Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

[miata]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Ich bin definitiv nicht der Vielblatt-Profi, aber ich kann über MEINE 4 Blatt Erfahrung berichten.

Die niedrigste Drehzahl beim 4-Blatt hat bei mir weniger mit der Heckwirkung zu tun.
Aber einer niedrigsten Grenzdrehzahl wird die Steuerung derart schwammig, dass kein sicheres/sinnvolles Steuern mehr möglich ist.
Ob das nun von den Wirbeln des Vorblattes, Strömungsabriss, oder gar Verschiebung der 90° Voreilung zu tun hat kann ich nicht sagen.

Warum von 2 auf 3 Blatt pauschal mit 50% mehr Last als "logisch betitelt wird, kann ich nicht nachvollziehen, das kann aber auch an mir liegen :-).
Der Widerstand entsteht ja "logischerweise" auch mit Einberechnung des Anstellwinkels. Und ich "vermute" dass dieser etwas reduziert werden kann, je mehr Blätter vorhanden sind?! Ergo wäre der Widerstand eben nicht proportional mit der Blattzahl... -pure Vermutung!
Auch noch evtl Widerstandsrelevant für Vergleiche: Blattbreite

[<<Philipp>>]

Warum von 2 auf 3 Blatt pauschal mit 50% mehr Last als "logisch betitelt wird, kann ich nicht nachvollziehen, das kann aber auch an mir liegen :-).

Es liegt nicht an Dir.

LG
Philipp

[christianm]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Der Widerstand entsteht ja "logischerweise" auch mit Einberechnung des Anstellwinkels. Und ich "vermute" dass dieser etwas reduziert werden kann, je mehr Blätter vorhanden sind?! Ergo wäre der Widerstand eben nicht proportional mit der Blattzahl.

Ich hätte sogar die Vermutung, dass er sich gar nicht gross ändert. Je mehr Blätter, desto geringer der nötige Anstellwinkel, daher wieder weniger Heckausgleich nötig pro Blatt. Zumindest soweit meine Theorie.

[<<Philipp>>]

Der Rotor muss Schub produzieren, abhängig von Gewicht, Beschleunigung und Geschwindigkeit des Helis.

Schub erfordert Antriebsleistung. Je nach Wirkungsgrad des Rotors muss für einen bestimmten Schub mehr oder weniger Leistung bereitgestellt werden.

Leistung ist (hier) das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl.

Bei üblicherweise konstanter Drehzahl bedeutet höherer Leistungsbedarf also höheres Drehmoment, das beim Heli der Heckrotor ausgleichen muss.

Schlechterer Wirkungsgrad des Rotors bedeutet mehr Drehmoment, bedeutet mehr Arbeit für den Heckrotor.

Je mehr Blätter am Rotor, desto schlechter ist in den meisten Fällen sein Wirkungsgrad.

LG
Philipp

[christianm]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

DAS leuchtet ein. Danke

[miata]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Der Rotor muss Schub produzieren, abhängig von Gewicht, Beschleunigung und Geschwindigkeit des Helis.

Schub erfordert Antriebsleistung. Je nach Wirkungsgrad des Rotors muss für einen bestimmten Schub mehr oder weniger Leistung bereitgestellt werden.

Leistung ist (hier) das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl.

Bei üblicherweise konstanter Drehzahl bedeutet höherer Leistungsbedarf also höheres Drehmoment, das beim Heli der Heckrotor ausgleichen muss.

Schlechterer Wirkungsgrad des Rotors bedeutet mehr Drehmoment, bedeutet mehr Arbeit für den Heckrotor.

Je mehr Blätter am Rotor, desto schlechter ist in den meisten Fällen sein Wirkungsgrad.

LG
Philipp

Eieiei.... da traue ich mich mal ganz vorsichtig zu widersprechen

Mir war nämlich so, dass ich bei den Manntragenden, speziell bei der Bell 206 zur Bell 407 glaube gelesen zu haben, dass der 4Blatt Rotor MEHR Nutzlast zulässt.

So, nach ner weile Recherche hab ich folgendes gefunden:
"Die Anzahl der Rotorblätter und deren Form haben ebenfalls großen Einfluss auf das Flugverhalten des Hubschraubers. Hat dieser wenige Blätter sind diese in der Regel breiter und die Umdrehungszahl höher, da jedes Blatt mehr Auftrieb erzeugen muß (je nach Masse des Hubschraubers). Ein Hubschrauber mit wenigen Blättern ist in der Regel agiler, wobei der Rotorkopf und dessen Gelenke einen größeren Einfluss haben.
Die BO-105 von Eurocopter beispielsweise besitzt vier Rotorblätter, da diese jedoch gelenklos sind, ist sie einer der wendigsten Hubschrauber überhaupt. Bei gelenklosen Rotoren werden die gesamten Kräfte direkt und ungedämpft, im Gegensatz zu Rotoren mit Gelenken, auf das Blatt übertragen. Die Belastung des Blattes ist damit um ein vielfaches höher und eine hohe Stabilität des Blattes somit existenziell, der Vorteil ist jedoch die zugleich direkte ßbertragung der Steuerung, die den Hubschrauber somit überaus agil machen.
Wenige Rotorblätter machen den Hubschrauber somit beweglicher, ein Hubschrauber mit mehreren Blättern und/oder Rotoren mit Gelenken hingegen läuft wesentlich ruhiger und erzeugt mehr Auftrieb. Die hohe Agilität ist daher in der Regel kleinen Maschinen oder Kampfhubschraubern vorbehalten, die Mehrblattkonstellation und/oder gedämpfte Rotoren werden daher eher bei Transporthubschraubern verwendet."

Nachzulesen hier: FAQ (häufige Fragen): Hubschrauber / Helicopter

Nun lesen wir hier nichts über den Widerstand das der Mehrblatt erzeugt...
Da aber grade bei den Typen, die zuvor 2 Blättrig waren, jetzt 4 Blättrig sind, aber der Heckrotor (zumindest optisch) der selbe geblieben ist... und wir wissen dass bei den Manntragenden immer stark am Leistungslimit geflogen wird (im Vergleich zu unseren Modellen) , gehe ich eher davon aus, dass das Mehr an Schub nicht zwingend eine höhere Heckleistung benötigt, bzw vielleicht eher nur ganz klein wenig/marginal.

Man muß hierbei aber auch unbedingt beachten, dass die Manntragenden beim Umrüsten auf Mehrblatt offensichtlich die Blattgeometrie dabei angepasst haben. Also breite Zweiblätter zu dann eher schlankeren Vierblätter - was eben den Widerstand etwas "anpasst".
So zumindest meine Theorie

[christianm]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Also breite Zweiblätter zu dann eher schlankeren Vierblätter - was eben den Widerstand etwas "anpasst".

Und somit kaum Auswirkung auf den Heckrotor bzw dessen Ausgleichslast hat, schliesse ich daraus.

[<<Philipp>>]

Eieiei.... da traue ich mich mal ganz vorsichtig zu widersprechen

Mir war nämlich so, dass ich bei den Manntragenden, speziell bei der Bell 206 zur Bell 407 glaube gelesen zu haben, dass der 4Blatt Rotor MEHR Nutzlast zulässt.

Du widersprichst mir aber gar nicht! Du hast mich lediglich falsch verstanden ...

Von Schub in Abhängigkeit von der Blattanzahl war nie die Rede. Natürlich liefert ein Rotor mit mehr Blättern bei gleicher Blattlänge und Rotordrehzahl mehr Schub.

Ich schrieb im letzten Beitrag, dass der WIRKUNGSGRAD bei mehr Blättern meist schlechter ist, speziell wenn wie so oft im RC-Bereich einfach mehr Blätter gleicher Breite eingebaut werden. Dein zitierter Text ist ein ziemliches Kunterbunt, eine Aneinanderreihung verschiedener Merkmale ohne klare Zusammenhänge, der Wirkungsgrad kommt überhaupt nicht vor.

Ist dieser aber schlechter, bedeutet das einen höheren Bedarf an Antriebsleistung für den gleichen Schub, deswegen mehr Belastung für den Heckrotor.

LG
Philipp

[miata]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Wir streiten ja zum Glück nicht, streben ja eher Gedankenaustausch an!

Trotzdem kann ich weiterhin nicht folgen.
Wenn ein Mehrblatt mehr Schub generiert - gehen wir mal von gleicher Energiezufuhr aus - dann würde ich behaupten der Mehrblatt hat einen besseren Wirkungsgrad?!
Mehr Schub aus mehr Energie... jo, dat ist klar, ne ;-).

Wie gesagt, warum haben die später umgerüsteten Mehrblättler im manntragenden Bereich noch immer den selben Heckrotor?
Und wenn der 2 Blättler je nen besseren Wirkungsgrad hat, warum baut man heute auf Mehrblatt um und erhöht nicht einfach zb die Drehzahl beim 2 Blatt ... wenn der doch nen besseren Wirkungsgrad hat?

Hab ich ja geschrieben, die Blattgeometrie wurde bei den Manntragenden angepasst -bei Mehrblättlern.
Aber das wird durchaus auch oft im Modellbereich so gemacht!
Schau zb Blattschmied, der bietet Mehrblättler mal in "normalbreit" mal in schlank an.
Ich zb habe an meiner 600er BK117 auch superschlanke drauf, und wirklich gar keine Auffälligkeiten mit der Heckwirkung.
Btw: Nur ums klar auszudrücken... "schlank" bedeutet schon schmälere Blätter, aber logischerweise eben AUCH dünnere Blätter! Ergo, weniger Widerstand.

Klar, macht man breitere bzw die selben (!) wie beim 2 Blatt drauf... DANN aber hat man gleich 2 Abweichungen. 1. die Drehzahl kann runter (Flächenbelastung sinkt), 2. Widerstand steigt nun gleich mehrfach an (1. weil ja 1 "dickes" Blatt mehr, 2. weil Drehzahl jetzt niedriger kann)

Der angeblich bessere Wirkungsgrad erkläre ich mir nun dadurch:
Die Blätter werden zwar schlanker und dünner, trotzdem ist die Gesamtfläche immer noch größer als beim 2 Blatt. Also zb beim 4 Blatt werden die Blätter ja nicht halb so breit sein wie beim 2 Blatt, sondern eben nur etwas schmäler.... ähm, ihr versteht was ich sagen will

Man kann also festhalten:
# Heckwirkung nur marginal anders -sofern man beim Mehrblatt eben auch "schlankere" Blätter verwendet.
# Wer Mehrblatt mit breiten (also selbe Blattgeometrie wie bei 2 Blatt Ausführung) Blättern verwendet, der ist eher auf maximalen Druck/Punch aus sind - brauchen dann aber auch zwingend mehr Schub aufm Heck.

Weiterhin gilt, alles nur meine Gedanken und freue mich wenn jemand es besser weiß!

[christianm]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

dann würde ich behaupten der Mehrblatt hat einen besseren Wirkungsgrad?!

Aber nicht pro Blatt

Man müsste dann den Wirkungsgrad des gesamten Rotors ansehen.

Und wenn der 2 Blättler je nen besseren Wirkungsgrad hat, warum baut man heute auf Mehrblatt um und erhöht nicht einfach zb die Drehzahl beim 2 Blatt ... wenn der doch nen besseren Wirkungsgrad hat?

Ich denke, das ist wieder pro Blatt zu sehen. Und die Drehzahl zu erhöhen, nunja, das ist so leicht dahin gesagt. Die Rotorblätter müssen ja auch irgendwo dran hängen. Und die Fliehkräfte werden nicht weniger bei mehr Umdrehungen
Was man auch nicht vergessen sollte: Mehr Blätter bedeuten ja auch mehr tragbares Gewicht am Heli bzw weniger Umdrehungen oder kürzere Blätter bei gleicher Drehzahl.

Da das Optimum zu finden ist keine triviale Aufgabe und ist vermutlich abhängig von den zu erfüllenden Aufgaben des Heli. Es gibt vermutlich mehrere Optima, je nach Zweck und Einsatzart.

[JMalberg]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Wird hier jetzt mal wieder nur verbalisiert ohne ein einziges Mal auf das physikalische Formelwerk einzugehen?

Warum wird nicht darauf basierend und aufgrund von Erfahrungswerten eine praktikable Lösung erstellt?

Warum werden hier schon wieder Menschen mit praktischer Erfahrung diskreditiert?

[JMalberg]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Meine Erfahrung mit einer TDR1-Mechanik in einem Hughes 500 Rumpf, dass sich der 5-Blatt-Kopf und 2-Blatt-Kopf hinsichtlich der "Performance" ähnlich verhält. Die Drehzahl ist bei beiden gleich bei etwa 1.400/min. Dabei sind die Blätter des 5-Blatt etwa nur 2/3 so breit wie die des 2-Blatt; das Profil beider Blattsorten ist aber nur augenscheinlich zu vergleichen. Ob sich das Drehmoment verändert hat, kann ich nur dahin gehend vermuten, dass es sich nicht merklich verändert hat, denn auch der Stromverbrauch ist ähnlich. Trotzdem werde ich als nächstes längere Heckblätter einsetzten um die Wirkung zu testen.

Ich denke dass hier nur empirisch vorgegangen werden kann auf Basis physikalischer Zusammenhänge.

[<<Philipp>>]

Wenn ein Mehrblatt mehr Schub generiert - gehen wir mal von gleicher Energiezufuhr aus - dann würde ich behaupten der Mehrblatt hat einen besseren Wirkungsgrad?!

DAS ist der springende Punkt! Die Energiezufuhr ist eben unterschiedlich, und genau so definiert sich Wirkungsgrad:
Wie viel Energie muss ich reinstecken, um einen bestimmten Effekt zu erzielen.

Mehrblatt beim Personentragenden hat im wesentlichen zwei Gründe:

- Platzbedarf. Man braucht nur kleinere Start- und Landezonen.

- Schallgeschwindigkeit. Die Blattspitzen sollten möglichst darunter bleiben, sonst wird´s komplizierter und lauter. Es gibt zwar Helis (Lynx), die da drüber gehen, sie sind aber die Ausnahme.

Wirkungsgrade sind in der Fliegerei oft eher im Hintergrund, sonst bräuchte man über Gasturbinen gar nicht erst nachzudenken! Und für Wirkungsgrade an umströmten Profilen müsste man ein bisserl tiefer in die Aerodynamik vordringen ...

LG
Philipp

[echo.zulu]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Hallo Jürgen.
Weil es nun einmal nicht so einfach ist. Ich empfehle da gerne mal einen Blick in Bittner: Aerodynamik des Hubschraubers. Ich gebe auch ganz erhrlich zu, dass ich den weder vollständig gelesen geschweige denn verstanden hätte. Man kann eben nicht einfach nur Blätter zählen und daraus einen allgemeinen Grundsatz ableiten. Um mich mal selbst zu zitieren:

Ein Heli ist nun einmal ein hochkomplexes Fluggerät , welches extrem viele Parameter hat.

Fakt ist auf jeden Fall, dass jedes Rotorblatt für sich allein betrachtet schon mal einen Gesamtwirkungsgrad aufweist. Je mehr Blätter nun ein Rotor hat, um so schlechter wird der Gesamtwirkungsgrad des Rotors, da eben mehr Blätter auch mehr Verwirbelungen verusachen. Jeder Wirbel verschlechtert den Wirkungsgrad. Die Blätter schmaler und somit auch dünner zu machen ist nur ein möglicher Ansatz, aber auch hier kann man nicht pauschalieren. Schließlich sagt der Herr Reynolds eben auch, dass ein kürzeres Profil, was wir im Fall von schmaleren Blättern ja vor uns haben, eben auch einen höheren Widerstand und somit auch einen schlechteren Wirkungsgrad hat. Wäre ein Mehrblattsystem eben immer besser, dann würden viel mehr Hubschrauber damit ausgestattet.

Bei manntragenden Helis spielen aber auch noch viele weitere Dinge eine Rolle: Fluglärm, Aufstellfläche des Helis in der Halle / auf dem Vorfeld, notwendige Sicherheitsabstände, Komplexität der Konstruktion, ... Um nur ein paar mögliche zu nennen.

Tja Philipp hat zwar mehr oder weniger das gleiche geschrieben, aber ich habs nun auch getippt und somit bleibt es auch drin.

[Racerbuk]

AW: Drehzahlunterschiede 2 und Mehrblatt

Ist ja bei Propellermaschinen sehr ähnlich. Auch da ist der Wirkungsgrad, bedingt durch Verwirbelungen, denkbar schlechter. Zumindest bei RC Modellen. Bei Scalemodellen machen da manche Mehrblatt nur bei Statik Displays drauf, danach zum fliegen wieder ihre 2Blatt. Aber ein Heli ist natürlich ( um Egbert zu zitieren) ein wesentlich komplexeres Gebilde mit viel mehr Parametern als ein starrer Propeller.
Grüsse Günni