FLUG REVUE erklärt
Wie funktioniert eigentlich die Flugzeug-Trimmung?

Die Trimmung eines Flugzeugs erleichtert den Piloten das Fliegen enorm, in bestimmten Situationen macht sie sogar das Fliegen erst möglich. Sie dient dazu, das Flugzeug in einer bestimmten Lage zu halten, ohne eine stetige Kraft in der Flugsteuerung zu benötigen. Auf ein Auto übertragen: Im Kreis fahren, ohne das Lenkrad festhalten zu müssen.

Wie funktioniert eigentlich die Flugzeug-Trimmung?
Foto: AIRTEAMIMAGES - Jeroen Hribar

Am wichtigsten ist dabei die Trimmung des Höhenruders. Flugzeuge sind im Hinblick auf ihr Geschwindigkeitsverhalten "stabil" konstruiert – sie sind also bestrebt, nach einer Störung die ursprüngliche Lage beziehungsweise Geschwindigkeit wieder einzunehmen. Soll also beispielsweise im unbeschleunigten Horizontalflug die Geschwindigkeit verringert werden, reduziert der Pilot die Leistung. Allerdings wird das Flugzeug von sich aus nicht langsamer, sondern nimmt die Nase herunter, um die Geschwindigkeit beizubehalten. Um diesen Effekt auszugleichen, muss der Pilot mit permanentem Zug an der Steuersäule die Nase des Flugzeugs nach oben steuern. Diese Kraft kann anschließend mithilfe der Trimmung vollkommen neutralisiert werden. In der Regel erfolgt die Trimmung der Höhenflosse elektrisch über einen Schalter im Steuerhorn oder mechanisch über ein Trimmrad. In den Fly-by-Wire-Flugzeugen von Airbus wird über einen Computer automatisch getrimmt, ohne Zutun der Piloten.

Unsere Highlights
Nachbau der Me 163 auf der AERO 2024.
Philipp Prinzing

Mit dem Trimmrad wird das Höhenruder getrimmt. Hier beim Nachbau der Me 163 von Heinz-Dieter Sippel. 

Federkraft oder Hilfs-Trimmklappe

Je nach Flugzeug kommt unterschiedliche Technik zum Einsatz. Bei Kleinflugzeugen wird das Höhenruder mittels Federkraft in der neuen Position gehalten, sodass keine Kraft mehr auf-zubringen ist. Alternativ geschieht dies aerodynamisch. Eine kleine Trimmklappe am Höhenruder wird dabei entgegengesetzt ausgelenkt und hält das eigent- liche Ruder in der neuen Position. Der Nachteil ist, dass durch diesen permanenten Ausschlag für eine Richtung nur noch ein reduzierter Ruderausschlag möglich ist. Dafür ist keine ständige Steuerkraft nötig, um eine bestimmte Fluglage beizubehalten. Kleinflugzeuge sind so konstruiert, dass mit dem verbleibenden Ruderausschlag weiterhin alle Flugzustände erreicht werden können.

Je größer das Flugzeug...

Anders sieht das bei großen Verkehrsflugzeugen aus, bei denen aufgrund vieler Faktoren teilweise sehr große, unterschiedliche Kräfte um die Querachse benötigt werden. Daher wird hier auch nicht das Ruder in eine Position getrimmt, sondern die gesamte Höhenflosse (Trimmable Horizontal Stabilizer). Aufgrund ihrer Größe erreicht diese bei geringen Ausschlägen einen sehr großen aerodynamischen Effekt. Das kommt nicht nur dem Widerstand zugute, sondern erlaubt auch in jeder Trimmlage weiterhin einen Vollausschlag des Ruders in beide Richtungen. Diese trimmbare Höhenflosse wird bereits zum Start in eine bestimmte Position gebracht. Aufgrund der Beladung und Betankung ergibt sich für jeden Flug eine andere Lage des Schwerpunktes. Anhand des Beladeplans kann die Crew diesen bestimmen und die Trimmung entsprechend einstellen, sodass immer ein gleiches, neutrales Verhalten des Flugzeugs erreicht wird. Ansonsten wäre für ein hecklastig beladenes Flugzeug ein viel geringerer Steuerinput beim Start notwendig als für ein kopflastig beladenes. Mit dem Verbrauch des Kraftstoffes während des Fluges ändert sich auch die Schwerpunktlage. Darüber hinaus ist das Geschwindigkeitsspektrum bei einem großen Verkehrsflugzeug viel größer, was ebenfalls stärkere Einflüsse der Trimmung notwendig macht.

AIRTEAMIMAGES - DAVE STURGES

Das Höhenruder eines A320. Am Rumpf sind die verschiedenen Ausschlagwinkel markiert.

Alle Ruder sind trimmbar

Auch die übrigen Ruder können getrimmt werden: So kann das Seitenruder im Falle eines Triebwerksausfalls das Giermoment ausgleichen. Aufgrund der Seltenheit dieses Ereignisses wird hier allerdings nicht mittels der gesamten Flosse getrimmt, sondern, analog zur Höhenrudertrimmung bei Kleinflugzeugen, der Nullkraftpunkt des Ruders verschoben. Ähnlich verhält es sich mit dem Querruder, was bei einem Airbus automatisch über die elektronische Flugsteuerung funktioniert.