Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Fortschritte beim Design des Rumpfs von Helikoptern

Fuselage (dt. Rumpf), ein Wort, das vom französischen Verb fuseler abgeleitet ist, was soviel bedeutet wie stromlinienförmig gestalten, stellt den zentralen Teil eines Flugzeuges oder Helikopters dar. Die Flügel und die Heckgruppe sind mit dem Rumpf des Helikopters verbunden. Dieser ist für die Hälfte des gesamten Luftwiderstands verantwortlich, den der Helikopter bei Vorwärtsbewegungen mit hoher Geschwindigkeit erfährt. Die Entwicklung von numerischen und experimentellen Methoden zur Unterstützung der Bemühungen von Designern, diesen Luftwiderstand bedeutend zu verringern, war die Errungenschaft des Brite-Euram-Projekts HELIFUSE.

Industrielle Technologien

Der Rumpf, der den Hauptteil eines Helikopters darstellt, muss solide und stromlinienförmig sein, da er den beim Flug entstehenden Kräften widerstehen muss. Im Rumpf sind die Flugbesatzung, Passagiere und Fracht untergebracht. Fünf unterschiedliche Kräftefaktoren wirken auf einen Helikopter während des Fluges ein: Spannung, Druck, Biegespannung, Schubspannung und Torsion. Die Quelle dieser Kräfte ist der Luftwiderstand. Der Widerstand, den ein Helikopter insbesondere beim Vorwärtsflug erfährt, wird als Luftwiderstand bezeichnet und hängt in hohem Maße von der Form des Rumpfes ab. Je stromlinienförmiger ein Rumpf ist, desto geringer ist der Luftwiderstand. Folglich ist die Gestaltung des Rumpfs von primärer Bedeutung. Speziell bei Helikoptern ist wohl bekannt, dass der Rumpf beim Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit für die Hälfte des gesamten Luftwiderstands verantwortlich ist. Die gegenwärtig verfügbaren Methoden zur Einschätzung des Luftwiderstands des Rumpfs sind von geringer Präzision und Designer vertrauen grundsätzlich auf numerische Tests, für die kleine Windkanalmodelle eingesetzt werden. Solche Windkanaltests werden jedoch bei einer niedrigen Reynolds-Zahl durchgeführt und können daher nicht direkt für die Einschätzung der Leistungsfähigkeit eines Helikopters verwendet werden. Um der Industrie bei der Entwicklung eines neuen und fortgeschrittenen Drehflüglers zu helfen, hat das Projekt HELicopter FUSElage (HELIFUSE) die Verringerung des Rumpfwiderstands erzielt. Dazu hat es zuverlässige Vorhersagetools entwickelt und eine Reihe präziser Windkanalversuche durchgeführt. Zuverlässige Vorhersagetools bieten die Möglichkeit, in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses die Rumpfform zu optimieren und den Widerstand zu verringern. Zuverlässige Verfahren von Windtunnelversuchen liefern eine genaue Einschätzung des Widerstands, bevor der erste Prototyp getestet wird. Das Ergebnis des HELIFUSE-Projekts hat sowohl die experimentellen Kenntnisse und Simulation als auch die numerischen Algorithmen für die Vorhersage verbessert. Die daraus gewonnenen wichtigen Erkenntnisse bedeuten einen ersten Schritt hin zu einer echten Helikopterkonfiguration. Mögliche künftige Entwicklungen wie die Einbeziehung von Turbulenzmodellen und Rasterpunktentwicklung/Adaptationsverfahren wurden von den Projektpartnern ebenfalls in Betracht gezogen. Die Verringerung des Luftwiderstands des Rumpfs wird unmittelbare positive Auswirkungen auf den Helikoptermarkt haben, da weniger Widerstand gleichbedeutend ist mit höheren Geschwindigkeiten, längeren Reichweiten und geringeren Betriebskosten.

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich