#16 Re: merkwürdiges Geräusch beim Kurvenflug
Verfasst: 30.07.2013 09:32:10
Ohne hier behaupten zu wollen dass das in deinem Fall wirklich die Ursache ist, noch was zum "zwitschern" bei Rotorblättern.
Es gibt grundsätzlich eine ganze Reihe von Geräuscherzeugung an Rotorblättern. In einem Forum für manntragende Luftfahrt hab ich das vor eingien Jahren mal zusammengefasst und jetzt hier angehängt - mit dem Hinweis, dass manches davon auf Modellhelis nicht anwendbar ist, z.b. HSI-Lärm.
In deinem Fall dürfte es sich um die Geräuschentwicklung infolge einer laminare Ablöseblase gehandelt haben, wobei die bei den bei modellhelis üblichen Drehzahlen NICHT stoßinduziert sein wird sondern aus der Profilaerodynamik (laminare Ablösung bei kleinen Reynoldszahlen) auftritt.
Ich hatte diesen Effekt mal auf M-Blades ziemlich deutlich, es war eine laminare Ablösung, welche durch Aufbringen eines Turbulators sofort wegzubekommen war.
gruß
andi
-HSI-Lärm.
HSI steht für High-Speed Impulsive Noise
Dieser Lärm entsteht dadurch, dass im bereich der Blattspitze in lokalen Bereichen die Schallgeschwindigkeit überschritten wird. Das bedeutet NICHT, wie man so oft fälschlicherweise liesst, dass die Blattspitze überschallschnell ist. Schon unterhalb der Schallgeschwindigkeit bewirkt die Verdrängung und der Anstellwinkel des Profils eine Beschleunigung der Strömung über die Anströmgeschwindigkeit hinaus. Bereits bei Anströmmachtahlen um 0.7 treten deshalb lokale Überschallgebiete auf. Diese werden i.d.R. durch einen sog. verdichtungsstoss abgeschlossen, welcher einen starken Drucksprung bewirkt. Da dieser Drucksprung aufgrund des drehenden Rotorblattes nicht raumfest ist erzeugt er ein sehr starkes Wechselfeld des Druckes, m.a.W SCHALL. Diese Lärmquelle kennt man v.A. von Hubschraubern im schnellen Reiseflug... das typische UH-1D-Knattern ist HSI-Lärm.
-BVI-Lärm.
BVI heisst Blade-Vortex-Interaction, also Blatt-Wirbel-Interaktion. Er entsteht, wenn das Rotorblatt auf seinem Umlauf einem Blattspitzenwirbel eines vorangegangenen Blattes begegnet.
Die Begegnung bewirkt eine kurzfristige Änderung des Anströmzustandes am Blatt, was wiederum ein Druckwechselfeld erzeugt - Schall.
Da die Wirbel im Reiseflug normalerweise schräg nach unten abschwimmen, tritt BVI in "Sondersituationen" verstärkt auf, z.B. beim Sinkflug. Das hängt sehr stark von Sinkrate und Vorwärtsgeschwindigkeit ab, es gibt besonders ungünstige Fälle wo Blattspitzenwirbelachse und Rotorblatt einigermassen parallel verlaufen, und dann wird die Druckstörung besonders intensiv.
Auch der Lärm, der oftmals als "Schlaggeräusch" bezeichnet wird, besonders bei Manövern auftretend, ist eine Form von BVI-Lärm, der dadurch entsteht, dass z.B. beim Ziehen in Kurven die Blattspitzenebene nach hiten geneigt wird und damit die abschwimmenden Wirbel erreicht werden.
-Turbulenzlärm
Die Strömung über ein Profil wird normalerweise beim Überströmen der Hinterkante eine turbulente Strömung sein. Diese sind gekennzeichnet durch statistische Geschwindigkeitsschwankungen. Diese interagieren mit der Hinterkante (oder beim Fenestron mit dem Strömungskanal) und erzeugen ein Druckwechselfeld mit breitem Spektrum, welches wir als Rauschen wahrnehmen. Für Hubschrauber nicht unbedingt eine dominante Lärmquelle, mit Ausnahme von Fenestron.Hubschraubern.
-Lärmquelle Ablöseblase
In manchen Situationen können am Profil laminare Ablöseblasen mit anschliessendem turbulenten Wiederanlegen entstehen. Ursachen dafür liegen a) in der Profilaerodynamik (Druckanstieg etc..) und b) in der sog. stossinduzierten Ablösung. Der im HSI-Abschnitt erläuterte Verdichtungsstoß bewirkt einen Druckanstieg, den die Grenzschicht nicht überwinden kann, es folgt eine Ablösung mit turbulentem Wiederanlegen. Leiderleider sind laminare Ablöseblasen in ihrer Ausdehnung nicht stabil, sie haben eine charakteristische Eigenfrequenz, mit der sie schwingen. Das ist hörbar. Leicht zu beobachten ist der Ablöseblasenlärm z.B. bei einem stehenden Jetranger mit runtergenommenem Pitch, man hört ein charakteristisches "zwitschern".
-Burble Noise
Das ist der Lärm der entsteht, wenn der Heckrotor die Wirbelschleppe des Hauptrotors durchschneidet. Der Name ist sehr bildlich, es ist das dumpfe blubbernde Geräusch, sehr stark richtungsabhängig, welches man von manchen Hubschraubern im Reiseflug kennt.
-Teilungsgeräusch
Teilungsgeräusch beim Fenestron entsteht durch das periodische Aufeinandertreffen der Nachlaufströmungen von Fenestronblättern und Leitschaufeln. Dem wird heutzutage durch mehrere Maßnahmen entgegengewirkt: Schrägstellen der Leitschaufeln, ungleichmässige Teilung der Fenestronblätter, unterschiedliche Anzahl von Leitschaufeln und Blättern (kleinstes gemeinsames Vielfaches möglichst groß wählen)
Es gibt grundsätzlich eine ganze Reihe von Geräuscherzeugung an Rotorblättern. In einem Forum für manntragende Luftfahrt hab ich das vor eingien Jahren mal zusammengefasst und jetzt hier angehängt - mit dem Hinweis, dass manches davon auf Modellhelis nicht anwendbar ist, z.b. HSI-Lärm.
In deinem Fall dürfte es sich um die Geräuschentwicklung infolge einer laminare Ablöseblase gehandelt haben, wobei die bei den bei modellhelis üblichen Drehzahlen NICHT stoßinduziert sein wird sondern aus der Profilaerodynamik (laminare Ablösung bei kleinen Reynoldszahlen) auftritt.
Ich hatte diesen Effekt mal auf M-Blades ziemlich deutlich, es war eine laminare Ablösung, welche durch Aufbringen eines Turbulators sofort wegzubekommen war.
gruß
andi
-HSI-Lärm.
HSI steht für High-Speed Impulsive Noise
Dieser Lärm entsteht dadurch, dass im bereich der Blattspitze in lokalen Bereichen die Schallgeschwindigkeit überschritten wird. Das bedeutet NICHT, wie man so oft fälschlicherweise liesst, dass die Blattspitze überschallschnell ist. Schon unterhalb der Schallgeschwindigkeit bewirkt die Verdrängung und der Anstellwinkel des Profils eine Beschleunigung der Strömung über die Anströmgeschwindigkeit hinaus. Bereits bei Anströmmachtahlen um 0.7 treten deshalb lokale Überschallgebiete auf. Diese werden i.d.R. durch einen sog. verdichtungsstoss abgeschlossen, welcher einen starken Drucksprung bewirkt. Da dieser Drucksprung aufgrund des drehenden Rotorblattes nicht raumfest ist erzeugt er ein sehr starkes Wechselfeld des Druckes, m.a.W SCHALL. Diese Lärmquelle kennt man v.A. von Hubschraubern im schnellen Reiseflug... das typische UH-1D-Knattern ist HSI-Lärm.
-BVI-Lärm.
BVI heisst Blade-Vortex-Interaction, also Blatt-Wirbel-Interaktion. Er entsteht, wenn das Rotorblatt auf seinem Umlauf einem Blattspitzenwirbel eines vorangegangenen Blattes begegnet.
Die Begegnung bewirkt eine kurzfristige Änderung des Anströmzustandes am Blatt, was wiederum ein Druckwechselfeld erzeugt - Schall.
Da die Wirbel im Reiseflug normalerweise schräg nach unten abschwimmen, tritt BVI in "Sondersituationen" verstärkt auf, z.B. beim Sinkflug. Das hängt sehr stark von Sinkrate und Vorwärtsgeschwindigkeit ab, es gibt besonders ungünstige Fälle wo Blattspitzenwirbelachse und Rotorblatt einigermassen parallel verlaufen, und dann wird die Druckstörung besonders intensiv.
Auch der Lärm, der oftmals als "Schlaggeräusch" bezeichnet wird, besonders bei Manövern auftretend, ist eine Form von BVI-Lärm, der dadurch entsteht, dass z.B. beim Ziehen in Kurven die Blattspitzenebene nach hiten geneigt wird und damit die abschwimmenden Wirbel erreicht werden.
-Turbulenzlärm
Die Strömung über ein Profil wird normalerweise beim Überströmen der Hinterkante eine turbulente Strömung sein. Diese sind gekennzeichnet durch statistische Geschwindigkeitsschwankungen. Diese interagieren mit der Hinterkante (oder beim Fenestron mit dem Strömungskanal) und erzeugen ein Druckwechselfeld mit breitem Spektrum, welches wir als Rauschen wahrnehmen. Für Hubschrauber nicht unbedingt eine dominante Lärmquelle, mit Ausnahme von Fenestron.Hubschraubern.
-Lärmquelle Ablöseblase
In manchen Situationen können am Profil laminare Ablöseblasen mit anschliessendem turbulenten Wiederanlegen entstehen. Ursachen dafür liegen a) in der Profilaerodynamik (Druckanstieg etc..) und b) in der sog. stossinduzierten Ablösung. Der im HSI-Abschnitt erläuterte Verdichtungsstoß bewirkt einen Druckanstieg, den die Grenzschicht nicht überwinden kann, es folgt eine Ablösung mit turbulentem Wiederanlegen. Leiderleider sind laminare Ablöseblasen in ihrer Ausdehnung nicht stabil, sie haben eine charakteristische Eigenfrequenz, mit der sie schwingen. Das ist hörbar. Leicht zu beobachten ist der Ablöseblasenlärm z.B. bei einem stehenden Jetranger mit runtergenommenem Pitch, man hört ein charakteristisches "zwitschern".
-Burble Noise
Das ist der Lärm der entsteht, wenn der Heckrotor die Wirbelschleppe des Hauptrotors durchschneidet. Der Name ist sehr bildlich, es ist das dumpfe blubbernde Geräusch, sehr stark richtungsabhängig, welches man von manchen Hubschraubern im Reiseflug kennt.
-Teilungsgeräusch
Teilungsgeräusch beim Fenestron entsteht durch das periodische Aufeinandertreffen der Nachlaufströmungen von Fenestronblättern und Leitschaufeln. Dem wird heutzutage durch mehrere Maßnahmen entgegengewirkt: Schrägstellen der Leitschaufeln, ungleichmässige Teilung der Fenestronblätter, unterschiedliche Anzahl von Leitschaufeln und Blättern (kleinstes gemeinsames Vielfaches möglichst groß wählen)