Primärsteuerung
Die Primärsteuerung umfasst die drei Hauptsteuerflächen eines Flugzeugs, die das Flugzeug um seine drei Achsen drehen.
Die drei Achsen
| Achse | Bewegung | Steuerorgan |
|---|---|---|
| Längsachse (durch Rumpf vorne nach hinten) | Roll (Querneigung) | Querruder (Ailerons) |
| Querachse (durch Tragflächen quer) | Pitch (Nick) | Höhenruder (Elevator) |
| Hochachse (vertikal durch CG) | Yaw (Gier) | Seitenruder (Rudder) |
1. Querruder (Ailerons)
Funktion
Bewegt sich entgegengesetzt am linken und rechten Flügel.
- Links nach oben, rechts nach unten → Lift rechts mehr, Lift links weniger → Roll nach links.
- Effekt am Yoke: linker Yoke-Wheel-Input → Roll nach links.
Position
- An Hinterkante des Außenflügels — möglichst weit außen für maximalen Hebel.
- Typische Länge: 25-40 % der Halbspannweite.
Sekundär-Effekt
- Adverse Yaw: siehe separate Lesson "Adverse Yaw bekämpfen".
2. Höhenruder (Elevator)
Funktion
Symmetrisch beweglich am Horizontal-Leitwerk.
- Yoke nach hinten ziehen → Elevator nach oben → Down-Lift am Stab → Heck sinkt → Nase steigt (Pitch-Up).
- Yoke nach vorn drücken → Elevator nach unten → Pitch-Down.
Position
- Bei konventionellem Heck: hinten oben an Stab.
- T-Tail: Elevator am Top der Vertical Fin (z.B. PA-28 vs. DA-40).
- All-Moving Stabilator: ganzer Stab dreht → wirksamer aber empfindlicher.
Sekundär-Effekt
- Speed-Änderung: Pitch-Up → α steigt → Drag steigt → Speed sinkt.
- In Kurve: Pitch-Up erhöht Bank (Auto-Drift).
3. Seitenruder (Rudder)
Funktion
Vertikale Steuerfläche am Heck.
- Linkes Pedal drücken → Rudder nach links → Side-Force nach rechts am Heck → Yaw nach links.
- Pilot bedient mit Füßen (Rudder Pedals).
Position
- An der Vertical Fin als bewegliches Hinterstück.
Sekundär-Effekt
- Roll-Wirkung durch Dihedral (Yaw nach links → Sideslip → Roll nach links via Dihedral).
- Adverse Yaw der Ailerons kann durch Rudder kompensiert werden.
Coordinated Flight
Koordinierter Flug verwendet alle drei Steuerorgane gleichzeitig — der Ball im Slip-Skid-Indicator ist mittig.
Beispiel Linkskurve:
- Yoke nach links (Aileron) → Roll-Beginn.
- Linkes Pedal (Rudder) — kompensiert Adverse Yaw, hält Nase in Richtung.
- Yoke leicht zurück (Elevator) — erhält Höhe trotz Bank.
Yoke / Joystick / Stick
Versionen:
- Yoke: zweihändig, in den meisten GA-Trainern (C172, PA-28).
- Joystick (Side Stick): einhändig, in Hochleistungs- und neueren Flugzeugen (DA-40 zentral, Cirrus seitlich, Airbus-Verkehrsflugzeuge).
- Stick (zentral): in Aerobatic- und Glider-Flugzeugen.
Steuerwirksamkeit
- Steigt mit Geschwindigkeit² (dynamischer Druck).
- Bei niedriger Speed: Steuer "schwammig", weniger Wirkung.
- Bei hoher Speed: Steuer "fest", aber empfindlicher.
- Maximum bei Vne: Limit für Steuer-Last (Va-Konzept, siehe Lesson "Va").
Steueranschläge (Control Travel)
POH-spezifisch:
- Aileron: typisch ±20-30° pro Seite.
- Elevator: typisch ±20-25°.
- Rudder: typisch ±20-30°.
CS-23-Anforderungen
CS-23 Subpart B fordert für jeden Anstellwinkel-Bereich:
- Ausreichende Steuerwirksamkeit (Demonstration im Zertifizierungs-Test).
- Keine Reversal-Tendenzen (Steuer darf nicht falsch herum wirken bei Extremen).
- Force-Levels innerhalb akzeptierter Bereiche.
Cable / Push-Rod / Fly-by-Wire
- Cable: Standard in den meisten GA-Flugzeugen.
- Push-Rod: einige moderne Konstruktionen für direktere Wirkung.
- Fly-by-Wire: in Verkehrsflugzeugen und neueren Kampfjets — elektronische Signale ersetzen mechanische Verbindung.