3-Blattkopf selber fräsen

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Bezüglich der Schlaglasten kann ich ohne näher zu recherchieren so erst mal nur abschätzen dass der Heckrotorbedarf der Leistung beim Schweben etwa 30% des Hauptrotors beträgt (glaube ich so gelesen zu haben)
Ein 700er braucht glaube ich etwa 1 kW zum Schweben.
Also wird 30% davon in Seitenschub umgewandelt, welcher durch Schrägstellung der Rotorebene ausgeglichen wird, also rund 0,3kW
Nun schwingen die bei 1500 U/min 25 mal / sekunde.
1 Nm ist 1 Wattsekunde also ist 300 Wattsekunden = 300 Nm
Das ist mE die Gesamthöhe also 150Nm ist die Amplitude.
Nun hast Du 700er Blätter und einen Schraubabstand von 30mm = ca 25 facher Hebel.
Somit wirken rund 25x 150N = 4000N im Schraubgewinde dynamisch.

wie kommst du darauf das das drehmoment mit schrägstellung der rotorebene ausgelichen wird* das macht doch alles der heckrotor.

der motor verusacht doch das drehmoment und nicht die drehbewegung des rotors oder ist das verkehrt?

wenn ich ein heckrotor ausfall habe und der heckrotor wäre nicht mitdrehend bei autorotation würde der heli dann weiter drehen wenn der motor aus ist?

ich kenn das so das wenn der heckrotor ausfällt der heli anfängt zu drehen und erst mit ausschalten des motors diese rotation aufhört.

ich frage mich da nur wieso der drehmoment ausgleich zu einer schlagbewegung am hauptrotor führen soll...

[Piloto]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

ich frage mich da nur wieso der drehmoment ausgleich zu einer schlagbewegung am hauptrotor führen soll...

Das verstehe ich auch nicht so ganz. Der Schubvektor des Hauptrotors wird zwar zum Ausgleiche des Heckrotorschubs geneigt, aber deswegen schlagen die Blätter nicht.

Bei einem vollkardanischen Kopf ohne Dämpfung hängt dabei der Rumpf senkrecht und der Rotor ist leicht geneigt. Diese rein kardanische Winkeländerung der Rotorebene zum Rumpf ist für mich kein Schlagen der Blätter.

Bei einem starren Kopf neigt sich einfach der Rumpf ein paar Grad mit dem Rotor. Der Kraftaufwand ist sehr gering und führt wahrscheinlich nicht mal zum Verformen der O-Ringe. Also tritt hier auch kein bemerkbares Schlagen der Blätter auf.

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

wie muss ich das jetzt verstehn?

verursacht der heckrotor durch den drehmomentausgeich ein anströmungsunterschied an den hauptrotorblättern?

ich finde im netzt kaum was zu den kräften am hauptrotor. gibt es ein paar quellen die auf diese dinge eingeht?

alles was ich finde ist die erklärung wieso es diese gelenke gibt.
in einer quelle wurde erwähnt das ein blatt bei unterschiedlicher anströmung vor- und das andere nacheielend ist. das schwenkgelenk kompensiert das, also es ermöglicht diese bewegung der blätter, da sonst unwuchten den heli zerstören können.

ich frage mich, wenn diese gelenke vorhanden sind, gibt es dann noch diese kräfte die auf den heli überhaupt einwirken? sind diese kräfte nur bei starren köpfen zubeachten?

ich stelle mir diese schlagbewegung so vor das ein blatt nach oben kommt, aber wie muss ich mir die kraft davon vorstellen verläuft diese senkrecht zu der fliehkraft dieses blattes, also im 90° winkel? oder wirkt diese kraft in einem flachen winkel zur fliehkraft. wenn so ein rotorblatt unterschiedlich angeströmt wird dann verändert es doch die auftriebskraft. ist es also die auftriebskraft die dort "schlagen" tut?

wenn wind in den rotor kommt ändert sich ja die auftriebskraft. ein blatt kommt weiter hoch, das andere fällt ab. wo kommt dann da diese schlagkraft der blätter her? müste diese nciht so groß sein wie der unterschied von der auftreibskraft*

wenn jetzt also am rotorblatt 100g auftrieb verloren gehn weil es weniger angeströmt wird, wo sollen da schlagkräfte von 4000N herkommen oder überhaupt in solchen ausmaßen* müste die schlagkraft der blätter dann nicht 200g betragen wenn das blatt von unten nach oben kommt* also von -100g auftrieb auf +100g auftrieb zu den anderen blättern?

ich könnte mir blos vorstellen das diese kräfte ein problem werden wenn sie in resonanz kommen und sich dann verstärken. wie schon erwähnt mit der riesen welle aus dem "nichts"....

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen



das ist so das was ich an kräften finde...

wo und was ist da jetzt diese schlagkraft*?

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Flugmechanik der Hubschrauber: Technologie, das flugdynamische System Hubschrauber, Flugstabilit?ten, Steuerbarkeit: Technologie, Das Flugdynamische ... Flugstabilitaten, Steuerbarkeit VDI-Buch: Amazon.de: Walter Bittner: Bcher

ab Seite 85 wird die Entstehung der Schlagkraft beschrieben.


Wenn im Schweben keine Schlagbewegung da wäre, dann würden wir im Schweben ja nicht die Diskussion "weiche" Dämpfer benötigen sondern Schweben wäre der unkritischte Zustand.

Ich hatte es immer so verstanden, dass der Ausgleich der unsymetrischen Teile des Auftriebs des Rotors zu den Anregungen führt und das aus dem Heckrotorschub kommt.

Die Entgegnung von Muki ist hier aber für mich schlüssig, in dem Falle stellt sich ja die Zelle um den benötigten Neigungswinkel schief und daher müsste der Vektor mit der Hauptrotorwelle fluchten.

Die Frage ist dann aber woher kommt die Schlagbewegung in dem Fall?

Und warum kann sie sich so weit aufschwingen, dass sogar manntragende Hubschrauber bei Fehlauslegung zerstört werden?
In dem Buch wird es mit den unterschiedlichen Geschwindigkeitsverläufen im Umlauf entlang des Blattes hergeleitet.
Das ist mir aber nach Mukis Entgegnung nun auch nicht mehr direkt klar.

Was natürlich ist, ist, dass der Auftrieb durch den Heckausleger gestört wird und das die Luft generell verwirbelt, da es sich um ein rotierendes System handelt.

Ich glaube an der Stelle muss man nochmal nachforschen.

Zu den Kräften.

Muki, wenn die Kraft die den Hubschrauber hebt 50N sind (5kg Hubi) und die Blattlänge 700mm beträgt, dann hast Du bereits statisch an der unteren Schraube ein Zugmoment und der oberen eine Druckkraft von 1400N bei keinerlei Schlagmoment.
Das kommt einfach aus den Hebelverhältnissen.

Nun lege mal den Hubi auf die Blattspitzen auf einen Stuhl und drücke mal die Zelle nach unten. Wenn Du also mit 1G beschleunigst sind es schon 2800N (pseudostatisch)

Zu den 2800N kommen noch die Fliehkraft.

[JMalberg]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Wow. Da liest ja doch noch jemand den Bittner!

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

dann müste ja die verschraubung durch das gewicht des modells mehr belastet sein als durch die fliehkraft der blätter?

[Piloto]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

dann müste ja die verschraubung durch das gewicht des modells mehr belastet sein als durch die fliehkraft der blätter?

Nein, leider nicht. Du müsstest ein Stahlseil mit der fliehkraft der blätter vorspannen und in der Mitte dann den Heli dranhängen. Dann kommst du auf den Konuswinkel der Rotorblätter. Wenn man Rotorkopf und Blätter absolut steif fertigen könnte, stimmt aber die Aussage. Glücklicherweise kann man das nicht :-)

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Laut dem Buch ist es ähnlich wie eine belastet einseitig eingespannte Brückenkonstruktion.
Ist auch logisch.
Die Auftriebskräfte verteilen sich über die Blattlänge, aber hauptsächlich in den äusseren Bereich.
Im Zentralpunkt greifen alle Momente, aber um den jeweiligen Abstand korrigiert als Moment an.
Als Drehmoment (betrachtet in der xz Ebene,z=Hauptrotorwelle).

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

ich habe heute mal wegen deinem Schlagmoment was da entstehen soll nachgedacht und ich erklär es mal so:

der heli hat ein Gewicht von 50N, also müssen an den Rotorblättern auch 50N auftrieb sein damit er schwebt. Wenn der auftriebspunkt der blätter jetzt auch z.b. bei 430mm liegt dann wäre folgendes:

50N*0,43m=21,5Nm.

diese 21,5Nm wirken jetzt AM ROTORBLATT. dieses Moment was da wirkt ist ja auch der grund wieso sich die Blätter biegen.

wenn man jetzt mal von 4° Pitch beim schweben ausgeht und das der auftrieb linier statt expotentiel ansteigt. hätte man ca. 5,375Nm/1°Pitch.
Wenn ich dann von max. 10° Pitch zykl. ausgehe wären das 20°*5,375NM=107,5Nm Schlagmoment was da bei einer umdrehung auftritt (-10° bis +10°).


Der große unterschied von heute zu damals ist, das die 1. Helis mit Holzrotorblättern konstruiert wurden. diese sind natürlich steifer als moderne GFK/CFK blätter und übertragen dieses moment natürlich "besser" auf das zenralstück/rumpfzelle, da sie ja nicht elastisch sind und sich verbiegen können.

Ich glaube bei Wiki gelesen zuhaben das dadurch die 1. Helis zwar schweben konnten aber sobald sie fahr aufnahmen flog alles auseinander. Man dachte damals das alles so steif wie nur möglich sein muss damit es klapt...

Als man das problem dieses Schlagmoment verstand, hat man das schlaggelenk erfunden. dadurch war es möglich den heli vorwärts fliegen zulassen ohne das sich das schlagmoment aufs zentralstück/rumpfzelle übertragen hat und dann zu diesen überlagerungen und vestärkungen führte (wir kennen das ja als wobbeln).

Damit war das schlaggelenk teil eines rotorkopfes geworden. Als nun die blätter aus GFK waren, waren sie flexibler, die haben sich unter der kraft des schlagmoment einfach verbogen was bei holz oder anderen material wohl nicht so einach möglich war. diese tatsache das die gfk-blätter "weicher" sind führte dazu das die Bo105 der damals wohl der erste heli war der ohne schlaggelenk auskam. weil die rotorblätter dieses absorbieren durch ihre verformung.

Ihr müste euch das so vorstellen wenn ihr ein brecheisen habt das aus stahl ist und ihr wollt damit was hoch hebeln, dann klappt das natürlcih weil eurer kraftmoment (kraft*hebel) über den stahl zum angriffspunkt geleitet wird.
wenn das brecheisen aber nun aus gummi wäre würde es sich unter euren kraftmoment nur verbiegen ohne das davon was am hebelpunkt ankommt.

Ihr könnt auch ein blattpapier irgendwo einspannen und daran hoch und runter schlagen aber das hat keine wirkung auf den einspannpunkt.

daher funktionieren ja heute auch die ganzen ungedämpften köpfe, weil die GFK/CFK blätter es erst ermöglichen. aber das stellt demzufolge eine viel höher belastung für das rotorblatt dar, weil das moment nichtmehr über einen dämpfer mit abgebaut wird.

es wäre gut möglich das wenn man so einen kopf mit holzblättern fliegt, sich entweder das rotorblatt verabschieded durch die hohen schlagmomente oder der heli zerlegt sich durch die übertragung auf die rumpfzelle/rotor.

michael sagt ja selbst das die blätter die dämpfung sind, aber ich glaube auch das vom schlagmoemnt nur wenig falls nix am zentralstück ankommt. sonst hätte er das problem das er wobbelt.

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

ansonten wäre bei meinem rotor jetzt im "schlimmsten fall" eine schwelbelastung, sodass die 90N/mm² gelten. bei 4x23mm² Gewinde fläche macht das 8280N, 1500N kommen durch den rotor, sollte also genug luft sein für sicherheit. das schlagmoment wird vom rotorblatt kompensiert und der rest vom dämpfer...

ich bin am überlegen wie ich die tragkraft des alu-gewinde erhöhen kann. helicoil wäre sicher gut, sofern ich durch den größeren durchmesser auch 2xd einsätzte reinbekomme, dadurch vergrößert sich die fläche ja nochmals. ich weiß blos nicht wie sich das mit schraubensicherung verträgt. ein einkleben mit hochfest wäre jedensfall absolut nötig, da sonst nur die ersten 2-4 gänge die ganze last tragen, durch das verkleben verteilt sich das sicherlich bis zum letzen gang.

wie würdet ihr das jetzt machen?

flugzeug-alu hat ja sicherlich nochmal 30N/mm² mehr festigkeit bei schwelbelastung, aber das müst ich bestellen und das zentralstück neu machen...


was man aber auch bedenken muss, sind die 90N/mm² die grenze von dauerfest zu verschleißteil ist.

[Piloto]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

es wäre gut möglich das wenn man so einen kopf mit holzblättern fliegt, sich entweder das rotorblatt verabschieded durch die hohen schlagmomente oder der heli zerlegt sich durch die übertragung auf die rumpfzelle/rotor.
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In den Achtzigern habe diesen Kopf, vollkommen ohne Dämpfung, mit Holzblättern geflogen. Die Blattlagerwelle besteht aus einem 12mm Stahlrohr, da gab wirklich nichts nach.
Trotzden flogen die Holzblätter sehr gut darauf. Sie geben schon geringfügig nach und das reicht.

[Muki19]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

intressant, hätt ich jetzt nicht erwartet...

man könnte das nur damit erklären das die fliehkraft der blätter dem schlagmoment entgegen wirken oder?

[Piloto]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Da ist auch noch aerodynamische Dämpfung und Holz hat auch gar keine so schlechten Schwingungseigenschaften.

[Michael62]

AW: 3-Blattkopf selber fräsen

Holzblätter sind nicht so steif wie Carbonblätter.