Heli Physik Freaks gesucht ;-)

[konqueror]

Moin!

Wer weiß, wie man die G-Kräfte, die an einem Rotoblatthalter wirken, berechnen kann? Vorausgesetzt man weiß das Gewicht der Rotorblätter und die Drehzahl.

Bzw. wie hoch ist die Kraft, die ein Rotorblatt ausüben würde, wenn es weg fliegen würde und unmittelbar danach auf etwas treffen würde?


Besten Dank!

Gruß
Matthias

[Haaarald]

Hi,

wenn ich nicht irre, dann kannst Du die Zentrifugalkraft so ausrechnen:

F = (m * v^2) / (r / 2)

F = Kraft die das Blatt nach außen zieht [N]
m = Masse des Blattes [kg]
v = Geschwindigkeit auf der Kreisbahn [m/s]
r = Länge des Rotorblattes [m]

Gruß
Harald

[panem]

Wer weiß, wie man die G-Kräfte, die an einem Rotoblatthalter wirken, berechnen kann?

Zum Beispiel dieser Online-Rechner (die Seite ist etwas langsam, also nicht ungeduldig werden ):
http://www.natew.com/rcheli/frames.cgi/ ... adePhysics
OK, G-Kräfte spuckt er nicht aus sondern die Kraft mit der das Rotorblatt nach außen "zieht" in "Pounds".

[Blade]

und POUNDS werden in kg so umgerechnet:
1 Pound = 0,453 kg (weitere Nachkommastellen gekürzt)

[ER Corvulus]

.. und <r> ist nicht die Länge des Rotorblatts, sondern m.E. der Abstand des Blattschwerpunkts zur Rotorwelle.

Grüße Wolfgang

[Haaarald]

Doch. In der originalen Formel steht der Radius im Nenner - deshalb hab ich ein /2 dazu geschrieben.

Gruß
Harald

[ironfly]

Doch. In der originalen Formel steht der Radius im Nenner - deshalb hab ich ein /2 dazu geschrieben.

Gruß
Harald

Das ist aber eine mutige Näherung, da die Formel nur für einen Punktwert mit einem bestimmenten Radius gilt und die Geschwindigkeit im Quadrat mit eingeht!
Außerdem ist die Gewichtsverteilung in Rotorblättern nicht linear, da die Blattspitzen mit den üblichen Gewichten deutlich schwerer sind als der Rest der Blätter. Und dort schlägt mit v^2 die Geschwindigkeit am heftigsten zu!

Da ist der Hinweis mit dem Blattschwerpunkt schon ein Wichtiger.

Gruß

Claus

[Haaarald]

Natürlich ist das eine Näherung. Die Frage am Anfang hat sich aber nicht so angehört als wolle da jemand was über Integrale etc. lesen.
Für eine Näherung sollte es aber so reichen.

Gruß
Harald

[PLD]

Hallo,

es ist auch nicht unbedingt nötig Integrale zu lösen.
In der Physik reduziert man ausgedehnte Körper auf ihren Schwerpunkt und rechnet so, als ob die gesamte Masse dort vereinigt wäre.
Das reicht zumindest in guter Näherung.

Also Fz = m x R x w²

Fz....Zentrifugalkraft [N]
m....Masse [kg]
R....Abstand des Schwerpunktes vom Drehpunkt [m]
w....Winkelgeschwindigkeit [rad/s]

Mal ein kleines Beispiel:
Bei meinem T-Rex liegt der Schwerpunkt eine Blattes etwa 19cm von der Hauptrotorachse entfernt, also R = 0,19m. Die Masse eines Rotorblattes beträgt m = 0,027kg. Bei einer Drehzahl von 2200U/min ergibt das ein w = 2xPix2200/60 = 230,4 rad/s.

Also Fz = 0,027x0,19x230,4² = 272,3N
Das würde einer Masse von 27,8kg entsprechen.

Gruß, PLD

[JMalberg]

Guck mal hier im Parallelmultiversum.

[konqueror]

Vielen Dank für Eure Antworten. Habe jetzt nur noch 2 Fragen:

Wie kann ich die G-Kräfte berechnen?
Nach meinen Berechnungen käme ich auf 230N für meinen Trex pro Blatt, was wiederrum ungefähr 23 KG entspricht. Dieses wäre eine Gewichtszunahme von Faktor 1280, weil das Blatt so ca. 18g wiegt.
Kann ich diese Zahl (1280) auch als die wirkenden G-Kräfte auf das Blatt bezeichnen?

Gibt es einen dynamischen Schwerpunkt eines Rotorblattes oder kann ich den als statisch ansehen? Falls ja, wie kann man den berechnen?

Gruß
Matthias

[TommyB]

Vielen Dank für Eure Antworten. Habe jetzt nur noch 2 Fragen:

Wie kann ich die G-Kräfte berechnen?

Ich frage mich, wozu das gut sein soll (ausser genereller Neugier)?

Das was du (und auch andere, z.B. in den Medien) als "G-Kraft" bezeichnen ist der direkte Vergleich mit der Erdbeschleunigung von
9,81...m/s²

Ein Körper, unter normalen Bedingungen 10 kg wiegt und
unter "unnormalen" 20kg, wird mit 2 G belastet, erfähr also die doppelte
Erdbeschleunigung ... bei der Angabe der Zugkräfte
eines Rotorblattes hat das wenig bis gar keine Aussagekraft.

Im Fall das der Blattanschluss reisst ist die aktuelle Umlaufgeschwindigkeit
und das Gewicht des Blattes eher relevant, denn das bestimmt den Impuls
und damit den Schaden, den das davonfliegende Blatt anrichten kann.

[konqueror]

Bis +6G und -4G kann ich mir aber aus eigener Erfahrung was darunter vorstellen

Natürlich sind das hier andere Dimensionen, aber was nützen mir irgendwelche Aussagen über Kräfte zu denen man keinen Bezug hat?

Also:
Positiv denken und negativ fliegen

[tracer]

Bis +6G und -4G kann ich mir aber aus eigener Erfahrung was darunter vorstellen

F4-Kutscher?

[TommyB]

Natürlich sind das hier andere Dimensionen, aber was nützen mir irgendwelche Aussagen über Kräfte zu denen man keinen Bezug hat?

Ein 60cm Blatt hat an der Spitze bei 1700 u/min eine Umlaufgeschwindigkeit
von 220 km/h... das dürfte "Bezug" genug sein, wenn man gerade im Weg steht

Bei angenommen 120g Blattgewicht (CFK-Blatt) entsteht dabei eine Fliehkraft von
116 kg, wenn du so willst also 966 G (116000g / 120g)