Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
#1 Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Hallo,
dieses Video zeigt die Bewegung eines Bell-Hiller-Rotorkopfes in Zeitlupe.
Die Paddel zeigen einen deutlichen Anstellwinkel. Trotzdem kippt die Paddelstange nicht merklich aus der ihrer Drehebene und erhöht somit auch nicht den Anstellwinkel der Rotorblätter.
Warum??
Viele Grüße, Th.
dieses Video zeigt die Bewegung eines Bell-Hiller-Rotorkopfes in Zeitlupe.
Die Paddel zeigen einen deutlichen Anstellwinkel. Trotzdem kippt die Paddelstange nicht merklich aus der ihrer Drehebene und erhöht somit auch nicht den Anstellwinkel der Rotorblätter.
Warum??
Viele Grüße, Th.
#2 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Moin moin,
es steht ja unter dem Video, das es nur mit einem 1/3 der normalen Drehzahl aufgenommen ist. Eine minimale Neigung der Paddelstange ist ja auch erkennbar, für mehr reicht die Drehzahl scheinbar noch nicht.
Gut finde ich auch dieses Video von nur einem Rotorblatt (mit dessen Verformung)
http://www.youtube.com/watch?v=Ug6W7_ta ... re=related
Beeindruckend auch dieses:
http://www.youtube.com/watch?v=fYUSF9ldSQc&NR=1
Viele Grüße
Mirko
es steht ja unter dem Video, das es nur mit einem 1/3 der normalen Drehzahl aufgenommen ist. Eine minimale Neigung der Paddelstange ist ja auch erkennbar, für mehr reicht die Drehzahl scheinbar noch nicht.
Gut finde ich auch dieses Video von nur einem Rotorblatt (mit dessen Verformung)
http://www.youtube.com/watch?v=Ug6W7_ta ... re=related
Beeindruckend auch dieses:
http://www.youtube.com/watch?v=fYUSF9ldSQc&NR=1
Viele Grüße
Mirko
- tracer
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#3 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Der Heli steht ja dabei auch auf dem Boden.
Die Paddelebene soll ja immer möglichst waagerecht bleiben.
Aber erstaunlich, was die Paddelköpfe damals alles mitmachen mussten, und auch ausgehalten haben.
Die Paddelebene soll ja immer möglichst waagerecht bleiben.
Aber erstaunlich, was die Paddelköpfe damals alles mitmachen mussten, und auch ausgehalten haben.
Sieht fast aus wie bei nem Vogel. So eine Dynamik hätte ich nicht erwartet.Husi hat geschrieben:Gut finde ich auch dieses Video von nur einem Rotorblatt (mit dessen Verformung)
#4 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Das Blatt musste halt jedesmal dem Windrad ausweichen.tracer hat geschrieben:So eine Dynamik hätte ich nicht erwartet.
Gruß Bernhard
TDR
Jayhawk, 600er Mechanik (Dauerbaustelle)
T8
fg Monster-Truck
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#5 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Die Paddelebene soll nicht waagerecht bleiben, sondern fest im Raum, und nur wenn keine Steuereingabe erfolgt.tracer hat geschrieben:Der Heli steht ja dabei auch auf dem Boden.
Die Paddelebene soll ja immer möglichst waagerecht bleiben.
Erfolgt eine Steuereingabe, so soll sich die Paddelebene verkippen, und zwar gemäß ihres Trägheitsmomentes verzögert, für Profis:
r x F = D = d/dt L = J d/dt omega. Bei dieser Verkippung beeinflusst sie den Anstellwinkel der Rotorblätter.
Schätzen wir die Geschwindigkeit mal ab mit 2*pi*0.2m*10/s, so sind wir irgendwo knapp über 10 m/s. Da der Auftrieb in erster Näherung eine quadratische Funktion der Geschwindigkeit ist, könnte das in der Tat zu langsam sein, um einen großen Effekt zu sehen. Schade eigentlich.
Viele Grüße, Th.
- tracer
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#6 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Das meinte ich ja.chefche hat geschrieben:Die Paddelebene soll nicht waagerecht bleiben, sondern fest im Raum, und nur wenn keine Steuereingabe erfolgt.
- acanthurus
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#7 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Was die Dynamik des schlagenden Rotorblattes angeht, da müsste ich irgendwo noch ein Filmchen im Archiv haben - zwar eine Animation, aber generiert aus Messwerten am realen Rotor. Da wird dann schon recht deutlich, wie so ein Rotorblatt "arbeitet" - arbeiten MUSS. Ich wühl später mal und schau, ob ich es finden kann.
Was das Eingangsvideo angeht... ich zähle GROB eine Umdrehung in 3 sekunden... Das macht dann 0.4 rev/s. Bei 600fps auf 25 "gestreckt" kommen wir auf 480 rpm. Da sollte man EIGENTLICH schon was an Schlagbewegung am Paddel sehen können. Allerdings unterliegt die Schlagbewegung einem Einschwingvorgang, bei dem erst mal so 3-10 Umdrehungen (je nach Paddelgewicht, Form, Durchmesser usw.) erforderlich sind, bis "anständig" viel Schlagbewegung am Paddel sichtbar wird.
Was das Eingangsvideo angeht... ich zähle GROB eine Umdrehung in 3 sekunden... Das macht dann 0.4 rev/s. Bei 600fps auf 25 "gestreckt" kommen wir auf 480 rpm. Da sollte man EIGENTLICH schon was an Schlagbewegung am Paddel sehen können. Allerdings unterliegt die Schlagbewegung einem Einschwingvorgang, bei dem erst mal so 3-10 Umdrehungen (je nach Paddelgewicht, Form, Durchmesser usw.) erforderlich sind, bis "anständig" viel Schlagbewegung am Paddel sichtbar wird.
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#8 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Die Schlagbewegung der Paddel unterliegt ja eigentlich den gleichen Differentialgleichungen wie die eines Teeter-Rotors, außer dass die Dämpfung anders realisiert ist. Leider wird diese Bewegung immer nur für direkt angesteuerte Rotorköpfe gerechnet, jedenfalls habe ich so was für Paddel noch nicht gefunden. Oder hast du eine Quelle?acanthurus hat geschrieben: Was das Eingangsvideo angeht... ich zähle GROB eine Umdrehung in 3 sekunden... Das macht dann 0.4 rev/s. Bei 600fps auf 25 "gestreckt" kommen wir auf 480 rpm. Da sollte man EIGENTLICH schon was an Schlagbewegung am Paddel sehen können. Allerdings unterliegt die Schlagbewegung einem Einschwingvorgang, bei dem erst mal so 3-10 Umdrehungen (je nach Paddelgewicht, Form, Durchmesser usw.) erforderlich sind, bis "anständig" viel Schlagbewegung am Paddel sichtbar wird.
Viele Grüße, Th.
- acanthurus
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#9 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Hi..
Das frei schlagende Paddel ist im Prinzip gleich wie der frei schlagende Rotor, außer die relative Lage von Massenmittelpunkt und Auftriebsmitte unterschiedlich ist - d.h. andere, aber konstante (nur skalar multiplizierte) Koeffizienten der Schlag-DGL. Im nicht-Resonanzfall erhält man (bei fest eingesteuertem cyclic) also ggf. eine andere absolute Schlagamplitude, aber die Resonanz bleibt, wo sie ist.
Eine getrennte Ableitung der SChlag-DGL für einen frei schlagenden Rotor und ein frei schlagendes Paddel kann ich dir zukommen lassen.
Problematisch ist jedoch, dass es eine gegenseitige Kopplung von Stabi-Schlagen und Rotor-Einstellwinkel gibt - und damit wird das Ganze ein Mehrfreiheitsgradsystem, mit sämtlichen (rechnerisch) möglichen "Späßen", die so ein System mitbringt - z.b. wechselseitiges, periodisches Umverlagern der Amplitude zwischen Rotor und Stabi.
Ich meine mich düster zu erinnern, mal im "Just" was zur gegenseitigen Dynamik bei reinen Bell-Systemen gelesen zu haben, aber zu "unserer" Rotortechnik wirst du in der Standardliteratur vermutlich nichts finden... ich hatte mal danach gesucht. Nachdem das Thema auch seit 30 Jahren eigentlich "out" ist, wirste auch nichts neueres finden. Anno 2002 gabs mal ein AHS-Paper, bei dem sich ein paar Amis um autonomes Fliegen mit Modellhelis gekümmert haben. Die hatten jede Menge Laplacetransformationen für die Dynamik des gekoppelten Systems abgeleitet, und damit einen einfachen "Autopiloten" gefüttert. Sie kämpften mit der großen Trägheit ihres Stabistangenrotorsystems, vertraten aber vehement die Meinung, dass ein direkt angelenktes stabistangenfreies System grundsätzlich viel zu hektisch wäre, um a) manuell geflogen zu werden und b) von einem 2-Gyro-System stabilisiert zu werden. In der gleichen Session stellte ich dann unseren (manuell geflogenen, stabilosen) Versuchsheli vor und wenn ich denen damals schon ein VSTABI unter die Nase hätte halten können...
Das frei schlagende Paddel ist im Prinzip gleich wie der frei schlagende Rotor, außer die relative Lage von Massenmittelpunkt und Auftriebsmitte unterschiedlich ist - d.h. andere, aber konstante (nur skalar multiplizierte) Koeffizienten der Schlag-DGL. Im nicht-Resonanzfall erhält man (bei fest eingesteuertem cyclic) also ggf. eine andere absolute Schlagamplitude, aber die Resonanz bleibt, wo sie ist.
Eine getrennte Ableitung der SChlag-DGL für einen frei schlagenden Rotor und ein frei schlagendes Paddel kann ich dir zukommen lassen.
Problematisch ist jedoch, dass es eine gegenseitige Kopplung von Stabi-Schlagen und Rotor-Einstellwinkel gibt - und damit wird das Ganze ein Mehrfreiheitsgradsystem, mit sämtlichen (rechnerisch) möglichen "Späßen", die so ein System mitbringt - z.b. wechselseitiges, periodisches Umverlagern der Amplitude zwischen Rotor und Stabi.
Ich meine mich düster zu erinnern, mal im "Just" was zur gegenseitigen Dynamik bei reinen Bell-Systemen gelesen zu haben, aber zu "unserer" Rotortechnik wirst du in der Standardliteratur vermutlich nichts finden... ich hatte mal danach gesucht. Nachdem das Thema auch seit 30 Jahren eigentlich "out" ist, wirste auch nichts neueres finden. Anno 2002 gabs mal ein AHS-Paper, bei dem sich ein paar Amis um autonomes Fliegen mit Modellhelis gekümmert haben. Die hatten jede Menge Laplacetransformationen für die Dynamik des gekoppelten Systems abgeleitet, und damit einen einfachen "Autopiloten" gefüttert. Sie kämpften mit der großen Trägheit ihres Stabistangenrotorsystems, vertraten aber vehement die Meinung, dass ein direkt angelenktes stabistangenfreies System grundsätzlich viel zu hektisch wäre, um a) manuell geflogen zu werden und b) von einem 2-Gyro-System stabilisiert zu werden. In der gleichen Session stellte ich dann unseren (manuell geflogenen, stabilosen) Versuchsheli vor und wenn ich denen damals schon ein VSTABI unter die Nase hätte halten können...
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#10 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Moin Th.
könntest du bitte eine Zeichnung zu deinen wilden Formel machen, das man weiß, was du damit sagen möchtest und dazuschreiben, welche Werte für was stehen sollen und wie sie mit den Einheiten belegt sind?
Noch lieber wäre es mir, wenn du (wie acanthurus es immer so schön macht) die Formeln mit Worten beschreibst / erklärst. Dann haben alle mehr davon, denn wir "normalos" verstehen das dann auch viel besser.
Danke!
Viele Grüße
Mirko
könntest du bitte eine Zeichnung zu deinen wilden Formel machen, das man weiß, was du damit sagen möchtest und dazuschreiben, welche Werte für was stehen sollen und wie sie mit den Einheiten belegt sind?
Noch lieber wäre es mir, wenn du (wie acanthurus es immer so schön macht) die Formeln mit Worten beschreibst / erklärst. Dann haben alle mehr davon, denn wir "normalos" verstehen das dann auch viel besser.
Danke!
Viele Grüße
Mirko
#11 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Hallo Mirko,Husi hat geschrieben:Moin Th.
könntest du bitte eine Zeichnung zu deinen wilden Formel machen, das man weiß, was du damit sagen möchtest und dazuschreiben, welche Werte für was stehen sollen und wie sie mit den Einheiten belegt sind?
Noch lieber wäre es mir, wenn du (wie acanthurus es immer so schön macht) die Formeln mit Worten beschreibst / erklärst. Dann haben alle mehr davon, denn wir "normalos" verstehen das dann auch viel besser.
Mirko
guckst du z.B. bei Wikipedia unter Trägheitsmoment oder Drehimpuls. Besser könnte ich das auch nicht beschreiben.
Viele Grüße, Th.
- acanthurus
- Beiträge: 3348
- Registriert: 21.10.2008 08:39:59
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#12 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
TH., ich denke es geht Mirko darum, die zum Verständnis notwendigen Informationen kompakt INNERHALB des Threads zu haben anstatt das Internet oder die Bibliothek zusätzlich heranziehen zu müssen. Es verbessert für wirklich interessierte die Lesbarkeit immens, für alle anderen ist der Thread damit sowieso bereits getötet (in sowas hab ich leider reichlich Übung - sie nennen mich den Theorynator)
Kraft mal Hebelarm ist gleich Drehmoment
Drehmoment ist gleich zeitliche Änderung des Drehimpulses
Zeitliche Änderung des Drehimpulses ist gleich Drehträgheitsmoment mal zeitliche Änderung der Winkelgeschwindigkeit
Soll in diesem Fall wohl bedeuten: Luftkraft des Paddels mal Abstand des Paddels von der Drehachse bewirkt Schlagmoment. Schlagmoment bewirkt Änderung der Winkelgeschindigkeit des schlagenden Padels um die Schlagachse - aufgrund der Trägheit derselben mit zeitlicher Verzögerung.
Das wären die First Principles der Schlagbewegung, die Grundgleichung, die man ansetzt um aus den aerodynamischen verhältnissen (Luftkräfte) und den dynamischen Größen (Massen, Abmessungen, Gelenkpositionen) die Bewegung der Stabistange zu bestimmen.
Von der o.g. Gleichung bis zum Ergebnis ( im Sinne von "Die Stabistange folgt der Einstellwinkeländerung mit etwa 90° Phasenverschiebung" o.Ä.) sind es aber nochmal 2 Seiten höhere Mathematik. Könnt ihr haben, wenn ihr nicht brav seid!
Und als Hausaufgabe dann die Ableitung er Schwenkbewegung über die Coriolisgleichung
oder in Worten (und auf den eindimensionalen Fall reduziert):r x F = D = d/dt L = J d/dt omega
Kraft mal Hebelarm ist gleich Drehmoment
Drehmoment ist gleich zeitliche Änderung des Drehimpulses
Zeitliche Änderung des Drehimpulses ist gleich Drehträgheitsmoment mal zeitliche Änderung der Winkelgeschwindigkeit
Soll in diesem Fall wohl bedeuten: Luftkraft des Paddels mal Abstand des Paddels von der Drehachse bewirkt Schlagmoment. Schlagmoment bewirkt Änderung der Winkelgeschindigkeit des schlagenden Padels um die Schlagachse - aufgrund der Trägheit derselben mit zeitlicher Verzögerung.
Das wären die First Principles der Schlagbewegung, die Grundgleichung, die man ansetzt um aus den aerodynamischen verhältnissen (Luftkräfte) und den dynamischen Größen (Massen, Abmessungen, Gelenkpositionen) die Bewegung der Stabistange zu bestimmen.
Von der o.g. Gleichung bis zum Ergebnis ( im Sinne von "Die Stabistange folgt der Einstellwinkeländerung mit etwa 90° Phasenverschiebung" o.Ä.) sind es aber nochmal 2 Seiten höhere Mathematik. Könnt ihr haben, wenn ihr nicht brav seid!
Und als Hausaufgabe dann die Ableitung er Schwenkbewegung über die Coriolisgleichung
I told my mom when I grow up I want to be an Engineer, she told me I can't do both!
#13 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
acanthurus hat geschrieben:Könnt ihr haben, wenn ihr nicht brav seid!
Das Närrischste ist, dass jeder glaubt überliefern zu müssen, was man gewusst zu haben glaubt. (J.W. von Goethe)
#14 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Danke Andi,
da sieht man mal wieder wer das Thema beherrscht.
Jetzt kann ich folgen und Analogien zu dem Buch vom Walter Bittner finden. Was mich jedoch wundert ist, warum Th. eine Frage in den Raum stellt, um sie sich dann selbst mit Formeln ohne nähere Beschreibung zu beantworten? Na egal, wieder etwas weiter im Thema!
Vielen Dank
Mirko
da sieht man mal wieder wer das Thema beherrscht.
Jetzt kann ich folgen und Analogien zu dem Buch vom Walter Bittner finden. Was mich jedoch wundert ist, warum Th. eine Frage in den Raum stellt, um sie sich dann selbst mit Formeln ohne nähere Beschreibung zu beantworten? Na egal, wieder etwas weiter im Thema!
Ein Rechenbeispiel zu diesem Thema hätte ich allerdings wirklich gerneacanthurus hat geschrieben:Und als Hausaufgabe dann die Ableitung er Schwenkbewegung über die Coriolisgleichung
Vielen Dank
Mirko
- acanthurus
- Beiträge: 3348
- Registriert: 21.10.2008 08:39:59
- Wohnort: Kreis Ludwigsburg
#15 Re: Bell-Hiller-Rotorkopf in Zeitlupe
Für die meisten stellen Gleichungen einfach etwas sehr abschreckendes dar - es hat sich nicht rumgesprochen, dass Gleichungen und derern Benutzung die Dinge erleichtern und nicht erschweren - diese "Message" bringt unsere bundesdeutsche Schulmathematik einfach nicht rüber. Das Problem ist halt auch, dass die wirklich grundlegenden Gleichungen, welche ein Problem an sich vollständig erschlagen, in ihrer Grundform nichts aussagen - so könnte man zum Beispiel die gesamte reibungsfreie Unterschallaerodynamik mit "Laplace Phi gleich Null" abhaken - aber in der Anwendung oder gar der ERKLÄRUNG nützt diese elegante Formulierung leider wenig.
Ein konkretes Rechenbeispiel für ne Schwenkbewegung... da müsste man doch sehr weit ausholen und etliche Dinge genaustens definieren, wenn das ansatzweise sinnvoll sein soll. Ich hielte es für sinnvoller, lieber einige der Charakteristika der Schwenkbewegung zu rekapitulieren - aber ich will diesen Thread nicht über Gebühr strapazieren.
Das angedrohte Video zur Animation der Schlagbewegung hab ich gefunden und hochgeladen... müsste in Kürze verfügbar sein.
*edit* na da isses ja: http://www.rchelifan.org/media.php?mode=play&id=1518
gruß
andi
Ein konkretes Rechenbeispiel für ne Schwenkbewegung... da müsste man doch sehr weit ausholen und etliche Dinge genaustens definieren, wenn das ansatzweise sinnvoll sein soll. Ich hielte es für sinnvoller, lieber einige der Charakteristika der Schwenkbewegung zu rekapitulieren - aber ich will diesen Thread nicht über Gebühr strapazieren.
Das angedrohte Video zur Animation der Schlagbewegung hab ich gefunden und hochgeladen... müsste in Kürze verfügbar sein.
*edit* na da isses ja: http://www.rchelifan.org/media.php?mode=play&id=1518
gruß
andi
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