Canard

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Speed Canard - Aufsicht

Als Canard, Entenflugzeug oder Entenflügler werden Flugzeuge bezeichnet, bei denen sich das Höhenleitwerk vor den Tragflächen befindet.

Es wird zwischen echten Entenflugzeugen, bei denen die Höhensteuerung alleine mit dem vorne liegenden Höhenleitwerk erfolgt, sowie modernen Verkehrsmaschinen und Kampfjets, die zusätzlich zu ihren herkömmlichen Höhenrudern Hilfssteuerflächen besitzen, unterschieden. Diese Flugzeuge sind meistens Delta-Flügler, die Canards kommen hauptsächlich bei Flugmanövern mit extremen Anstellwinkeln zum Einsatz. Die sowjetische Tupolew Tu-144 hatte beispielsweise ausfahrbare Canard-Flügel, die bei Start, Landung und beim Langsamflug eingesetzt wurden.

Begriffserklärung[Bearbeiten]

Der Name canard kommt vom französischen Wort für Ente, deren Flugbild durch weit hinten liegende Flügel ansatzweise ähnlich ist. Besonders im Ausland wird der Begriff canard häufig auch für das Höhenleitwerk selbst verwendet.

Entwicklungsgeschichte[Bearbeiten]

Um das Entenflugzeug ranken sich, ähnlich wie beim Nurflügelflugzeug, viele Mythen. Die Grundidee wurde von den Gebrüdern Wright erstmals nutzbar gemacht, und in den folgenden Jahrzehnten gab es eine beständige, allerdings kaum bekannt gewordene Beschäftigung der Konstrukteure mit dem Thema, was sich an der Tatsache ablesen lässt, dass viele Rekordleistungen mit Entenflugzeugen erbracht wurden (s.u.). Den Sprung in eine nennenswerte Serienfertigung hat das Entenflugzeug, abgesehen von den modernen Kampfflugzeugen (die streng genommen keine richtigen Entenflugzeuge sind), aber nie geschafft, und selbst ein in etwa 50 Exemplaren gebautes Reiseflugzeug wie die Beechcraft Starship ist mittlerweile zurückgekauft worden und wird verschrottet. Besonders in den USA wird häufig Burt Rutan als Erfinder des Entenkonzeptes bezeichnet, was aber falsch ist. Vielmehr verhalf er dem Entenflugzeug mit seinen Entwürfen VariEze und LongEz zu einer gewissen Popularität.[1] Die Leistungen dieser Maschinen sind aber weniger dem Entenkonzept als mehr der modernen Bauweise mit Laminarprofilen und Kunststoffen anzurechnen. Als Fazit bleibt festzuhalten, dass das Entenflugzeug für Sonderanwendungen sicher eine Option darstellt.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Während beim konventionellen Flugzeug das Höhenleitwerk aus Gründen der Längsstabilität eine abwärts gerichtete Kraft erzeugen muss, erzeugt es beim Canard-Flugzeug Auftrieb. Dadurch ergeben sich folgende

Vorteile der Canard-Bauweise[Bearbeiten]

  • In bestimmten Flugzuständen resultiert die Canard-Bauweise in einem günstigeren Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand.[2]
  • Ein besseres Überziehverhalten entsteht, da der maximale Anstellwinkel des vorn liegenden Höhenleitwerks bei einem korrekt ausgelegten Entenflugzeug stets zuerst erreicht wird. Dadurch senkt sich die Nase des Flugzeugs selbständig wieder herab, was einen Strömungsabriss am Tragflügel verhindert.[2]
  • geringes Geräuschniveau in der Passagierkabine, weil die Triebwerke in der Regel am Heck angeordnet werden.
  • Der Rumpf kann aufgrund der Schwerpunktlage in der Regel in seiner ganzen Länge für Passagiere, Fracht etc. genutzt werden.
  • Ein weit vorne liegender Canard, wie er beim Eurofighter verwendet wird, verbessert die Anströmung des Tragflügels und des Seitenruders bei hohen Anstellwinkeln.[3]
  • Da das Drehmoment der Tragflächen um die Querachse nicht durch Abtrieb wie an einem konventionellen Höhenruder, also eine nach unten gerichtete Luftkraft, sondern durch Auftrieb ausgeglichen wird, ergibt sich ein enormes Kraftstoff-Sparpotential. Die Kraft des Abtriebs wirkt wie zusätzliches Gewicht, die des Auftriebs hingegen hilft dabei, das Flugzeug in der Luft zu „tragen“.

Nachteile der Canard-Bauweise[Bearbeiten]

Sichtbare Wirbelschleppen an den Canards einer North American XB-70
  • eingeschränkte Verwendung von Landeklappen am Tragflügel (erzeugen ein kopflastiges Moment, das vom Entenleitwerk auszugleichen ist und durch einen gleichsinnigen Ausschlag kompensiert wird. Der Canard muss mehr Auftrieb erzeugen. Bei einem herkömmlichen Flugzeug muss das kopflastige Moment durch Abtrieb kompensiert werden.)
  • Beeinflussung der Tragflügelumströmung durch das Entenleitwerk (bei den unten genannten modernen Kampfflugzeugen hingegen wird dieser Effekt genutzt, um die Leistung des Deltatragflügels und des Seitenleitwerks zu verbessern)[3]
  • schwierige Auslegung, weil stets das Überziehverhalten von Entenleitwerk und Flügel aufeinander abgestimmt werden muss und die Profilwahl des Höhenleitwerkes die Art des Überziehverhaltens beeinflusst
  • In der Regel sind wegen des kurzen Hebelarmes zum Schwerpunkt größere Seitenleitwerke nötig. Aus diesem Grund verwendet man bei vielen modernen Entenflugzeugen sehr große Winglets (teilweise mit eingebauten Seitenrudern) an den Flügelenden, um einerseits den Hebelarm zu vergrößern und gleichzeitig den induzierten Widerstand des Tragflügels zu verringern
  • Häufig ist das Blickfeld des Piloten durch das Entenleitwerk eingeschränkt.

Bekannte Canard-Flugzeuge[Bearbeiten]

Canards bei Flugkörpern[Bearbeiten]

AGM-12C Bullpup
AIM-9 Sidewinder

Neben Canards bei Flugzeugen werden auch bei anderen Flugkörpern Canards verwendet. Im militärischen Bereich kommen Canards daher bei Raketen und Lenkflugkörpern vor, so z. B. bei den Systemen:

Im deutschen Raumgleiterentwicklungsprojekt SHEFEX wurden beim Experiment SHEFEX II zu Steuerung der Raumkapsel beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre Canards erprobt.[4]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Michael Schönherr: Vorstellung von Hochleistungs-Leichtbauenten. Abgerufen am 7. September 2012.
  2. a b Canard Pilots. Die Vorteile des Canard-Flugzeuges. Abgerufen am 7. September 2012.
  3. a b c d Der Spiegel. Schwanz ab. 23. April 1984, abgerufen am 7. September 2012.
  4. Shefex II. Ein weiterer Schritt im Flugtestprogramm für Wiedereintritts-Technologie. Abgerufen am 7. September 2012 (PDF; 2,7 MB).

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]