Funktionsweise Paddel-Rotorkopf?

[AndreasF.]

Gibts irgendwo eine schöne Erklärung, wie ein Paddel-Kopf genau funktioniert?

Was ich nicht ganz versteh ist, warum die Blattverstellung immer 90° voreilend passiert!?

Wenn ich die Hauptrotorblätter der Länge nach ausrichte und dann Nick nach vorne gebe, dann müsste ja eigentlich das hintere Blatt einen positiven (Auftrieb) u. das vordere Blatt einen negativen (Abtrieb) Anstell-Winkel haben -> hinten Auftrieb, vorne Abtrieb - der Heli nickt nach vorne!?? Das Gleiche bei der Paddel-Ebene!

Warum ist das immer 90° voreilend?

Viele Grüsse
Andi

[Kholdstare]

Suche mal hier im Forum nach 'Kreiselprinzip' dann dürfte einiges klar werden. Ganz einfach ist der Stoff aber nicht, da sind sich selbst die Experten uneinig.

Gruss, Philipp

[Baxxoman]

Gibts irgendwo eine schöne Erklärung, wie ein Paddel-Kopf genau funktioniert?

Was ich nicht ganz versteh ist, warum die Blattverstellung immer 90° voreilend passiert!?

Wenn ich die Hauptrotorblätter der Länge nach ausrichte und dann Nick nach vorne gebe, dann müsste ja eigentlich das hintere Blatt einen positiven (Auftrieb) u. das vordere Blatt einen negativen (Abtrieb) Anstell-Winkel haben -> hinten Auftrieb, vorne Abtrieb - der Heli nickt nach vorne!?? Das Gleiche bei der Paddel-Ebene!

Warum ist das immer 90° voreilend?

Hallo,

nimm Dir mal eine alte CD und halte diese waagerecht.
Nun markierst Du mit einem Strich "vorne".
Um dem Hubi Nick nach vorn zu geben, wird die gesamte Rotorebene nach vorn geneigt.
Das tust Dun mal mit Deiner CD.
Du wirst feststellen, daß sich der (Anstell-) Winkel in sich des "vorderen" und "hinteren" Rotorblattes nicht verändert hat.
Sehr wohl jedoch die Winkel des "linken" und rechten" Rotorblattes.
Gleiches tritt sinngemäß beim "Roll" geben auf.
Zum weiteren Verständnis der Paddel am Modellhubschrauber ist das Buch "Hubschrauber ferngesteuert" von Dieter Schlüter sehr hilfreich.

Gruß Axel

[LarsBraun]

Hi,

Lies mal unter dem Stichwort "Präzession" nach. Reaktion eines rotierenden Gegenstandes erfolgt 90Grad versetzt.

[Kholdstare]

Für mich ist die Kreiseleffekt Frage immer noch nicht abschliessend geklärt. Selbst 'Gott' der Modellhelis Dieter Schlüter schreibt, der 90° Versatz hat nichts mit der Präzession zu tun.

Und, ganz interessant, der folgende Satz aus der Lehre:

Steht die Drehachse des idealen Kreisels genau senkrecht, also parallel zur Lotrichtung, so wirkt kein Drehmoment auf ihn ein, da die Feldlinien der Schwerkraft in Richtung dieser Drehachse ist. Deshalb bleibt die Achse senkrecht, es findet keine Präzession statt.

- was ja dann neutral wäre, wenn die TS genau neutral ausgerichtet, die Hauptrotorwelle genau senkrecht, damit wäre hier gegeben, dass keine Präzession stattfindet.

Tut sie aber irgendwie doch :unsure:::)

[Kholdstare]

aeh, nachtrag, ok ist klar.

Hier mal der Text von Dieter Schlüter. Ich verletze hier kein copyright da der Urheber des Textes diesen Text auch hier im Forum gepostet hat seinerzeit:

Hallo
ich bin 15 Jahre alt und fliege RC Heli und habe folgende Frage:
Mir hat ein Pilot eines Großhubschraubers vor einiger Zeit erklärt, dass durch die Kreiselkräfte die Rotorblätter ca. 90° vor der Stelle, an der die Rotorkreisfläche gehoben wird, verstellt werden.
Aber da Sie in ihrem Buch "Hubschrauber ferngesteuert" schreiben, dass die Kreiselkräfte fälschlicherweise zur Erklährung der zyklischen Blattsteuerung herangezogen werden, wollte ich Sie fragen, ob Sie mir das genauer erklären können. Das Buch habe ich schon vor langer Zeit gelesen, als ich noch keinen Heli hatte. Es hat mich sehr viel weiter gebracht.
Viele Grüße
Stephan Soeder
Meine Antwort

Hallo Stephan,
Deine Frage beantworte ich gerne denn sie taucht immer wieder auf, wird auch immer wieder diskutiert und immer wieder wird die "Kreiselpräzession" fälschlich als Grund für die zyklische Blattverstellung angegeben. Speziell bei den "Großen" wird das immer wieder so weiter gegeben nur weil das mal vor vielen Jahren so (falsch) zu erklären versucht wurde.

Unter Kreiselpräzession versteht man die physikalische Eigenschaft eines Kreisels dem Kippen seiner Achse um 90° zur Kipprichtung auszuweichen.

Anders gesagt: Kippt man einen Kreisel von sich weg nach vorn so wird er dieser Bewegung je nach Drehrichtung um 90° nach rechts oder links ausweichen. Aber genau das will man bei einem Hubschrauber möglichst nicht.

Beim Hubschrauber will man die Rotorblätter so steuern, das sie zusammen in einer neuen Ebene (Rotorkreisfläche) laufen. Das erreicht man ausschließlich durch die Blattverstellung, also das Steuern der einzelnen Blätter in eine neue Position. Und das geschieht "zyklisch" bei jeder Rotorumdrehung ausschließlich durch die mechanische Anlenkung an der Taumelscheibe und nicht durch irgendwelche Kreiselkräfte.

Generell gilt: Will man die Rotorkreisfläche in Flugrichtung nach vorne neigen, muss das nach vorne laufende Blatt mechanisch so nach unten gesteuert werden, das es in Flugrichtung gesehen vorne die tiefste Position erreicht und das nach hinten laufende Blatt so nach oben gesteuert werden, das es hinten die höchste Position erreicht. Das gilt analog für alle anderen Flugrichtungen genau so. Das die dazu erforderliche Neigung der Taumelscheibe 90° zum Rotorblatt beträgt ist rein mechanisch bedingt.

Mal anders:

Den Heli von oben betrachten, der Rotor ist eine Uhr und dreht sich rechts herum. Vorne ist 12 Uhr, rechts 03 Uhr, hinten 06 Uhr, links 09 Uhr. Der Heli schwebt, die Rotorwelle steht senkrecht, die Blätter haben rund um die Uhr angenommen 5° Anstellwinkel um den Heli in der Schwebe zu halten. Jetzt soll der Rotorkreis 3° nach vorne geneigt werden. Das sieht dann für das vordere Blatt so aus:
12 Uhr: 5°+0°=5°
01 Uhr: 5°+1°=6°
02 Uhr: 5°+2°=7°
03 Uhr: 5°+3°=8° (stärkste zyklische Verstellung positiv)
04 Uhr: 5°+2°=7°
05 Uhr: 5°+1°=6°
06 Uhr: 5°+0°=5°
07 Uhr: 5°-1°=4°
08 Uhr: 5°-2°=3°
09 Uhr: 5°-3°=2° (stärkste zyklische Verstellung negativ)
10 Uhr: 5°-2°=3°
11 Uhr: 5°-1°=4°
12 Uhr: 5°-0°=5°
Das hintere Blatt beginnt zur gleichen Zeit bei 06 Uhr.
Ich habe das bei einem Symposium mal mit einer alten CD demonstriert auf die ich mit Klebeband zur Darstellung der Rotorblätter ein Kreuz geklebt hatte. Von der Seite betrachtet sieht man genau, wie bei dem obigen Beispiel das eine Blatt bei 09 Uhr am stärksten negativ, bei 03 Uhr am stärksten positiv läuft.

Diese zyklische Blattverstellung erfolgt nur für die Phase der Steuerung des Rotors in eine neue Lage. Dem Heli passiert zuerst einmal garnichts. Hier geht es um den Hauptrotor. Der und nur der soll seine Lage und damit Zugrichtung ändern. Ob der Heli dem folgt ist eine ganz andere Story und abhängig davon, wie "lose" oder "fest" er am Rotor befestigt ist. Gesteuert wird immer nur die Differenz zwischen Heli und Rotor, egal in welcher Position der Heli fliegt bzw. sich der Rotor befindet.

Trotzdem wirken beim Hubschrauber auch gewisse Kreiselkräfte und zwar dann, wenn - zum Beispiel durch eine Boe oder eine besondere Fluglage - von außen her Kräfte auf den Rotor einwirken die ihn in eine andere Lage zwingen wollen. Dabei kann es dann vorkommen, daß der Rotor mit einer durch die Präzession verursachten Kraft (unbeabsichtigt) um 90° versetzt.
Generell gilt:
Die Steuerung eines Hauptrotors in eine neue und gewollte Lage erfolgt nur mechanisch durch die zyklische Blattverstellung und nicht durch irgendwelche Kreiselkräfte.

Freundliche Grüße,
Dieter Schlüter

[MichaelS]

Hallo,

ich habe das mal versucht in zwei Artikeln zu beschreiben. Die gibt es hier:

http://forum.heli-x.info/viewtopic.php?f=25&t=128

Gruss

Michael

[Baxxoman]

Hi,

Lies mal unter dem Stichwort "Präzession" nach. Reaktion eines rotierenden Gegenstandes erfolgt 90Grad versetzt.

Das ist ein leider sehr weit verbreiteter Irrtum.
Der "Vorlauf" hat absolut nichts mit Präzession zu tun, sondern ist leicht mit dem beschriebenen Effektbeim Neigen der Rotorkreisebene zu tun. :lol:

Gruß Axel

[Baxxoman]

aeh, nachtrag, ok ist klar ..

Sach ich doch .

Gruß Axel

[JMalberg]

Hi,

Lies mal unter dem Stichwort "Präzession" nach. Reaktion eines rotierenden Gegenstandes erfolgt 90Grad versetzt.
Jehova! Er hat Jehova gesagt!


Die Präzession gilt nur bei ganz bestimmten Kontruktionen (mWn bei fehlenden Schlaggelenken). In den heutigen Konstruktionen spielen aber überlagende Schwingungen die maßgebliche Rolle. Aber das ist gaaaaanz großes Physik-Kino und wurde hier auch schon tiefgründig diskutiert.

[Fantus]

und ich würde mir wünschen das mindest 2 hauptberufliche Physiker da mal das gleiche behaupten würden

[AlexanderG]

Tach,

also ich bin studierter Physiker (mit Schwerpunkt in theoretischer Physik) von der TU München und stimme dem Beitrag von Sir Schlüter voll umfänglich zu.

Wenn es der Kreiseleffekt wäre, dürfte der paddellose Heli nicht funktionieren, da es dort den Kreiseleffekt des Paddels ja nicht gibt.

AlexG

[Heimi]

Warum brauchen eigentlich "echte" Helis keine Paddel?

[Stephan Lukas]

die haben V-Stabi drin:lol::lol::lol:


Spaß bei Seite, habe ich mich auch schon gefragt, aber ich denke, das hat was mit der Massenträgheit zu ttun, da geht's ja um ganz andere Massen, die da wirken (Kreiseln)

Ich bin damals mit einem 450-er auch mal ohne Paddel und ohne Elektronik geflogen, hat eben nur Stress pur gemacht und alles Andere als Spaß ;)

Grüße Stephan

[highlighter]

Zum weiteren Verständnis der Paddel am Modellhubschrauber ist das Buch "Hubschrauber ferngesteuert" von Dieter Schlüter sehr hilfreich.

Gruß Axel

Das Buch ist ja sehr alt. Aber lohnt es sich wirklich es noch zu lesen??

[Sycorax]

Das Buch ist ja sehr alt. Aber lohnt es sich wirklich es noch zu lesen??
Wenn man es anders noch nicht verstanden hat, ja. Die Theorie hinter dem Hubschrauberflug hat sich ja nicht geändert - es hat sich nur um die elektronische Stabilisierung weiter entwickelt.

[JMalberg]

Das Buch ist ja sehr alt. Aber lohnt es sich wirklich es noch zu lesen??Hüstel... nuja aus historischem Interesse schon... aber mittlerweile werden auch Dank den Schlüter'schen Neuentwicklungen ganz neue Erkenntnisse geschaffen.

Wustet ihr das der "alte" Schlüter schon vor über 30 Jahren die heutige überwiegende Chassis-Konstruktion mit zwei Seitenwangen vorweg nahm?


Aber wieder zurück zum Thema.


Wie wäre es denn nochmal den Bell- und Hiller-Effekt der Paddelstange zu erklären?

[komischeszeichen]

Danke für die Information von Herrn Schlüter. Das macht Sinn und räumt mit einem Irrtum auf!

Ich frag mich nur, was passiert bei meinem 450 ohne Paddel und Gaui Kopf, wo die Blatthalter einfach mit einer Schraube am Kopf festgeschraubt werden. Da hab ich doch kein Schlaggelenk. Ok die Blätter werden sicher etwas biegsam sein, aber mal angenommen sie wären nicht biegsam? Wie ist dann die Situation?

Gruß
Marcus

[JMalberg]

Nene, da ist schon noch ein Schlaggelenk drin, auch wenn es nur noch minimal ist. Nur wenn keinerlei Gummis, eine extrem feste Blattlagerwelle verbaut wäre, die Blatthalter massiv stabil und deren Kugellager keinerlei SPiel hätte.... dann wäre es kein Schlaggelenk. MWn, kann mich aber auch irren:)

[Roger]

Hi Leutz,
grosse Helis hatten früher Stabistangen: Hiller, Bell 47 und auch noch UH1-D usw.

Schaut euch mal den alten Drehzahl gesteuerten Heliboy Kopf oder Walkera 4#3 Kopf an und dann versteht man ohne grosse physikalische Kenntnisse die Steuerung der Helis...
Die direkte oder eingemischte direkte Steuerung der Blatthebel ist nur eine Evolution zur besseren Steuerbarkeit...
Die Funktion der Schlaggelenke übernehmen Heute die wesentlich elastischeren Blätter, auch beim echten Heli...

[LarsBraun]

Hi zusammen,

ob Paddel oder nicht ist völlig wurscht.
Wenn ich den Heli (Rotorebene) in einen neue Position zwinge (durch die Kraft der Luft), wirken zunächst über die Massenträgheit der Rumpfes auf jeden Fall äußere Kräfte dabei auf die Kreiselebene ein.
Nimm mal ein Fahradrad in die Hand, halte es fest,lass es von jemand auf Drehzahl bringen und versuche dann das Ding aus der Ebene zu bringen.

Der Rumpf des Helis bringt genau so Kraft auf das System ein.

[Taumel S.]

Mit ganz einfachen Worten:
Die Verstellung des Rotorblattes ca. 90° "vorher" erfolgt deshalb, weil das Blatt ja mit dem eingestellten Winkel auch ein bisschen Weg machen muss, damit der Winkel wirkt.