Querruder

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Querruder sorgen bei fast allen 3-Achs-gesteuerten Flugzeugen für die Flugsteuerung um die Längsachse.

Querruder sind im Allgemeinen Klappen an den Tragflächen, die gleichzeitig und entgegengesetzt bewegt werden. Das Querruder, das nach unten bewegt wird, erhöht den Auftrieb, wodurch sich diese Tragfläche hebt. Das andere Querruder bewegt sich nach oben, verringert somit den Auftrieb und die Tragfläche senkt sich. So entsteht eine Rollbewegung um die Längsachse.

Erstmals wurde ein funktionierendes und bekanntes Querruder vom Franzosen Robert Esnault-Pelterie entworfen und getestet, wie es auch heute in der Luftfahrt noch verwendet wird. Nachteilig ist jedoch, dass das nach unten bewegte Ruder den Flügel bremst (der Luftwiderstand wird erhöht), das nach oben bewegte jedoch den Flügel beschleunigt (Widerstand verringert sich). Aus diesem Grund führt die Benutzung des Querruders zu einem negativen Wendemoment (also: ein Bewegen der Flugzeugnase gegen die gewollte Steuerrichtung), weshalb saubere Kurven im Flugzeug koordiniert mit Quer- und Seitenruder (in die Steuerrichtung zum Ausgleich des negativen Wendemomentes) geflogen werden müssen.

Das negative Wendemoment kann durch die Konstruktion des Flugzeuges abgeschwächt oder bei Motorflugzeugen beseitigt werden. Eine mechanisch einfach zu realisierende Möglichkeit der Abschwächung ist die differentielle Ansteuerung, bei der das nach unten bewegte Querruder weniger weit ausschlägt als das andere. Beseitigen kann man negative Wendemoment bei Motorflugzeugen, in dem oben auf der Hinterkante des Querruders ein senkrecht stehender Blechstreifen den Widerstand des Ruders beim Ausschlag nach oben erheblich vergrößert. Bei großen Flugzeugen ist es üblich, auf der zu senkenden Tragfläche die Spoiler automatisch so weit auszufahren, dass durch deren Bremswirkung der unterschiedliche Widerstand ausgeglichen wird.

Bei vielen modernen Kampfflugzeugen unterstützen die Höhenruder die Querruder, indem sie wie Querruder gegensinnig bewegt werden.

Eine Möglichkeit der Querruder-Trimmung ist das Trimmruder.

[Bearbeiten] Flügelverwindung

In der Frühzeit der Fliegerei wurde die Rollsteuerung oft ohne Querruder, sondern durch Flügelverwindung erzielt. Dabei wurden die Enden der Tragflächen über Seilzüge etwas verdreht, wodurch sich ebenfalls eine Auftriebsdifferenz zwischen beiden Flügeln und damit ein Rollen des Flugzeuges ergab.

Die Gebrüder Wright, deren Flugzeuge durch Flügelverwindung gesteuert wurden, waren der Meinung, dass ihr weitgefasstes Patent auch die von Glenn Hammond Curtiss erfundene Methode der Rollsteuerung über Querruder abdeckte und prozessierten deswegen gegen Curtiss.

Erstmals angewendet wurden Querruder durch Robert Esnault-Pelterie an einem antriebslosen Doppeldecker-Gleitflugzeug im Jahre 1904.

[Bearbeiten] Querruderumkehr

Im extremen Langsamflug oder Sackflug kann eine Querruderumkehrwirkung auftreten. Hierbei wird der Anstellwinkel der Profilsehne des in der Kurve außenliegenden Flügels durch den Ausschlag des Querruders selber so vergrößert, das nur am äußeren Flügel die Strömung abreißt und das Flugzeug so abrupt eine Steilkurve gegen die gelenkte Querruderrichtung fliegt. Bei einigen Segelflugzeugtypen werden deshalb beim Ausfahren der Wölbklappen in Landestellung bzw. bei Typen ohne Wölbklappen bei stark gezogenem Höhenruder die Querruder leicht nach oben ausgelenkt. Dadurch wird ein in Bodennähe fataler Strömungsabriss im Bereich der Querruder vermieden.