Vollständige Version anzeigen : Steuercharakteristik-Rotorkopf
Hallo!
Mal eine Frage für unsere Fachmänner:
Ich zerbrech mir seid Tagen den Kopf wie die Steuercharakteristik des Rotorkopfes wirkt.
Alle Angaben jetzt "In Flugrichtung" gesehen,also von hinten.
Ich stelle meinen Heli( rechtsdreher, 2-Blatt mit Paddelstange (logisch!)) ohne Blätter auf den Tisch. Stelle Pitch auf 5,5 Grad (Schwebepitch) und gebe Nick nach vorne. Die Paddelstange steht 90 grad versetzt zur Flugrichtung. Rechtes Paddel positiv angestellt, linkes Paddel negativ angestellt.Jetzt drehe ich die Paddelstange um 90 Grad in Flugrichtung: Beide Paddel auf 0 Grad. Wieso wirkt die Kraft nach vorne???????????????
Klar, die ganze Rotorebene wird nach vorne "geschwenkt", aber wieso???? Müsste nicht die Kraft nach links wirken, weil das rechte Paddel Auftrieb und das linke Paddel Abtrieb erzeugt???Im Prinzip ist die Steuercharakteristik um 90 Grad entgegen der Steuerrichtung aktiv?!?! Quasi 90 Grad "Vorlauf" der Steuerbefehle oder wie?
Hat es was mit der Drallrichtung des Luftstahles zu tun??
Hat jemand eine plausible Antwort, die er auch begründen kann?????
Jetzt bitte nicht vorschnell schlau reden, sondern erst mal am eigenen Heli ausprobieren!!!
Gruß Rene´
Daniel Jetschin
01.07.2002, 23:19
DAS HABE ICH MICH FRÜHER AUCH IMMER GEFRAGT:ICH WÜRDE MAL SAGEN,das liegt an der kreiselpräzession,die sich 90 grad phasenverschoben auswirkt.deshalb braucht beim rigidkopf
die taumelscheibe eine virtuelle verdrehung 90 grad vorlaufend
ps:bin erst 15, weiss aber ne menge
Daniel Jetschin
01.07.2002, 23:20
sorry,ich meinte nachlaufend
Hi cat!
Aber genau 90 Grad????
Wenn es Kreiselkräfte wären, wäre es dann nicht Drehzahlabhängig??????
Gruß rene´
Daniel Jetschin
01.07.2002, 23:28
in einer der älteren rotorausgaben müsste davon was drinstehen...
Ist ja fast wie ein Chat hier....... :D
Martin Greiner
02.07.2002, 01:28
Hi Rene,
ich glaube im Buch von D. Schlüter ist das einigermassen gut beschrieben.
...Und super, daß wir uns am 10.08.2002 sehen!! 8)
Schon wieder die olle Frage!
Hey Halsbonbon, nicht falsch verstehen, aber das ist der Titel eines sehr ausgedehnten Beitrages zu diesem Thema bei RC-Line.
Das Ding ging über 6!!!! Seiten mit jeweils 15 Beiträgen von Leuten, die sich teilweise sehr intensiv damit beschäftigt haben.Dort wird auch auf einen Rotor Beitrag verwiesen, in dem das ganze als Resonanzfrequenz erklärt wird, die zwar sehr wohl drehzahlabhängig ist, sich aber durch irgend ein Gesetz wieder auf diese 90° einpendelt?
Ich selbst hab es auch nicht so ganz verstanden.Naja eigentlich überhaupt nicht.
Fakt ist aber, das die von uns eingeleiteten Steuerbefehle genau 90° später ihre Auswirkung in der Rotorebene finden. Soll heißen: (dein Beispiel)
steuerst du Nick, so erreichen die Blätter rechts ihren höchsten Einstellwinkel. Die Auswirkung für die Rotorebene erfolgt aber erst 90° später, also hinten, was ein "nicken" deines Helis bewirkt.
Der Stabi hat wiederum 2 Aufgaben:
1.Stabilisierung des Rotors (durch Massenkräfte)
Halte ein Blatt fest und ändere an diesem Blatt den Einstellwinkel. Du siehst wie die Stabistange über einen Hebel, also wesentlich stärker, als das Blatt auslenkt. die rotierende Masse der Paddel (sie sind in dieser situation ja überhaupt nicht angestellt) verhindert dieses auslenken.
2.verstärken der Steuerbefehle (durch aerodynamische Kräfte)
steuere nick und beobachte den umlauf eines Paddels und dem dazugehörigen Blatt. Das Paddel hat ebenfalls rechts den höchsten Einstellwinkel.Du weißt ja jetzt schon, das dieser aber erst 90° später , also hinten umgesetzt wird. Also wird das Paddel ganz hinten die größte auslenkung nach oben erfahren. ist das Paddel nun ganz hinten und "oben" angekommen (du hälst es in hinterster, oberster position) beobachte das dazugehörige Blatt, welches sich nun rechts befindet. Neben dem angesteuerten Einstellwinkel addiert sich nun noch der Einstellwinkel, der dank des Paddels erreicht wurde. hälst du das paddel mittig, siehst du, wie wenig es ohne Paddel ebene wäre.
Puh, ich hoffe ich hab mich nicht verhaspelt. Wenn du wirklich noch mehr interesse an dem Thema hast, solltest du dir Zeit nehmen und dir den Rotor beitrag sowie die RC-Line
Diskussion ansehen. Für mich war das eindeutig zuviel, aber ich werds mir bei gelegenheit auch nochmal anschauen.
Hi!
@fobbel: Danke für deine Ausführungen. Und wieso ist das jetzt ein "olles" Thema? Wenn Du es selber nicht verstanden hast? :D
Die Funktion und Wirkungsweise scheint jetzt etwas klarer zu sein, aber wieso genau um 90 Grad versetzt?? Hat dafür jemand einen Erklärung?? Jatzt sagt bitte nicht "Das ist halt so"........
Gruß Rene´
Wer,wie,was..der,die,das...wieso,weshalb,warum...w er nicht fragt bleibt dumm....
Es sind nicht "genau" 90°. In der Rotor-Ausgabe (hab ich aber leider nicht mehr) hieß es, dass es ungefähr 90° sind.
Wenn Du eine Fahrradfelge an der Nabe festhälst und drehst, dann kannst Du die Kreiselpräzession erkennen, wenn Du versuchst, die Felge zu kippen (Physikunterricht?). Auch hier ist die Reaktion der Felge um ca. 90° phasenverschoben.
Diese ~90° sind also nicht Modellhubschrauberspezifisch, sondern für alle Kreisel anwendbar.
Hey Rene,
Naja, das ist deshalb ein olles Thema, weil halt jeder die Frage stellt, aber kaum einer die Antwort weiß, bzw verständlich erklären kann. Ich auch nicht.
In erster Linie muß man glaube ich verstehen, woran man ist. Handelt es sich nun um die Kreiselpräzision oder diese Resonanzfrequenz (was immer das auch ist)? Wenn ich meine Schulbücher auskrame, könnte ich dir vieleicht die Präzision erklären, aber im moment weiß ich nur, das es so ist, und das es auch gut so ist, denn meine Helis fliegen deshalb! :D
Wäre aber schön, wenn sich mal jemand dazu auslassen könnte, der wirklich Ahnung von der Materie hat. Ich würde auch gerne as dazulernen.
Außerdem würde mich interessieren, wer das entdeckt hat? Ich denk mal, das dieses Gesetz vor dem ersten Hubschrauberflug feststand, aber konnten die damaligen konstrukteure das auch umsetzen? Ich stelle mir z.B. Herrn Sikorsky vor, der sich in seinen Flugapparat setzt, den er selbst konstruiert hat, und der nach seinen Berechnungen auch fliegen müßte und kurz nach dem abheben stellt er fest, das seine Steuerbefehle falsch ankommen, weil er die Präsission bei seiner Erfindung nicht bedacht hat. Ob dem wohl der Kupferbolzen gedrückt hat? :P
Naja, ich les mich nochma schlauer.
Hei Leute,
hab mal auf die Schnelle einen Link für Euch:
http://www.cybercom.net/~copters/aero/gyro.html
(Bin aber ehrlich zu faul um das nun ins Deutsche zu übersetzen)
P.S.
Die restlichen Infos auf dieser Pagefolge sind für jeden Aerodynamik Fan "Pflichtlektüre". ;)
Hi
In der Rotorausgabe wurde aber hingewiesen, dass die 90 Grad verschiebung nichts mit der Kreiselwirkung zu tun hat. Sondern es beruht auf dem Prinzip der erregten Schwingung.
Das Schwingende Element ist dabei das Blatt, welches alle 360 Grad einemal von der negativen zurück in die Nulllage, dann in die Positive und anschliessend wieder durch die Nullage in den Negativen Bereich kommt. Erregt bedeutet nun, das dieses Schwingen erzwungen wird. Wenn ihr zuhase eine Feder habt, klebt doch mal unten ein Gewicht ran und schwingt nun die Feder mit der Hand ab und auf. Ihr werdet feststellen, dass der tiefste Punkt des Gewichts nicht mit dem tiefsten Punkt euerer Hand übereinstimmt!
Beim Heli sind die ca. 90 Grad nur gewährleistet, wenn des Schlaggelenk mittig ist. umso mehr aus der mitte, um so kleiner die Verschiebung.
So ich hoffe ich habe nicht einen allzu grossen mist geschrieben!
Gruss
Ivo
Hi,
die Aussage in der Rotorausgabe, daß die 90° nichts mit Kreiselpräzession zu tun haben, ist falsch. Um die ca. 90° zu verstehen (bzw. physikalisch zu beschreiben) ist es gleich, ob ich die Bewegungen der einzelnen Rotorblätter während eines Umlaufs betrachte (wie der besagte Rotor Artikel und dann zu erzwungenen Schwingungen gelange) oder die Rotorscheibe als ganzes betrachte, die ein Drehimpuls hat und somit auf weitere Drehmomente wie jeder andere drehende Körper auch reagieren will. Das Endergebnis ist selbstverständlich immer das selbe, da die Physik nicht davon abhängen kann, welchen Lösungsweg man beschreitet.
Die Kreiselpräzession selbst ist nicht ganz so leicht zu verstehen, aber um so leichter zu erfühlen. Vorderad vom Fahrrad ausbauen, mit zwei Händen an der Achse festhalten und auf Drehzahl bringen. Vorsichtig kippen (nicht den guten Anzug dabei versauen!)
Daß der Hubschrauberrotor nicht wie der Kreisel um 90° versetzt ausweicht liegt daran, daß er nicht frei kippen kann. Die Schlaggelenke liegen i.A. nicht genau in der Mitte des Rotors, sondern weiter außen, so daß ein Teil des Drehmomentes nicht den Rotor kippt, sondern als Moment auf die Hauptrotorwelle übertragen wird. Aufgrund der Trägheit des Rumpfes wirkt ein Gegenmoment zurück (also 180° verdreht) auf den Rotor, welchem der Rotor wieder 90° versetzt ausweichen will (macht 90°+180°+90°=360°, also genau in die Richtung, in der der Rotor ursprünglich zu kippen versucht wurde). Da aber nur Teil des Momentes vom Rotor auf den Rumpf übertragen wird, ist dieses Gegemoment kleiner, so daß in der Summe ein Ausweichen um etwas weniger als 90° erfolgt).
Grüße,
Maik
Hallo,
hier der Link zu dem Beitrag im rc-line Forum: (Ich hoffe mal, daß das hier im Forum erlaubt ist)
http://www.rclineforum.de/cgi-bin/YaBB.pl?board=HeliAllg&action=display&num=6734
Grüße,
Maik
Hallo Maik,
super, daß es mal jemand richtig erklärt, warum unsere Hubschrauber das tun, obwohl wir eigentlich 90 ° vorlaufend einsteuern. Dadurch ist nämlich auch erklärlich, warum das 3D-Fliegen überhaupt klappt, nur dann kommt noch der Impulssatz und die Massenträgheit ins Spiel.
Albert
Obwohl das Thema in den letzten Jahren vielfach angesprochen wurde, bemerkt man trotzdem, daß es viele nicht 100%ig verstehen oder verstanden haben.
Ich nehme mich da gar nicht mal raus, sondern hab mir meine eigenen Grundsätze gelegt, womit ich sehr gut fliege.
1. Um es 100%ig zu verstehen muß ich nochmal 10 Jahre in die Schule und Physik / Aerodynamik usw. studieren.
2. Die Erklärung, daß ein Kreisel eben so doof ist und alles ca. 90Grad versetzt sich auswirkt, soll dem Peter genügen.
3. Solange der Heli fliegt und der Spaß Realität ist, zerbrich Dir lieber den Kopf, wie Du Deiner Frau beibringen willst, daß Du schon wieder einen neuen Heli kaufen möchtest
Ich möchts nicht ins Lächerliche ziehen, aber die Materie ist saumäßig kompliziert und jeder Erklärung wird von irgendwoher ein "ABER" folgen.
Also belass ich es bei der Tatsache, daß eine Erdnuß knackt beim reinbeissen und der Heli dank der Konstrukteure sich frei im Raum bewegen läßt.
Sollte jedoch jemand eine noch einfachere Erklärung finden, die auch so Nichtphysiker wie ich verstehen... Raus damit, ist ein interessantes Thema.
Eine einfache Erklärung?
(Alle, die immer "Nein" und "Aber" sagen, sollen den Text in der Klammer mitlesen, alle anderen sollen ihn ignorieren.
0.) Du gehst aus von 0 Grad Pitch und einem Heli ohne Heckrotor. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit: Es ist ein Linksdreher.
1.) Du willst Deine Rotorebene nach vorne kippen.
2.) Du weisst, dass dazu das hintere Blatt weiter oben sein muss, als das vordere.
3.) Du fragst Dich, wie Du das Blatt da nach oben kriegst.
4.) Jemand sagt Dir, dass Du das Blatt auf dem Weg nach oben etwas positiv ansteuern musst, und auf dem Weg nach unten etwas negativ. (ansatzweise Mathematik, gehe von harmonischer Veränderung des Rotorblattes aus, sinusförmige Anregung, Winkel == Null zur Zeit t=0: Ableitung des Sinus ist der Cosinus --] Am Extremwert des Sinus (Rotorblatt hinten) ist der Cosinus Null (Anstellwinkel == Null), auf halbem Weg von Vorne nach Hinten ist der Sinus Null (Das Blatt steht nun von der Höhe her genau zwischen ganz oben (entspricht hinten) und ganz unten (entspricht vorne). Der Cosinus beträgt hierbei 1, was maximal positivem Winkel im Zyklus entspricht. Die Abwärtsbewegung des Blattes entsprechend. Vorzeichenwechsel beachten.)
5.) Bisher war´s recht einfach.
6.) Jetzt wird etwas schwieriger.
7.) Das nach oben (d.h. hinten) laufende Blatt hat einen positiven Winkel (Auftrieb), das nach unten (d.h. vorne) laufende Blatt einen negativen Winkel (Abtrieb). Der Heli sollte also eine Rollbewegung machen. (Es resultiert ein Drehmoment, welches in Flugrichtung gesehen einer Rechtsschraube folgt.) . Tut er aber nicht. Warum?
8.) Nun kommt der Kreisel ins Spiel: Die Achse des Kreisels ist die Hauptrotorachse. Wir haben besprochen, dass ein Blatt nach oben und eines nach unten läuft. Der Kreisel "Hauptrotor" erfährt also eine Kraft, die ihn vorne nach unten drückt. ( Auf die Hauptrotorachse (entspricht Kreiselachse) wirkt ein Drehmoment, welches eine Verkippung des Rotorkreises nach vorne bewirken will. Äquivalente Betrachtung: Ein Kraftstoss an das obere Ende der Hauptrotorachse.)
9.) Es gilt das Kreiselgesetz, wodurch der Kreisel versucht, durch eine Bewegung, die senkrecht auf seine Drehachse und auf die Richtung des "störenden" Drehmoments steht, auszuweichen. Im konkreten Fall ist das eine Rollbewegung nach links. (Richtung der Kreiselachse nach oben (mathematisch positiven Umlaufsinn beachten), Omega der Rotorebene durch den Nick-Steuerbefehl nach vorne unten ==] Ausweichbewegung durch ein Omega in Flugrichtung gesehen nach links.)
10.) Die Kunst beim Hubschrauberbauen besteht nun darin, dass sich diese beiden Drehmomente auf den Heli möglichst genau aufheben sollten. Auftrieb [==] Ausweichbewegung durch das Kreiselgesetz.
11.) Wer´s nicht glaubt: Ein Rechtsdreher stürzt bei zu grosser Geschwindigkeit nach rechts vorne ab. Genau gesagt: Er macht eine Rollbewegung nach rechts wegen ungenügendem Auftrieb und nickt dabei vorne weg. Viel Spass beim probieren!
Hat das geholfen? Was das einfach genug?
Güsse aus dem Abendland
Micha
Was ich vergessen habe:
90 Grad Phasenverschiebung: Herkunft: "Echte" Helis ohne Paddelstange. Hier folgt der Anstellwinkel der Rotorblätter der Taumelscheibenverkippung. ==] Taumelscheibe nach rechts geneigt --] Blatt links hat den grössten Anstellwinkel --] Rotorkopf neigt sich nach vorne. (beim Linksdreher)
Man beachte das unterschiedliche Vorzeichen der Phasenverschiebung bei Rechts- und Linksdrehern.
Micha
Hallo Micha,
Original von Bee
Was ich vergessen habe:
90 Grad Phasenverschiebung: Herkunft: "Echte" Helis ohne Paddelstange. Hier folgt der Anstellwinkel der Rotorblätter der Taumelscheibenverkippung. ==] Taumelscheibe nach rechts geneigt --] Blatt links hat den grössten Anstellwinkel --] Rotorkopf neigt sich nach vorne. (beim Linksdreher)
Man beachte das unterschiedliche Vorzeichen der Phasenverschiebung bei Rechts- und Linksdrehern.
Micha
.
wie bei den Modellen (Mille) gibts auch bei den Großen Ausnahmen: Bei der Bo 105 Kippt die Taumelscheibe z.B. bei Nick 45° schräg nach vorne.
Grüße,
Maik
martin_fuerst
03.07.2002, 18:41
Hi Rotorkofpergründer ;)
Hab noch eienen kleinen Link
http://www.dokidoki.ne.jp/home2/tohrus/heli-00/rotorhd-study.html
@peterh
3. Solange der Heli fliegt und der Spaß Realität ist, zerbrich Dir lieber den Kopf, wie Du Deiner Frau beibringen willst, daß Du schon wieder einen neuen Heli kaufen möchtest
Oder warum man so lange in der Werkstatt steht,
wo man doch nur kurz fliegen war :D
LG
Martin
Hat das geholfen? Was das einfach genug?
Aber mein größtes Problem... Wie sag ichs meiner Frau... hast Du damit nicht gelöst :D
Hi !
Danke für eure Antworten! Jetzt hab ich die Sache ein wenig verstanden. Scheint doch ein komplexes Thema zu sein.
Gruß Rene´
PS: Fazit: Das verhalten von Rotorköpfen und das verhalten von Ehefrauen ist ähnlich, sie ahnen vorher schon was demnächst passiert........... :D
MichaelK
04.07.2002, 10:14
Beim Nova ja auch mjustus.
Nur ist die Gestängeführung ja auf die 45 Grad ausgelegt, so dass sich am Kopf wieder identische Verhältnisse ergeben.
happy landings
Hallo zusammen,
ich habe mit Absicht die Ausnahmen weggelassen. Wenn man die "einfachen" Grundlagen verstanden hat, dann kann man ja mit den "Ausnahmen" weiternachen. (Wobei diese "Ausnahmen" den selben physikalischen Gesetzen gehorchen, man muss nur verstehen, warum sie sich entsprechend auswirken.)
Und zu Euren Frauen:
Frau: "Warum musst Du Dir schon wieder einen neuen Heli kaufen?"
Du: "Aus demselben Grund, wie Du Dir gestern ein Paar neue Schuhe gekauft hast."
Frau: "Aber ICH brauche die Schuhe..."
Du: "Ich habe 6 Paar Schuhe, Du 20. Aber ich habe 2 Hubschrauber. Leider ist es nun so, dass mir 6 Paar Schuhe und zwei Hubschrauber nicht reich. Also sollte ich mir entweder 10 weitere Paar Schuhe kaufen, oder einen neuen Heli. Der Vorteil vom Heli ist, dass ich ihn selber putze!"
Für alle, die es nicht gemerkt haben: Es war NICHT ernst gemeint.
Beim Thema Frauen ist und bleibt wohl jeder auf sich alleine gestellt. (Frauen gehorchen schliesslich auch keinen physikalischen Gesetzen. Obwohl: ....der freie Fall....)
Gruesse an die Gemeinde
Micha
Hi
Doch, die Frauen gehorchen den Physikalischen Gesetzen. Es gibt ja noch die Herd-anziehungskraft :D
Gruss
Ivo
Ihh,
jetzt werdet ihr aber Fies!!! ;(
Ich oute mich jetzt mal als Frauenversteher und poste deshalb mal einen Männerfeindlichen Spruch:
Was macht eine Frau jeden morgen mit ihrem Ar***???
Sie schmiert ihm 2 Brote und schickt ihn zur Arbeit!!
Hihi. Naja egal, meine kleine findet mein Hobby jedenfalls besser als Fußball oder Wettsaufen und kommt auch meistens mit zum fliegen.
Hmm, das hat jetzt eigentlich garnischt mit Aerodramatik zu tun. Ok, dann hier nochmal ein pdf file, welches die funktionsweise eines Bumerang erklärt und in dem auch ein paar zeilen zur kreiselpräzision stehen:
Bumerang
Hihi. und kommt auch meistens mit zum fliegen.
Meine eben nicht. Dafür geh ich auch nicht zu Ihren Wasserwacht-Treffs :D
Brrr. Wasser und Helis... Passt nicht zusammen. Gibt Kurzschlüsse
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