Was genau ist ein Leitwerk mit variablem Einfall?

Der Einfallswinkel ist der Winkel, in dem eine aerodynamische Oberfläche auf die übrige Struktur eines Flugzeugs montiert wird. Variabel bedeutet, dass dieser Winkel im Flug verändert werden kann. Normalerweise ist eine Steuerfläche in einen vorderen Teil, der als Stabilisator bezeichnet wird, und einen hinteren Teil, der als Höhenruder bezeichnet wird, aufgeteilt. Bei Flugzeugen mit weniger starken Flügelklappen ist der Stabilisatoreinfall fest und nur das Höhenruder kann sich bewegen, während komplexere Flugzeuge auch den Stabilisator bewegen können .

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, auf ein separates Höhenruder zu verzichten und die gesamte Leitwerksfläche zu bewegen . Dies ist ein Leitwerk mit variablem Einfall.

Vorteile einer voll fliegenden Leitwerksfläche

• Durch die Vermeidung eines Konturbruchs aufgrund eines Klappenausschlags können alle beweglichen Steuerflächen die Stöße vermeiden , die sonst bei hoher Unterschallgeschwindigkeit auftreten würden. Dies ist besonders vorteilhaft für Überschallflugzeuge.
• Bei Überschallgeschwindigkeit erzeugt die ungekrümmte Oberfläche weniger Luftwiderstand, sodass bei Überschallgeschwindigkeit die sich vollständig bewegende Steuerfläche effizienter ist.
• Indem die gesamte Heckfläche mit hoher Geschwindigkeit bewegt wird, erzeugt eine sich vollständig bewegende Steuerfläche die höchstmögliche Momentenänderungsrate im Laufe der Zeit. Um auch die höchste dauerhafte Momentenänderung zu erzeugen, muss sie jedoch größer sein als eine vergleichbare Stabilisator-Höhenruder-Kombination, da sie die Vorteile des variablen Sturzes einbüßt.
• Die sich vollständig bewegende Steuerfläche hat keine Lücken, die Radarreflexionen hinzufügen könnten, was ein verstohleneres Design ermöglicht und den Luftwiderstand leicht verringert.
• Geringerer mechanischer Aufwand. Dies wird etwas durch die Notwendigkeit einer viel kräftigeren Hydraulik ausgeglichen.

Einige Segelflugzeuge haben vollfliegende horizontale Heckflächen für eine reduzierte Komplexität. Sie haben einen leichten Backsweep, um ihr aerodynamisches Zentrum und ihren Schwerpunkt an die gleiche Stelle zu verlagern. Dies macht das Heck leicht und einfach und vermeidet den zusätzlichen Widerstand des Höhenruderscharnierspalts. Solche Heckkonfigurationen haben jedoch in der frühen Phase eines Windenstarts eine Reihe von Abstürzen verursacht, wenn der Pilot den Steuerknüppel nicht neutral gehalten hat. Bei niedriger Geschwindigkeit hat eine vollständig abgelenkte Leitwerksfläche eine abgelöste Strömung auf der Sogseite, wodurch das Leitwerk weniger effektiv wird. Erst wenn die Strömung bei zunehmender Geschwindigkeit plötzlich ansetzt, wird die Heckeffektivität wiederhergestellt. In Kombination mit dem Aufstellmoment der Schleppleine führte dies direkt nach dem Start zu sehr steilen Anstellwinkeln, die der Pilot mit dem noch unwirksamen Leitwerk nicht korrigieren konnte, und einige Segelflugzeuge überzogen, rollte und stürzte in der Folge ab. Daher vermeiden moderne Segelflugzeuge diese Funktion.

Schempp-Hirth Cirrus mit ausfliegendem Schweif ( Bildquelle )

Es ist im Grunde das, was sein Name schon sagt: ein Höhenleitwerk mit variablem Einfallswinkel (nicht zu verwechseln mit Anstellwinkel). Es kann nur zu Trimmzwecken verwendet werden (wie in den meisten modernen Verkehrsflugzeugen und einigen GA-Flugzeugen, Steuerung mit dem Trimmsystem) oder zur Pitch-Steuerung (in den meisten, wenn nicht allen Überschalljägern ohne Deltaflügel, gesteuert durch die Eingabe des Piloten). .

Hier können Sie mehr lesen: https://en.wikipedia.org/wiki/Stabilator (insbesondere den Abschnitt Airliners).