Aufbau einer Helikopter-Industrie mit Swissness als Erfolgsfaktor und weltweiter Ausstrahlung Top-Getriebe für ersten Schweizer Leichthelikopter

Autor / Redakteur: Roman Köstli / Luca Meister

Ein futuristischer Leichthelikopter aus Schweizer Produktion des Glarner Unternehmens Marenco Swisshelicopter AG (MSH) soll künftig den Weltmarkt erobern. Der Jungfernflug wird voraussichtlich bis Ende Jahr stattfinden, ab 2014 sollen die Swisshelicopter voraussichtlich serienmässig produziert und vertrieben werden. Berechnet wurde das Getriebe mit der Software «Kisssoft».

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(Bild: Marenco)

Die Marenco Swisshelicopter AG entwickelt und baut den ersten Schweizer Helikopter. Nach Angaben des Herstellers ist der «SKYe SH09» in seiner Klasse weltweit die erste vollständige Neuentwicklung seit 35 Jahren. Alle aktuellen Konkurrenzmodelle seien Weiterentwicklungen älterer Konstruktionen.

Der mit modernsten Materialien konstruierte Helikopter wird von einer Turbine angetrieben. Das Hauptrotorgetriebe sowie das Heckrotorgetriebe, die den Kraftfluss jeweils um 90 Grad umlenken, sind die zentralen Elemente des Antriebsstranges.

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Optimierung des Hauptgetriebes mit «Kisssys»

Erste Getriebekonzepte wurden schon in einer frühen Phase mit der Berechnungs-Software «Kisssoft» erarbeitet. In einem weiteren Schritt ging es darum, das ausgewählte Getriebekonzept im Detail weiterzuoptimieren. Die wichtigsten Auslegungskriterien waren ein geringes Gesamtgewicht, ein einfacher Aufbau und eine hohe Sicherheit.

Für die weitere Optimierung des Hauptgetriebes wurde «Kisssys» − der Systemaufsatz zu Kisssoft − eingesetzt. Die Variation von verschiedenen Parametern konnte auf einfache und zeiteinsparende Weise durchgeführt werden. Dies ermöglichte die Evaluation einer optimalen Getriebevariante.

Das Hubschraubergetriebe ist zuständig für die Übertragung des Drehmomentes zwischen Turbine und Hauptrotor. Dieses besteht aus drei Übersetzungsstufen: Als erste Stufe waltet eine Kegelradstufe, die den Kraftfluss um 90 Grad umlenkt. Danach folgen eine erste und eine zweite Planetenstufe. Die Eingangsdrehzahl des Getriebes ist durch die Ausgangsdrehzahl der Turbine gegeben.

Alle Berechnungen in einer Datei

Die Drehzahl des Hauptrotors ist im Verhältnis zur Eingangsdrehzahl relativ tief. Deshalb ist eine sehr grosse Untersetzung notwendig (16:1). Weiter werden am Getriebe noch die Abgänge für Klimaanlage und Hydraulik angebracht. Um das ganze Getriebe mit Öl zu versorgen, wird eine interne Ölpumpe eingebaut, die den Ölfluss zu den Zahnrädern und Lagerstellen sicherstellt. Die Ansteuerung des Rotorkopfes muss bei der Konzeption des Getriebes mitberücksichtigt werden. Je nach Integrationsgrad der Rotorkopfansteuerung übt diese einen mehr oder weniger grossen Einfluss auf die Getriebekonzeption aus. Beim Hauptgetriebe wurde eine Ansteuerungsvariante gewählt, die äusserst stark integriert wird. Die Ansteuerung erfolgt durch den Rotormast hindurch − somit muss genügend Platz für die Steuerstangen vorgesehen werden.

Damit das ganze Getriebe als Einheit betrachtet werden kann, wurde das Getriebe in Kisssys aufgebaut. Dies hat den Vorteil, dass so alle Berechnungen in einer Datei zusammengefasst sind. Durch die Verwendung des Systemaufsatzes werden Änderungen immer auf das ganze Getriebe übertragen. Weiter können die Änderungen des Rechenmodells verfolgt werden, was für die Rückverfolgbarkeit sehr wichtig ist.

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