Zyklischer Pitch verdreht?

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acanthurus
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#31 Re: Zyklischer Pitch verdreht?

Beitrag von acanthurus »

@Chris:

Der Auftrieb (eines Profilsegmentes) ist DEFINIERT als die Kraft, welche senkrecht zur Anströmrichtung wirkt. Der nach hinten gerichtete Teil ist der Widerstand.
Beim Rotor wirds dadurch komplizierter, dass wir ja noch den Downwash haben, der der Drehgeschwindigkeit überlagert werden muss.

Aber bevor wir wieder richtung Profilproblematik und "lokaler" Aerodynamik abdriften würde ich gerne noch die von Alex gestellte Frage bez. des Mastmomentes (Steueranteile) klarstellen. Dazu hab ich mal ne ausführlichere Skizze angehängt, welche erklärt, welche Mechanismen dafür sorgen, dass ein Nickmoment auf den Rotormast (und damit auch die Zelle) ausgeübt wird.
Anteil 1, freies Mastmoment, besteht aus zwei "möglichen" Anteilen: Dem REALEN Mastmoment, welches infolge der Federkräfte der geneigten Blattlagerwelle als Kräftepaar aus den Druckkräften auf die O-Ringe entsteht, und den virtuellen Anteil, v.A. interessant bei Mehrblattköpfen, bei dem die Position des Schlaggelenkes nicht mittig auf der Rotorwelle sitzt. Das Momentenerzeugenden kräftepaar entsteht aus dem Versatz der FLIEHkräfte, wenn sich die Blattspitzenebene neigt.

Anteil 2: Der Rotorschub ist nicht parallel zur Rotorachse und hat deshalb, weil er OBERHALB des Schwerpunktes angreift, einen Versatz zum Schwerpunkt. Dieser Versatz, multipliziert mit dem Schub, ergibt das Steuermoment. Auch hier folgt also die Zelle (ein Stück weit) der Neigung des Rotors, wenn der Stick nach vorne wandert.

Man sieht jetzt einigermaßen leicht, dass der Anteil 1 nur von Blattmasse (wg. Fliehkräfte), Härte der Gummis und der Auslenkung der Blattspitzenebene abhängt, während der Anteil 2 nur von der relativen Lage von Schwerpunkt und Rotorkopfzentralstück, Neigung der Blattsitzenebene sowie DEM SCHUB abhängt. Null Schub= Null Steuerwirkung. Deshalb darf man bei Jet Ranger und Co. keine Null-G-Manöver fliegen, denn dieser Hubschrauber HAT nur den Anteil 2.

gruß

andi
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3d
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#32 Re: Zyklischer Pitch verdreht?

Beitrag von 3d »

wieviel driftet der winkel so ab?

also 90° ist maximum, mehr geht nicht, richtig?
wie weit kann es runter gehen?
auf 80° oder 70°?

und wie kann man die 90° am besten "sicherstellen"?
ich nehme an, bei weniger als 90°entspricht die folgsamkeit des helis nicht dem gesteuertem.
ist das so?
TDR
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acanthurus
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#33 Re: Zyklischer Pitch verdreht?

Beitrag von acanthurus »

Moin.

Bei "manntragenden" geht sowas typischerweise runter bis zu 70°. Bei Modellhelis kann das sehr stark variieren.
Von 87° (Logo30 mit stabi-losem Zweiblattsystem mit original-Zentralstück und Kunststoffblatthaltern, alles schön weich, damit präzise ausgemessen) über eeetwa 77°- beim Belt CP je nach Alterung ;) , aber bis hin zu eeeetwa 45° bei vielen Koaxen (weswegen auch die Stabistange so schräg steht.
Ich hab das bei Koaxen auch mal grob optisch nachgemessen, lässt sich damit im Stand qualitativ gut erkennen.
Man muss allerdings dazu sagen dass bei Rotorsystemen mit Stabi-Stange noch ein paar weitere Effekte dazukommen, die wir bisher gar nicht angesprochen haben.

Bei den Koaxen liegt das an der lächerlich großen Lock-Zahl (das ist das Verhältnis von "Luftkräften" zu "Trägheitskräften" am Rotor... leichte Blätter und riesige Wölbung), beim Belt vermutlich eher an den Mischhebelverhältnissen und der Reibung an der Stabistange.

Theoretisch geht auch MEHR als 90°. Dafür gibts mehrere Möglichkeiten, z.B. mit einem NEGATIVEN Schlaggelenksabstand gemacht werden... (Schlaggelenk sitzt auf der gegenüberliegenden Seite), und das wäre vermutlich für die Schwenkbewegung (Bewegung des Blattes innerhalb der Rotorebene) destabilisierend.
Alternativ kann man das (pendelnde) Schlaggelenk bei Zweiblattrotoren nach oben hochsetzen. Auch das erhöht (minimalst) den Phasenwinkel. Wird übrigens auch gemacht, z.B. beim jet Ranger, allerdings aus völlig anderen Gründen.

@Alex: Nachtrag: Die Geschichte mit den Steueranteilen kannst du im "Büchle" ab Seite 26 nochmal nachlesen, die Sache mit Federsteifigkeiten ab S. 22.

gruß

andi
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