Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

[heliminator]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

Im grünen Bereich: kommt darauf an, wofür.
Bäume ausreissen wirst du mit dem Heli nicht (es sei denn, du fliegst dagegen, dann klappt auch das Bäume ausreissen), auch von 3D Turnübungen ist wohl eher abzusehen.
Jetzt wäre natürlich noch interessant zu wissen, wie der Heli motorisiert ist.
Mit einem altersschwachen 60er Motor mit 1,6 PS wirst du kaum abheben können, wenn allerdings in dem Heli ein (Tur)binchen summt, sieht die Sache schon anders aus.

Gruss,
Thilo

[Chris500]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

Ja ist eine Biene drinn

[heliminator]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

Na also, dann sind wir doch im grünen Bereich.
Wozu die ganze Aufregung

Gruss,
Thilo

[Chris500]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

Hallo ab wann wird es kritisch ?

[eric-u]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

A= wirksame Fläche = pi * (D-d)²/4

Hallo,

ohne euch jetzt auf die Nerven gehen zu wollen, und ohne zu behaupten, diese Ungenauigkeit wäre hier nicht zu akzeptieren, aber diese Formel ist falsch!
Mit der richtigen Formel komme ich auf 5,258 kg/m^2, und diese lautet:
für den Flächeninhalt eines Kreises:
A=pi*d²/4
was übrigens das gleiche ist wie:
A=pi*r²
(r=Radius, d=Durchmesser)
und daraus folgt:

A = pi*(D² - d²)/4

oder, gleich:
A= pi*(D-d)*(D+d)/4

aber aufgepasst: D²-d² ist nicht gleich (D-d)².

Das macht eben diesen Unterschied von immerhin mehr als 1 kg/m^2 aus!

--------------------------> ABER:
Es ist alles viel einfacher:
ßblich ist es als Rotorkreisfläche die gesamte Fläche inklusive Rotorkopf einzubeziehen. Es ist nämlich sowieso nicht das gesamte Blatt am Auftrieb beteiligt, im ersten Drittel ist die Strömungsgeschwindigkeit so niedrig dass hier relativ wenig passiert.

Nach Walter Bittner (Flugmechanik der Hubschrauber, Springer-Verlag 2002) rechnet man die Rotorkreisflächenbelastung mit:

G/F = G/(pi*R²)
wobei G=Gewicht
und F=Rotorkreisfläche=pi*R².

hiermit haben wir bei Chris' Heli:
G/F = 140/(3,14*0,925²) = 52 N/m², entspricht 5,2 kg/m²

ßblich sind bei Grosshubschraubern anscheinend 100 bis 500 N/m²
(d.h. 10 bis 50 kg/m²)

W.J. Wagtendonk sag übrigens in 'Principles of Helicopter Flight' (Aviation Supplies & Academics, Inc., 1996):

disc area: The area containes within the tip path plane. In flight, this area is not a constant since it is affected by the coning angle of the blades (V-Form)

disc loading: The gross weight of the Helicopter divided by the disc area, expressed as lb/sq.inch or kg/m². Since disc area is not a constant in flight, it follows that disc loading cannot be a constant.


W.Bittner gibt in seinem Buch eine Formel zur Leistungsbrerchnung an:

N = G*sqrt(G/(2*rho*F))

sqrt: Quadratwurzel
rho: Luftdichte (bei 15° und 40%Luftfeuchte ungefähr 1,2 kg/m²)

das ergibt hier ein Leistungsverbrauch von 650 Watt (0,880 PS) rein für den Auftrieb ohne Berücksichtigung des Wirkungsgrades.

Bei einem Wirkungsgrad von 0,6 braucht man also hier 1,5 PS plus Getriebeverluste, plus Heckrotorleistung.

Hoffentlich war das nicht zu besserwisserisch, aber wer das glaubt brauch es ja nicht zu Lesen (tja, für den der siesen Satz liest ist es jetz wohl zu spät...)

Eric

[Pappnase]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

@Eric

irgendwie hab ich ein Problem mit deiner letzten Formel.

N = G*sqrt(G/(2*rho*F))

rho: Luftdichte (bei 15° und 40%Luftfeuchte ungefähr 1,2 kg/m²)

Setze ich da z.B. 4 kg und D=1,3m ein, kommt

N= 4kg*sqrt(4kg/(2*1,2kg/m²*0,65²m*Pi))
= 4kg*sqrt(4kg/3,19kg)
=4kg*1,12
=4,48 kg oder Megaknispel oder was auch immer als Einheit heraus kommt.

Das die Einheiten bei einer Fausformel nicht stimmen, damit hab ich prinzipiell kein Problem. Aber 4,5 PS oder Watt oder kW können bei dem Beispiel niemals stimmen.
N steht ja normalerweise auch eher für Drehzahl (und P für Leistung). Kann es sein, dass du da was verwechselt hast oder dass da ein Korrekturfaktor fehlt?

cu Günter

[JMalberg]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

Setze ich da z.B. 4 kg und D=1,3m ein, kommt

N= 4kg*sqrt(4kg/(2*1,2kg/m²*0,65²m*Pi))
= 4kg*sqrt(4kg/3,19kg)
=4kg*1,12
=4,48 kg oder Megaknispel oder was auch immer als Einheit heraus kommt.

Die Einheit der Leistung ist Watt (W).

Mit
G=40N =~4 kg !!!
D=1,3m

und nach der Formel ergibt sich
F= Pi * D²/4
F= Pi * (1,3m)²/4
F= 1,33m² (ups, korrigiert)

P = G * sqrt( G / (2 * rho * F) ) = Kraft * Geschwindigkeit

P = 40N * Wurzel(40N / (2 * 1,2kg/m³ * 1,33m²) )
P = 40N * Wurzel(40N / 3,18kg )
P = 40N * Wurzel(12,56N*m/kg )
P = 40N * Wurzel(12,56m²/s²) wegen (Newton-Einheit)
P = 40N * 3,54m/s

P = 142W


Korrigiert rho in kg/m³
Korrigiert Fläche nur 1/4, mann ist das peinlich (danke Eric)

[Fantus]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

doch, stimmt schon, nur

rho: Luftdichte (bei 15° und 40%Luftfeuchte ungefähr 1,2 kg/m^3)


Kubikmeter nicht quadratmeter

[eric-u]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

@Pappnase:

N = G*sqrt(G/(2*rho*F))

rho: Luftdichte (bei 15° und 40%Luftfeuchte ungefähr 1,2 kg/m²)

Setze ich da z.B. 4 kg und D=1,3m ein, kommt

N= 4kg*sqrt(4kg/(2*1,2kg/m²*0,65²m*Pi))
= 4kg*sqrt(4kg/3,19kg)
=4kg*1,12
=4,48 kg oder Megaknispel oder was auch immer als Einheit heraus kommt.

Wie JMalberg schon gesagt hat, rho in kg/m^3.
Bei D=1,3 m ist F=1,327m^2, wie kommst du auf 0,65

Bei den Einheiten aufpassen:

G: Gewicht in Newton (grob Masse in kg multipliziert mit 10, etwas genauer mit 9,81)
F: Rotorkreisfläche in m^2 (F=D^2/pi/4 oder F=pi*R^2)
Dann folgt als Einheit, wie JMalberg schreibt, Leistung N in Watt (Nm/s) denn 1N=1kgm/s^2.

N steht ja normalerweise auch eher für Drehzahl (und P für Leistung). Kann es sein, dass du da was verwechselt hast

Normalerweise, ja, ich habe die Notation aus dem Buch von Bittner eben so übernommen. Ich bin auch kein Physiker, sondern Mathematiker, und für uns sind Notationen ziemlich unwichtig, solange sie am Anfang klar definiert sind...



@JMalberg:

Mit
G=40N =~4 kg !!!
D=1,3m

und nach der Formel ergibt sich
F= Pi * D²/4
F= Pi * (1,3m)²/4
F= 5,31m²

Wie kommst du auf 5,31?
F= Pi * (1,3m)²/4
= 1,327 m^2

Damit erhält man P = 142 W i.e. fast 0,2 PS
Kreisflächenbelastung 3 kg/m^2

Eric

[Pappnase]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

@Eric

>Bei D=1,3 m ist F=1,327m^2, wie kommst du auf 0,65

ganz einfach: D=1,3m dann ist r=D/2=0,65m weil ich mir die Kreisflächenformel vor numehr über einem Vierteljahrhundert als r^2*Pi gemerkt habe. :rolleyes:

>G: Gewicht in Newton (grob Masse in kg multipliziert mit 10, etwas genauer mit 9,81)

Uuuupsi! Danke für diesen wichtigen Sicherheitshinweis. Hätte ich eigentlich auch selbst drauf kommen können. "M" steht für Masse, "G" für Gewichtskraft (Masse mal Ortsfaktor) zumal es dann auch wieder mit den Einheiten klappt. :loeblich:

cu Günter

[eric-u]

Suche Formel Zu Bere.der Rot.kreisflächenbelastung

@Eric

>Bei D=1,3 m ist F=1,327m^2, wie kommst du auf 0,65

ganz einfach: D=1,3m dann ist r=D/2=0,65m [...]

Ok, mein Fehler, in der Formel
N= 4kg*sqrt(4kg/(2*1,2kg/m²*[size=1]0,65²m*Pi[/size]))
hatte ich "*Pi" übersehen. Es wäre dann auch 0,65²m². Ich dachte du hättest "m" und "²" vertauscht...

Ich habe übrigens des Einfachkeit halber ein kleines mit JavaScript angereichertes HTML-Formular mit diesen Formeln erstellt, das vereinfacht die ganzen Berechnungen. Es ist hier zu finden:

[size=1]http://uhres.multimania.com/Heli/Berechnungen.html[/size]
(Bei Dezimalzahlen kein Komma eingeben, sondern Punkt)

Das könnte man ja mal mit allen nützlichen Formeln erweitern. Das Layout ist im Moment auch noch rudimentär.

Eric