Negatives Wendemoment

Definition und Ursache

Die wichtigsten am Flügel angreifenden Kräfte sind der Widerstand und der Auftrieb. Beide sind zunächst vom Anstellwinkel abhängig: Bei größer werdendem Anstellwinkel erhöhen sich sowohl Auftrieb wie Widerstand.

Wird aus dem Horizontalflug das Querruder z. B. zum Rollen nach Rechts ausgeschlagen, bewegt sich das Ruder am linken Flügel nach unten und am rechten Ruder nach oben. Dadurch erhöht/verringert sich der Anstellwinkel am linken/rechten Flügel. Hieraus folgen 2 Dinge:

Der linke/rechte Flügel bekommt mehr/weniger Auftrieb: Das Flugzeug beginnt, um die Längsachse nach rechts zu drehen. Dies ist die gewünschte Rollbewegung des Flugzeugs.

Der linke/rechte Flügel hat einen größeren/kleineren Widerstand. Diese Widerstandsänderung ist einerseits Profilwiderstand des durch den Klappenausschlag modifizierten Profils, meist ist der wesentlichere Anteil lokaler induzierter Widerstand, durch die vom Querruderausschlag gestörte Auftriebsverteilung. Hierdurch wird ein Drehmoment um die Hochachse des Flugzeugs ausgeübt, der dieses nach links drehen will (gieren). Dieses Giermoment ist unerwünscht und heißt negatives Wendemoment. Insgesamt ist das Giermoment aus Änderung der Verteilung des induzierten Widerstandes aber relativ gering.

Das Rollgiermoment entsteht im Wesentlichen durch das Ändern des effektiven Anstellwinkels infolge der Rollbewegung. Der Auftriebsvektor weist beim abwärtseilenden Flügel stärker nach vorne (Erhöhung der Vortriebskomponente) und beim aufwärtseilenden Flügel nach hinten (Erhöhung der Widerstandskomponente). Das daraus resultierende Giermoment ist um Ordnungen größer als die Momente in Folge der Widerstandsänderungen.

Gegenmaßnahmen

Trainer oder Segler

Zur Minimierung dieses unerwünschten Effektes gibt es üblicherweise 2 Gegenmaßnahmen:

Querruderdifferenzierung: Das nach oben auszuschlagende Querruder erhält einen größeren Ausschlag als das nach unten auszuschlagende.

Zum Rollen wird gleichzeitig das Seitenruder bewegt. Dies kann elektronisch vorgegeben werden durch Mischen am Sender, oder der Pilot führt dies eigenhändig durch.

Kunstflug

Da sich die Richtung des negativen Wendemoments aus Sicht des Flugzeugs (nicht aus Sicht der Flugrichtung) im Rückenflug spiegelt, sind konstruktive Gegenmaßnahmen beim Kunstflugzeug nicht vorgesehen. Zur sauber geflogenen Rolle gehört daher zwingend das sorgfältig mitbewegte Seitenruder.