- Wendezeiger - H. Lührs
Der Wendezeiger besteht aus zwei voneinander unabhängigen Bauteilen, dem eigentlichen Instrumententeil zur Anzeige der Drehrichtung und der so genannten Libelle. Für eine koordiniert geflogene Kurve, dies bedeutet, dass der Kaffee nicht aus dem Becher schwappt, muss der Pilot auf beide Instrumententeile gleichermaßen achten.
Die Anzeige des Wendezeigers erfolgt aufgrund der Präzession eines Kreisels
Ähnlich wie beim Kurskreisel und künstlichen Horizont basiert auch der Wendezeiger auf den Eigenschaften eines rotierenden Kreisels, macht sich aber einen anderen Effekt zunutze: die so genannte Präzession. Sobald eine äußere Kraft versucht, einen rotierenden Kreisel zu kippen, reagiert dieser mit einer Ausweichbewegung, die mit einer Verlagerung der Rotationsachse einhergeht. Diese Ausweichbewegung des Kreisels wirkt dabei senkrecht (90°) zur angreifenden Kraft, die Rotationsenergie des Kreisels bleibt erhalten. Eine Verschiebung des Kreisels parallel oder senkrecht zu seiner Achse hat hingegen keine Auswirkung auf das Kreiselsystem, führt also auch nicht zu einer Präzession.
Damit der Kreisel präzedieren kann, darf er nicht um alle drei, sondern nur um zwei Achsen frei beweglich aufgehängt sein. Solche Kreisel können sich um ihre eigene Achse und zusätzlich senkrecht zur Kreiselachse bewegen. Es besteht dadurch eine beschränkte Möglichkeit zu präzedieren. Der Kreisel wird mit seiner Rotationsachse in einem Rahmen gelagert, welcher ihm den zweiten Freiheitsgrad ermöglicht. Diese Lagerung wird als halbkardanische Aufhängung bezeichnet.
Der Wendezeiger spricht bei Bewegungen um die Hochachse an
Die Drehgeschwindigkeit wird durch die Präzession eines halbkardanisch aufgehängten Kreisels ermittelt und auf der Anzeige dargestellt. Die Rotationsachse des mit zwei Freiheitsgraden aufgehängten Kreisels ist parallel zur Flugzeugquerachse ausgerichtet. Nur bei Bewegungen um die Quer- und Längsachse kann der Kreisel somit seine Lage im Raum beibehalten. Bei einer Drehung um die Hochachse (während eines Kurvenfluges) präzediert der Kreisel in der Folge entgegengesetzt der Kurvenrichtung um die Flugzeuglängsachse.
Mit Hilfe einer Übertragungsmechanik wird diese Präzessionsbewegung an die Anzeige weitergeleitet. Eine Rückholfeder bringt diese Übertragungsmechanik (und damit auch die Anzeige) zurück in die Neutralstellung, sobald die Kurve beendet ist. Zudem begrenzt sie bei den meisten Geräten die maximale Präzession auf 45°.
Es gibt zwei grundsätzlich verschiedene Anzeigen bei einem Wendezeiger
Es gibt zwei unterschiedliche Anzeigemöglichkeiten der Kurvenneigung. Die klassische Anzeige besteht aus einem Zeiger („Pinsel“), welcher nach rechts oder links ausschlägt. Am oberen Rand der Anzeige befinden sich zudem drei Markierungen, welche Aufschluss über die Querneigung geben. Die mittlere Markierung stellt die Neutralstellung dar. Die beiden seitlich davon befindlichen Markierungen geben eine Querneigung entsprechend einer Standardkurve an. Bei einer Standardkurve wird davon ausgegangen, dass ein Vollkreis innerhalb von zwei Minuten beendet ist. Dies entspricht einer Drehgeschwindigkeit von 3° pro Sekunde.
Neuere Anzeigen verwenden eine Darstellung, bei der ein bewegliches Flugzeugsymbol mittig auf der Anzeige angebracht ist. Dieses Symbol kippt je nach Drehgeschwindigkeit nach rechts oder links, wobei auch in dieser Darstellung die Markierungen einer Standardkurve entsprechen. Die Anzeige ist dahingehend nicht ganz korrekt, weil das Flugzeugsymbol eine Drehung um die Längsachse durchführt, sich die Angabe aber auf eine tatsächliche Drehung um die Hochachse bezieht.
Die Libelle gibt Auskunft über das Kräftegleichgewicht während eines Kurvenfluges
Die Kugellibelle arbeitet völlig unabhängig vom Wendezeiger, ist aus praktischen Erwägungen aber mit diesem in einem Instrument kombiniert. Sie besteht aus einer in einem gekrümmten Röhrchen in einer Flüssigkeit gelagerten Stahlkugel. Innerhalb dieses Röhrchens kann sich die Kugel frei bewegen. Während des Geradeausfluges richtet sich die Kugel nach der Gewichtskraft aus und steht genau in der Mitte (an der tiefsten Stelle des Röhrchens). Im Kurvenflug richtet sich die Kugel nach dem Scheinlot (dem Lastvielfachen) aus, was der Resultierenden aus Gewichts- und Zentrifugalkraft entspricht. Bei einer „sauber“ geflogenen Kurve genau entsprechend der Flugzeughochachse muss die Kugel dementsprechend in der Mitte gehalten werden.
Henrik Lührs - Jahrgang 1979. Nach dem Abitur 1998 Ausbildung zum Verkehrspiloten, seit 2002 Theorielehrer für verschiedene Fächer der Privat- ...
