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» 25 JAHRE HUBSCHRAUBER«


ROTORBLATT - epaper ⋅ Ausgabe 2/2019 vom 07.05.2019

ROTORBLATT wird 25. Seit der ersten Ausgabe im Jahre 1994 ist in der „Hubschrauberei“ viel passiert. Bei der Recherche für diesen Rückblick zeigte sich aber erstaunlich schnell und ebenso erstaunlich oft, dass es erstens unmöglich ist, in diesem Rahmen alle Entwicklungen nachzuzeichnen und zweitens, dass viele Entwicklungen der letzten 25 Jahre lange vorher ihren Anfang nahmen und schließlich zu „Lebzeiten“ des ROTORBLATTS einen Reifegrad erreichten, der sie in die täglichen Einsätze eingehen ließ.

Der Blick zurück ist eigentlich auch ein Blick nach vorn. Die Entwicklung der Hubschrauberei hatte nie ...

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... einen richtigen Anfang und auch kein Ende, denn alles ist in Bewegung. Es gibt Bereiche, in denen Technology-Demonstrators heute Aufgaben erfüllen, die erst in den kommenden 25 Jahren Früchte tragen werden. Die Entwicklung des Hubschraubers ist eher Evolution als Revolution. Und das ist vielleicht auch gut so.

JAHRGANG 1994: ROTORBLATT UND DIE EC135

Die Bo105 gehört eigentlich nicht in diesen Beitrag, denn mit 52 Jahren (seit dem Erstflug 1967) ist sie mehr als doppelt so alt wie das ROTORBLATT. Aber ausgehend vom großen Erfolg der Bo105 begann MBB 1985, an einem Nachfolger zu arbeiten, designiert Bo108. Mit der Bo108 wurde die Verwendung von Kunstfaserstoffen an der Zelle vorangetrieben, was sie leichter und weniger korrosionsanfällig machte. Aerodynamische Formgebung erhöhte nicht nur die Geschwindigkeit, sondern verminderte den Verbrauch. Der gelenk- und lagerlose Rotorkopf aus Verbundstoffen mit elastischen Torsionselementen an den Verbindungen zu den Rotorblättern war aber wohl die innovativste Neuerung an der Bo108. Das sogenannte Anti-Resonanz-Isolierungssystem (ARIS), das später ebenfalls in die EC135 eingebaut wurde, verminderte durch die Trennung der Rotor- und Getriebe-Einheit von der Zelle die Vibrationen und erhöhte so den Komfort für Crew und Passagiere. Große Seitenleitwerke, neue Rotorblattformen und -profile sowie ein Cockpit mit Bildschirmen statt Rundinstrumenten gehörten ebenso zu den Innovationen des neuen Hubschraubers.

Am 15. Oktober 1988 flog die erste Bo108 (D-HBOX) noch als Technologie-Demonstrator angetrieben von zwei Allison 250-C20R/1 Turbinen. Die Zulassung der Bo108 wurde für 1994 angekündigt, womit wir uns endlich im Geburtsjahr von ROTORBLATT befinden.

Aber zwei Jahre vor diesem Termin wurden MBB und Aérospatiale zu einem Unternehmen verschmolzen und mit Gründung von Eurocopter (1992) wurde aus der Bo108 ein neues, gemeinsames deutsch-französisches Projekt: die EC135. Das augenfälligste und wichtigste Element, das von französischer Seite eingebracht wurde, war der Fenestron Heckrotor. Vor allem seine lärmreduzierende Wirkung gab den Ausschlag für diese Entscheidung, denn der Fenestron war damals in der Tat neu und hatte sich und seine Wirksamkeit noch zu beweisen. Das erste Vorserienmuster flog am 14. Februar 1994, hatte aber eigentlich schon mehrere hundert Stunden „auf dem Buckel“.

Die EC135 war der erste Helikopter, der von Anfang an mit zwei unterschiedlichen Triebwerken zweier Hersteller erprobt und später angeboten wurde: Turbomecas Arrius 2B1 und Pratt & Whitney Canadas PW 206B. Die LBA und auch die FAA-Zulassungen galten sofort für beide Varianten. Der Hubschrauber, der am 14. Febru- ar 1994 flog, wurde stetig und konsequent weiterentwickelt bis hin zur heutigen H135 der Firma Airbus. Die H135 ist nicht nur einer der vielseitigsten Hubschrauber in der 3-Tonnen-Klasse, sondern er steht für ein Vierteljahrhundert technische Entwicklung auf vielen Gebieten und nicht nur bei der Firma Eurocopter resp. Airbus.

IT’S THE ECONOMY, STUPID!

Aber auch auf nicht-technischem Terrain zeichnete die EC135 Entwicklungen vor, die seit Mitte der neunziger Jahre allenthalben zu beobachten sind und ohne die teuren Entwicklungen neuer Hubschrauber mittlerweile undenkbar sind. Der Zusammenschluss von MBB und Aérospatiale zu Eurocopter ist die Art Merger oder zeitweise Kooperation, wie sie sich heute bei vielen Hubschraubern und zwischen vielen Unternehmen zeigt, z.B. in der Zusammenarbeit von Bell und Agusta bei der BA609. Als sich die Anteile änderten, wurde daraus die AB609, als Bell schließlich ganz ausstieg, die AW609, denn zwi-schenzeitlich waren Agusta und Westland zu AgustaWestland für die gemeinsame Entwicklung der EH101 (heute AW101) vereint worden. Außerdem arbeiten Agusta (heute Leonardo) und Eurocopter (heute Airbus) seit über 25 Jahren zusammen an der Entwicklung und Produktion des NH90 zusammen.

FOTOS: LEONARDO, ROBINSON, AIRBUS HELICOPTERS, BELL, BUNDESPOLIZEI, DREAMSTIME, PRIVAT

Das ist nur ein Beispiel für die Notwendigkeit der Zusammenarbeit, die im vergangenen Vierteljahrhundert immer stärker in den Fokus getreten ist. Kaum ein westeuropäischer Hersteller von Hubschraubern ab einer gewissen Größe und in einer oberen Preiskategorie kann es (sich) heute noch leisten, einen Hubschrauber vollständig unabhängig zu entwickeln. Aber es gibt natürlich auch die kleineren Hersteller, die es schaffen, mit kleinen, aber feinen Hubschraubern auf den Markt zu kommen und sich dort mehr als nur zu behaupten. In jüngster Zeit ist dies unter den Leichtgewichten sicherlich die Guimbal Cabri G2, aber das ist beileibe nicht das einzige Beispiel.

FRANK ROBINSON UND DIE TURBINE

Will man über kleine und kostengünstige Hubschrauber schreiben, kommt man um Frank Robinson nicht herum. Nachdem Robinson zunächst bei Cessna, später bei Kaman Aircraft, dann Bell und schließlich bei Hughes Helicopter Company gearbeitet und sich einen Namen als Spezialist für Heckrotoren erarbeitet hatte, gründete er 1973 seine eigene Firma, die Robinson Helicopter Company. Sein Ziel: ein preiswerter Hubschrauber für jedermann. Seine R22 war viele Jahre lang der am meisten verkauft e Hubschrauber weltweit. Der kleine Zweisitzer hatte zwar mit Unfällen zu kämpfen, war aber dennoch ein Verkaufsschlager. Auslieferungen des größeren Bruders R44, ein Viersitzer, begannen 1993 und 2002 schließlich kam die R44 Raven II mit dem Einspritzer auf den Markt und wurde schnell zu Robinsons Bestseller: Ende 2010 waren über 5000 Maschinen ausgeliefert.

Frank Robinsons Motto – man könnte auch sagen Mantra – blieb: „Turbine ist zu teuer, verbraucht zu viel Sprit und die Kosten für die Teile sind zu hoch.“ Als ROTORBLATT auf der HeliExpo 2003 in Dallas ein Interview mit Robinson führte und konkret fragte, ob denn sein nächstes Modell vielleicht eine R66 mit Turbine sein würde, hat der dies noch mit obigen Worten verneint. Heute wissen wir, dass er da schon über einen fünfsitzigen Hubschrauber nachdachte und sich sehr wohl bewusst war, dass er wohl um eine Turbine nicht herumkommen würde.
2005 begann er also ernsthaft mit der Entwicklung der R66, nachdem er mit Rolls Royce über die Entwicklung der RR300 Turbine zu einer Einigung gekommen war.

ALTERNATIVE ANTRIEBE

Obwohl Frank Robinson zuvor viel Aufwand und Energie in die Entwicklung eines Diesel-getriebenen Motors investiert hatte, musste er erkennen, dass zu der Zeit die Probleme mit dem Verhältnis von Leistung zu Gewicht und vor allem die Haltbarkeit und Verlässlichkeit nicht zu lösen waren. Wir wissen nicht, was Frank Robinson zur elektrischen R44 von Tier 1 sagt, die immerhin den Streckenrekord für elektrisch betriebenen Hubschrauber hält. Aber selbstverständlich können elektrische Antriebe eine weitere Alternative sein, die zzt. ja vor allem im Bereich der Urban Mobility viel Beachtung findet und das nicht nur bei E-Bikes, E-Scooters oder Elektroautos, sondern besonders auch in derUrban Air Mobility (siehe Seite 44).

OPTIONALLY PILOTED HELICOPTERS

Viele der Projekte der Urban Air Mobility sehen autonomes Fliegen als Standard vor. Zulassungsbehörden und Experten sehen dieses Ziel mit zertifizierbaren Technologien jedoch nicht vor 2050 erreichbar. Aber auch auf anderen Gebieten ist zumindest die Option, auch ohne Piloten zu fliegen, ebenfalls interessant. Seit gut zehn Jahren gibt es nicht wenige Projekte, die Hubschrauber für eine neue Art des Dual Use erproben: das Fliegen mit oder ohne Piloten.

Airbus Helicopters flog 2013 eine EC145 unbemannt und autonom. Der Hubschrauber startete automatisch, flog mehrere vorprogrammierte Waypoints ab, setzte eine Außenlast ab, um anschließend in der Art einer Aufk lärungsmission wieder zum Startpunkt zurückzukehren und dort automatisch zu landen. Lediglich beim Absetzen der Last übernahm ein Controller am Boden den Stick, nachdem die EC145 noch autonom in den Schwebeflug übergegangen war.

Für Navigationssysteme bedeutet die Digitalisierung große Veränderungen. Während heute digitale Systeme in modernen Glascockpits mit der Navigation und Avionik des Hubschraubers verschmelzen, gab es früher noch strikt getrennte Welten – so wie in diesem Bell 206 Jet Ranger.

SIKORSKY S-92


ROBINSON R44


In den 1990er Jahren kamen viele verschiedene Hubschraubertypen neu auf den Markt oder hatten zusamnen mit ROTORBLATT ihren Erstflug.
Diese Muster haben uns bis heute begleitet!


HAL DHRUV


NH90


Lockheed Sikorsky will mit dem Manned/ Unmanned Resupply Aerial Lift er (MURAL)-Programm der U.S. Army u. a. autonome Versorgungsflüge ermöglichen. Im März 2014 erfolgte die erste Flight Demonstration des Optionally Piloted Black Hawk (OPBH), der Schwebeflug und eine kleine Lastenverlegung demonstrierte. Die Kontrolle erfolgte hierbei noch durch einen Operator, der eine tragbare Ground Control Station bediente. Kern der Technologie ist Sikorskys Matrix-Autonomy-Soft - ware, die nicht nur den Wechsel zwischen bemannt und unbemannt ermöglicht, sondern auch autonomen Flug erlauben soll; im Prinzip mit jedem Hubschrauber.

Der K-Max, als reiner Lastenhelikopter entwickelt, wird in seiner unbemannten Version von den U.S. Marines in der Schiff-zu-Schiff-Versorgung (Vertical Replenishment, VertRep) verwendet und in der Brandbekämpfung eingesetzt. Im Frühjahr 2015 wurde in einer Übung auch seine Tauglichkeit für Rettungseinsätze unter Beweis gestellt. Bei der Übung lenkten Ground Operators zunächst ein unbemanntes Fahrzeug zum Ursprung eines Notrufs, um den Verletzten zu identifi- zieren und das Umfeld zu erkunden. Anschließend wurde auf einem Tablet für den unbemannten K-Max die genaue Position eingegeben, und nachdem er gelandet war, wurde der Verletzte in den Außenbord-Stuhl geschnallt und der K-MAX flog ihn zur weiteren Versorgung.

Leonardos Rotary Unmanned Aerial System (RUAS) basiert auf PZL Swidniks SW-4 und ist sowohl mit als auch ohne Piloten einsetzbar. Dabei ist es für eine Reihe von Einsätzen gedacht: Aufk lärung, Überwachung sowie Lasttransporte. Wenn bemannt, kommt noch Personentransport hinzu. Der Umbau von bemannt zu unbemannt dauert laut Leonardo weniger als 1 Stunde. Das System ist mit einer Ground Control Station (GCS) ausgerüstet, deren Interface die Kontrolle auch mehrerer „Solos“ zur gleichen Zeit erlaubt. Über die reine Kontrolle hinaus, können an der GCS auch Sensordaten abgelesen werden und sie erlaubt die Kommunikation mit weiteren RPAS.

Mittlerweile ist die Aufgabe nicht mehr so sehr, einen Hubschrauber „mal so mal so“ fliegen zu können, sondern dessen Systeme sicher zu machen. Vor allem gegen Cyber-Angriffe. So braucht es „unhackbare“ Systeme, deren Kommunikation mit einer Ground Station von der Außenwelt isoliert ist und so vor allem Angriffe auf UAV mit terroristischer Absicht verhindern hilft.

Während also alternative Antriebe und Autonomie durchaus gefragt sind, ist die geradezu „ewige“ Frage an den „traditionellen“ Hubschrauber: „Geht’s nicht auch ein bisschen schneller?“

WIE MAN DEN HUBSCHRAUBER SCHNELLER MACHT

Der Hubschrauber hat aufgrund der Physik ein sozusagen natürliches Geschwindigkeits-Limit. Der sogenannte Retreating Blade Stall – also der Strömungsabriss am sich entgegen der Flugrichtung bewegenden Rotorblatt – sorgt dafür, dass es im Zusammenspiel von Geschwindigkeit gegenüber der Luft und der Drehgeschwindigkeit des Rotors Grenzen gibt, deren Überschreitung zu einem Flugunfall führt. Aber der Mensch ist erfindungsreich und versucht seit langem, dieses Phänomen auszutricksen und den Hubschrauber schneller zu machen. Eine Möglichkeit ist der Tragschrauber, bei dem der Rotor durch die anströmende Luft angetrieben wird, aber der hat sich außer als Hobby-Fluggerät nicht durchgesetzt – und außer bei starkem Gegenwind kann er nicht hovern!

EC225 / H225


EC135


BELL 407


EC155


Bei der Bo46, deren Prototyp heute im Museum in Bückeburg steht, wurde mit Hilfe des Derschmidt-Rotors versucht, die einzelnen Blätter aktiv in ihrer Bewegung an einem Schwenkgelenk so zu steuern, dass der Strömungsabriss verhindert wird. Das hat im Prinzip funktioniert, allerdings sind bei den Tests so große Schwingungen aufgetreten, dass die Entwicklung nicht weiterverfolgt wurde. Das war 1965, lange vor der Geburt des ROTORBLATTS.

Also besann man sich auf frühere Ideen wie z. B. den Kipprotor oder Kippflügel. 1972 begann Bell mit der Entwicklung und den Tests der XV-15, woraus schließlich der erste wirklich einsetzbare und im Einsatz befindliche Tiltrotor, die V-22 Osprey, entstand. Erstflug war 1989; nach zwei Unfällen und einem Re-Design begann 1994, als das ROTORBLATT erstmalig an den deutschen Kiosken erschien, die Erprobung der V-22B, das militärische Testprogramm startete drei Jahre später. Zwei weitere Unfälle im Jahr 2000 stoppten das Programm erneut, bis die V-22 2005 schließlich beim US Marine Corps in Dienst gehen konnte. Und die Geschwindigkeit? In Flugzeug-Konfiguration kann die „Osprey“ bis zu 500 km/h schnell fliegen, immerhin.

Das zivile Tiltrotor-Programm AW609 wurde 1996 ins Leben gerufen und ist damit in etwa so alt wie ROTORBLATT. Zwei Jahre später schlossen sich Bell und Agusta zusammen, um die Entwicklung voranzutreiben, inzwischen ist es eine reine Leonardo-Entwicklung. Die Erprobung verzögerte sich immer wieder erheblich, der Absturz eines der Prototypen tat 2015 ein Übriges. Mittlerweile ist die Zulassung für Ende 2019 avisiert.


» Es ist nahezu unmöglich,alle Entwicklungen der Hubschrauberei in den letzten 25 Jahren nachzuzeichnen «


Einen anderen Ansatz verfolgt Sikorsky. Nachdem 1980 die S-69 mit ihrem Advancing Blade Concept und Strahltriebwerkunterstützung 518 km/h erreicht hatte, besann man sich 2005 auf dieses Prinzip und gab die Entwicklung der X2 bekannt. Die X2 sollte die gleiche koaxiale Rotorauslegung haben wie die S-69 und zusätzlich von einem 6-Blatt Schubpropeller angetrieben werden. 2010 erreichte die X2 eine Geschwindigkeit von 463 km/h und war damit der schnellste (mehr oder minder) traditionelle Hubschrauber. Die Erfahrungen aus dem Programm gehen heute bei Lockheed Sikorsky in die Entwicklung der S-97 Raider und in das Gemeinschaft sprojekt mit Boeing, der SB-1 Defiant, ein.

Streng genommen muss man die X3 wohl als Flugschrauber betrachten, auf jeden Fall aber ist sie ein Drehflügler.


Auch Eurocopter besann sich auf die Geschichte, als man dort mit der Entwicklung des Technologieträgers X3 begann. Angelehnt an Anton Flettners Fl 185 hatte die X3 zwei seitlich angebrachte Propeller, die den Rotor im schnellen Vorwärtsflug entlasten und so eine höhere Geschwindigkeit ermöglichen sollen. Eurocopter verfolgte das Programm seit 2008, der Erstflug fand im September 2009 statt. 2013 stellte die X3 mit 472 km/h im Horizontalflug einen neuen Rekord auf, im Sinkflug erreichte sie 487 km/h. Basierend auf den mit der X3 gesammelten Erkenntnissen entwickelt Airbus zzt. das „Rapid and Cost-Effective Rotorcraft “, den RACER, dessen Erstflug für 2020 geplant ist und der bei einer Reisegeschwindigkeit von über 400km/h Geschwindigkeit, Kosteneffizienz, Nachhaltigkeit und Missionsleistung optimal kombinieren soll. Allen diesen Hochgeschwindigkeits-Hubschraubern ist gemein, dass sie nicht nur schnell fliegen, sondern auf historischen Versuchen beruhen, deren Realisierung erst in unserer Zeit durch neue Technologien und die Digitalisierung möglich wurde. Das klingt fast banal, unterstützt aber den Gedanken der Evolution im Gegensatz zur Revolution.

FLUGSICHERHEIT

In 25 Jahren ROTORBLATT haben wir immer versucht, vor allem unsere Begeisterung für den Hubschrauber, für seine Fähigkeiten und die technischen Lösungen so zu vermitteln, wie wir sie empfinden. Leider musste ROTORBLATT dabei auch über Unfälle berichten. Die Sicherheit des „Systems Hubschrauber“ hat sich aber in den vergangenen 25 Jahren stetig weiterentwickelt. Verlässliche Komponenten, neue Unterstützungssysteme, hochmoderne Wartung, all das hat zur Steigerung der Sicherheit beigetragen.

Dass es dennoch immer wieder zu Flugunfällen kommt und wohl kommen wird, scheint zumindest noch unvermeidlich. Wenn ROTORBLATT einen Beitrag leisten kann, auch unter den Piloten – professionellen wie privaten – stets die Awareness für Flugsicherheit hochzuhalten, ist das der höchste Anspruch, den Deutschlands führendes Helikopter-Magazin haben kann.