Dienstag, Mai 29, 2007

Hochgeschwindigkeits-Hubschrauber Sikorsky X2 Demonstrator Helicopter

Sikorsky entwickelt einen Hubschrauber, der mit wesentlich höherer Geschwindigkeit als die heutigen Helikopter fliegen und die Hubschrauber-Technologie revolutionieren könnte. Der "X2 Demonstrator Helicopter" soll eine Reisegeschwindigkeit von 250 Knoten (460 Kilometer pro Stunde) erreichen.

Heutiges Funktionsprinzip des Hubschraubers
Das Grundkonzept des Hubschraubers beruht heute darauf, dass die vom Hauptrotor erzeugte Kraft in Auftrieb und Vortrieb geteilt wird. Beim Single-Rotorsystem stabilisiert ein Heckrotor das Luftfahrzeug um seine Hochachse. Beim Co-Axial-Rotorsystem erfolgt die Verhinderung des sogenannten Gierens um die Hochachse durch zwei Hauptrotoren, die sich in entgegengesetzter Richtung - also gegenläufig - drehen. Meist wird die Stabilität noch durch ein Leitwerk unterstützt. Der Nachteil dieser Konzepte ist die begrenzte Geschwindigkeit von derzeit rund 280 bis 370 Kilometer pro Stunde. Befindet sich der Hubschrauber gegenüber der Umgebungsluft in Ruhe, dann erzeugen alle Rotorblätter den gleichen Auftrieb, sowohl die sich vorwärts als auch die sich rückwärts bewegenden. Nimmt der Hubschrauber jedoch Geschwindigkeit auf, dann addiert sich diese zu der des in Flugrichtung rotierenden Blattes. Der Auftrieb wird erhöht. Gleichzeitig verringert sich die Relativgeschwindigkeit des sich entgegen der Flugrichtung bewegenden Blattes genau um den Geschwindigkeitsbetrag, um den der Hubschrauber sich vorwärts bewegt. Der Auftrieb verringert sich. Die Aerodynamiker ahnen jetzt schon, dass die Geschwindigkeit des Hubschraubers ihre Grenze genau dann erreicht, wenn das in Flugrichtung drehende Blatt den Überschallbereich erreicht und das sich entgegen der Flugrichtung bewegende Rotorblatt seinen Auftrieb verliert. Durch den unterschiedlichen Auftrieb der Rotorblätter eines schnell fliegenden Hubschraubers besteht zudem die Gefahr des unkontrollierten Rollens um die Längsachse.

Sikorskys X2-Technologie
Die neue X2-Technologie von Sikorsky beruht auf dem Co-Axial-Rotor-Prinzip. Dabei werden die zwei gegenläufigen Hauptrotoren lediglich für Auftrieb und Stabilisierung der Drehung um die Hochachse genutzt. Ein Heckrotor erzeugt den Vortrieb. Jetzt fragt Sikorsky, wenn sich die Geschwindigkeit meines Hubschraubers zu der des vorwärts strebenden Rotorblattes addiert und von der Geschwindigkeit des zurückfallenden Rotorblattes subtrahiert, warum muss der Rotor dann überhaupt so schnell drehen? Wenn die Rotordrehzahl mit steigender Geschwindigkeit des Hubschraubers verringert wird, dann würde sich die Relativgeschwindigkeit der Rotorblätter zur Umgebungsluft weniger erhöhen oder reduzieren als bei konstant angenommener Rotordrehzahl. Die Tendenz zur Überschallgeschwindigkeit oder zum Auftriebsverlust der Rotorblätter wäre kleiner. Der Auftrieb würde erhalten bleiben. Die Gefahr des unkontrollierten Rollens um die Längsachse wäre reduziert. Die Geschwindigkeit eines Hubschraubers mit X2-Technologie könnte signifikant über der herkömmlicher Modelle liegen. Die bewährten VTOL-Eigenschaften blieben trotzdem erhalten.

Sikorsky plant bei seinem in 2005 gestarteten Projekt "X2 Technology Demonstrator Helicopter" eine intelligente Fly-By-Wire-Steuerung, verbesserte Rotorblatt-Technologie, Verringerung des Luftwiderstandes am Rotorkopf (Hub) und aktive Vibrationskontrolle. Zudem soll die Kontrolle der Leistungsverteilung zwischen Haupt- und Heckrotor ebenfalls computergestützt erfolgen. Und noch? Natürlich kann die X2-Technologie auch bei konventionellen Hubschraubern mit Co-Axial-Rotor-Systemen aber ohne Heckrotor eingesetzt werden, um die Effizienz von Auftrieb und Schwebeflug zu erhöhen.

Sikorsky's studiert derzeit zwei "X2 Technology Joint Heavy Lift™ (JHL) aircraft"-Konzepte, das "JHL X2 Technology Crane™ aircraft" und das "X2 Technology High Speed Lifter™ aircraft".

Technorati Tags: , , , , , , , , ,

Keine Kommentare: