Kreiselkräfte
Geschrieben von Werner am 19. Mai 2026 23:48:04:
Als Antwort auf: Da fällt mir was ein... geschrieben von waldi am 19. Mai 2026 19:58:24:
Moin Waldi,
ja, es stimmt, die Flugmotoren werden zum Test in Vorrichtungen gebaut, die diese heftig hin und her schwenken, um zu schauen, ob die das aushalten. Dabei ist aber der Fokus nicht auf dem Turbolader. Dessen Durchmesser ist zu klein, um relevante Momente zu erzeugen, aber ja, berücksichtigt wird das auch. Im Auto aber auch, denn dort sind die plötzlichen Richtungsänderungen viel stärker, als beim Flieger.
Es gibt immer Streit um diese Tests. Es heißt, dass das trudelnde Flugzeug noch mit Vollgas laufen können muß, ohne Schaden zu nehmen. Für Kunstflugzeuge ist das leicht einzusehen und wird auch vom Hersteller noch mal eingehender geprüft, aber für ein normales Flugzeug wird das oft als übertrieben angesehen, sogar als Schikane.
Die Kreiselkräfte (es sind eigentlich Kreiselmomente) werden hauptsächlich durch den Propeller erzeugt, der den größten Durchmesser hat. Die Kurbelwellen juckt das nicht, wenn der Motor im Lauf ausgelenkt wird.
Triebwerke von Düsenjägern werden bei engen Kurven sehr stark von Kreiselmomenten heimgesucht und haben entsprechend dimensionierte Lager. In der Anfangszeit der Düsenjäger ist es auch vorgekommen, dass die Triebwerksschaufeln selber die Momente nicht ausgehalten haben, gebrochen sind und/oder an den Leitschaufeln anglaufen sind und dann meist gebrochen sind. Eine Me 262 hat beim Landen, wenn man die Nase hochnahm, sich spürbar zur Seite weggedreht, wegen der hohen Kreiselmomente. Die Piloten haben das korrigieren müssen.
Bei den Warbirds mit Propeller war das beim Start kritisch, weshalb man die Dinger nicht mit Vollgas gestartet hat. Da fallen alle Effekte leider zusammen zu einem großen Effekt oder besser gesagt Effet.
Das Spornradflugzeug mit rechts drehendem Propeller rollt also beim Start los mit der Nase hoch und dem Schwanz auf dem Boden. Durch das enorme Drehmoment des Motors wird das linke Hauptrad viel stärker belastet und auf der Wiese (Feldflughafen) sinkt es je nach Bodenbeschaffenheit stärker ein und bremst also auch stärker. Aber auch auf Beton sind die nicht sehr stark aufgepumpten Reifen im Rollwiderstand abhängig von der Belastung.
Dieser Effekt zieht das Flugzeug nach links
Dann kommt der Propeller, die Propellerflügel haben alle die gleiche Anstellung, die Achse zeigt schräg nach oben, aber das Flugzeug rollt waagerecht. Das bedeutet, dass der Propellerflügel, der gerade nach oben zieht, eine geringere Anstellung hat, als der, der gerade nach unten läuft. Links geht es nach oben, rechts geht es nach unten. Links ist der Vorwärtschub unterdurchschnittlich, rechts überdurchschnittlich
Dieser Effekt zieht das Flugzeug nach links
Wer jetzt meint, er hätte gewonnen, weil er genügend im Seitenruder steht, um das auszugleichen, erlebt dann eine Überraschung. Das Flugzeug hebt den Hintern, weil das Höhenleitwerk schon genügend Auftrieb produziert. Das ist auch so gewollt, weil dadurch der Widerstand sinkt und das Flugzeug besser beschleunigt. Und da kommt das Kreiselmoment ins Spiel. Der rotierende Propeller wird durch die Nickbewegung quer zur Drehachse ausgelenkt.
Dieser Effekt zieht das Flugzeug noch links
Wenn das Flugzeug bereits ausgebrochen ist und das Seitenruder noch Luft hat, ist es megagefährlich, noch weiter reinzutreten, um das Flugzeug wieder auf die Bahn zu kriegen, denn das Drehoment kann so hoch sein, dass die Maschine, die jetzt in einer Rechtskurve zurück auf die Bahn soll, dabei über das linke Rad anfängt zu kippen. Wer dann immer noch nicht vom Gas geht, hat eigentlich verloren. Wenn der Flügel einmal am Boden kratzt, dreht er das Flugzeug mit Gewalt nach links, wobei es in der Regel auf die Nase, sprich, auf den Propeller kippt.
Die Fockewulf hat damals aus diesem Grund dieses Breitspurfahrwerk gekriegt, obwohl das technisch Nachteile hatte. Die Spitfires und Messerschmitts mit ihrem engen Radstand sind häufiger mal gekippt. Die Mustang P51 hatte auch ein breites Fahrwerk. Die Amis haben mit diesem Flieger nicht nur technisch etwas großes geleistet, sondern auch stark darauf geachtet, dass die Maschine gute Flugeigenschaften hat, damit die vielen jungen und noch unerfahrenden Piloten das Ding auch beherrschen konnten.
Im ersten Weltkrieg gab es noch die Umlaufmotoren, bei denen der ganze Motor im Kreis rotierte. Das war damals Stand der Technik und brachte für die Zeit gute Ergebnisse.
Die Flugzeuge, die diese Motoren hatten, mußte ständig mit Rücksicht auf die Kreiselmomente geflogen werden. Also mit dem Seitenruder auch automatisch das Höhenruder anpassen und umgekehrt. Es gab Versuche mit schräg eingebauten Leitwerken, die das kompensieren sollten.
Die Flieger in dieser Zeit haten keine festgelegtn Belastungsgrenzen, wenn einer mit einer Fokker eine ruckartige Bewegung flog, konnte es passieren, dass der ganze Motor sich einfach vom Holzgestell löste und davon sauste. Angeblich hat es sogar Überlebende gegeben, die mit dem Rest an Holzleistung und Stoffbespannung irgendwie Lindenblattmäßig runter getrudelt sind. Außer dem Motor hatte der Rest kaum Gewicht und war auch nicht gerade stabil gebaut.
Gruselig, in so ein Flugzeug würde ich mich höchstens mal reinsetzen, aber niemals damit fliegen.
Gruß
Werner