DC-3 im FS2004 - Schräglage entgegen Seitenruderausschlag

[Carl Josef]

In der Besprechung des FS2004 in der FlightXpress, September 03 beschreibt H.P. Franzen ein merkwürdiges Verhalten der DC-3 und Ford Trimotor.

Tritt man im Fluge das Seitenruder, so schwenken die Nasen der Ford und der DC-3 zwar vehement zur entsprechenden Seite, aber kurz darauf stabilisiert sich der Flugweg der Maschinen wieder und obendrein beginnen Sie langsam in die entgegengesetzte Richtung Schräglage einzunehmen und zu drehen! Wohlgemerkt, bei nach wie vor getretenem Seitenrufer und neutral gehaltenem Querruder !

Man soll im Bereich der Fliegerei niemals "nie" sagen, doch ich kann mir ein solches Verhalten zumindest bei den hier dargestellten Flugzeugen in der Realität auch nicht vorstellen.

Ich glaube eine Erklärung für dieses ungewöhnliche Verhalten gefunden zu haben und eine Abhilfe.

Aus Sicht der Flugmeachanik, nachzulesen z.B: hier, stellt sich das Problem folgendermaßen dar:

Der Seitenruderauschlag eines Flugzeugs bewirkt zunächst einmal die gewollte Drehung um die Hochachse, das Gieren.

Diese Drehbewegung hat eine Erhöhung der Anströmgeschwindigkeit des kurvenäußeren Flügels zur Folge, der entsprechend höhere Auftrieb erzeugt ein Moment um die Längsachse, das Wenderollmoment. Es neigt den Flieger in Richtung des Seitenruderauschlags.

Durch das Schieben bei getretenem Seitenruder kommt noch ein weiters Moment, ebenfalls in Richtung des Seitenruderauschlags, zum tragen, das Schieberollmoment , auch Dihedraleffekt genannt. Dieses Moment kommt zustande durch:
- die V-Stellung und die Pfeilung des Fluegels (Höherer Anstellwinkel am vorauseilenden Fluegel),
- die Stroemungsverhaeltnisse am Übergang Rumpf /Fluegel (Hoch, Mittel Tiefdecker)
- die Fläche des Seitenleitwerks, die asymmetrisch zur Rollachse angeordnet ist.
- die V-Stellung des Höhenleitwerks usw.

Durch einen zweiten Hebelarm, dem Abstand des Mittelpunktes der Seitenruderkraft von der Bewegungsachse des Fliegers in Längsrichtung gibt es aber auch ein Moment entgegen des Seitenruderauschlags. Das Seitenruderrollmoment. Das Seitenruder wirkt dabei gewissermaßen wie ein Querruder.

Den im FS2004 bei DC-3 und Ford beobachteten Effekt, daß bei Auschlag des Seitenruders der Flieger in Gegenrichtung rollt, gibt es also in theoretischen Betrachtungen der realen Flugmechanik. In der Praxis, wird dieses Seitenruderrollmoment wohl meist von den anderen Momenten in Richtung des Seitenruderauschlags ausgeglichen. Es ist als solches vom Piloten nicht erkennbar.

Wer nun diese Neigung in Gegenrichtung zur Seitenrudereingabe nicht für realistisch hält , oder wem sie nicht gefällt, kann sie durch einen einfache Änderung in der .air-Datei eliminieren.

Dimensionslose, lineare Beiwerte (Koeffizienten) der oben beschriebenen Rollmomente sind in der .air-Datei der MS Simulatoren im Abschnitt Primary Aerodynamics --- Roll zu finden. Ein Screenshot der Darstellung des entsprechenden Bereichs durch den Editor AAM, sowie einige Erläuterungen zu den Einträgen findet Ihr hier.

Dort gibt es u.a. den Eintrag Cl_dr Roll Moment Rudder , der Beiwert des oben beschriebenen Seitenruderrollmoments, das entgegen des Seitenruderauschlags wirkt.

Setzt man diesen auf Null, oder auf einen entsprechend geringen Wert, so neigt sich die DC-3 bei Seitenruderauschlag nicht mehr in Gegenrichtung sondern mehr oder weniger in Richtung des Seitenruderauschlags.

Entsprechned geänderte .air-Dateien der DC-3 könnt Ihr auch auf oben angegebener Seite auch hier herunterladen.

Nebenwirkungen sind mir nicht bekannt, ich habe sie aber auch nicht gezielt gesucht. Mein Beitrag soll jedoch dazu anregen, daß andere meine Ergebnisse bestätigen oder widerlegen und das Thema weiter diskutieren.

Es scheint also, die zuständigen Mitarbeiter von Microsoft haben die Rollmoment- Koeffizienten in der .air-Datei nicht aufeinander abgestimmt.

Die Verhältnisse sind in Wirklichkeit und auch im FS2002/04 übrigens noch viel komplizierter. Zum Beispiel hängen viele Beiwerte wiederum von den Anströmwinkeln, der Machzahl usw. ab ( 400er Sektionen in der .air-Datei Beispiel hier ). Bei hohen Anstellwinkeln könte sich z.B. die Richtung des Seitenruderrollmoments umkehren. Ich meine aber, das ist für das normale Fliegen von DC-3 und Trimotor im PC-Simulator ohne Belang.

Schöne Grüße
Carl