen Drehflßglern bessere Flugleistungen erreicht werden. Es blieb jedoch bei einem Prototyp.
1989 hob mit Da Vinci III erstmals ein Muskelkraft-Hubschrauber fĂźr wenige Sekunden vom Boden ab â bis zu 20 cm hoch, per Pedalkurbel und Einzelrotor, in Kalifornien.
21. Jahrhundert
Im August 2008 bewies der Sikorsky X2 im Erstflug die Tauglichkeit des mit neuesten Verfahren optimierten Koaxialrotors in Kombination mit einem Schubpropeller â dem Prinzip der frĂźheren Tragschrauber. Zwei Jahre später erreichte er mit 250 Knoten True Airspeed (463 km/h) das Entwicklungsziel und Ăźberbot damit den bisherigen Geschwindigkeitsrekord um 15 %. Auch andere Hersteller erprobten ähnliche neue Hochgeschwindigkeits-Muster, so Eurocopter den XÂł und Kamow den Ka-92.
Im Oktober 2011 fand mit dem Volocopter der weltweit erste bemannte Flug mit einem rein elektrisch angetriebenen Hubschrauber statt.
2011/2012/2013 verbesserten verschiedene Teams in den USA mit 3 Prototypen (Gamera (I), Gamera II und AeroVelo Atlas) von Muskelkraft-Quadrocoptern fĂźr eine Person, indoors die Leistungen. Zuletzt wurde mit Atlas 64 Sekunden Flugdauer, 3,3 m maximale FlughĂśhe und weniger als 10 m Abdrift erreicht und damit der Sikorsky-Preis gewonnen.cite-ref-24[24]
Antrieb
Fßr den Antrieb der Rotorblätter sind zwei Hauptbauteile notwendig. Der Motor und das Hauptgetriebe. Der Motor stellt die mechanische Leistung zur Verfßgung und das Getriebe sorgt fßr die Drehzahlanpassung.
Kraftmaschine (Motor)
Fßr den Antrieb von Hubschraubern kÜnnen alle heute bekannten und gängigen Kraftmaschinen verwendet werden.
Kolbenmotor: Der Kolbenmotor war zu den Anfängen der Hubschrauberentwicklung weit verbreitet. Einer der bekanntesten Hubschrauber mit Kolbenmotor ist der Sikorsky S-58. Aber auch heute stellt der Kolbenmotor einen robusten und gßnstigen Antrieb in kleinen Hubschraubern dar. Zu den bekanntesten zählen heute der Robinson R22 und Robinson R44.
Wellenturbine: Am verbreitetsten ist heute die Wellenturbine. Das Prinzip ist dem einer Turbine fĂźr Strahl- oder Turboprop-Flugzeuge ähnlich. GrĂśĂter Unterschied ist, dass es in den meisten Fällen keine mechanisch starre Verbindung zwischen Turbine und Rotoren gibt, wie bei einer Turboprop-Freilaufturbine. Man bezeichnet diese auch als 2-Wellen-Turbine.
Blattspitzenantrieb (wird weiter unten beschrieben).
Elektromotor: Der Elektromotor ist eine Sonderform beim Antrieb von Hubschraubern, welcher in erster Linie bei ferngesteuerten Modellen und unbemannten Drohnen seine Anwendung findet.
(Haupt-)Getriebe
Das Hauptgetriebe hat die Aufgabe das zugefßhrte Drehmoment der Kraftmaschine auf die Drehzahlen des Haupt- und Heckrotors zu ßbersetzen. Während die Drehzahl der Kraftmaschine zwischen ca. 2000/min bei Kolbentriebwerken und 6000/min bei Turbinencite-ref-25[25] liegt, beträgt die Hauptrotordrehzahl selten ßber 300/min.
Bei Hubschraubern mit Kolbenantrieb hat das Getriebe zusätzlich die Aufgabe den Motor mittels Kupplung von den Rotorblättern mechanisch zu trennen. Als Kupplung kommt entweder eine durchschaltbare StrÜmungskupplung oder in kleinen Hubschraubern eine Reibkupplung ßber Riementrieb zum Einsatz.
Funktion
Die rotierenden Rotorblätter erzeugen durch die anstrÜmende Luft einen dynamischen Auftrieb. Wie bei den starren Tragflächen eines Flugzeugs ist dieser u. a. abhängig von ihrem Profil, dem Anstellwinkel und der (ßber die Blattlänge nicht konstanten) AnstrÜmgeschwindigkeit der Luft, siehe Hauptrotor.
Wenn ein Hubschrauber sich vorwärts bewegt, ändert sich die AnstrÜmgeschwindigkeit, da sich Umlauf- und Fluggeschwindigkeit des nach vorne bewegten Blattes addieren. Beim zurßcklaufenden Blatt subtrahieren sie sich, siehe auch die Skizze weiter unten.
Durch die Aerodynamik der Rotorblätter entstehen beim Flug asymmetrische Kräfte auf die jeweils nach vorne und nach hinten bewegten Blätter, die bei älteren Modellen durch Schlag- und Schwenkgelenke an der Befestigung, dem Rotorkopf, aufgefangen werden mussten. Neuere Konstruktionen kommen ohne diese Gelenke aus. Rotorkopf und -blätter bestehen bei diesen neueren Modellen aus einem Verbund von Materialien unterschiedlicher Elastizität (Elastomeren sowie hochfesten und leichten Metallen wie Titan), die die in GrĂśĂe und Richtung sich ständig ändernden dynamischen Kräfte bewältigen kĂśnnen, ohne dass die Bauteile hierdurch Schaden nehmen. Ein solcher gelenkloser Rotorkopf wurde erstmals bei der BĂślkow Bo 105 durch Blätter aus glasfaserverstärktem Kunststoff und einem massiven Rotorkopf aus Titan im Verbund mit Elastomeren realisiert. Beim Eurocopter EC 135 wurde dieser zum lagerlosen Rotorkopf weiterentwickelt, der sich bei den meisten Modellen durchgesetzt hat.
Blattverstellung
Die zyklische (auch rotationsperiodische) Blattverstellung â allgemein auch Blattsteuerung genannt â dient der Steuerung der Horizontalbewegung des Hubschraubers, die eine Neigung der Hauptrotor-Ebene erfordert. Zum Einleiten oder Beenden von Vorwärts-, RĂźckwärts- oder Seitwärtsflug werden die Einstellwinkel der Blätter während des Umlaufs des Rotors (zyklisch) verändert. Dies fĂźhrt zu einer zyklischen Schlagbewegung der Blätter, sodass ihre Blattspitzen auf einer Ebene umlaufen, die sich in der beabsichtigten Richtung neigt. Der Auftrieb bleibt auf dem gesamten Umlauf konstant. Dementsprechend steht der Rotorschub, der den Hubschrauber trägt und vorwärtsbringt, im rechten Winkel zur Blattspitzenebene. Die im Schwebeflug rein senkrecht hebende Kraft erhält durch diese Neigung nun einen nach vorne treibenden Schub. Aufgrund des Rumpfwiderstandes neigt sich der gesamte Hubschrauber und damit auch seine Rotorwelle ebenfalls in Flugrichtung.
Wenn der Schwerpunkt des Hubschraubers (bei geeigneter Beladung) in Verlängerung der Rotorwelle liegt, geht der Schub bei jeder gleichbleibenden Fahrt durch den Schwerpunkt. Die Blattspitzenebene befindet sich dann im rechten Winkel zur Rotorwelle, und Schlagbewegungen finden nicht statt. Sie gibt es nur bei anderen Schwerpunktlagen oder wenn die Fluggeschwindigkeit geändert werden soll.
Mit der kollektiven Blattverstellung (Pitch) verändert der Pilot den Anstellwinkel aller Rotorblätter gleichmäĂig, was zum Steigen oder Sinken des Hubschraubers fĂźhrt. Einfache Konstruktionen, etwa bei verschiedenen Elektroantrieben in Modellhubschraubern, ersetzen diese Steuerung durch eine Drehzahländerung. Nachteilig ist dabei die längere Reaktionszeit durch die Massenträgheit des Hauptrotors. Bei einem realen Hubschrauber sowie Modellhubschraubern mit kollektiver Blattverstellung ist die Rotordrehzahl im Flug konstant.
Die Rotorblätter werden meist mit einer Taumelscheibe angesteuert. Deren unterer, feststehender Teil wird vom Piloten mit Hilfe des kollektiven Verstellhebels nach oben oder unten verschoben. Mit dem zyklischen SteuerknĂźppel kann dieser wiederum in jede Richtung geneigt werden. Der obere (sich mit dem Rotor drehende) Teil der Taumelscheibe Ăźberträgt Ăźber StoĂstangen und Hebel an den Blattwurzeln den gewĂźnschten Einstellwinkel auf die Rotorblätter.
Rotorvarianten und Giermomentausgleich
Man unterscheidet Einrotorsysteme, Doppelrotoren, Dreifachrotoren und Maschinen mit vier (Quadrocopter) oder mehr Rotoren. Mit Ausnahme des Blattspitzenantriebs werden die Rotoren dabei stets durch einen Motor im Rumpf angetrieben. Dadurch entsteht an der Rotorachse ein Gegendrehmoment (Giermoment), das bei einem einzelnen Rotor eine gegenläufige Drehung des Rumpfes erzeugen wßrde. Um dieses zu kompensieren, werden verschiedene Konstruktionen benutzt:
Einrotorsystem
Erzeugung eines seitlichen Gegenschubs durch einen Heckrotor, auch gekapselt als Mantelpropeller beim Fenestron, oder durch SchubdĂźsen beim NO-TAil-Rotor-(NOTAR)-System
Doppelrotorsysteme
Zwei gegenläufige Hauptrotoren, deren Giermomente sich ausgleichen â durch Anordnung Ăźbereinander auf derselben Achse (Koaxialrotor), hintereinander (Tandem-Konfiguration) oder nebeneinander (transversal). Eine weitere Variante sind die ineinandergreifenden Rotoren mit nahe zusammenliegenden, zueinander schräggestellten Drehachsen beim Flettner-Doppelrotor. Beim Sikorsky X2 ermĂśglicht die Koaxialbauweise auch hĂśhere Geschwindigkeiten in Kombination mit einem Schubpropeller, wie er erstmals 1947 beim Fairey Gyrodyne verwendet wurde.
Dreifachrotorsysteme
Nur selten (Cierva W.11), in der Planung (Mil Mi-32) oder im Modellbau (Tribelle, Tricopter) traten Dreifachrotoren auf, bei denen das Drehmoment durch leichtes Kippen der Rotorhochachsen oder auch durch Schwenkbarkeit eines der Rotoren ausgeglichen wird.
Quadro- und Multicopter
Der Quadrocopter verwendet vier Rotoren in einer Ebene und erlaubt allein durch verknĂźpfte Verstellung von Pitch oder Drehzahl eine Steuerung um alle drei Achsen. Ăblich ist quadratische Anordnung, nĂśtig ist gegenläufiger Drehsinn benachbarter Rotoren. Auf Basis dieser Technologie werden auch Muster mit sechs, acht, zwĂślf oder mehr (z. B. Volocopter mit 16 bzw. 18) Rotoren eingesetzt.
Blattspitzenantrieb
Beim Blattspitzenantrieb wird der Rotor durch RĂźckstoĂ eines Propellers oder Gasstrahls angetrieben, sodass kein Gegendrehmoment auf den Rumpf wirkt.
Ein System mit zwei Rotoren ist zwar technisch die effizientere Konstruktion, da alle Rotoren zum Auf- und Vortrieb genutzt werden, während der Heckrotor im Schwebeflug etwa 15 % der Gesamtleistung kostet. In der Praxis hat sich jedoch weitgehend das Einrotorsystem mit einem Heckrotor durchgesetzt. Ăkonomisch schlagen hier die niedrigeren Bau- und Wartungskosten bei nur je einem Rotorkopf und Getriebe ins Gewicht, da diese die beiden aufwendigsten und empfindlichsten Baugruppen eines Hubschraubers sind.
Meist wird der Heckrotor aus dem Hauptgetriebe ßber Wellen und Umlenkgetriebe angetrieben, sodass seine Drehzahl stets proportional zu der des Hauptrotors ist. Der Schub zur Steuerung um die Gierachse wird hierbei vom Piloten mit den Pedalen ßber den Einstellwinkel der Heckrotorblätter analog der kollektiven Verstellung des Hauptrotors geregelt.
Während des Reiseflugs wird bei vielen Konstruktionen der Heckrotor dadurch entlastet, dass ein Seitenleitwerk das Giermoment weitgehend kompensiert. Dies wird meist durch Endscheiben an der horizontalen Dämpfungsfläche realisiert, die zur Rumpflängsachse schräg gestellt sind, bei einer einzelnen Seitenflosse in der Regel zusätzlich durch ein asymmetrisches Profil.
Notsteuerung und Autorotation
Sollte der Antrieb ausfallen, kÜnnen Hubschrauber dennoch unbeschadet landen.cite-ref-26[26] Dazu muss der Pilot in einen steilen Sinkflug ßbergehen, wobei der freilaufende Rotor durch die nun von unten nach oben anstrÜmende Luft in Drehung gehalten bzw. mÜglichst beschleunigt wird, um den Drehimpuls zu erhalten oder zu erhÜhen. Diese daraus resultierende Autorotation wie beim Tragschrauber liefert den die Sinkgeschwindigkeit limitierenden Auftrieb und unterstßtzt den Helikopter beim Halten in aufrechter Position. Ein Giermomentausgleich ist dabei nicht notwendig, da nur das geringe Moment aus der Lagerreibung (im Hauptrotorkopf, Getriebe und Antrieb) auszugleichen wäre, das aber bis zur Landung nicht zu einem kritischen Anstieg der Gierrate fßhrt. Eine solche Landung ist daher auch beim Ausfall des Heckrotors mÜglich, z. B. bei Bruch der Antriebswelle fßr den Heckrotor, des Winkelgetriebes zum Heckrotor oder gar des ganzen Heckauslegers. Kritischer ist hingegen das Erreichen eines geeigneten Platzes fßr diese Notlandung.
Kurz vor dem Erreichen des Bodens wird der kollektive Einstellwinkel (Anstellwinkel) von leicht negativ auf positiv vergrĂśĂert, um den Auftrieb deutlich zu erhĂśhen. Damit wird das Sinken mit dem Ziel eines halbwegs sanften und fĂźr Technik und Besatzung sicheren Aufsetzens abgebremst und die Rotordrehung verringert sich. Der Drehimpuls des Rotors nimmt dabei ab, seine Energie wird aufgezehrt, es gibt daher nur einen Versuch fĂźr dieses heikle ManĂśver. Der Verlust der Steuerung um die Hochachse und die Notwendigkeit, den richtigen Moment genau zu treffen, macht dieses ManĂśver jedoch stets riskant.
FĂźr die Notlandung bedarf es einer MindesthĂśhe Ăźber Grund, da beim Ausfall des Hauptantriebes ein Durchsacken unvermeidlich ist und auch Zeit benĂśtigt wird, um in die neue Fluglage Ăźberzuleiten.
Das Notlanden mit Autorotation muss von Piloten regelmäĂig geĂźbt werden.
Steuerung
Ein Hubschrauber ist ein nicht eigenstabiles Luftfahrzeug â er hat vor allem im Schwebeflug und langsamen Flug stets die Tendenz, seine Fluglage zu verlassen und in die eine oder andere Richtung zu schieben, sich zu neigen oder zu drehen. Dies ist u. a. darin begrĂźndet, dass der Neutralpunkt Ăźber dem Rumpf und damit Ăźber dem Schwerpunkt liegt. Der Pilot muss diese Bewegungen durch kontinuierliche, entgegenwirkende Steuereingaben abfangen. Bei einer Fluggeschwindigkeit oberhalb von ca. 100 km/h verhält sich ein Hubschrauber ähnlich wie ein Tragflächenflugzeug und ist entsprechend einfach zu steuern. Besondere Gefahren beinhaltet die Landung, da bei einem Motorausfall in zu geringer HĂśhe nicht genug Reserven vorhanden sind, in Autorotation Ăźberzugehen. Bei der BodenberĂźhrung kann die sogenannte Bodenresonanz auftreten, die sehr schnell zur ZerstĂśrung des Hubschraubers fĂźhren kann.cite-ref-27[27]
Anders als im StarrflĂźgel-Flugzeug sitzt der Pilot eines Hubschraubers in der Regel auf der rechten Seite. Zur Steuerung benĂśtigt er beide Hände und FĂźĂe:
⢠Mit der linken Hand kontrolliert er Ăźber einen Hebel die kollektive Blattverstellung (englisch Pitch). Dabei wird die Taumelscheibe gerade Ăźber die Rotorachse nach oben bzw. unten geschoben und so der Anstellwinkel aller Rotorblätter des Hauptrotors in gleichem MaĂe geändert und damit der Auftrieb des Rotors erhĂśht oder vermindert. Dadurch steigt bzw. sinkt der Hubschrauber. Um bei VergrĂśĂerung des Anstellwinkels der Hauptrotorblätter den Abfall der Rotordrehzahl durch die daraus resultierende ErhĂśhung des Luftwiderstandes zu verhindern, wird Ăźber diesen Hebel auch die Motor- bzw. Turbinenleistung erhĂśht. Das erfolgt entweder manuell mit einem Drehgriff am Hebel oder automatisch. Durch die Ănderung der Motor- bzw. Turbinenleistung wird auch das erzeugte Drehmoment geändert, was ein Gegensteuern Ăźber den Heckrotor erforderlich macht.
⢠Mit der rechten Hand kontrolliert der Pilot ßber den Steuerknßppel (englisch Cyclic) (im obigen Foto der S-fÜrmig gebogene Knßppel mittig vor dem Pilotensitz) die zyklische Blattverstellung. Dadurch wird die Taumelscheibe geneigt und die Rotorebene entsprechend geändert und so die Bewegung des Hubschraubers um die Längs- (Rollen nach links oder rechts) und Querachse (Nicken nach vorne oder hinten) eingeleitet. Die mit dem Steuerknßppel ßber die Taumelscheibe an den Rotorkopf gegebenen Steuerbefehle ermÜglichen auch Kombinationen von Nick- und Rollbewegungen.
⢠Am Cockpitboden befinden sich zwei Pedale, mit denen der Anstellwinkel des Heckrotors und damit die Bewegung des Hubschraubers um die Gierachse (Hochachse), also die Drehung nach rechts bzw. links, gesteuert wird.
Flugleistungen
Hubschrauber erreichen prinzipiell nicht die (Vorwärts-)Flugleistungen von Starrflßgelflugzeugen: Die HÜchstgeschwindigkeit liegt meist zwischen 200 und 300 km/h, einige Kampfhubschrauber erreichen ßber 360 km/h. Der Geschwindigkeitsrekord liegt bei 472 km/h und wurde am 7. Juni 2013 mit einem Eurocopter X³ erzielt.
Die HĂśchstgeschwindigkeit wird dabei durch die Aerodynamik der Rotorblätter begrenzt: Das jeweils nach vorne laufende Blatt hat gegenĂźber der von vorn anstrĂśmenden Luft eine hĂśhere Geschwindigkeit als das nach hinten laufende. Nähert sich nun das vorlaufende Blatt im AuĂenbereich der Schallgeschwindigkeit, kommt es dort zu einem Abfall des Auftriebs, starker ErhĂśhung des Widerstands und groĂer Blattbeanspruchung durch Torsionsmomente. Dies äuĂert sich etwa in starken Schwingungen und erschwert so dem Piloten die Kontrolle Ăźber den Hubschrauber.
FĂźr einen typischen Rotordurchmesser von zehn Meter bedeutet dies, dass der Rotor nicht mehr als ca. elf Umdrehungen pro Sekunde (das sind 660 Umdrehungen pro Minute) ausfĂźhren kann, ohne dass in den AuĂenbereichen der Rotorblätter die Schallgeschwindigkeit (ca. 343 m/s bei 20 °C) Ăźberschritten wird. Typische Drehzahlen des Rotors im Betrieb liegen daher deutlich unter diesem Wert.
Häufig wird die Geschwindigkeit eines Hubschraubers jedoch durch das rĂźcklaufende Rotorblatt begrenzt: Hier fĂźhrt die Kombination aus hohem Anstellwinkel (zyklische Verstellung, s. o.) und geringer StrĂśmungsgeschwindigkeit zum StrĂśmungsabriss und damit zum Auftriebsverlust. Viele Hubschrauber kippen daher beim Erreichen der kritischen Geschwindigkeit zuerst auf die Seite, auf der sich die Rotorblätter nach hinten drehen, bevor die nach vorne drehenden Blätter in den Ăberschallbereich gelangen.
Auch die GipfelhÜhe ist begrenzt und liegt typisch etwa bei 5000 Metern, wobei einzelne Modelle bis zu 9000 Meter erreichen. Der FAI-HÜhenrekord von 12.442 m wurde im Juni 1972 von Jean Boulet mit einer AÊrospatiale SA-315 aufgestellt.cite-ref-28[28] Erst im März 2002 wurde er durch einen Flug von Fred North mit einem Eurocopter AS 350 ßberboten (12.954 m),cite-ref-29[29] der allerdings bisher (2012) von der FAI nicht als offizieller Rekord anerkannt wurde.
Der Kraftstoffverbrauch eines Hubschraubers liegt bei gleicher Zuladung auf die Flugstrecke bezogen meist deutlich ßber dem eines Tragflächenflugzeugs.
Ein Vorteil des Hubschraubers liegt hingegen in der Fähigkeit, in der Luft stehen zu bleiben (Schwebeflug, auch Hover genannt), rßckwärts oder seitwärts zu fliegen sowie sich im langsamen Flug um die Hochachse (Gierachse) zu drehen. Weiterhin kann er senkrecht starten und landen (VTOL) und benÜtigt daher keine Start- und Landebahn. Steht kein regulärer Hubschrauberlandeplatz zur Verfßgung, reicht dazu bereits ein ebener und hindernisfreier Platz von ausreichendem Durchmesser.
Rekorde (Auswahl)
| Typ | Rekord | Hubschraubertyp | Pilot | Datum | Ort |
|---|---|---|---|---|---|
| Horizontal-Geschwindigkeit | 472,3 km/h | Eurocopter X 3 | HervĂŠ Jammayrac [ 30 ] | 0 7. Juni 2013 | Istres (FRA) |
| HÜchste SteighÜhe | 12.954 m | Eurocopter AS 350 | FrÊdÊric North | 25. März 2002 | Kapstadt (ZAF) |
| HĂśchste StarthĂśhe | 8.848 m | Eurocopter AS 350 | Didier Delsalle | 14. Mai 2005 | Mount Everest (NPL) |
| Längster Distanzflug ohne Landung | 3.561,55 km | Hughes OH-6 | Robert G. Ferry | 0 6. April 1966 | Culver City , CA â Ormond Beach , FL (USA) |
Die NASA hat den 1,8 kg schweren kleinen Helikopter Ingenuity zum Flug in der Marsatmosphäre bauen lassen. Dieser flog dort erstmals am 19. April 2021.cite-ref-31[31] Die Dichte der Marsatmosphäre gleicht schon beim Abheben an der Marsoberfläche der geringen Dichte der Erdatmosphäre in 30.500 m HÜhe.cite-ref-32[32] Allerdings beträgt die Fallbeschleunigung auf dem Mars (3,71 m/s²) nur etwa ein Drittel derer auf der Erde (9,81 m/s²).cite-ref-welt-161144588-33-0[33]
Verwendung
Der Betrieb eines modernen Hubschraubers ist im Vergleich zu einem Flächenflugzeug mit vergleichbarer Zuladung deutlich teurer. Dennoch ergeben sich durch seine Fähigkeit, auf unvorbereitetem Gelände landen, starten und darßber schweben zu kÜnnen, eine Reihe zusätzlicher Einsatzgebiete, unterscheidbar in zivile und militärische.
Zivile Verwendung
Die häufigste Verwendung in Mitteleuropa ist, gemessen am Flugstundenaufkommen, mit Abstand der Arbeitsflug. Dazu zählen die Ăberwachung von Strom-, Gas- und Ăltransportleitungen, FlĂźge in der Forst- und Landwirtschaft (Agrarflug, etwa das Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln oder DĂźnger), AuĂenlastflĂźge, VermessungsflĂźge, BildflĂźge, Waldbrandbekämpfung etc. Das Spannen einer Vorausleine fĂźr das Seilziehen einer Seilbahn, Freileitung oder SeilbrĂźcke kann auch mit einem Modellhubschrauber erfolgen. Zum Trimmen von Baumbewuchs an Freileitungstrassen wird ein verdrehfest vom Helikopter hängendes Schwert mit acht groĂen Kreissägeblättern verwendet.cite-ref-34[34] Ein Militärhubschrauber wurde eingesetzt, um per Abwind (downwash) auĂerordentlich starken Schneebelag, der Ăste zum Brechen bringen kĂśnnte, von Bäumen entlang einer gesperrten Bahntrasse zu blasen.cite-ref-35[35]
Ein weiteres wichtiges Einsatzfeld ist die Luftrettung mit dem Rettungshubschrauber, wofĂźr es allein in Deutschland Ăźber 70 StĂźtzpunkte gibt. Weitere Spezialisierungen stellen Intensivtransporthubschrauber, GroĂraum-Rettungshubschrauber, Notarzteinsatzhubschrauber und Bergrettungsdienst dar. Auch bei der Polizei sind Hubschrauber zu einem wichtigen unterstĂźtzenden Faktor geworden, zum Beispiel bei der Vermisstensuche, Verbrechensbekämpfung oder Brandbekämpfung mittels LĂśschwasser-AuĂenlastbehälter. Wird kein ebener Landeplatz gefunden, kann eine nur teilweise abstĂźtzende Landung in schrägem Gelände erfolgen. Bei einer Taubergung (Seilbergung) hängt ein Retter und danach auch der zu Rettende am Seil, das eventuell mit einer Winde im Zentrum oder an der Seite des Helikopters hochgezogen werden kann. Das Seil kann etwa in eine Gletscherspalte hinein oder nahe an eine nicht zu steile oder hohe Felswand gereicht werden. Bei Taubergungen entfällt das Landen am Unfallort, in rascher Abfolge kĂśnnen mehrere Personen einzeln transferiert werden. Im Flugnotfall fĂźr den Heli kann jede AuĂenlast durch Ausklinken am oberen Seilende abgeworfen werden. 2024 wurden in Italien sogar abgestĂźrzte Pferde â einzeln â per Tau mit Tragegurten gerettet.cite-ref-36[36]
Fßr den zivilen Passagiertransport werden Transporthubschrauber eingesetzt, etwa bei Bohrinseln, wo sie ein wichtiges Element der Logistik darstellen. Eine weitere Anwendung ist der Frachttransport, wenn Gßter schnell direkt an einen bestimmten Ort zu bringen sind. Im Hochgebirge ist der Transport von Baumaterial und Bauteilen mangels geeigneter Landwege oft wichtig fßr die Errichtung und Versorgung von alpinen Einrichtungen. Gleiches gilt fßr Montagearbeiten an unzugänglichen Stellen; mitunter werden Hubschrauber dort auch als Baukran eingesetzt. Alpine Schutzhßtten, die nicht mit Fahrzeugen erreichbar sind und bis in die siebziger Jahre mit Tragtieren oder bei schwierigeren Zugangswegen mit Trägern versorgt wurden, erhalten heute den Lebensmittelnachschub und die Entsorgung ßberwiegend mit dem Hubschrauber. In nichtmechanisierbaren steilen Weinbergen werden Pflanzenschutzmittel zum Teil von Hubschraubern versprßht. Im Touristikbereich werden Rundflßge und Heliskiing angeboten. Eine weitere Verwendung von Hubschraubern ist der Kunstflug, bei dem die hohe Belastbarkeit moderner Hubschrauberkonzepte, vor allem der Rotoren und deren Steuerung, demonstriert wird.
In Deutschland sind 729 Hubschrauber zugelassen (Stand Ende 2017).cite-ref-37[37] Sie haben die Kennzeichenklasse H, tragen also ein Luftfahrzeugkennzeichen der Form D-Hxxx.
Militärische Verwendung
â
Hauptartikel
:
Militärhubschrauber
Neben dem ßberwiegenden Einsatz als Transporthubschrauber zum Truppentransport findet man als weitere typische militärische Anwendungen
⢠den Kampf gegen Bodenziele,
⢠die Panzerabwehr durch spezialisierte Kampfhubschrauber wie den Eurocopter Tiger, den Hughes AH-64 oder den Mil Mi-24,
⢠die Artilleriebeobachtung,
⢠Combat Search and Rescue (CSAR, deutsch âSuchen/Retten im Gefechtâ),
⢠Einsätze bei der Marine zur U-Jagd, Seeaufklärung und Seenotrettung (SAR â Search and Rescue).
Siehe auch
:
Bordhubschrauber
,
Militärhubschrauber
und
Hubschrauber der Bundeswehr
Andere Verwendung
Am 23. September 2009 wurde beim Helikopterraub von Västberga in Schweden ein Hubschrauber fĂźr einen Ăberfall auf ein Gelddepot verwendet. Die Täter landeten mit diesem auf dem Dach des Gebäudes, drangen Ăźber ein Dachfenster ein und entkamen mit umgerechnet etwa 4,1 Millionen Euro.
Pilotenlizenzen
Das Steuern eines Hubschraubers erfordert spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten, die sich teils stark von denen unterscheiden, die fßr Flugzeuge benÜtigt werden.
Es gibt in Deutschland vier Typen von Pilotenlizenzen:
⢠Privatpilotenlizenz â PPL (H)
⢠Berufspilotenlizenz â CPL (H)
⢠Verkehrspilotenlizenz â ATPL (H)
⢠diverse militärische Pilotenlizenzen.
Unfälle
Verglichen mit Tragflächenflugzeugen weisen Hubschrauber eine deutlich hÜhere Unfallhäufigkeit auf: Zwischen 1980 und 1998 verzeichnete die Bundesstelle fßr Flugunfalluntersuchung (BFU) bei Hubschraubern statistisch pro einer Million Abflßge 54 Unfälle mit sechs Toten, bei Tragflächenflugzeugen lediglich zehn Unfälle mit 1,6 Toten. Die Unfallursachen liegen dabei anteilig mit ßber 80 % im menschlichen Versagen.
Aus Sicht der Technik sind Hubschrauber nicht unsicherer als Tragflächenflugzeuge und werden unter den gleichen Zuverlässigkeitsforderungen ausgelegt und zugelassen. Die hÜhere Unfallgefahr kann mehr durch die Einsatzbedingungen erklärt werden: Rettungsdienste und Militär kÜnnen einen Einsatzort nicht vorher bestimmen, Hindernisse wie Antennen oder Stromleitungen sind dem Piloten dann teilweise unbekannt. Einsätze im Hochgebirge, wie Lastentransport und Bergrettung, kÜnnen wiederum durch die geringere Luftdichte und Abwinde den Antrieb an die Leistungsgrenze bringen. Bei dessen Ausfall sind zudem die Bedingungen fßr eine Autorotations-Landung häufig schlecht.
Optionale Seilschneider oberhalb und unterhalb der Kabine kÜnnen in bestimmten Situation Seile durchschneiden, um Unfälle zu verhindern. Seile von Stromleitungen, Mastabspannungen und Seilbahnen sind nur teilweise markiert und auf 50.000er-Detailkarten verzeichnet und stellen eine besondere Gefahr bei niedrigen Flßgen dar.
Technik-Artikel
Weitere Details zu Bauweise und Technik von Hubschraubern finden sich in diesen Artikeln:
Varianten der Bauweise zum Drehmomentausgleich
Verwandte Flugzeug-Bauweisen
Wichtige Hersteller
Europa:
⢠Deutschland/Frankreich/EU:
⢠Airbus Helicopters (bis 2013: Eurocopter Groupcite-ref-38[38]): Tochter des europäischen Luft- und Raumfahrtkonzerns Airbus Group, in der u. a. die deutschen Vereinigten Flugtechnischen Werke (VFW) und Messerschmitt-BÜlkow-Blohm (MBB) sowie AÊrospatiale und Sud Aviation aus Frankreich aufgegangen sind. Airbus Helicopters beschäftigt rund 14.000 Mitarbeiter, im Jahr 2006 wurden 615 Hubschrauber neu bestellt, der Marktanteil weltweit beträgt etwa 30 Prozent. Aktuell sind etwa 9800 Hubschrauber in 140 Ländern in Betrieb.
⢠Italien/Vereinigtes KÜnigreich:
⢠Polen:
⢠PaĹstwowe ZakĹady Lotnicze (PZL)
⢠Russland:
⢠Mil
⢠Kamow
Asien:
⢠Indien:
⢠Hindustan Aeronautics Limited (HAL)
Afrika:
⢠Sßdafrika:
⢠Denel
Nordamerika:
⢠USA:
⢠Bell Helicopter
⢠Enstrom
⢠Kaman
⢠MD Helicopters
⢠Boeing Vertol
⢠Sikorsky
SĂźdamerika:
⢠Brasilien:
⢠Helibras (war Teil der Eurocopter Group, die Januar 2014 in Airbus Helicopters (s. o.) aufging)
Siehe auch
Literatur
In chronologischer Sortierung:
⢠Engelbert Zaschka: Drehflßgelflugzeuge. Trag- und Hubschrauber. C. J. E. Volckmann Nachf. E. Wette, Berlin-Charlottenburg 1936, OCLC 20483709, DNB 578463172.
⢠Rolf Besser: Technik und Geschichte der Hubschrauber. Von Leonardo da Vinci bis zur Gegenwart. Bernard & Graefe, Bonn 1996, ISBN 3-7637-5965-4.
⢠Hans-Liudger Dienel: Verkehrsvisionen in den 1950er Jahren: Hubschrauber fĂźr den Personenverkehr in Deutschland. In: Technikgeschichte. Band 64, H. 4, 1997, S. 287â303.
⢠Kyrill von Gersdorff, Kurt Knobling: Hubschrauber und Tragschrauber. Bernard & Graefe, Bonn 1999, ISBN 3-7637-6115-2.
⢠Heinrich Dubel: Helikopter Hysterie Zwo. Fantôme, Berlin 2011, ISBN 978-3-940999-18-4.
⢠Steve Coates, Jean-Christophe Carbonel: Helicopters of the Third Reich. Ian Allen, 2003, ISBN 1-903223-24-5 (englisch).
⢠Ernst GÜtsch: Luftfahrzeugtechnik. Motorbuchverlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-613-02006-8.
⢠Walter J. Wagtendonk: Principles of helicopter flight. Aviation Supplies & Acad., Newcastle 2003, ISBN 1-56027-217-1 (englisch).
⢠Yves Le Bec: Die wahre Geschichte des Helikopters. Von 1486 bis 2005. (Originaltitel: La vĂŠritable histoire de lâhĂŠlicoptère.) Vorwort von Jean Boulet. Ducret, Chavannes-près-Renens 2005, ISBN 2-8399-0100-5.
⢠Walter Bittner: Flugmechanik der Hubschrauber. Technologie, das flugdynamische System Hubschrauber, Flugstabilitäten, Steuerbarkeit. Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-23654-6.
⢠Marcus Aulfinger: Hubschrauber-Typenbuch. Motorbuchverlag, Stuttgart 2007, ISBN 978-3-613-02777-0.
⢠J. Gordon Leishman: Principles of helicopter aerodynamics. Cambridge University Press, Cambridge 2008, ISBN 978-0-521-85860-1 (englisch).
⢠Helmut Mauch: Das groĂe Buch der Hubschrauber. Geschichte, Modelle, Einsatz. GeraMond, MĂźnchen 2009, ISBN 978-3-7654-7001-1.
⢠Hans-Joachim Polte: Hubschrauber. Geschichte, Technik, Einsatz. 5., vÜllig neu ßberarbeitete und erweiterte Auflage. Mittler, Hamburg / Berlin / Bonn 2011, ISBN 978-3-8132-0924-2.
Film
⢠Professor Oehmichens fliegende Maschinen. Dokumentation, Frankreich, 2009, 52 Min., Regie: Stephane Begoin; Produktion: arte F, Erstsendung: 20. Juni 2009, Inhaltsangabe (Memento vom 1. Juli 2009 im Internet Archive) von arte
⢠History of Helicopters â Helicopter Invention Documentary Film youtube.com, Video 44:21, History TV Channel, 9. März 2015, abgerufen am 13. Oktober 2017. â Vom Spielzeug in China, Technik fĂźr bemannten Flug und ein erster unbemannter Heli. Mit Sergei Sikorsky.
Weblinks
Wiktionary: Helikopter
â Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Ăbersetzungen
Wiktionary: Hubschrauber
â Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Ăbersetzungen
Commons
: Hubschrauber
â Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
⢠Literatur von und ßber Hubschrauber im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
⢠Hubschrauber/Helikopter. Fotos und Angaben ßber 80 zivile und militärische Hubschrauber, Technik, Lexikon und Geschichte der Fliegerei.
⢠Flugzeuglexikon â Liste der Hubschrauber. (Memento vom 24. November 2009 im Internet Archive). Ăbersicht auf: flugzeuginfo.net. Zivile und militärische Hubschrauber, Daten und Fotos.
⢠The Helicopter: A hundred Years of Hovering. Wired (englisch).
Einzelnachweise
cite-note-11. â Matthias Heine: Sprache: Der Helikopter verdrängt den Hubschrauber. In: Die Welt. 1. November 2014 (welt.de [abgerufen am 10. Februar 2021]).
cite-note-22. â Hubschrauber. In: Terminologie der Gesetzgebung Ăźber die Zivilluftfahrt. Schweizerische Bundeskanzlei, abgerufen am 10. Februar 2021.
cite-note-33. â Charles Nicholl: Leonardo da Vinci. Die Biographie. S. Fischer, Frankfurt am Main 2006, ISBN 3-10-052405-5, S. 271â272.
cite-note-walter-bittner-44. â Walter Bittner: Flugmechanik der Hubschrauber: Technologie, das flugdynamische System Hubschrauber, Flugstabilitäten, Steuerbarkeit. Springer-Verlag, 2014, ISBN 978-3-642-54286-2, S. 3 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-55. â Hans-Joachim Polte: Hubschrauber â Geschichte, Technik, Einsatz. Verlage E. S. Mittler, S. 29.
cite-note-66. â Leitfaden der Luftschiffahrt und Flugtechnik in gemeinverständlicher Darstellung und mit besonderer BerĂźcksichtigung der historischen Entwicklung. BoD â Books on Demand, 2013, ISBN 978-3-8457-0234-6, S. 182 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-relly-victoria-petrescu-florian-ion-petrescu-77. â Relly Victoria Petrescu, Florian Ion Petrescu: The Aviation History. BoD â Books on Demand, 2013, ISBN 978-3-8482-6639-5, S. 72 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-88. â American Heritage History of Flight. New Word City, 2015, ISBN 978-1-61230-871-5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-heliport-99. â Die Geschichte des Hubschraubers. In: heliport.de. Abgerufen am 20. August 2017 (englisch).
cite-note-1010. â Flugmaschinen. In: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften. Band 4, 1906, S. 100 (Online, zeno.org [abgerufen am 15. November 2014]).
cite-note-1111. â Ronald W. Clark: Edison â The Man Who Made the Future. A&C Black, 2012, ISBN 978-1-4482-1027-5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-1212. â Der Mann, der flog und dafĂźr ins Gefängnis kam. In: Berliner Zeitung. (berliner-zeitung.de).
cite-note-1313. â Moments in Helicopter History (9) â Hermann Ganswindt. In: blogspot.de. helikopterhysteriezwo.blogspot.de, abgerufen am 20. August 2017.
cite-note-1414. â Near the Flying Time. Lulu.com, 2011, ISBN 978-1-4477-5281-3, S. 151 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-1515. â The God Machine: From Boomerangs to Black Hawks: The Story of the Helicopter. Random House Publishing Group, 2008, ISBN 978-0-307-48548-9 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-1616. â Tatarinov âAeromobileâ â Stingrayâs List of Rotorcraft. In: google.com. sites.google.com, abgerufen am 21. August 2017.
cite-note-1717. â Spektrum der Wissenschaft. Februar 2013, S. 92.
cite-note-wall-1818. â Berend G. van der Wall: Grundlagen der Hubschrauber-Aerodynamik. Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-662-44400-9, S. 19 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
cite-note-1919. â Johann Werfring: Der gefesselte k.u.k. Senkrechtstarter. In: Wiener Zeitung. 25. September 2014, Beilage âProgrammPunkteâ, S. 7.
cite-note-2020. â Walter J. Boyne: How the Helicopter changed modern Warfare. New York 2011, ISBN 978-1-58980-700-6, S. 312.
cite-note-2121. â Engelbert Zaschka: DrehflĂźgelflugzeuge. Trag- und Hubschrauber. C. J. E. Volckmann Nachf. E. Wette, Berlin-Charlottenburg 1936, S. 47.
cite-note-2222. â Rolf Besser: Technik und Geschichte der Hubschrauber. Von Leonardo da Vinci bis zur Gegenwart. Bernard & Graefe-Verlag, Bonn 1996, S. 65.
cite-note-2323. â Zeichnung der PV-1 auf piasecki.com. (Memento vom 4. Oktober 2017 im Internet Archive). Abgerufen am 3. März 2017.
cite-note-2424. â Archivlink (Memento vom 6. August 2013 im Internet Archive). Webseite von AeroVelo, 11. Juli 2013, aufgerufen am 26. Mai 2019.
cite-note-2525. â M250 turboshaft. Abgerufen am 16. Januar 2023 (englisch).
cite-note-2626. â 180 Autorotation accident â Low rotor RPM. Youtube-Video.
cite-note-2727. â Phänomen Bodenresonanz: Wenn Hubschrauber plĂśtzlich âdurchdrehenâ. (Memento vom 28. Februar 2016 im Internet Archive). Video zum Thema Bodenresonanz, bei: spiegel.de.
cite-note-2828. â FAI Record ID #754. (Memento vom 1. März 2015 im Webarchiv archive.today). Bei: fai.org. Abgerufen am 28. September 2012.
cite-note-2929. â Fortis begleitete Heli-HĂśhenweltrekord. In: skyheli.ch. Band 1, 2011, ISSN 1664-7017, S. 57 (skynews.ch (Memento vom 28. Oktober 2012 im Internet Archive) [PDF; 8,2 MB]). Fortis begleitete Heli-HĂśhenweltrekord. (Memento vom 28. Oktober 2012 im Internet Archive).
cite-note-301. Alain Ernoult: Eurocopters Hybridhubschrauber X3 schreibt mit 255 Knoten HĂśchstgeschwindigkeit Luftfahrtgeschichte. PresseBox, 11. Juni 2013, abgerufen am 12. Juni 2013.
cite-note-3131. â Mars-Helikopter hebt erfolgreich ab. In: Spiegel.de. 19. April 2021, abgerufen am 19. April 2021.
cite-note-3232. â NASA will Mars mit Helikopter erkunden. Bei: orf.at. 12. Mai 2018, abgerufen am 12. Mai 2018.
cite-note-3434. â Trimming Trees from the Sky. YouTube-Video von JCPowerBoard (Johnson City, Tennessee), vom 31. Mai 2011, abgerufen am 9. Februar 2014.
cite-note-3636. â IT: Pferde nach Sturz von Steilhang gerettet. In: orf.at. 8. August 2024, abgerufen am 8. August 2024.
cite-note-3737. â Bestand an Luftfahrzeugen in der Bundesrepublik Deutschland. LBA â Luftfahrt-Bundesamt.
cite-note-3838. â eads.com: EADS Reports Solid Half-Year (H1) Results, Reaffirms 2013 Guidance (Memento vom 31. Juli 2013 im Webarchiv archive.today), Pressemitteilung vom 31. Juli 2013