22.09.2017
Erschienen in: 04/ 2011 Klassiker der Luftfahrt

Das VerwandlungsflugzeugBell XV-3 – Frühe Kipprotor-Technologie

Helikopter sind ein wichtiger Bestandteil der Luftfahrt. Allerdings haben sie ein Manko: Sie können nicht so schnell fliegen wie Flächenflugzeuge. In den 50er Jahren entwickelte Bell das Kipprotor-Flugzeug XV-3. Es sollte deutlich höhere Reisegeschwindigkeiten mit den positiven Merkmalen des Helikopters vereinen.

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Hubschrauber können zwar hervorragend schweben und sie haben exzellente Langsamflugeigenschaften, aber ihre Vorwärtsgeschwindigkeit ist aerodynamisch limitiert. Je größer die Vorwärtsgeschwindigkeit des Hubschraubers wird, desto geringer wirkt die Anströmung am rücklaufenden Blatt. Sie kann unvermittelt abreißen. Überlisten lässt sich dieses Phänomen jedoch mit Hilfsmitteln wie Antriebe an Stummelflügeln oder zusätzliche Propellergondeln.

Auch die von Arthur Young geführte Entwicklungsabteilung von Bell Aircraft untersuchte ab Mitte der 40er Jahre verschiedene Konzepte, darunter auch ein Verwandlungsflugzeug, das die jeweils positiven Eigenschaften von Flächenflugzeugen und Helikoptern in sich vereinen sollte. Der Name: Bell 200, heute aber eigentlich nur unter der militärischen Bezeichnung XV-3 bekannt.

Anstelle eines konventionellen Hauptrotors verfügte die XV-3 über Tragflächen, an deren Enden sich je ein Pylon mit einem schwenkbaren Propeller befand. Im Hubschraubermodus wirkten die Propellerblätter wie zwei gegenläufige Rotorsysteme, hoben damit gleichzeitig auch das Drehmoment auf, was einen Heckrotor überflüssig machte. Wurden die Propeller um 90 Grad nach vorn geneigt, kam der Geschwindigkeitsvorteil eines klassischen Propellerflugzeugs zum Tragen. Die Rotoren sorgten wie konventionelle Propeller für den Vortrieb. Mit Hilfe eines Schaltgetriebes konnte der Pilot die Rotordrehzahl während des Reiseflugs reduzieren − ein zugleich simples wie geniales Prinzip, so schien es jedenfalls in der Theorie.

Larry Bell war so überzeugt von der Idee des Verwandlungsflugzeugs, dass er nach dem Weggang von Arthur Young 1947 ein Jahr später Robert (Bob) Lichten einstellte. Dieser galt als Experte und hatte bereits bei einem anderen Unternehmen ein System für einen Rotor und dessen Kraftübertragung entwickelt, das speziell für die bis dahin weitgehend unbekannte und unerforschte konvertible Nutzung gedacht war. Das Unternehmen war allerdings bankrott gegangen, noch bevor wirkliche Flugtests erfolgen konnten.

Allein die Vorstellung, dass man mit einem Helikopter die Probleme der Geschwindigkeit überwinden könnte, beflügelte Larry Bell. „Das konvertible Fluggerät wird Wege des Lufttransports öffnen, von denen nie jemand zu träumen gewagt hat“, wird er häufig im zusammenhang mit seinem Tiltrotor-Programm zitiert.

Bells Vision zahlte sich schon bald aus, denn Ende der 40er Jahre nahm das Militär die Vielseitigkeit der Helikopter zur Kenntnis. Da aber die relativ geringe Geschwindigkeit das Einsatzspektrum erheblich limitierte, kam die Frage auf, ob es möglich wäre, ein konvertibles Fluggerät zu entwickeln. Der Koreakonflikt hatte gerade begonnen, und das Interesse der US-Armee an der noch weitgehend unbekannten Tiltrotor-Technologie sorgte für die notwendige Finanzierungsgrundlage. 1950 startete die Armee eine Ausschreibung für die Entwicklung eines Verwandlungsflugzeugs. Bell, McDonnell und Sikorsky waren die drei Finalisten. 1951 erhielten dann Bell für die XV-3 und McDonnell für die XV-1 (ein Autogyro mit zuschaltbarem Blattspitzenantrieb) Aufträge zum Bau von Prototypen. Sikorskys Projekt XV-2 war bereits zuvor storniert worden.

Am 23. August 1955 fand der erfolgreiche Erstflug des zweisitzigen Testträgers XV-3 (4147) am neuen Firmensitz von Bell, im texanischen Fort Worth, statt. Am Steuer saß Cheftestpilot Floyd Carlson. Ein hinter dem Cockpit montierter Pratt & Whitney-Motor mit 335 kW (450 PS) trieb die beiden großen Dreiblattrotoren an. Der Schwebeflug, auf den man sich bei den ersten Flügen beschränkte, verlief nicht ganz wunschgemäß, und ein Stabilitätsproblem beendete den Erstflug mit einer eiligen Landung. Die Ingenieure um Lichten wussten zwar nicht, woher die Instabilität kam, aber sie waren sicher, dass bis zur erfolgreichen Transition, dem Übergang vom Schwebeflug- in den Reiseflugmodus, noch eine Vielzahl von Unwägbarkeiten auf sie zukommen würde. Knowhow und Materialien der 50er Jahre waren noch nicht reif für die komplizierte Schwenktechnik, zumal den Ingenieuren auch noch keine Computer zur Verfügung standen, mit denen sie realitätsnahe Simulationen und Berechnungen hätten durchführen können.


WEITER ZU SEITE 2: Dreiblattrotoren waren für die XV-3 ungeeignet

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Renate Strecker
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