Zyklischer Pitch verdreht?

[3d]

kommen die 90° durch die zweiblattkonstruktion zustande, oder sind mehrblattköpfe auch 90° verschoben?

und sind die gummis dann in erster linie nicht für die dämpfung gedacht, sondern um die richtige steuerfolge bei verschiedenen drehzahlen zu gewährleisten?

[echo.zulu]

kommen die 90° durch die zweiblattkonstruktion zustande, oder sind mehrblattköpfe auch 90° verschoben?

Die 90° Regel gilt für alle Rotorköpfe, egal ob 1-Blatt oder 8-Blatt. Nur benötigt man bei Mehrblattköpfen oft noch die virtuelle Taumelscheibendrehung, weil die Blätter meist mechanisch verdreht angesteuert werden. Das passiert deshalb, weil man ja gern die Gestänge senkrecht zum Blatthalter laufen lassen möchte. Dann passt aber die Ansteuerung der Taumelscheibe nicht mehr.

@Jan:
Du hast zwar Recht damit, dass man die Rotorebene in die Richtung neigen muss, in die man fliegen will. Das beschreibt Dieter Schlüter ja auch korrekt. Was Dieter beschreibt ist die Steuerung des Helis und dass die Steuerung nicht auf die Kreiselkräfte zurückzuführen ist. Die Neigung der Rotorebene wird aber schon durch die Kreiselkräfte verursacht. Als Resultat der Neigung ergibt sich dann die Rotation des gesamten Helis um die gesteuerte Achse.

[helijonas]

was ist zyklischer pitch ??
das gibts nicht...

[chris.jan]

was ist zyklischer pitch ??

Wenn meine Frau ihren Zyklus hat, und mal wieder an PMS (permanentes Menstruations Syndrom) leidet, dann "pitcht" die mir bei nem falschen Kommentar darüber schon mal gewaltig eins mit dem Nudelholz über den Schädel

[helijonas]

achsoooo

[crashmaster]

@acanthurus: Das mit dem Pendeleffekt war mir neu, aber das ist auch eine gute Erklärung. Meine Ablehnung der Trägheitseffekte war noch in Unkenntnis dieses Pendeleffekts. Vor allem finde ich überraschend (aber plausibel), dass die Resonanzfrequenz dieses Pendel mit der Drehzahl zusammenhängt, aber erst in diesem Zusammenhang erklären sich die 90°. Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!

Gruß,
Claus

[acanthurus]

@Claus: gern geschehen.

@Chris: Thema verfehlt? Hast du GELESEN, was andere leute schreiben, oder lässt du dich einfach nur von großen Namen (Schlüter) beeindrucken und bist somit vom selbst denken befreit? Wenn du bei mir damals in der Prüfung "Hubschrauberaeromechanik" gesessen wärst, hättest DU die 5 (6 wurde da nicht vergeben)

@helijonas: Der Begriff "Pitch" bezieht sich auf den Einstellwinkel des EINZELNEN ROTORBLATTES. Der Begriff Collective Pitch is der für alle blätter gemeinsame, mittlere Pitchwert. Der Begriff Cyclic Pitch ist der dem collective pitch überlagernde, sich zyklisch ändernde Blatteinsetllwinkelanteil. Insofern sind die Begriffe "Kollektiver Pitch" und "zyklischer Pitch" richtig, wohingegen die Begriffe "Pitch" und "zyklisch" eher die mundfaulen unpräziseren Begriffe darstellen, die sich insbesondere im Modellflug festgesetzt haben.

gruß

andi

[chris.jan]

Von großen Namen alleine lasse ich mich generell nicht beeindrucken. Ich hab Schlüter nur erwähnt, um zu beweisen, daß Kreiselpräzession NICHT die Antwort auf die eingangs gestellte Frage von Tim war. Denn die habe ich (auch) GELESEN.
Worauf ich eigentlich hinaus wollte, ist daß das Thema vollkommen von der Ursprungsfrage wegdriftet. Die Kreiselpräzession ist ein ganz anderes Thema und definiv KEIN Grund, warum bei Nick nach vorn der Pitch ausgerechnet seitlich erhöht wird. (Nachtrag: Es muß heissen "seitlich am höchsten ist")
Und in dem Punkt mußt Du mir ja genauso Recht geben wie ich Dir Deine/Eure Ausführungen über die Kreiselpräzession glaube.
Verstehst Du jetzt was ich meine?

[acanthurus]

Ich verstehe zwar (grob) was du meinst, aber ich dachte, ausführlichst dargelegt zu haben, dass die kreiselpräzession sehr wohl zur Erklärung des Phasenversatzes herangezogen werden kann:
1. Das angreifende, äußere Drehmoment infolge der zyklischen Kraftunterschiede (welche OHNE großen Versatz direkt mit der Einstellwinkeländerung erfolgt) bewirkt ein kippendes Drehmoment auf den Gesamtrotor nach Links.
2. Infolge der Präzession erfolgt die Reaktion der Rotorkreisscheibe (Blattspitzenebene, "Rotorfläche") mit einem Versatz von (etwa) 90°, also nach VORNE.
3. Der Auftriebsvektor steht ziemlich genau senkrecht auf der Blattspitzenebene, neigt sich also nach VORNE
4. der Mastmomentvektor (auf die zelle wirkend) steht genau senkrecht zur Rotationsachse und senkrecht zur Blattspitzenebene, zeigt also vektoriell nach links, was gemäß "daumenschraubenregel" einem Absenken der Nase entspricht.

Daraus folgt direkt und ohne Umschweife die Phase von 90° zwischen zyklischer Blattverstellung und Hunbschrauber-Reaktion, und genau das war ja die Eingangsfrage. Von thema verfehlt kann dann ja wohl keine Rede mehr sein, oder?

Die gängige Fachliteratur (Johnson, Stepniewski/Keys, und auch schon Just in den 50ern, etc.) machen das im übrigen auch so, und DAS sind die Bücher, durch die man durch muss, wenn man Rotordynamik verstehen will. Alle drei verwenden jedoch die "mitdrehende Beobachtungsweise", wenn´s ans quantitative Eingemachte geht. Aus gutem Grund.

gruß

andi

[Alex K.]

Chris, was Du da über Deine Frau zum Besten gibst zeigt recht eindrücklich, dass diese Diskussion Deinen geistigen Horizont zu übersteigen scheint. Vielleicht wäre es besser, diesen Thread denjenigen zu überlassen, die verstehen, was sie schreiben.

Andi, vielen Dank erst mal zu Deinen sehr detaillierten Ausführungen. Die Betrachtung der 90°-Phasenverschiebung über ein Pendel hörte ich zum ersten Mal, es ist so aber tatsächlich besser zu begreifen als durch die reine Tatsache der Präzession.

Du schreibst, dass es im Zusammenhang zwischen zyklischer Steuerung und der Neige-Reaktion zwei Mechanismen gibt, ein Mal die Steifigkeit des Blattanschlusses und ein Mal der Schubvektor. D.h., je steifer die Blattgummis, desto größer das Nick-Moment auf den Rotormast.

Der Schubvektor greift, wenn ich es richtig verstehe, im Drehpunkt der Blattlagerwelle an (besser: im Schnittpunkt zwischen Hauptrotorachse und Blattlagerachse). Du schreibst von 2 Anteilen des Vektors, die, wenn ich den Vektor zerlege, in eine parallel zur Hauptrotorachse und in eine senkrecht zur Hauptrotorachse gerichteten Anteil zeigen. Mit Anteil 1 meinst Du sicher den parallel zur Rotorachse gerichteten Anteil? Verstehe ich das außerdem richtig, dass durch die mittig und frei schlagend aufgehängten Blätter der Großhubschrauber KEIN Nickmoment aufgebaut werden kann wie oben beschrieben? Das würde bedeuten, dass bei diesen Helis der Korpus immer in der selben Lage relativ zum Erdkoordinatensystem steht, und diese nicht wie bei unseren Helis durch das Mastmoment der Blattebene nachgeführt werden?
Anteil 2 führt ja dazu, dass der Heli in die gewünschte Richtung Fahrt aufnimmt, erst mal unabhängig davon, wie groß die Federkraft der Kopfgummis ist. Im einen Fall wird ein Moment auf den Korpus des Helis aufgebaut, im anderen Fall nicht. In beiden Fällen ist es aber so, dass sich der Schubvektor neigt und ein Anteil senkrecht zur Hauptrotorachse entsteht wodurch sich der Heli in die gesteuerte Richtung bewegt. In beiden Fällen muss kollektiver Pitch hinzu gesteuert werden, um weiterhin die gewünschte Höhe zu erhalten. Der einzige Unterschied wäre, wenn ich das richtig verstehe, dass bei einer konstanten Steuerung (z.B. Nick) der Heli mit den Kopfgummis einen Flip vollziehen würde, der Heli mit den frei schlagenden Blättern aber lediglich weiter geradeaus fliegen würde. Sehe ich das richtig?

Gruß, Alex

[chris.jan]

Chris, was Du da über Deine Frau zum Besten gibst zeigt recht eindrücklich, dass diese Diskussion Deinen geistigen Horizont zu übersteigen scheint. Vielleicht wäre es besser, diesen Thread denjenigen zu überlassen, die verstehen, was sie schreiben.

Ich überlass Dir in diesem Fall gerne das Feld. Auf so ein Niveau brauch ich mich ernsthaft nicht einzulassen.

[Alex K.]

Chris, was Du da über Deine Frau zum Besten gibst zeigt recht eindrücklich, dass diese Diskussion Deinen geistigen Horizont zu übersteigen scheint. Vielleicht wäre es besser, diesen Thread denjenigen zu überlassen, die verstehen, was sie schreiben.

Ich überlass Dir in diesem Fall gerne das Feld. Auf so ein Niveau brauch ich mich ernsthaft nicht einzulassen.

Ich habe nichts dagegen, wenn jemand sachlich mitdiskutiert. Aber bei dem Posting hab ich mich echt gefragt, wo ich hier eigentlich bin...

Gruß, Alex

[chris.jan]

Hey, wir sind erwachsende Leute. Wenn jemand einen Witz macht und ich dazu nen Spruch, Kalauer oder sonstwas dazu schreibe, dann sollte doch jeder Anwesende zwischen Spaß und Ernst zu unterscheiden wissen.

Kern meiner Skepsis ist eine ganz andere Frage: In welchem Anteil zum Gesamtvortrieb stehen denn die Kräfte der angesprochenen Drehmomente im Verhältnis zum Vortrieb durch die Aerodynamik der Rotorblätter?
Ich vermute mal in einem recht geringen Verhältnis.

[Alex K.]

Hey, wir sind erwachsende Leute. Wenn jemand einen Witz macht und ich dazu nen Spruch, Kalauer oder sonstwas dazu schreibe, dann sollte doch jeder Anwesende zwischen Spaß und Ernst zu unterscheiden wissen.

Das dachte ich eigentlich auch... der Spruch war nur, fand ich, etwas unterhalb der Gürtellinie...
Da wir ja aber, wie Du schreibst, erwachsene Leute sind, haben wir das nun sachlich ausdiskutiert, unseren Unmut kund getan, uns wieder vertragen und diskutieren nun in angemessener Weise zu diesem sehr interessanten Thema weiter

Kern meiner Skepsis ist eine ganz andere Frage: In welchem Anteil zum Gesamtvortrieb stehen denn die Kräfte der angesprochenen Drehmomente im Verhältnis zum Vortrieb durch die Aerodynamik der Rotorblätter?
Ich vermute mal in einem recht geringen Verhältnis.

Wenn ich das alles richtig verstanden habe, führt der schräg gestellte Schubvektor erst einmal zu einem Moment um den Rotormast, welches den Heli dreht, bei Nick nach vorne also erst die Rotorebene nach vorne neigt, über die Blattgummis dann das Moment auf den Mast aufbringt welches schlussendlich die Nase nach unten drückt. Das alles führt noch zu keiner Fahrt sondern lediglich zu einem "kippen" des Helis. Wenn der Heli nun gekippt ist, zeigt der Schubvektor relativ zum Erdkoordinatensystem nicht mehr senkrecht nach oben bzw. entgegen seiner Gewichtskraft (wie in meinen Bildern weiter oben dargestellt), sondern schräg nach vorne - wobei hier kein zyklischer Pitch mehr gesteuert wird, denn sonst würde das Moment ständig wirken und der Heli einen Flip ausführen. Hat man den Heli nun gedreht und steuert kein Nick mehr, erzeugt der Rotor einen Schub parallel zur Hauptrotorachse, im "Heli-Koordinatensystem" direkt in Richtung der Hauptrotorwelle, "Erd-Koordinatensystem" schräg nach vorne oben. Dies führt nun dazu, dass der Heli Fahrt nach vorne aufnimmt, als würde man eine Kugel eine schiefe Ebene hinunter rollen lassen. Mit dem Maß der Schrägstellung des Helis wird hierbei lediglich die Geschwindigkeit bestimmt, bei der Kugel wäre das quasi der Anstellwinkel der Rutsche. Damit der Heli aber nicht wie die Kugel nach unten saust, wird der kollektive Pitch erhöht, was wiederum den Schubvektor vergrößert und den Anteil des Vektors, welcher im raufesten Koordinatensystem parallel zur Gewichtskraft steht so groß werden lässt wie die Gewichtskraft des Heli selbst, wodurch er dann keine Höhe mehr verliert.

Das Moment um den Rotormast welches den Heli kippt hat somit nur indirekt etwas mit dem Vorwärtsschub zu tun, wenn ich das richtig verstanden habe.

Gruß, Alex

[chris.jan]

So seh ich das auch.

Ich versteh es ja und es ist ja auch ohne Diplom nachvollziehbar, daß der zyklische Pitch mit seinem höherem Auftrieb rechts einen Drehmoment nach links gibt und das dann ein Neigen nach vorne verursacht. Ich sage jetzt bewußt nicht Nick(en), weil mit dem zyklischen Pitch über die TS wollen wir ursprünglich ja die aerodynamischen Kräfte steuern.

So, jetzt haben wir also nen Drehmoment nach vorne (den ich nie bestritten habe), aber der zieht bzw. dreht den Heli um seinen Schwerpunkt. Auch klar.

Mal zurück zum Rotorblatt. Das hat jetzt (egal wo) nen Anstellwinkel von x°. In welche Richtung geht jetzt der Auftrieb? Immer nach unten (parallel zur Rotorachse) oder genau senkrecht zum Blatt, also x° nach unten?
Diese Frage ist mir sehr wichtig.