De/Fliegen mit dem Helikopter

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Allgemeines

Als erstes: Alles was für echte Helikopter gilt, gilt auch für die Helikopter in FlightGear! Grundlegende Techniken und Flugmanöver sind sehr gut aber in englischer Sprache hier beschrieben: http://www.cybercom.net/~copters/pilot/maneuvers.html

Einige Details sind in FlightGear vereinfacht, im besonderen sind die Triebwerke sowie Überbelastung (noch) nicht simuliert oder haben keine Konsequenz. Es ist bisher in FlightGear nicht möglich den Hubschrauber im Flug zu beschädigen (z.B. durch zu hohe Rotordrehzahl, Overspeed Vne...).

Bo105 cockpit.jpg

Seit dem Erscheinen von FlightGear 0.9.10 gab es einige Verbesserungen zum helicopter Flugmodell und deshalb sollte Version 1.0.0 und später verwendet werden.

Mit diesen Verbesserungen ist das Helikopter Flugmodell physikalisch korrekt. Ausnahme ist bisher nur der "Vortex-Wirbelringzustand", der bisher nicht simuliert wird. Dieser kommt vor falls man zu schnell ohne genügend große Vorwärtsgeschwindigkeit sinkt. (>300fps/<30knots). Der Helikopter gerät dabei in seinen eigenen Abwind, und der Auftrieb verringert sich schlagartig. Nur in sehr großer Höhe kommt man da wieder sicher heraus. Im Netz finden sich einige Videos darüber.

Einige Helikopter sind aufgrund Originaldaten und Messungen sehr realistisch im Flugverhalten, aber die Perfomancedaten können leicht vom Original abweichen. Ein guter joystick ohne Feder wird empfohlen, da sich dieser nicht selbst zentriert. Man kenn diese bei den meisten Modellen leicht entfernen. Man kann aber auch einen Force Feedback Joystick verwenden, in dem man Force Feedback unterdrückt. Des weiteren sollte der Joystick über einen Schubkontrollhebel verfügen, dieser ersetzt den Collective. Um den Heckrotor zu kontrollieren sollte man Ruderpedale oder einen Joystick mit Twistachse haben, Tastatur genügt in keinem Fall. (Hinweis: FlightGear unterstützt mehrere Steuergeräte gleichzeitig.)

Auto-coordination sollte ausgeschaltet werden siehe FlightGear Wizard.

Anfang

Die Zahl der Hubschrauber in FlightGear steigt stetig. Die Bo105 sollte der einfachste zum fliegen sein, da er dank seines Rotorsystems sofort und direkter als andere Hubschrauber reagiert. Seit es mehr und mehr Hubschrauber in FGFS gibt, gibt es eine Vielzahl an unterschiedlichen Modellen, die alle ihr eigenes Flugverhalten der Realität entsprechend haben.

Wenn FlightGear geladen ist, zentriere den Stick, die kollektive Blattverstellung und die Pedale. Vor allem die kollektive Blattverstellung kann je nach Helimodell auf "Maximum" gestellt sein, was unliebsame Überraschungen mit sich bringt.

S76c landed.jpg

Ein Hubschrauber wird mittels vier Funktionen gesteuert. Mit dem Stick (Joystick) werden zwei davon kontrolliert: die Neigung der Rotorebene (und somit die Neigung des gesamten Hubschraubers) in zwei Richtungen, vor/zurück und seitlich. Diese Funktionen werden zyklische Blattverstellung genannt, da dieses durch periodische Verstellung der Einstellwinkel der Rotorblätter werden des Umlaufs erreicht wird. Die nächste Funktion ist die kollektive Blattverstellung, im Deutschen auch "Pitch" genannt, während im Englischen "pitch" die zyklische Blatttverstellung zur Neigung der Rotorebene vor/zurück meint. Um Verwechslungen zu vermeiden wird diese Funktion im Folgenden nur "kollektive Blattverstellung" genannt. Die kollektive Blattverstellung verstellt den Einstellwinkel der Rotorblätter unabhängig von der Umlaufposition und somit den Schub des gesamten Rotorsystems. Da die Übertragung der benötigten Leistung vom Triebwerk auf den Rotor mit der Übertragung eines Drehmoments auf den Rumpf einhergeht, muss dieses Drehmoment von einem Heckrotor kompensiert werden. Da das Drehmoment von der kollektiven (und zyklischen) Blatteinstellung abhängt und auch Wind ein Drehmoment auf den Rumpf übertragen kann, ist der Einstellwinkel der Heckrotorblätter über die Pedale steuerbar. Ein Tritt in das rechte Pedal bewirkt eine Drehung nach rechts (die Pedale sind kein Lenkrad). Mit den Pedalen kann folglich neben dem Ausgleich des auf den Rumpf übertragen Drehmoments eine Drehung des Rumpfs um die Hochachse (genannt "gieren") gesteuert werden. Bei den meisten Hubschraubern (und derzeit bei allen FlightGear Hubschraubern) braucht die Triebwerksleistung nicht gesteuert zu werden, ein Drehzahlregler hält die Rotordrehzahl möglichst konstant.

Ec135 in the air.jpg

Start

Reduzieren Sie als erstes die kollektive Blattverstellung auf Minimum. Um den Schub des Rotors zu erhöhen müssen sie in einem Hubschrauber den Blattverstell-Hebel nach oben ziehen. Entsprechend muss für minimalen Schub der Hebel nach unten gedrückt werden. Dieses Ziehen um Schub zu erhöhen ist am Schubregler des Joystick in der Richtung umgesetzt, die bei den Flugzeugen zur Schub/Drehzahl-Reduzierung verwendet wird. Bei den meisten Joysticks muss zur Schuberhöhung eines Rotors somit der Gashebel zum Anwender hin gezogen werden. Anschließend kann das Triebwerk mittels “}” gestartet werden. Nach wenigen Sekunden wird der Rotor anfangen zu drehen und langsam beschleunigen. Halten Sie den Stick und die Pedale etwa in Mittelstellung. Warten Sie, bis der Rotor auf Nenndrehzahl beschleunigt hat. Die Bo105 hat ganz links in der obersten Instrumenten-Reihe ein Instrument zur Drehzahlanzeige von Rotor und Triebwerken.

Nachdem die Beschleunigung des Rotors abgeschlossen ist, ziehen Sie langsam an der kollektiven Blattverstellung. Beobachten Sie währenddessen den Horizont. Bei der kleinsten Bewegung / Neigung des Hubschraubers stoppen sie die Schuberhöhung und gleichen Sie diese Bewegung mittels Stick und Pedalen aus. Nur wenn dieses erfolgreich abgeschlossen ist, setzten sie die langsame Schuberhöhung wieder fort.

Sobald der Hubschrauber den Boden verlässt erhöhen Sie die kollektive Blattverstellung noch ein klein wenig mehr und versuchen Sie dann, die Lage des Hubschraubers fortwährend dem Horizont anzugleichen. Die Herausforderung ist das Finden des richtigen Maßes an Steuereingaben als Reaktion auf Bewegungen / Drehungen des Hubschraubers. Hierbei können Ihnen nur drei Dinge helfen: Üben, Üben und Üben. Die Übungszeit bis zu einem gesteuerten und halbwegs ansehlichen Schwebeflug beträgt üblicherweise mehrere Stunden. Hinweis: Die Postion des Sticks im Schwebeflug ist nicht die Mittelstellung des Joysticks.

Schnellstartanleitung:

  1. Drücken Sie } um das (die) Triebwerk(e) zu starten
  2. Warten sie, bis Triebwerk und Rotor auf Nenndrehzahl sind
  3. Ziehen sie die kollektive Blattverstellung (Gashebel in Richtung "Leerlauf", s.o.)
  4. Steuern sie den Hubschrauber auch schon vor dem Abheben!
  5. Versuchen Sie die Kontrolle auch nach dem Abheben zu behalten, Versuchen Sie direkt über dem Startplatz zu schweben

Fliegen

Um den frustrierenden Lernprozess des Schwebeflugs zu unterbrechen, bietet sich das Training des Vorwärtsfluges an. Nach dem Abheben erhöhen Sie ein klein wenig den Rotor Schub und senken dann die Nase des Hubschraubers ein wenig durch kurzes und leichtes Drücken des Sticks ab. Als Antwort wird der Hubschrauber nach vorne beschleunigen. Mit zunehmender Fahrt benötigt der Heckrotor immer weniger Ihrer Aufmerksamkeit, da der Windfahneneffekt Sie beim Ausrichten des Rumpfes in Flugrichtung effektiv unterstützt. Insgesamt ist das Flugverhalten im Vorwärtsflug dem eines schlecht getrimmten Flugzeuges nicht unähnlich. Die korrekte Stickposition ist abhängig von der Fluggeschwindigkeit und der kollektiven Blattverstellung. Es gibt keine allgemeine Neutralstellung.

Der Übergang zum Schwebeflug wir erreicht, indem durch Anheben der Hubschraubernase kontinuierlich Fahrt abgebaut wird. Gleichzeitig muss die kollektive Blattverstellung reduziert werden um ein Wegsteigen des Hubschraubers zu verhindern. Mit abnehmender Fahrt reduziert sich der Translationsauftrieb was durch Erhöhung der kollektiven Blattverstellung kompensiert werden muss. Kurz bevor die Fahrt auf Null reduziert ist, müssen Sie die Hubschraubernase wieder auf Schwebefluglage absenken. Andernfalls würde Hubschraube rückwärts Fahrt aufnehmen. Währenddessen halten die Ausrichtung des Rumpfes mit den Pedalen konstant.

Landen I

Um zu Landen Verfahren Sie wie beim Übergang zum Schwebeflug beschrieben, Zusätzlich verringern sie gleichzeitig die Höhe auf Null. Für eine perfekte Landung müssen Sie nur die Geschwindigkeit, die Sinkrate und die Höhe gleichzeitig auf Null reduzieren, aber bitte gleichmäßig. Die Drehrate um die Hochachse halten sie währenddessen mit den Pedalen konstant auf Null. Da so eine perfekte Landung recht anspruchsvoll ist, streben die meisten Piloten einen stabilen Schwebeflug in geringer Flughöhe an um aus diesen heraus den Hubschrauber langsam senkrecht abzusetzen. Landungen mit Vorwärtsfahrt sind einfacher, bergen aber das Risiko des Überschlages falls man schiebend (d. h. mit seitlicher Geschwindigkeitskomponente) aufsetzt.

Bo105 landed.jpg

Landen II

Hier wird kurz auf die Autorotation eingegangen. Dieses ist eine antriebslose Flugkonfiguration, bei der der Rotor ausschließlich durch den ihn durchströmenden Luftstrom angetrieben wird. Wählen Sie in ausreichender Höhe einen Landepunkt (beginnen Sie mit einem größeren Verkehrsflughafen) und stellen sie dann das Triebwerk durch Druck auf "}" ab. Verringern Sie die kollektive Blattverstellung auf ein Minimum und stellen Sie den Einstellwinkel des Heckrotors etwa auf 0 Grad (bei der Bo 105 müssen Sie dazu das rechte Pedal in etwa zur Hälfte treten, bei russischen oder französischen Hubschrauben (wie die Alouette 2) das linke). Fliegen Sie mit etwa 80 Knoten an. Halten Sie dabei die Rotordrehzal im Auge, sie darf nicht wesentlich über 100% ansteigen. Erhöhen Sie nötigenfalls die kollektive Blattverstellung. Wenn Sie sich dem Boden annähern verringern Sie die Vorwärtsgeschwindigkeit durch Heben der Hubschraubernase, zugleich wird die Sinkgeschwindigkeit abnehmen, sie brauchen dazu nicht am kollektiven Blattverstellhebel zu ziehen. In dieser "Flare" genannten Flugphase kann die Rotordrehzahl deutlich ansteigen. Halten Sie die Drehzahl mit der kollektiven Blattverstellung im erlaubten Bereich. Unmittelbar über dem Boden verringern Sie die Sinkrate durch ziehen an der kollektiven Blattverstellung. Idealerweise setzen Sie ohne Vorwärtsgeschwindigkeit mit sehr geringer Sinkrate auf. Einfacher (und bei vielen Hubschraubern unvermeidlich) ist das Aufsetzen mit Vorwährtsfahrt. Achten Sie dabei auf die Ausrichtung des Hubschraubers, sonst droht ein Überschlag. Während der Autorotation produziert der Rotor nahezu kein Drehmoment, daher muss der Heckrotor, einmal auf 0 Grad gestellt, bis auf das Ausrichten des Hubschraubers im Moment der Landung nicht weiter beachtet werden. Sollten Sie nach einiger Übung zur Überzeugung gelangen, dass Autorotationslandungen zu einfach sind: Wiederholen Sie die Übung mit höherer Zuladung (via payload Menü).

Ein letzter Hinweis: einige Flightgear-Hubschrauber brauchen im Landeanflug aufgrund (noch) nicht vollständig optimierter aerodynamischer Parameter von Rumpf und Leitwerk einen deutlichen Ausschlag des Sticks, was dem Rotor viel Energie entzieht und einen Autorotationsanflug unmöglich macht.

Bo105 auto.jpg

Viel Spaß mit den Flightgear Hubschraubern!