Steuerfunktionen beim Helikopter: Pitch, Nick, Roll und Gier

Gerade für Einsteiger ist es wichtig, dass sie die Basics verstehen. Deshalb erklären wir hier in aller Kürze die Steuerfunktionen Pitch, Nick, Roll und Gier eines RC Helikopters.

Kurz vorab

Wir erklären die Steuerfunktionen Pitch, Nick, Roll und Gier zum einen anhand eines Collective Pitch RC Helikopters mit 120° Taumelscheibe und von vorne angelenkten Blatthaltern, zum anderen an einer Fernsteuerung im Steuermodus 2 (Gas links) - also eine sehr oft vorkommende Kombination. Uns ist klar, dass die Begriffe Collective Pitch, 120° Taumelscheibe, usw. eigentlich für einen Einsteiger auch erklärt werden müssten. Dies werden wir in einem anderen Artikel nachholen. Zudem ist die Aerodynamik bei einem Helikopter nicht ganz so einfach wie es sich hier anhören mag. Wer sich im Detail damit beschäftigen möchte, empfehlen wir das Buch "Hubschrauber Aerodynamik auf den Punkt gebracht".
Anhand der Grafiken haben wir versucht, diese Steuerfunktionen auch visuell verständlich zu machen. Damit es nicht allzu einfach ist, haben wir nicht immer die Normalfluglage gewählt;-).

 

Pitch

Helikopter Pitch

Der aus dem Englischen stammende Begriff Pitch bedeutet im Deutschen Steigung, Neigung oder Neigungswinkel. Bei RC Helikoptern steuert man über den Pitch-Hebel (linker Knüppel, Gas-Knüppel) den kollektiven Anstellwinkel der Hauptrotorblätter und damit die vertikale Beschleunigung, also das Steigen und Sinken des RC Helikopters. Die mechanische Umsetzung erfolgt über eine vertikale Verschiebung der Taumelscheibe auf der Hauptrotorwelle.
Bei von vorne angelenkten Blatthaltern bewegt sich die Taumelscheibe nach oben, wenn man den linken Steuerknüppel nach vorne schiebt. Der Anstellwinkel der Rotorblätter vergrößert sich. Der Helikopter steigt nach oben.
Schiebt man den linken Steuerknüppel nach hinten, bewegt sich die Taumelscheibe nach unten und der Anstellwinkel der Rotorblätter verringert sich. Der Helikopter sinkt nach unten.
Zur oben abgebildeten Grafik: Fliegt man mit einem RC Helikopter auf dem Rücken und will, dass der Helikopter steigt, muss man negativ Pitch geben (Steuerknüppel nach hinten). Dadurch verringert sich der Anstellwinkel weiter in den negativen Bereich. Würde sich der Helikopter in Normalfluglage befinden, würde er dadurch nach unten gedrückt werden. Da er sich jedoch im Rückenflug befindet, steigt er nach oben.

 

Nick / Nicken
Helikopter Nick

Im Englischen wird Nick im Übrigen auch als pitch (selten als nick) bezeichnet. Es ist damit das Drehen um die Querachse eines Fluggeräts gemeint. Beim RC Helikopter wird das durch das Bewegen des rechten Steuerknüppels nach vorne und hinten erreicht.
Schiebt man den rechten Steuerknüppel nach vorne, neigt sich die Taumelscheibe nach vorne. Der Auftrieb wird am Hauptrotor im vorderen Bereich verringert und im hinteren verstärkt. Dadurch neigt sich der Helikopter nach vorne (siehe rechtes Bild in der oben abgebildeten Grafik).
Schiebt man den rechten Steuerknüpppel nach hinten, neigt sich die Taumelscheibe nach hinten. Der Auftrieb wird am Hauptrotor im vorderen Bereich verstärkt, im hinteren verringert. Dadurch neigt sich der Helikopter nach hinten (siehe linkes Bild in der oben abgebildeten Grafik).

 

Roll / Rollen

Helikopter Roll

Als rollen (engl. roll) wird die Drehung um die in Längsachse eines Fluggeräts bezeichnet. Für den Querneigungswinkel wird dabei auch die Bezeichnung banking verwendet. Beim RC Helikopter wird dies durch das Bewegen des rechten Steuerknüppels nach rechts und links erreicht. Bei einigen Fernsteuerungen wird diese Steuerfunktion auch Aileron (engl. für Querruder) genannt. Querruder sorgen bei Flächenfliegern für das Steuern um die Längsachse.
Drückt man den rechten Steuerknüppel nach rechts, neigt sich die Taumelscheibe nach rechts (in Flugrichtung gesehen). Der Auftrieb wird am Hauptrotor im rechten Bereich verringert und im linken verstärkt. Dadurch neigt sich der Helikopter nach rechts.
Drückt man den rechten Steuerknüppel nach links, neigt sich die Taumelscheibe nach links (in Flugrichtung gesehen). Der Auftrieb wird am Hauptrotor im linken Bereich verringert und im rechten verstärkt. Dadurch neigt sich der Helikopter nach links.
Zur oben abgebildeten Grafik: Fliegt man mit einem RC Helikopter auf sich zu und möchte, dass dieser vom Piloten aus gesehen nach links rollt, muss man Roll nach rechts steuern.

 

Gier / Gieren / Heck

Helikopter Gieren Heck

Als gieren (engl. yaw) wird die Drehung um die Hochachse eines Fluggeräts bezeichnet. Für den Richtungswinkel werden dabei auch die Bezeichnungen heading oder Azimut (arabisch, Terminus aus der Astronomie) verwendet. Gerade bei den RC Helikoptern wird diese Steuerfunktion auch Heck genannt. Beim RC Helikopter wird dies durch das Bewegen des linken Steuerknüppels nach rechts und links erreicht. Im folgenden erklären wir am Beispiel eines Helikopters mit rechtsdrehendem Hauptrotor (clockwise) die Funktion eines pitchgesteuerten Heckrotors, dessen Anstellwinkel zumeist über eine Schubstange von einem Servo verändert werden kann.
Drückt man den linken Steuerknüppel nach links, wird der Anstellwinkel am Heckrotor verringert. Das heißt, der Heckrotor "bläst" weniger stark nach rechts (oder bei starken Ausschlägen sogar nach links), was zur Folge hat, dass sich der Helikopter nach links dreht (siehe linkes Bild in der oben abgebildeten Grafik).
Drückt man den linken Steuerknüppel nach rechts, wird der Anstellwinkel am Heckrotor erhöht. Das heißt, der Heckrotor "bläst" stärker nach rechts, was zur Folge hat, dass sich der Helikopter nach rechts dreht (siehe rechtes Bild in der oben abgebildeten Grafik).

 

Roll-Nick-Gier-Winkel

Der Roll-Nick-Gier-Winkel (engl. roll-pitch-yaw angle) beschreibt die Orientierung eines Fluggeräts im dreidimensionalen Raum.

 

Komplexe Steuerung

Anhand der oben aufgeführten Erläuterungen wird schnell klar, dass das Steuern eines pitchgesteuerten RC Helikopters eine komplexe Angelegenheit ist, da zu jeder Zeit, also auch beim Schweben, jede einzelne der 4 Steuerfunktionen gesteuert bzw. ausgeglichen werden muss.
Nehmen wir eine Linkskurve (Normalfluglage, vorwärts) als Beispiel: Bereits das Fliegen einer sauberen Kurve erfordert beim Steuern eines RC Helikopters einiges an Können. In der folgenden Aufzählung haben wir die grundsätzlichen Knüppelbewegungen für das Fliegen einer Linkskurve dargestellt. Damit auch eine saubere Kurve dabei herauskommt, ist das Timing und der Ausschlag der Knüppelwege von enormer Bedeutung.
Gier: linker Knüppel nach links
Roll: rechter Knüppel nach links
Nick: rechter Knüppel nach hinten
Pitch: linker Knüppel nach oben (da der Rotor durch Kippen des Helikopters weniger Auftrieb nach unten erzeugt, muss dies ausgeglichen werden)

 

 

Quellen

 

Suchbegriffe

  • Steuerfunktionen eines RC Helikopter / Hubschrauber
  • Was ist Nick Roll Pitch Gier bei einem Helikopter
  • Nicken Rollen Pitch Gier bei Collective Pitch Helikopter
  • Definition Erklärung der Begriffe Nick Pitch Roll Gier
  • Orientierung von Fluggeräten im dreidimensionalen Raum

 

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