Wir schreiben den 14. September 1939. Igor Sikorsky sitzt im ersten Prototypen der VS-300. Keiner weiß, was den Piloten erwartet, wenn er am Pitch ziehen wird.
Sikorsky an Bord seiner VS-300
Aber Sikorsky ist optimistisch und skizzierte später seine Devise: „Wenn Probleme auftraten, und das taten sie, mussten wir entscheiden, wem wir die Schuld daran geben würden: dem Konstrukteur oder dem Piloten, selbst wenn es ein und dieselbe Person war.
Während der frühen Jahre der Helikopterentwicklung hatte ich
beide dieser Stellungen inne. Wenn ich also von den späteren
Erfolgen des Helikopters etwas für mich in Anspruch nehmen will, muss ich die Schuld für unsere gelegentlichen Flugprobleme ebenfalls mir zuschreiben.“ Zumindest bei diesen
ersten gefesselten Flugversuchen treten wenig Probleme auf, aber das soll nicht so bleiben.
Eigene Wege
Schon 25 Jahre zuvor hat Sikorsky für das russische Militär
Flugzeuge gebaut. Die Revolution zwang ihn nach Frankreich und danach in die USA zu emigrieren, wo er sehr erfolgreich zunächst kleine, später große Wasserflugzeuge baute, die unter anderem auf den Südamerika-Routen eingesetzt wurden. Aber deren Zeit ist Ende der dreißiger Jahre vorbei.
Dies ist die Gelegenheit für Sikorsky, seinen alten Traum vom
Hubschrauber endlich Realität werden zu lassen. Im Frühjahr 1939 beginnt die Entwicklung der VS-300 und wieder einmal geht Igor Sikorsky eigene Wege.
Anders als die anderen Pioniere konstruiert Sikorsky seinen Hubschrauber mit einem Haupt- und einem Heckrotor
zum Ausgleich des Gegendrehmoments. Trotz der kurzen Entwicklungsdauer gelangen Sikorsky und sein Team nach eingehenden Berechnungen und Tests, aber durchaus auch mit „intuitiver“ Ingenieurskunst, zu ihrem Entwurf, der im Herbst erstmals fliegt.
Erste Tests der gefesselten VS-300, Version Nr. 1
Die VS-300 V1
Die VS-300 V1 ist eine wenig elegante Rahmenkonstruktion. Dies spart Gewicht und ermöglicht schnelle Änderungen und Reparaturen. Der Hauptrotor wird von einem 75 PS Lycoming Motor angetrieben, der hinter dem Pilotensitz liegt. Hier befinden sich außerdem Hauptrotor, Antriebswelle und Getriebe, Steuermechanik, Treibstoffzelle sowie das Hauptfahrwerk. Dieser Bereich bleibt während der kommenden Jahre nahezu unverändert. Der Heckausleger jedoch ist Objekt ständiger Veränderungen. In der VS-300 V1 ist er eine kastenförmige, lange Struktur mit einer senkrechten Stabilisierungsfläche sowie dem einblättrigen Heckrotor. Die Stabilisierungsfläche soll den Downwash nutzen, um den Heckrotor beim Ausgleich des Gegendrehmoments zu unterstützen.
Die gefesselten Flugversuche dienen Sikorsky und Serge Gluhareff, langjähriger Mitarbeiter und zweiter Testpilot, dazu, erste wichtige Erfahrungen über das Verhalten der VS-300 zu sammeln. Nach Änderungen an den Steuerorganen lockern sie
die Fessel, so dass nun „Flüge“ und Steuereingaben in alle
Richtungen möglich sind.
Die Steuerung erweist sich allerdings als extrem sensibel. Vor allem im Vorwärtsflug gab es Probleme. Die beiden Piloten versuchen zumeist, im Windschatten der großen Hangars zu bleiben, um in möglichst ruhigen Bedingungen ihre Flüge zu
absolvieren.
Am 9. Dezember jedoch vergisst Gluhareff dies für einen Moment. Der Hubschrauber wird von einer Windbö erfasst, rollt auf die Seite und stürzte ab. Gluhareff ist leicht verletzt, nicht so die VS-300. „Ich denke, wir bringen sie jetzt nach Hause“, ist Sikorskys Reaktion.
Die größten Probleme waren im Vorwärtsflug aufgetaucht, und um diese Schwierigkeiten in den Griff zu bekommen, beschließt Sikorsky, auf die zyklische Blattsteuerung zu verzichten und eine andere Lösung zu erarbeiten.
Die VS-300 V2
Bei der VS-300 V2 fügt er statt der zyklischen Blattverstellung zwei kleine Rotoren an Heckauslegern hinzu. Der vertikale Heckrotor ist hinter den beiden neuen Rotoren angebracht. Statt zuerst die Rotorfläche zu kippen, basiert das neue Steuersystem darauf, durch die beiden Rotoren gleich den gesamten Hubschrauber in die gewünschte Richtung zu kippen. Dies geschah durch Veränderung des Blattanstellwinkels bei den beiden horizontalen Heckrotoren.
Der so erhöhte oder verringerte Auftrieb hob oder senkte das Heck. Diese Lösung vereinfachte zwar den Rotorkopf immens, da „lediglich“ die kollektive Blattverstellung erhalten blieb, dennoch darf die Komplexität der Mechanik auch dieser Steuerung nicht unterschätzt werden. Aber das System funktioniert – eine Meisterleistung in sich.
Die VS-300 V2 hat ihren ersten freien Flug am 13. Mai. Nur eine Woche später führen Sikorsky und sein Team den Hubschrauber der Öffentlichkeit vor. Der Connecticut Commissioner of Aeronautics, Charles Lester (Les) Morris, verleiht Sikorsky daraufhin die Helicopter License No. 1. Morris wird später Testpilot bei Sikorsky.
Aber einer der Gäste hatte es bemerkt: Die VS-300 war nicht
vorwärts geflogen. Hierauf angesprochen, antwortete Sikorsky trocken: „Das ist eins der kleineren technischen Probleme, die wir noch nicht gelöst haben.“ Der Grund war das unruhige Verhalten der beiden horizontalen Heckrotoren, die bei Vorwärtsflug in den Abwind des Hauptrotors kamen. Außer
diesem „kleinen“ Problem flog die Maschine jedoch zu aller
Zufriedenheit. Etwas mehr als ein Jahr weiterer Flugversuche,
Tests und Veränderungen führen schließlich zu einem vergleichsweise verlässlichen Hubschrauber.
Weltrekord
Zu dieser Zeit hält Fockes Fw 61 den Weltrekord im Dauerflug, aber Sikorsky will diesen für seine VS-300. Am 6. Mai 1941
ist es soweit. Sikorsky erklärt den zahlreichen Reportern: „Sie werden Zeugen des unspektakulärsten Geschehens sein, über das Sie je geschrieben haben. Ich habe vor, für ungefähr 1,5 Stunden lediglich über einer Stelle zu bleiben, mehr nicht.“
Spricht’s, setzt seinen Fedora-Hut auf, startet den Motor, zieht volle Leistung und hebt ab – auf etwa einen Meter Flughöhe. Mit dem Verbrauch von Brennstoff
nimmt das Gewicht der Maschine ab, und er verringert die Leistung. Als der Motor bei normaler Leistung angekommen ist, lässt er die Maschine einfach steigen.
Wie Sikorsky es vorhergesagt hatte, wurde der Rekordversuch schnell langweilig. Eine lebhafte Unterbrechung erfolgt erst, als er den Weltrekord der Fw 61 nach einer Stunde und zwanzig Minuten brach, doch Sikorsky bleibt weitere zwanzig Minuten
in der Luft und landet erst nach 1 Stunde 48 Minuten 56 Sekunden!
Aber die Vibrationen im Vorwärtsflug bleiben bestehen. Zudem müssen für den Seitwärtsflug sehr hohe Kräfte aufgebracht werden, um den Hubschrauber um seine Längsachse zu kippen. Das erste Problem wurde schließlich gelöst, indem die Position der Heckrotoren auf das gleiche Niveau des Hauptrotors gebracht wurde, um sie aus dessen Abwinden zu bringen. Nach innen gewinkelte Heckrotoren sollten die zweite Schwierigkeit beheben, was aber nur zum Teil funktionierte.
Die VS-300 V3
William Hunt, leitender Projektingenieur der VS-300, will es deshalb mit einer zumindest „halben“ zyklischen Blattverstellung versuchen, zumindest für seitliche Flugbewegungen. Einer der beiden Heckrotoren wird entfernt und der verbleibende am Ende des Hecks auf Höhe des Hauptrotors installiert. Der vertikale Heckrotor blieb erhalten.
Im September 1941 hat die VS-300 V3 ihren Erstflug, Testpilot ist Sikorsky. Um kein Risiko einzugehen, führt er die ersten seitlichen Steuereingaben, die sich nun direkt auf den Hauptrotor auswirken, in nur 1,5 Metern Höhe aus. Aber als die Maschine positiv reagiert, wird er zuversichtlicher und fliegt das „ganze Programm“. Nach der Landung verkündet er: „Meine Herren, dies ist ein neuer Hubschrauber!“
Weitere Feineinstellungen folgen, der vertikale Heckrotor wird neu platziert, und die VS-300 fliegt besser denn je. Aber allen Beteiligten ist klar, dass dies erst die „halbe Miete“ ist. Sollen die Sikorsky Hubschrauber erfolgreich sein, muss die vollständige Kontrolle über den Hauptrotor erfolgen.
Die verkleidete VS-300 im Schwebeflug. Sikorsky stabilisiert von Hand
Die VS-300 V4 – Der Durchbruch
Also wieder die vollständige zyklische Blattverstellung am
Hauptrotor erproben. Nach zwei Jahren mit verschiedensten Konfigurationen kommt das Team um Sikorsky wieder zur ursprünglichen Rotor-Anord-nung zurück. Am 8. Dezember
1941 fliegt die VS-300 V4 erstmals. Diesen Flug führt Les
Morris aus, nicht Sikorsky.
Aber kaum in der Luft, ist der Hubschrauber so extrem unruhig, dass Morris sofort wieder landet. Es folgen neue Messungen und weitere Flugversuche, aber die VS-300 weigert sich, zu
kooperieren.
Die überraschend einfache Lösung ist der Einbau horizontaler Schwingungsdämpfer an den Rotorblättern. Silvester nimmt Les Morris wieder auf dem Pilotensitz Platz.
Vorsichtig hebt er ab und führt die VS-300 zunächst in den Schwebeflug, dann in den Seitwärts-, und in den Rückwärtsflug. Weder Schütteln noch Vibrationen. Ganz sachte drückt er den Steuerknüppel nun nach vorne und rechnet mit dem Schlimmsten. Die VS-300 reagiert sofort auf seine Steuereingabe – mit ruhigem und vollständig kontrolliertem Vorwärtsflug. Im Logbuch von Morris heißt es zu diesen Flügen: „Wir flogen vorwärts, rückwärts und seitwärts, und zu keinem Zeitpunkt traten Vibrationen oder Schwingungen auf.“
Endlich ist der Durchbruch geschafft, der die weitere Entwicklung des Hubschraubers beeinflusst. Mit der Übernahme der für die VS-300 entwickelten und erprobten Systeme in die VS-316 (später R-4) und die VS-327 (später R-5) finden die Ergebnisse ihre Bestätigung. Eine industrielle Serienfertigung des Hubschraubers in großen Zahlen und unter wirtschaftlichen
Erfordernissen ist nun möglich, Igor Sikorskys Traum Realität.
Kim Braun