Hat jemand ein Flugzeug erforscht oder gebaut, das Nicken und Rollen steuert, indem es Flüssigkeit in die Flugzeugzelle pumpt?

Die aus Oberflächendurchbiegungen resultierenden aerodynamischen Kräfte sind um Größenordnungen größer und (in ihrer Änderungsrate) schneller als die durch Schwerpunktverlagerung erreichbaren Gravitationskräfte.

Wie OP zu erkennen scheint, wäre außerdem eine Giersteuerung mit diesem Verfahren nicht durchführbar.

Insgesamt wäre es also nicht unmöglich, aber es hat keine klaren Vorteile, die schweren Nachteile aufzuwiegen. Mir sind auch keine Prototypen oder Tech-Demonstratoren bekannt, die diese Methode verwenden.

Bisher nur Pech. Kraftstoff wird zwischen Tanks gepumpt, um das Flugzeug zu trimmen. Dies ist besonders hilfreich für Überschallflugzeuge, da sich deren Druckmittelpunkt zwischen Unter- und Überschallflug um ein Viertel der Flügelsehne verschiebt. Das Paradebeispiel wäre die Concorde:

… während des Fluges Kraftstoff von Tank zu Tank umgefüllt wird, um die Trimmung und das Gleichgewicht des Flugzeugs aufrechtzuerhalten, da es kein vollständiges Höhenleitwerk hat, das bei einem Unterschallflugzeug verwendet würde, um diese Aufgabe zu erfüllen. Auch für den Überschallflug ist der Schwerpunkt entscheidend und muss für unterschiedliche Geschwindigkeiten verschoben werden. ( Quelle )

Vor dem Start und während der Beschleunigung durch Mach 1 auf schließlich Mach 2 wird Kraftstoff aus den vorderen Trimmtanks in die hinteren Trimmtanks und die Sammeltanks in den Flügeln gepumpt. Dabei werden rund 20 Tonnen Kraftstoff bewegt und bewirken eine Rückwärtsverschiebung des CoG um 6 Fuß (2 Meter).

Concorde-Kraftstofftanks und Transferschema ( Bildquelle )

Airbus verwendet ein ähnliches Schema zur Feineinstellung des Schwerpunkts für eine optimale Leistung.

Ich gehe davon aus, dass insbesondere beim Rollen das Pumpen von Flüssigkeiten keine ausreichend schnelle Reaktion liefert. Beim Fliegen durch böige Luft ist es sehr hilfreich, eine reaktionsschnelle Rollkontrolle zu haben.

Nimmt man eher eine feste Masse als eine Flüssigkeit an, dann gelten die Segelflugzeuge von Otto Lilienthal als die ersten Flugzeuge, die Gewichtsverlagerung zur Steuerung nutzten , sowohl beim Nicken als auch beim Rollen. In seinen Fußstapfen nutzt bis heute jeder Drachenflieger und Trike diese Technik.

Otto Lilienthal in seinem Normalflugapparat , dem ersten Serienflugzeug ( Bildquelle ). Hier wirft er seine Beine nach hinten, um sich aufzurichten.

Eine weitere Premiere nutzte die Gewichtsverlagerung, allerdings nur zur Neigungssteuerung: Der allererste Zeppelin hatte ein 100 kg schweres Gewicht, das zwischen seiner vorderen und hinteren Gondel aufgehängt war und zur Verstellung des Schwerpunkts nach vorne und hinten verschoben werden konnte.

Von www.airships.net :

Die Neigung wurde durch ein unter dem Rumpf aufgehängtes Gleitgewicht gesteuert, das nach vorne und hinten verschoben werden konnte. Es gab keine Aufzüge für die Neigungskontrolle oder Flossen für die Stabilität.

Das Gewicht erwies sich als unzureichend und blockierte anlässlich des ersten Fluges. Später wurde es auf 150 kg erhöht. Höhenruder und Seitenflossen hätten weniger geholfen, weil die beiden 14-PS-Benzinmotoren das Schiff nie schnell genug fliegen ließen, um eine effektive aerodynamische Kontrolle zu erreichen.

Das Space Shuttle der NASA (neben vielen anderen Raketensystemen) verwendet gepumpte Flüssigkeit, um Nick, Roll und Höhenruder zu steuern

Allerdings nicht so, wie du es grafisch dargestellt hast. Anstatt hydraulische Steuerflächen zu verwenden, verwendet es eine Schubvektorsteuerung , um alle drei Winkel zu steuern. Indem Sie den Kraftstoff in einem leichten Winkelunterschied aussenden oder indem Sie RCS verwenden , um den Winkel zu ändern.

Die Schubvektorsteuerung funktioniert, indem der Winkel geändert wird, in dem der Treibstoff aus der Düse der Rakete ausgestoßen wird, und somit die Richtung des Schubs geändert wird. Dies kann das Nicken und Gieren eines Flugzeugs verändern (bei einer Rakete Nicken und Rollen). Die Rollkontrolle ist ein weiterer Aspekt, der zwei oder mehr Triebwerke erfordert, die ein Drehmoment auf die Struktur ausüben, ähnlich wie man einen Kreisel dreht.