Frage zu Drehzahl / Pitch / Heckrotor

[Tesla]

Hallo,

ich bin gerade am herumexperimentieren mit meinem Micro-Heli (FP), um eine möglichst lange Flugdauer zu erreichen.

Ich habe verschiedene Kombinationen von Pitch und Drehzahl ausprobiert.
Dabei ist mir aufgefallen, daß der Heli beim Schweben mit niedriger Drehzahl und mehr Pitch wesentlich mehr Schub am Heckrotor benötigt als mit hoher Drehzahl und weniger Pitch.

Woran liegt jetzt das ? Zum Schweben auf einer Stelle benötigt der Heli doch immer den gleichen Schub und damit auch in etwa des gleiche Drehmoment am Rotor.
Ich kann es mir nur so erklären, daß bei mehr Pitch der schädliche Luftwiderstand der Rotorblätter und dadurch das zum Schweben notwendige Drehmoment steigt.
Allerdings hieße das dann ja, das eine optimale Flugdauer eine größtmögliche Rotordrehzahl bei möglichst wenig Pitch zu erreichen ist.

Oder ist hier ein Denkfehler ?

Gruß
Sascha

[Steffen 2.0]

Frage zu Drehzahl / Pitch / Heckrotor

Wenn ich das richtig verstanden habe, dann willst statt hohen Luftwiederstand, hohe Drezahlen hzaben.
Wenn der Rotor einmal langsam dreht dann ist der Luftwiederstand (erfunderner Wert) 10, bei einer Umdrehung in einer Sekunde.
Wenn der Rotor jetzt 10 mal in einer Sekunde Dreht, mit einem Luftwiederstand von 1 pro Runde, dann ist der Luftwieder gesamt ja auch wieder 10.

Und der Motor, Welle, etc. haben ja auch noch Reibungswiederstand.

mfg Steffen

Ps: Man würde eigentlich den CT Wert messen müssen, un die Reibungskräfte der Wellen und des Motors. Dann könnte man noch die Stärkere Erwärmung die Motors und den dadurch bedingten Leistungsabfall messen, aber ich glaube das ist dann doch ein bischen zu aufwendig Wäre was für den Phsike unterricht in der Schule!

[Tesla]

Frage zu Drehzahl / Pitch / Heckrotor

Hallo,

ja so habe ich das auch verstanden, aber was ich dann nicht verstehe ist, daß es doch im allgemeinen so ist, daß :

Lange Flugdauer = mit wenig Drehzahl fliegen = höheren Pitch fliegen

nur wenn ich das jetzt so ausprobiere habe ich in dieser Kombination eben wesentlich mehr Heckrotor.
Und das wiederum bedeuted doch :

- direkt mehr Stromverbrauch durch den Heckrotor
- indirekt mehr Stromverbrauch durch das höhere Drehmonent am Hauptrotor

[Horex1200]

Frage zu Drehzahl / Pitch / Heckrotor

Hallo Tesla,

ich würde mal behaupten, für eine max. Flugdauer passt genau EINE Drehzahl.

Begründung:

Es gibt viele Parameter die auf die Flugdauer einen Einfluss haben. Einige davon werden mit steigender Drehzahl günstiger, einige andere ungünstiger.

besser niedrige Drehzahl:
===============
- Luftwiderstand der Blätter bei geringer Anstellung
- Luftwiderstand der Heckblätter
- Reibung in Anstriebsstang
- Schwingneigung des Hecks

besser hohe Drehzahl:
================
- erzeugter Auftrieb
- Motor wird nicht gewürgt

hier ist weder eine sehr hohe, noch eine sehr niedrige Drehzahl gut:
===========================================
- hohe Effektivität der Umsetzung Blattanstellwinkel/Drehzahl zu Auftrieb
(wobei ein zu großer Winkel Stromungsabriss bedeutet und nicht wirkungsvoll ist, ein zu kleiner Winkel aber zu große Drehzahlen erfordert (Luftwiderstand aller bewegten Teile)
- hohe Effektivität des Heckrotors (wie Hauptrotor)
- günstiges Verhältnis Auftrieb zu Gegendrehmoment (weniger Leistung f. Heckrotor erforderlich)

Wie man sieht gibt es Faktoren, die für eine hohe Drehzahl sprechen, andererseits gibts auch genau gegenläufige Faktoren. Weiterhin gibt es auch noch "Hybriden", die schon für sich eine optimale Drehzahl erfordern würden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Die längste Flkugzeit wird also entstehen, wenn der Mix aus positiven und negativen Einflussgrößen das Optimum erreicht.

[jguther]

Frage zu Drehzahl / Pitch / Heckrotor

Zuerst mal die theoretischen Zusammenhänge:

Der schädliche Widerstand der Rotorblätter nimmt mit steigender Drehzahl zu. Bei unseren Profilen hat man den besten Wirkungsgrad und damit die längste Flugzeit, wenn man mit der Drehzahl so weit runter geht, daß der Schwebepitch weit über den üblichen 4 bis 5 Grad liegt. Leider leidet darunter die Steuerfolgsamkeit und die Schnellflugeigenschaften. Für eine genauere Aussage muß man die Profilpolaren der Hauptrotorblätter heranziehen.

Zur Abhängigkeit von Hauptrotordrehzahl und Leistungsbedarf des Heckrotors:

Leistung ist das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment. Nehmen wir die benötigte Schwebeflugleistung des Helis mal für einen engen Drehzahlbereich als konstant an, so ist demnach das Drehmoment am Hauptrotor umgekehrt proportional zur Drehzahl. Die Kraft, die der Heckrotor aufbringen muß ergibt sich aus diesem Drehmoment, dividiert durch den Abstand vom Heckrotor zur Hauptrotorwelle.
Also ist die aufzubringende Kraft des Heckrotors umgekehrt proportional zur Hauptrotordrehzahl.

In Wirklichkeit ist natürlich der Schwebeleistungsbedarf seinerseits auch wieder drehzahlabhängig, so daß man in mehreren Stufen vorgehen muß:

1. Anhand von Profildaten und Heligewicht den mechanischen Schwebeleistungsbedarf am Hauptrotor in Abhängigkeit von der Drehzahl ermitteln.

2. Anhand von Getriebe und Motor daraus den elektrischen Schwebeleistungsbedarf in Abhängigkeit von der Drehzahl berechnen.

3. Benötigten Schub des Heckrotors in Abhängigkeit von der Drehzahl ermitteln. (Drehmoment dividiert durch Abstand von der Hauptrotorwelle)

4. Benötigte elektrische Leistung des Heckrotors in Abhängigkeit vom Schub ermitteln.

5. (2) und (4) addieren und über der Hauptrotordrehzahl auftragen und schauen, wo das Minimum liegt.

Schneller geht's experimentell mit einem Meßgerät à la "Watt's Up".

Und noch schneller: Niedrigste, noch halbwegs fliegbare Drehzahl verwenden. Passt deshalb, wei der Anteil des Heckrotors am Gesamtleistungsbedarf recht gering ist und wir uns sowieso noch oberhalb des Optimums bewegen.