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Spornradfliegen
Die Bewegung eines Spornradflugzeugs folgt faszinierenden physikalischen Gesetzen. Um zu verstehen warum sich ein Spornradflugzeug anders verhält als ein Flugzeug mit Bugfahrwerk, muss man die Unterschiede der beiden Typen kennen. Die Bedienung geht zwar irgendwann ins Gefühl über, aber es schadet nicht, ein wenig über die Ursachen zu wissen.

Beim Flugzeug mit Bugfahrwerk sitzt das Hauptfahrwerk hinter dem Schwerpunkt, so dass sich das Flzg. am Boden vorn auf dem Bugrad abstützt. Beim Sornradflugzeug ist das umgekehrt. Das Hauptfahrwerk sitzt vor dem Schwerpunkt und das Heck ist am Boden. Der Schwerpunkt ist das Massenzentrum des Flugzeugs. Man kann sich also die gesamte Masse dort konzentriert vorstellen.

Durch die Lage des Schwerpunkts vor dem Hauptfahrwerk rollt ein Flzg. mit Bugrad am Boden richtungsstabil. Das heißt, wenn eine Störung (Bodenwelle, Pfütze, einseitig gebremstes Rad, etc.) das Gleichgewicht des geradeaus rollenden Flugzeuges stört, so entsteht eine Kraft, die der Störung entgegenwirkt und das Flugzeug wieder in die Richtung geradeaus bringen möchte. Deshalb kommt man nicht gleich von der Bahn ab, wenn die Konzentration nicht 100% beim Steuern ist.
Beim Sornradflugzeug ist das Verhalten instabil, weil der Schwerpunkt hinter dem Hauptfahrwerk liegt. Eine kleine Störung verstärkt sich also selbstständig. Das hat zur Folge, dass das Flzg. keine längere Strecke freiwillig geradeaus rollt. Der Pilot muss immer aktiv steuern, um die Störungen auszugleichen.

Erste Erkenntnis ist also, dass das Spornradflugzeug instabil rollt und deshalb immer volle Aufmerksamkeit braucht - vom Anlassen und Losrollen bis zum Abstellen an der Parkposition.
Das klingt jetzt vielleicht schlimmer als es real ist - jeder engagierte Pilot kann das hinbekommen - wenn er will!

Bedingt durch das am Boden liegende Heck des Spornradflugzeuges befindet sich das ganze Flugzeug beim Rollen in einer Längslage mit hohem Anstellwinkel der Flügel, Schräganströmung der Propellerebene und erhobener Nase (ganz schön hochnäsig!).

Die erhobene Nase reduziert die Sicht nach vorn je nach Flzg.typ erheblich. Oft werden rollende Spornradflzg. deshalb im Slalom gesteuert, damit der Pilot mal links und mal rechts an der Cowling vorbeischauen kann. Die Schlangenlinien liegen dann normalerweise nicht am schlechten Piloten oder Drogenmissbrauch.

Die Position am Boden mit hohem Anstellwinkel der Tragflächen ist zum Starten wenig geeignet. Der Luftwiederstand ist sehr hoch, das würde die Beschleunigung deutlich reduzieren. Abhegen würde man dann auch mit hohem Anstellwinkel im Bereich des Strömungsabriss - das bringt viel Gefahr wieder herunterzufallen und auch keine besonder guten Steigwerte. Deshalb heben Spornradflugzeuge beim Anrollen zu Start meist erst das Heckrad vom Boden, um kurz darauf, in "gesunder" Fluglage, auch das Hauptfahrwerk von der Piste abzuheben.

Die schräg stehende Propellerebene führt zu asymmetrischen Vortriebskräften im Propellerkreis und wenn diese Rotationsebene beim Anheben des Hecks dann gekippt wird, wirken die Kreiselkräfte der rotierenden Propellermasse auf das Flugzeug.

Wie man sieht, sehr interessante Zusammenhänge von denen man sich faszinieren aber in keinem Falle abschrecken lassen sollte!

Spezialitäten
Rollen und StartDreipunktlandungRad- oder ZweipunktlandungSeitenwind
pilotpilot
pilot
Wird das Spornradflugzeug am Boden bewegt, so fällt dem Piloten als erstes die doch sehr eingeschränkte Sicht nach vorn auf.
Keine Angst  - im Flug ist das besser!
Es bietet sich an, vorsichtig Schlangenlinien zu steuern, um immer mal links und rechts an der hoch stehenden Motorhaube vorbei sehen zu können.
Auf Verdacht ohne Sicht zu Rollen ist keine gute Idee, dabei ist schon zuviel passiert.
Die Steuerreaktion des Spornradflugzeuges auf Eingaben mittels Seitenruderpedale ist meist recht träge. Das verlangt es vom Pioten etwas voraus zu denken. Wird eine Kurve gerollt muss schon frühzeitig gegengesteuert werden, um korrekt auszuleiten.
Fußspitzenbremsen können sehr hilfreich sein präzise zu steuern - sind aber nicht immer vorhanden.
Bei sehr guten Bremsen ist etwas Vorsicht nötig um nicht mit der Nase im Dreck zu enden.
Deshalb und für eine bessere Richtungsführung/Steuerbarkeit mit dem Spornrad sollte das Höhenruder beim Rollen immer voll gezogen werden. Der Propellerstrom sorgt dann dafür, dass das Heck an den Boden gedrückt wird.

Beim Start des Flugzeuges aus unbewegter Dreipunktlage spielen einige interessante Kräfte mit dem Spornradflugzeug. Da muss der Pilot mitspielen - sonst ist er raus... aus der Bahn!
Wie alle Spiele macht auch dieses ne Menge Spaß, wenn man sich an die Regeln hält!

1. Das Flzg. wird von Drehmoment des Motors entgegengesetzt zum Prop bewegt. Beim Rotax 912er, wo der Prop vom Pilot aus gesehen im Uhrzeigersinn dreht, geht es also nach links.
2. Der Propeller erzeugt einen Schraubenförmigen Luftstrom um das Flzg. - das führt am Seitenleitwerk ebenfalls zu einer Kraft, die das Flugzeug nach links drehen möchte (912er).
3. Beim Rollen in Dreipunktlage steht die Luftschraubenebene schräg zur Anströmung. Daher hat das nach unten eilende Propellerblatt mehr Anstellwinkel und erzeugt auch mehr Vortrieb. Im Falle des 912er ist das auch der rechten Seite, es geht also wieder nach links.
4. In dem Moment, wo das Heck des Flzg. sich hebt reagiert der Propeller, dessen Rotationsachse sich ändert, mit Kreiselkräften (Präzession). Auch nach links beim 912er.
5. Seitenwind je nach Richtung verstärkt diese Effekte oder lindert sie. In jedem Fall ist das Spornradflugzeug am Boden für Seitenwind empfindlicher als ein Flzg. mit satt aufliegendem Bugrad (mehr Gewicht auf dem Bugrad - mehr Führungskraft übertragbar)

Wie man sieht gibt es genügend Gründe das Seitenruder neu zu entdecken und beherzt aber dosiert einzusetzen. Wer Einzelradbremsen hat ist klar im Vorteil.

Beim Anrollen zum Start kann es hilfreich sein den Sporn erst am Boden zu halten, um Führung durch das Heckrad zu haben, bis die Ruderwirkung groß genug ist um aerodynamisch zu steuern. Dann wird das Heck durch Drücken oder nachlassen des Knüppels (je nach Flugzeug) hoch genommen. Hinten fliegt das Flzg. nun schon. Vorn rollt es noch.

Bei Seitenwind muss das Querruder schon vom ersten Moment entgegen dem Wind ausgeschlagen sein.
Ja - das Querruder kann auch am Boden Sinn machen, wenn Seitenwind das Flugzeug nur einseitig fliegen lassen will!

Wenn das Flzg. dann auf den Haupträdern rollt und beschleunigt hebt es in der Regel von allein in flachem Winkel ab, sofern nicht extrem gedrückt wird.
Bei Seitenwind ist es normal und richtig erst mit dem einen Rad auf der windabgewandten Seite (Lee) abzuheben und danach mit dem anderen, weil wir mit dem Querruder ja die eine Fläche hängen lassen wollen.
Das gilt aber auch für Bugradflugzeuge.

Das Flugzeug setzt mit allen drei Rädern gleichzeitig auf der Piste auf.
Dazu wird das Flugzeug eigentlich ganz normal angeflogen und abgefangen. Dann aber, mit den Haupträdern so 10cm über dem Boden, wird das Flugzeug so lange wie möglich in der Luft gehalten. Also immer wenn das Flugzeug sich setzen möchte wieder etwas mehr ziehen. Dabei kommt die Nase immer weiter hoch, der Anstellwinkel steigt und die Fluggeschwindigkeit sinkt.
Am besten man stell sich vor, man hat einen See vor sich, der unbedingt noch überquert werden muss. Wenn das Höhenruder Gefühlvoll gezogen wird, steigt das Flugzeug nicht wieder von der Bahn weg. Das braucht aber etwas Übung.
Das Horizontbild der Dreipunktlage, bis zu dem man die Nase hochnehmen sollte, prägt man sich am besten vor dem Start am Boden ein.
Das endet dann automatisch in Dreipunktlage und je nach Flugzeug auch mit dem Knüppel am Bauch im "full stall". "Full stall" nennt man es dann, wenn geichzeitig auch der Anstellwinkel des Strömungsabriss erereicht ist. Je nach Flzg. kann es auch sein, dass das Spornrad sogar einen Moment vor den Haupträdern aufsetzt.
Sind alle drei Räder am Boden wird der Steuerknüppel voll an den Bauch genommen.
Häufiger Fehler ist, dass man nicht konsequent bis in Dreipunktlage zieht, also die Nase nicht weit genug hoch nimmt. Dann hat man noch etwas zu hoche Fahrt, die Haupträder setzten zu erst auf der Piste auf und auf Grund der Trägheit des dahinter liegenden Schwerpunkts schwingt was Heck nach unten. Dadurch erhöht sich wieder der Anstellwinkel und wir fliegen wieder....
...dann heißt es ruhig bleiben und nicht abrupt drücken - sonst geht es Nase voraus zu Boden und es gibt Schaden oder das Spiel setzt sich fort. Den Knüppel maximal etwas nachlassen evtl. gezogen halten. Die Landung wird zwar nicht mehr schön aber es geht dann nur darum Schaden zu vermeiden.
Ist der erste Hoppser des Flzgs. sehr stark kann es Sinn machen einfach Gas reinzuschieben und durchzustarten.
Man sollte grundsätzlich bei allen Problemen in der Landung einen Durchstartvorgang erwägen, da er oft die sicherste Lösung darstellt.
Hier befindet sich das Flugzeug im Moment der Bodenberührung in Horizontalfluglage und nur die Haupträder setzten auf der Piste auf. Im Verlauf des Ausrollens senkt sich dann das Heck.
Das Flzg wird kontrolliert an den Boden heran gesteuert. Der Anflug findet daher meist mit etwas erhöhter Geschwindigkeit und Klappen in Reise oder Startstellung statt. Der Abfangbogen wird dann so ausgeleitet, dass das Flzg. horizontal mit den Rädern 10cm über der Bahn fliegt. Diese letzten 10cm werden nun vorsichtig durch Verzögerung (Gas reduzieren) und damit Auftriebsverlust abgebaut. Es ist genauso möglich unter Motorleistung sehr flach anzufliegen, ohne echten Abfangbogen. Das führt aber zu hoher Lärm- und Umweltbelastung und birgt die Gefahr, im Falle eines Motoraussetzers 10m vor dem Platz im Dreck zu liegen.
Je sanfter sich die Haupträder dann auf die Piste stellen desto einfacher hat es der Pilot im nächsten Moment. Im Moment des Aufsetztens möchte das Heck des Flzgs. von Trägheit getrieben weiter nach unten schwingen. Das würde aber den Anstellwinkel erhöhen und  - schwups - fliegen wir wieder. Deshalb muss beim Aufsetzen der Haupträder gefühlvoll gedrückt werden um das Heck oben zu halten. Das ist umso einfacher je geringer die Sinkgeschwindigkeit und damit der Landestoß ist.
Beim Ausrollen wird das Heck weiterhin durch Drücken (Höhenruder) oben gehalten - dabei muss immer mehr gedrückt werden wenn das Flzg. langsamer wird. Irgendwann setzt sich dann das Heck von selbst, wenn die Ruderwirkung zu gering wird.
Wer gute dosierbare Radbremsen und sein Höhenruder voll unter Kontrolle hat, der kann die Rollstrecke schon stark verkürzen sobald die Haupträder rollen.
Mit Sporn am Boden ist dann wieder voll zu ziehen um Spurtreue bzw. Richtungsstabilität zu erhöhen und die Gefahr eines Kopfstandes zu verringern.

Im Allgemeinen benötigt diese Landetechnik mehr Rollstrecke als die Dreipunktlandung, da mit mehr Fahrt angeflogen und aufgesetzt wird. Diese Fahrt muss ja erst mal abgebaut werden. Das ist dringend zu beachten!
Schon beim Rollen mit Seitenwind ist das Spornradflugzeug etwas anspruchsvoller als das Flugzeug mit Bugfahrwerk.
Jedes Flugzeug ist so gebaut, dass es bei Seitenwind die Nase in den Wind drehen möchte. Das ist dann blöd, wenn der Rollweg woanders entlang führt.
Beim Bugradflzg. wird das durch das relativ satt (viel Reibung gegen Rutschen)
auf dem Boden stehende Bugrad verhindert.
Das Spornrad ist so weit weg vom Schwerpunkt, dass es nur noch wenig belastet ist (wenig Reibung) und daher auch einfach mal quer über den Boden schleift, wenn die Seitenkraft zu groß wird. Verbessern kann man diesen Zustand durch Ziehen des Höhenruders - so wird durch den Propellerstrom eine aerodynamische Kraft erzeugt, die das Heck stärker auf den Boden presst und eine ungewollte Drehung des Flzg. verhindert.
Herrscht allerdings Rückenwind, der stärker ist als der Propellerwind, so kann kann ein gezogenes Höhenruder auch zum Gegenteil führen!
Manche Spornradflugzeuge haben Spornräder, die entriegelt werden können und dann frei drehen. Das ist sehr praktisch beim rangieren in der Halle und bei extrem engen Kurven beim Rollen.
Es gibt auch Spornräder, die ab einer bestimmten Seitenkraft/Auslenkung selbststätig entriegeln. Ansich ein gutes System, kann aber zum Verhängnis werden, wenn ein Böe von der Seite oder ein zu kräftiger tritt ins Pedal zum Entriegeln führt und dann eine überraschende Drehung um mindestens 180° folgt. Bei mir ging es zum Glück genau zwischen den Lampen der Pistenbeleuchtung hindurch...
Wie bei allen Flugzeugen kann es auch hier Sinn machen schon beim Rollen das Querruder entgegen der Windrichtung einzusetzten um den höheren Anstellwinekl und Auftrieb der luvseitigen Tragfläche auszugleichen.

All diese Gefahren lassen sich in Grenzen halten, wenn immer langsam mit voll gezogenem Höhenruder gerollt wird und ab einer bestimmten Windstärke das Flugzeug einfach im Hangar bleibt.

Beim Start mit Seitenwind ist das Querruder in jedem Falle von Beginn des Rollens an mit einzusetzen um das Flugzeug mit hängender Fläche zu starten und nicht bei Verringerung der Bodenhaftung quer über die Piste geblasen zu werden.
Außerdem kann es helfen die Pistenbreite zu nutzen indem diagonal darauf gestartet und so die Seitenwindkomponente etwas reduziert wird.

Ist bei Seitenwind nun die Dreipunkt- oder die Radlandung zu bevorzugen?
Das lässt sich so nicht beantworten. Es ist zu sehr abhängig vom Piloten, Flugzeugtyp und äußeren Bedingungen.

Für jede Art der Seitenwindandung ist zu empfehlen mit hängender Tragfläche und Gegenseitenruder (Seitengleitflug) anzufliegen. Es muss zum Aufsetzen dann nur noch abgefangen werden, aber das Flugzeug ist schon in Landerichtung ausgerichtet. Man bringt also kurz vor dem Boden nicht unnötig Unruhe hinein.
Der Querruderausschlag für die luvseitig hängende Fläche wird bis zum Aufsetzten aller drei Räder beibehalten. Das heißt also, dass immer erst das luvseitige Rad des Hauptfahrwerks aufsetzt.
Im Falle einer Dreipunktlandung gleichzeitig zusammen mit dem Spornrad (ist dann eigentlich keine Dreipunktlandung mehr).

Im Falle eines Tiefdeckers kann es nötig werden doch mit Vorhalten anzufliegen und das Flzg. dann kurz vor dem Aufsetzen auszurichten und gleichzeitig leicht die Fläche hängen zu lassen.
Dieses Manöver stellt eine recht große Herausforderung an den Piloten dar und hat ganz klare Grenzen, so dass entsprechende Tiefdecker evtl. öfter in der Halle bleiben müssen.
Kurz und knapp
Man hat schon viel gewonnen, wenn man beim Spornradfliegen Folgendes beachtet:

1.  Beim Rollen am Boden bleibt das Höhenruder voll gezogen!

2. Die Steuerung des Flugzeuges am Boden bedarf in jedem Moment der vollen Aufmerksamkeit und der Aktivität des Piloten!

3. Bei niedriger kinetische Energie (Aufsetz-/Rollgeschwindigkeit)  werden Steuerfehler evtl. verziehen!

Also, wenn das Alles neu für Dich  ist, immer mit Dreipunktlandungen auf langen Graspisten anfangen. Wer regelmäßig Spornrad fliegt erlangtt fast automatisch die Pilotenkünste für andere Manöver.

Viel Spaß!
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