Installation von Rudern

Die erfolgreiche Landung mit einem Flugzeug ist schon immer eine Herausforderung. Dabei sind Ruder das zentrale Werkzeug, um die Drehmomente in den Griff zu bekommen. Nachdem auf dieser Internetseite Drehmomente ein zentraler Diskussionspunkt ist, ist es naheliegend, eine Landung inklusive aller notwendigen Ruderausschläge zu simulieren. Damit dies möglich ist, habe ich in die Objektgenerierung der Flug-Ente Ruder installiert, die mit von außen vorgegebenem Winkel ausschlagen können. Wie die Hochdecker-Ente für die mögliche Ruderausschläge aussieht, hier exemplarisch die Bilder für einen Höhenruderausschlag von 15 Grad, einen  Querruderausschlag von 15 Grad nach links, einen Landeklappenausschlag von 30 Grad und ohne Ruderausschläge. Zusätzlich sind auch Seitenruderausschläge möglich.

Ein interessanter Aspekt ist die Steuerung der Landeklappen. Bei einem Nurflügler ist es sinnlos, Landeklappen zu installieren, weil fast auf gleicher Höhe auch die Höhenruder angebracht sind, und diese dann nebenbei auch die Aufgabe übernehmen müssen, das durch die Landeklappen produzierte Drehmoment, d.h. Nickmoment um die Querachse, zu kompensieren. D.h. bei dieser Konstellation wäre das Ergebnis nur eine Bremsklappenwirkung, weil der Ausschlag der Landklappen nach unten egalisiert werden muss durch einen adequaten Ausschlag der Höhenruder nach oben. Beim Enten-Konzept hat man jetzt aber die Möglichkeit, die Ruder am Vorflügel so einzusetzen, dass diese das Nickmoment aufgrund der ausgefahrenen Landeklappen kompensieren. Der Ausschlag der Ruder am Vorflügel wird dann synchron mit dem Ausschlag der Landeklappen gesteuert und ist nicht gekoppelt mit der Höhenruderfunktion an der Fernsteuerung. Die Höhenruder an der Tragfläche bleiben also davon unberührt, sodass schliesslich und endlich sowohl Tragfläche als auch Vorflügel mehr Auftrieb produzieren und deshalb die Landegeschwindigkeit nochmals reduziert werden kann. Die Simulation einer Landung hat dann das Ziel, den Auschlag der Ruder am Vorflügel so zu bestimmen, dass bei ausgefahrenen Landeklappen das Drehmoment um die Querachse verschwindet und der Einsatz der Höhenruder entfällt. In der Praxis würde man die Ruderausschläge am Vorflügel so dimensionieren, dass eine noch hinreichend große Kopflastigkeit den Einsatz der Höhenruder erforderlich macht.

Bei der Simulation einer Landung werden dann alle 3 Drehmomente (Längs-, Quer- und Hochachse) bei vorgegebener Position des Schwerpunktes herangezogen, um die Ruderausschläge so anzupassen, dass am Schluss die errechneten Drehmomente veschwinden. Das Ergebnis sind dann die dazu notwendigen Ruderausschäge. D.h., während der Simulation wird zwischen jedem Zeitschritt das Objekt basierend auf einem Algorithmus mit den modifizierten Ruderausschlägen neu generiert.