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Flugzeuge imImperial War MuseumDuxford

- Das größte Flugzeugmuseum in Europa -

Mit dem Tragschrauber Focke-Achgelis Fa 330 Bachstelze ist der Firma Focke-Achgelis in Delmenhorst im zweiten Weltkrieg eine interessante Entwicklung geglückt, deren Grundprinzip für eine Fernbeobachtung aus der Luft noch heute praktiziert wird.

Die Sichtweite eines Wasserfahrzeuges, besonders eines niedrig gebauten U-Bootes ist bekanntlich sehr beschränkt. Andererseits war es zu jener Zeit, als sich die Fern-Ortungs- und Radar-Geräte noch in der Entwicklung befanden, für U-Boote besonders schwierig, weiter entfernte Ziele und auch gegnerische U-Boote rechtzeitig zu erkennen. Da die Anbringung von Hochmasten praktisch unmöglich war und auch die Begleitung von Aufklärungsflugzeugen mit vielen Nachteilen und fast unlösbaren Problemen verbunden war, entwickelte man ein Gerät, das je nach Bedarf vom Boot hochgelassen und wiedereingezogen werden konnte.

Die deutsche Focke-Achgelis Fa 330 "Bachstelze" war ein motorloser Kleintragschrauber, der für den Einsatz auf U-Booten und Schiffen bestimmt war. Die Maschinen konnten bereits bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h starten. Sie wurden allein durch die Geschwindigkeit des U-Bootes und durch den Wind angetrieben und emporgehoben (Autorotation).

Der Aufbau war äußerst einfach gestaltet und bestand aus einer Stahlrohrkonstruktion und einem 7,31 m im Durchmesser messenden Hauptrotor der aus drei Rotorblättern bestand. Die Tragschrauber ließen sich zusammenklappen. Sie wurden nicht in den Innenräumen der Schiffe oder U-Boote verstaut, sondern in zwei mit wasserdichten Deckeln verschliessbaren großen (60 cm Durchmesser) Druckbehältern, die senkrecht an den Turm des U-Bootes montiert waren. Eines der Behälter enthielt die drei Rotorblätter und die Nabe, das andere Rumpfgerüst, Steuerung und Leitwerk.

Der Start erfolgte von einem Starttisch der in den Wintergarten des U-Bootes montiert war. Der einzelne Beobachter hatte eine stark vergrößerte Sichtweite, was das Auffinden von Zielen verbessern sollte. Um die Maschinen auf einem U-Boot einsatzbereit zu machen, waren sieben Minuten notwendig, das Einpacken erfolgte in zwei Minuten. In Notfällen konnte der Pilot den Rotor abwerfen und dann mit dem Rest der Maschine an einem Fallschirm hängend landen. Mehr als 112 dieser einfachen aber für seine Zeit hoch technisch entwickelten Geräte wurden gebaut und auf den U-Booten des Typs IX D 2 eingesetzt.

Technische Daten:

Länge 4,47 m
Höhe (Sporn am Boden) 1,67 m (2,40 m)
Rotordurchmesser 7,3 m
Rotorkreisfläche 42,0 m²
Stauraum im U-Boot 2,0 m³ (3,57 m lang)
Rüstgewicht des Fluggeräts 75 kg
Führer mit Sonderbekleidung 90 kg
und Schwimmweste .
Fallschirm 10 kg
Fluggewicht 175 kg
Rotorkreisflächenbelastung 4,2 kg/m²
Geschwindigkeitsbereich 35 bis 80 km/h
(Fahrt + Wind) .
größte Flughöhe 220 m (300 m Seil)
Sichtbereich ungefähr 35 bis 53 km
Abstiegzeit ungefähr 4 min
Abrüst- und Verstauzeit ungefähr 7 min
Abbauzeit ungefähr 7 min
Sinkgeschwindigk. bei 40 km/h ungefähr 3,5 m/s
Bester Gleitwinkel im Freiflug 1 : 4,5

Beschreibung des Prinzips:

Ein Tragschrauber, auch Autogiro oder Gyrocopter genannt, ist ein Drehflügelflugzeug wie der Hubschrauber. Jedoch wird hier der Rotor nicht durch ein Triebwerk, sondern durch den Fahrtwind in Drehung versetzt. Dies geschieht durch entsprechende Anstellung der Rotorblätter (Autorotation). Der Auftrieb wird wie beim Hubschrauber durch die Relativbewegung des Rotorblattes gegenüber der umgebenden Luft erzeugt. Der Vortrieb erfolgt, wie beim Starrflügelflugzeug, meist durch ein Propellertriebwerk oder auch durch Schleppen.

Da der Rotor nur durch den Luftstrom angetrieben wird, ist er mechanisch gering belastet und es ist kein kompliziertes Getriebe notwendig. Der Antriebsausfall ist ebenfalls unkritisch. Tragschrauber haben keine Mindestgeschwindigkeit und können somit nicht in einen überzogenen Flugzustand geraten. Dies war auch die Motivation des Erfinders Juan De La Cierva, den durch Motorpropeller getriebenen Autogiro Cierva C-30 „autogiro“ baute.

Der Antrieb erfolgt meist durch Kolbentriebwerke und Propeller. Der Rotor wird an einem Mast befestigt. Ein Schlaggelenk, das eine Winkeländerung des Rotorblattes zulässt, wenn es gegen den Wind läuft, ist zentrales Merkmal eines Autogiro. Eine Taumelscheibe wird nicht zwingend benötigt, zur Steuerung kann der komplette Rotor geschwenkt werden. Zusätzlich wird ein herkömmliches Seitenruder zur Steuerung benötigt. Aufgrund der geringen Geschwindigkeit wird meist ein festes Fahrwerk verwendet. Eine geschlossene Kabine ist eher selten. Einige Modelle setzen zusätzliche Tragflächen ein.

Tragschrauber benötigen nur eine sehr kurze Startrollstrecke, von wenigen Metern bis etwa 100 m, und gehören damit zur Gruppe der STOL-Flugzeuge. Die Landerollstrecke liegt zwischen 0 und einigen 10 m. Zur weiteren Verkürzung der Startstrecke kann der Rotor vor dem Start durch den Motor auf die Startdrehzahl beschleunigt werden.

Tragschrauber sind interessant für Anwendungen, bei denen geringe Geschwindigkeiten erwünscht, aber Senkrechtstart und -Landung nicht notwendig sind. Vorteile sind weiterhin die Überzugfestigkeit, die geringen Bau- und Betriebskosten, das geringe Gewicht und der geringe Platzbedarf.

Gebrauch im 2. Weltkrieg:

Im Zweiten Weltkrieg führten einige deutsche U-Boote den unmotorisierten Schlepp-Tragschrauber Focke-Achgelis Fa 330 „Bachstelze“ mit (siehe oben). Er war mit einer Person bemannt, die als Ausguck diente und wurde an einer Leine hinter dem aufgetaucht fahrenden U-Boot geschleppt.

In Großbritannien erfolgte während des Zweiten Weltkrieges die gesamte Kalibrierung der Radarüberwachung mit Hilfe von Tragschraubern. Hierzu wurden Tragschrauber des britischen Musters Cierva C-30 „autogiro“ in einer Flugstaffel eingesetzt.

Somit spielten insgesamt Tragschrauber keine wesentliche Rolle, am Ende wandten sich die Militärs dem Hubschrauber zu. Dieser versprach neue taktische Möglichkeiten und ein breiteres Einsatzspektrum.

Tragschrauber heute:

Tragschrauber werden heute fast nur noch zu Hobbyzwecken geflogen, wo sie wegen des niedrigen Anschaffungspreises und der geringen Betriebsmittelkosten beliebt sind.

Seit Mai 2004 sind in Deutschland Tragschrauber als Ultraleicht-Flugzeuge zugelassen und dürfen, nach dem Ablegen der Zusatzprüfung, auch mit Ultraleichtflug-Lizenz geflogen werden.

Für den Erwerb der Sportpiloten-Lizenz "Tragschrauber" ist es möglich, die Ausbildung ausschließlich auf Tragschraubern zu absolvieren, ohne eine Flächenflugzeugausbildung zu machen.

Baubeschreibung(Auszüge aus dem Original-Handbuch)

1. Rumpfwerk:

Das Rumpfgerüst ist aus dünnwandigen Stahlrohren zusammengeschweißt. Es besteht aus einem Längsrohr, das im vorderen Bereich durch einen Gitterträger verstärkt ist, auf dem das Sitzpolster befestigt ist.

Am vorderen Ende des Längsrohres ist das Gerätebrett lösbar angeschlossen. Das Seitensteuerscheit, die Schleppseilkupplung mit Auslösegriff, die vordere Startschlittenlagerung und die Steuerknüppellagerung befinden sich ebenfalls am vorderen Teil des Längsrohres. An dem Gitterträger sind die Beschläge für das Sitzpolster, den Bauchgurt und für die Abstützungen von Startschlitten und Kopfträger angeschweißt, sowie ein Griff für die linke Hand. Neben dem Handgriff befindet sich der Griff für die Bremse des Drehflügels.

Hinter dem Sitz trägt das Längsrohr die Beschläge für die hintere Startschlittenlagerung und den Kopfträger und am hinteren Ende die Anschlußbeschläge der Höhen- und Seitenflosse, sowie die des Sporns.

2. Fahrwerk

Bei Land- oder Seeverwendung besitzt das Flugzeug einen Schlitten zum Starten und Landen auf dem Starttisch. In besonderen Fällen (Freiflug mit Landung auf Land) kann der Startschlitten durch ein Fahrwerk ausgetauscht werden. Der Aus- und Einbau geht rasch und einfach vonstatten.

a) Startschlitten

Der Startschlitten für Seeverwendung dient zur Lagerung der Maschine bei Start und Landung. Er kann nach Lösen einer Verriegelung zur Verstauung an den Längsträger geschwenkt werden. Der Startschlitten besteht aus einem vorderen und einem hinteren Drehhebel, den beiden Gleitkufen und dem rechten und linken V-Verband.

b) Landfahrwerk

Das Landfahrwerk besteht aus dem Fahrgestell und dem Sporn. Eine Fahrwerksbremsanlage besteht nicht.

3. Leitwerk

Das Leitwerk besteht aus der Höhenflosse, der Seitenflosse und dem Seitenruder. Es ist in Stahlrohrbauweise ausgeführt und mit Stoff bespannt. Durch Schnellverschlüsse ist ein rascher Auf- und Abbau ermöglicht.

Höhenflosse

Die Höhenflosse ist dicht über dem Längsrohr angeordnet. Der Holm, der zugleich die Vorderkante der Flosse bildet, ist an zwei Punkten durch Schnäpper am Rumpf gelagert. Die dritte Halterung, die in einen Ausschnitt der Seitenflossenhalterung gesteckt wird, befindet sich in der Mitte der Hinterkante.

Seitenflosse

Die Bespannung der Seitenflosse läßt die unteren Enden von Vorder- und Endholm frei, die in zwei Rohrstützen am Rumpfende gesteckt werden. Ein Schnäpper hält den Vorderholm - und damit die ganze Flosse - in seiner Lage. Die Hinterkante trägt oben das Lager für das Seitenruder.

Seitenruder

Der Seitenruderholm, der zugleich die Vorderkante des Ruders bildet, trägt an seinem oberen Ende einen Schnäpper zur Lagerung und Aufhängung des Seitenruders an der Seitenflosse. An seinem unteren Ende befindet sich zur Übertragung der Steuerkräfte ein Querhebel mit zwei aufgeschweißten Stiften, die von unten in die entsprechenden Bohrungen des Seitensteuerhebels greifen und so gleichzeitig die zweite Lagerung des Seitenruders bilden.

4. Steuerwerk

Das Steuerwerk besteht aus der Handsteuerung und der Fußsteuerung, deren Bedienung die gleiche ist, wie bei einem normalen Flugzeug. Durch die Handsteuerung wird mittels des Knüppels die Drehflügelachse in der Längsrichtung des Flugzeuges nach hinten (Ziehen) oder vorn (Drücken) geneigt und dadurch die Höhensteuerwirkung erreicht. Durch seitliches Kippen nach links oder rechts (gleichsinnige Knüppelbewegung) wird die gewünschte Querruderwirkung erzielt. Durch die Fußsteuerung wird das Seitenruder in der üblichen Weise wie bei normalen Flugzeugen betätigt.

HandsteuerungDie Handsteuerung ist wie folgt aufgebaut:

Das Knüppelrohr steckt im Knüppelschuh, der in der Knüppellagerung in Längsrichtung des Flugzeuges (Ziehen - Drücken) drehbar auf Kugellagern ruht.

Das Knüppellager selbst ist in Querrichtung auf Kugellagern drehbar (Quersteuer) am Längsrohr des Rumpfes gelagert.

Vom Knüppelschuh führt eine Stoßstange zu dem am Kopfträger gelagerten Winkelhebel und von dort eine weitere Stoßstange am Kopfträger zum Höhensteuerhebel, der die Drehflügelachse trägt.

Die Stoßstangen sind in ihrer Länge verstellbar und mit Pendelkugellagern ausgerüstet. Die am Knüppel angeschlossene Stoßstange hat außerdem ein weiteres Lager, das bei Quersteuerausschlag Verdrehungen der Stangenköpfe gegeneinander gestattet.

Die Übertragung der Quersteuerung vom Knüppel zum Kopf erfolgt durch einen endlosen Seilzug mit Spannschlössern. Er ist mit einer Klemmschraube am Knüppellager befestigt. Von hier führt er über zwei Seilsegmente und über ein Seilrollenpaar am Längsrohr und ein weiteres an der Klappachse des Kopfträgers in den Kopfträger und von dort über eine Führungsrolle zum Quersteuerhebel auf die Quersteuerwelle, an der er wieder durch Klemmschrauben befestigt ist.

Fußsteuerung

Die Fußsteuerung besteht aus dem am Längsrohr gelagerten Steuerscheit, zwei Seilzügen, die durch Kunstharzführungsstücke ins Längsrohr und wieder heraus geführt werden und dem Seitensteuerhebel, der am Ende des Längsrohres gelagert ist. Von diesem werden die Ausschläge des Steuerscheites durch Stifte im Seitenruderhebel auf das Seitenruder übertragen. Bei Fahrverwendung ist das Seitenruder mit dem Sporn gekuppelt (siehe Landfahrwerk, Sporn).

5. Tragwerk

Das Tragwerk besteht aus dem Drehflügelbock, dem Drehflügelkopf und drei Drehflügelblättern.

Drehflügelbock

Der Drehflügelbock setzt sich aus dem Kopfträger und der V-förmigen Kopfträgerstütze zusammen.

Der Kopfträger ist ein dünnwandiges Stahlrohr von großem Durchmesser, das am Längsrohr des Rumpfes schwenkbar gelagert ist.

Die Stütze stützt den Kopfträger nach vorn zum Rumpfgerüst ab, an dem sie ebenfalIs schwenkbar gelagert ist. Sie trägt außerdem die Rückenlehne. Träger und Stütze sind durch einen zweifachen Schnäpper miteinander verbunden.

Am oberen Ende des Kopfträgers ist, sowohl im Betriebs- wie im Klappzustand, die Quersteuerwelde gelagert, die vorn die Höhensteuerachse trägt. Auf der Höhensteuerachse dreht sich der Höhensteuerhebel, an dem sich die Drehflügelachse (Rotorachse) befindet.

Drehflügelkopf

Der Drehflügelkopf besteht im wesentlichen aus der Achsbuchse, der Nabe und drei Zwischenstücken. Achsbuchse und Achse sind durch eine Trennstelle miteinander verbunden. Durch Betätigung eines Notauslösehebels wird an dieser Stelle der Drehflügel vom Drehflügelbock getrennt und abgeworfen. Die Nabe ist mit Kugellagern auf der Achsbuchse gelagert. An der Nabe sind im Schlaggelenk die Zwischenstücke befestigt.

Darüber liegen die Arme mit den Schlaganschlägen nach oben (Gummipuffer) und nach unten (Hängeseile). Mit den Hängeseilen sind die Fliehgewichtseile verbunden, die die Blätter „im Stern" halten, wenn dies nicht durch die Fliehkraft bewirkt wird.

Am Unterteil der Nabe ist auf einem Freilauf die Seilscheibe zum Andrehen des Drehflügels gelagert. Innerhalb der Seilscheibe befinden sich die Bremsbacken für die Roterbremse.

Zur Abnahme der Drehzahlmessung befindet sich am Unterteil der Nabe ein Zahnkranz.

Die Zwischenstücke tragen innen eine waagerechte Achse (Schlaggelenk) und außen eine senkrechte Achse (Schwenkgelenk) und ermöglichen so gleichzeitige Bewegungen der Drehflügelblätter in beiden Richtungen. Auf jedem Zwischenstück ist ein Reibungsdämpfer angebracht, der über eine Stoßstange die Bewegungen des Blattes um die Schwenkachse dämpft. Er besteht aus je einem Gehäuse-Oberteil und -Unterteil und trägt im Innern die Metallscheiben, Zwischenlagen und eine Gummischeibe, die bei der Betätigung der Stoßstange die Bremswirkung erzeugen.

Drehflügelblätter

Das einzelne Drehflügelblatt besteht aus einem Stahlrohrholm, Sperrholzrippen, Sperrholznase und Bespannung und ist mit dem Zwischenstück durch einen Schnellverschluß im Schwenkgelenk verbunden. Der Schnellverschluß wird durch einen herausziehbaren, aber nicht lösbaren Bolzen gebildet, dessen Oberfläche nicht als Lauffläche bei Schwenkbewegungen dient. Zwischen der Anschlußgabel und der ersten Rippe trägt der Holm den Schnäpper für die Dämpferstoßstange, und weiter oben den Schnäpperanschluß für die Fliehgewichtseile.

6. Allgemeine Ausrüstung

in dem Gerätebrett, welches vorn am Rumpf lösbar angebracht ist, sind folgende Geräte eingebaut:

  • Ein Fahrtmesser für niedrige Fluggeschwindigkeit mit Meßdüse bzw. Staurohr.
  • Ein Drehzahlmesser. Der DrehzahImesser ist durch eine zweiadrige Leitung mit dem elektrischen Drehzahlgeber verbunden, der an der Höhensteuerachse befestigt ist und über ein Ritzel von dem Zahnkranz am Drehflügelkopf angetrieben wird.
  • Weitere Geräte:

Die Startanlage

Die „Bodengeräte für Fa 330" sind zum Flugbetrieb un.d zur Unterbringung des Tragschrauber-Schleppflugzeuges Fa 330 bestimmt. Sie bestehen aus der Startanlage und den Geräten zur Unterbringung,

Bei F a h r w e r k s a n w e n d u n g besteht die Startanlage aus der Schleppwinde mit Schleppseil, dem Andrehseil und den Bodensprechstellen.

Bei S t a r t s ch I i t t e n a n w e n d u n g besteht die Startanlage aus folgenden Teilen0

A. Starttisch

1. Allgemeine See-Verwendung

Der Starttisch ist eine Gräting, die zur Lagerung und Befestigung des Flugzeuges bei Start und Landung dient. Sie ist vorn nach unten klappbar gelagert und hinten durch zwei Federstreben gestützt. Die Vorderkante ist oben mit Gummi belegt, um das Flugzeug durch Reibung genügend festzuhalten, wenn es festgezurrt ist. Den hinteren Abschluß des Starttisches bildet ein in Gummi gelagertes Stahlrohr, das dem beim Start nach hinten gekippten Flugzeug gestattet, seitlich zu rutschen, so daß der Flugzeugführer das Gefühl für den richtigen Quersteuerausschlag beim Abheben bekommt. Zum Belegen der Klampen auf den Startschlittenkufen dienen zwei Hanfseile, die in der Nähe festgeknotet sind. An der Vorderkante des Tisches unterhalb der Gummiauflage befinden sich zwei zusätzliche Klampen, um die vorderen Enden der Kufen belegen zu können. An der Hinterkante befindet sich rechts und links je ein Ring zum Befestigen der Blattbelegseile.

2. U-Boot-Verwendung

Bei U-Boot-Verwendung gilt das oben angeführte, nur ist der Starttisch hinter den beiden Stau-Behältern angeordnet, an denen je ein Tragarm für die Halterung des Starttisches angeschweißt ist (siehe Startanlage für U-Boot-Verwendung).

B. Schwenkrolle

Für die allgemeine See- und U-Boot-Verwendung befindet sich mehrere Meter von dem Starttisch eine Schwenkrolle, über die das Schleppseil von der Winde zum Flugzeug führt. Um ein schnelles Einlegen und Herausnehmen des Seiles zu ermöglichen, ist die Schwenkrolle mit Schnellverschlüssen befestigt und so angeordnet, daß sie jeder Seilzugrichtung nachgeben kann.

Der ansteigende Winkel des Seiles von der Schwenkrolle zu dem auf dem Starttisch stehenden Flugzeug darf nicht unter 10° oder über 20° betragen. Im vorderen Teil des Schwenkrollenbockes ist eine Halterung zur Erleichterung der Rumpfmontage angebracht.

C. Schleppwinde

1. Allgemeines für See- und U-Boot-Verwendung

Das Schleppen des Flugzeuges erfolgt durch ein Telefonie-Schleppseil, das auf einer Schleppwinde aufgewickelt ist.

Durch eine Backenbremse wird ein sanftes Auslassen des Flugzeuges, Festhalten bei jeder beliebigen Seillänge, sowie Einziehen bis zur Startstellung erreicht. Um eine Kontrolle über die ausgelassene Seillänge zu haben, sind über die ganze Seillänge Marken in Form von 5 cm breiten gelben Farbringen angebracht (50 m = 1 Ring; 100 m = 2 Ringe; 150 m = 3 Ringe usw.). Abstand von Ring zu Ring 5 cm.

2. U-Boot-Verwendung

Für die U-Boot-Verwendung ist die Winde mit einem 10 PS-Preßluft-Motor ausgestattet. Bei Ausfall des Motors steht eine Handkurbel zur Verfügung, die an der Winde angebracht ist. Durch ein Handrad auf der linken Seite der Winde wird eine Bremse betätigt, mit deren Hilfe man das Auslassen regeln und die gewünschte ausgelassene Seillänge festhalten kann. Zur Regulierung beim Einziehen dient ein Preßluftventil, das auf der Winde angebracht ist.

Die Winde mit Motor ist in einem Druckbehälter mit einem Knaggenringdeckel-Verschluß untergebracht. Der Deckel des Druckbehälters muß während des Betriebes geöffnet sein. Oben auf dem Druckbehälter befindet sich ein Bock zur Auflage des Rumpfes beim montieren.

Durch eine Kappvorrichtung kann das Seil im Notfalle zerschnitten werden. Beim Ausbau der Winde wird der Motor gesondert abgebaut.

D. Sprechanlage

Bei beiden Verwendungszwecken sind zur dauernden, Sprechverbindung zwischen Flugzeug und dem Fahrzeug insgesamt drei Sprechstellen vorgesehen, die sich auf den Flugzeugführer, den Mann an der Winde und den Kommandanten verteilen. Die beiden letzteren Anschlüsse befinden sich an der Winde. Von der Winde aus erfolgt die Sprechverbindung über das Telefonie-Schleppseil, welches an beiden Enden mit einem Seilkopf abgeschlossen ist, zu einem am Flugzeug befestigten Anschaltkasten. Näheres siehe Teil 4, Fernsprechanlage.

E. Andrehspule

Zum Andrehen des Drehflügels dient das Andrehseil, das auf der Andrehspule aufgewickelt ist. Die Spule ist bei beiden Verwendungsarten rechts vorn an einem festen Punkt gelagert. Die Kurbel der Andrehspule ist so eingerichtet, daß sie bei Bedarf abgenommen werden kann.