Videoserie über RC Helis - Meinungen erwünscht

[andre77]

AW: Videoserie über RC Helis - Meinungen erwünscht

Hallo,

interessante Diskussion
Ich habe das extra so 'lapidar' erklärt, weil meiner Meinung nach (nach tiefgreifender Recherche) die Meinung mit dem 'Auftrieb' so nicht stimmt!

Auftrieb entsteht nunmal durch Geschwindigkeitsdifferenzen am Tragflächenprofil, im Falle des Helis an einer rotierenden Tragfläche.

Zitat aus dem Link:

Da sich beide Seiten jedoch gleichzeitig durch die Luft bewegen, muss der obere Luftstrom schneller fließen, um die größere Strecke zeitgleich mit dem unteren Luftstrom zurückzulegen. Dies bewirkt, dass die unterschiedlichen Geschwindigkeiten einen höheren Druck unter dem Rotorblatt und einen niedrigeren darüber erzeugen (Bernoullische Prinzip).

Das stimmt so nicht!
Warum muss die Luft sich denn schneller bewegen? Meistens wird erklärt damit sie sich hinterm Blatt wieder trifft... aber das ist der Luft schnuppe! Die musst sich nicht treffen!

Selbst wenn die Rotorblätter gar kein Profil hätten, also wirklich 'Latten' wären, würde der Heli fliegen, nicht gut, aber er käme irgendwie in die Luft...


Ein paar Links und Zitate:

Bernoulli's theorem is not applied to a hovering helicopter. Bernoulli's theorem is applied to a flow. The flow parameters at two different sections are related by Bernoulli's theorem. For incompressible flow Bernoulli's theorem states that (p/rho) + (v^2/2) is constant.

In a helicopter, the rotor swallows air and air is accelerated through the rotor resulting in an induced velocity or what is commonly known as a velocity kick.

Quelle

Viel Text: A Physical Description of Flight


Sehr komplexes Thema

Viele Grüsse
Andre

PS: Wegen der Versicherung mache ich ne Anmerkung ins Vid!

[tobi -obu]

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Hi,

ein Heliblatt muss schon Auftrieb produzieren, ansonsten bräuchtest du auch kein Profil.
Ich muss jetzt mal lapidar schreiben, da ich auf Arbeit bin und es schnell gehen muss:

Die Luft wird durch das Profil zu unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten gezwungen (es ist schon richtig, genau genommen wärs der Luft egal darum zwingt das Profil sie), dadurch entsteht eine Druckdifferenz. Diese hebt den Heli nach oben.
Das ist der Auftrieb. Wegen mir kan man eben auch sagen, das der Heli quasi auf dem Luftstrom schwebt.
Wir können das ja am Platz mal mit nem MCPx und einfachen Latten ausprobieren.
Heute Abend mehr...

PS. Vielleicht kann ja noch jemand was dazu schreiben, der Blätter konstruiert. Das Thema ist echt interessant und eine Vertifung lohnt sich.

Zitat:

Bei einem Flugzeug sorgen die Tagflächen für den Auftrieb, die Triebwerke für die Vorwärtsbewegung und die Quer-, Seiten- und Höhenruder für die Steuerung. Alle diese Funktionen übernimmt beim Hubschrauber der Rotor. An den drehenden Rotorblättern, die von einem Triebwerk bewegt werden, entsteht die Auftriebskraft. Mit zunehmender Geschwindigkeit wird über dem Rotor ein Unterdruck erzeugt, und der Luftdruck unter dem Rotorblatt drückt den Hubschrauber nach oben. Der Pilot kann die Rotorblätter so einstellen, dass sie mehr oder weniger Luft verdrängen.

Quelle:

Planet Wissen - Hubschrauber

gruß

tobi

[andre77]

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Hi,

wenn Du einigermaßen mit english zurecht kommst, lies mal diese Seite, ist die kürzeste die ich jetzt auf die schnelle gefunden habe die es aber ganz gut erklärt:

The airfoil myth

Kurz gesagt: Das Profil ist gut für die Effizienz aber nicht notwendig für den Auftrieb. Den größten Teil des Auftriebs erzeugt das Physikalische Prinzip: Aktio=Reaktio

Luft nach unten = Heli nach oben, wir könne auch gerne mal nen praktischen Versuch machen, wird sicher Spannend!

Viele Grüsse
Andre

[tobi -obu]

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Ja machen wir! So jetzt aber bis später.

[Squenz]

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Das stimmt so nicht!
Warum muss die Luft sich denn schneller bewegen? Meistens wird erklärt damit sie sich hinterm Blatt wieder trifft... aber das ist der Luft schnuppe! Die musst sich nicht treffen!

Weil sonst keine Druckdifferenz, ergo kein Auftrieb zustande kommt.
Kleines Experiment zur Bernoulli-Gleichung:

Nimm ein kleines Blatt Papier und halte es senkrecht nach unten. Nun bläst Du wechselweise über die Kanten des Blattes. Was passiert ? Das Blatt wird sich immer zu der Seite neigen über deren Kante Du bläst. Warum ? Die Strömung erzeugt einen Unterdruck, von mir aus nennen wir es auch "Sog", welcher das Papier sich zur jeweiligen Seite neigen lässt.

Unsere 3D Helis haben meist symmetrische Blattprofile, welche bei 0° Anstellwinkel keinen Auftrieb erzeugen. Warum ? Weil die Luft über Unter- und Oberseite des Blattes mit gleicher Geschwindigkeit strömt. Erst wenn die Profilsehne in die Strömug "angestellt" wird, ergibt sich aus der Bernoulli-Gleichung ein Druckunterschied.

Viele Grüße
Markus

[Squenz]

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Erst wenn die Profilsehne in die Strömug "angestellt" wird, ergibt sich aus der Bernoulli-Gleichung ein Druckunterschied.

Korrektur:
Der Druckunterschied wird hier natürlich nicht aus der Benoulli Gleichung, sondern aufgrund der newtonschen Gesetze erzeugt!

Grüße
Markus

[tobi -obu]

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Noch ein Gedanke zum Thema: Wenn der Auftrieb eines Helis nur auf dem "Schubstrahl" basieren würde, müssten dann nicht auch Hovercrafts mit ihren starken, nach unten gerichteten Gebläsen in beliebige Höhen steigen können !?

(Ist jetzt echt nur dahingesponnen)

[Inder-Nett]

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Warum muss die Luft sich denn schneller bewegen? Meistens wird erklärt damit sie sich hinterm Blatt wieder trifft... aber das ist der Luft schnuppe! Die musst sich nicht treffen!

Doch, muss sie, denn wenn sie sich nicht treffen würde, dann müsste die Luft entweder unten komprimiert werden, oder oben würde ein Vakuum entstehen.

Bei ausreichend Abstand zur Schallgeschwindigkeit findet das aber nicht statt.

Im Gegenteil, wenn der Anstellwinkel so groß gewählt wird, dass die Luft oben "nicht mehr nach kommt", dann strömt Luft, die ursprünglich unten durch ging, an der Hinterkante nach oben und bildet dort einen Wirbel. Das nennen wir Strömungsabriss.
Der Auftrieb wird dadurch verschlechtert, gleichzeitig nimmt der Luftwiderstand zu.

Und an der Stelle kommen wir an den springenden Punkt des Spiels:
Ob Tragfläche, Heli-Rotorblatt, Turbofan-Schaufel, Propeller oder Ventilator... im Grunde ist das überall der gleiche Vorgang: Es wird Luft beschleunigt und dadurch entstehen Kräfte. Die gleiche Kraft, die am Profil den Auftrieb macht, beschleunigt im Gegenzug die Luft.
Beim Ventilator wird der "Auftrieb" nicht ausgenutzt, bei Tragfläche/Rotorblatt/Propeller ist die Beschleunigung der Luft eigentlich schnuppe.

In allen Fällen aber gilt: Die Ausnutzung des Bernoulli-Effekts ist dazu nicht zwingend notwendig, aber deutlich effizienter, als die einfache Ausnutzung der Masseträgheit.
Ein strömungsoptimiertes asymmetrisches Flächenprofil hat ein deutlich günstigeres Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand, d.h. es ist weniger Leistung nötig, um die gleiche Masse bei der gleichen Geschwindigkeit und der gleichen Fläche zum Fliegen zu bringen.

Unsere 3D Helis haben meist symmetrische Blattprofile, welche bei 0° Anstellwinkel keinen Auftrieb erzeugen. Warum ? Weil die Luft über Unter- und Oberseite des Blattes mit gleicher Geschwindigkeit strömt. Erst wenn die Profilsehne in die Strömug "angestellt" wird, ergibt sich aus der Bernoulli-Gleichung ein Druckunterschied.

Korrektur:
Der Druckunterschied wird hier natürlich nicht aus der Benoulli Gleichung, sondern aufgrund der newtonschen Gesetze erzeugt!

Knapp daneben!
Beim symmetrischen Profil wird (durch die abgerundete Vorderkante) durch Anstellen der Weg "oben rum" auch länger, d.h. hier wirkt beides. Deshalb hat ein symmetrisches Profil in der Regel auch eine günstigere Polare, als eine ideal dünne Fläche.

Noch ein Gedanke zum Thema: Wenn der Auftrieb eines Helis nur auf dem "Schubstrahl" basieren würde, müssten dann nicht auch Hovercrafts mit ihren starken, nach unten gerichteten Gebläsen in beliebige Höhen steigen können !?

2 Fehler!
Der Heli schwebt nicht auf einem Schubstrahl, sondern erzeugt Auftrieb durch Beschleunigung der Luft. In dem Moment, der Heli seinen eigenen Vortex macht und die Luft nicht mehr beschleunigt, sondern nur noch "quirlt", wird der AUftrieb schlechter.

Das Hovercraft (viel anschaulicher ist die deutsche Bezeichnung Luftkissenschiff) fliegt nicht, sondern es schwebt lediglich auf einem Luftkissen. Die Gebläse erzeugen wenig Strömung, aber viel Druck. Und Druck mal Fläche = Kraft!
Sobald die Kraft höher ist, als das Gewicht des Luftkissenschiffs, hebt es ab.
Dadurch entweicht ein Teil der Luft und der Druck pendelt sich auf einen Wert ein, der genau das Gewicht des Luftkissenschiffs tragen kann.

Eine Kombination aus beiden Effekten (bzw. "Fliegen" im ßbergangsbereich) ist übrigens das Ekranoplan (Bodeneffektfahrzeug).

[leodragonfly]

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Hallo Andre, Video is wech vom ersten Post! Finde die Idee von dir aber super und hoffe du ziehst es durch. Links dann bitte aber hier auch einstellen! ;-)

[tobi -obu]

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2 Fehler!
Der Heli schwebt nicht auf einem Schubstrahl, sondern erzeugt Auftrieb durch Beschleunigung der Luft. In dem Moment, der Heli seinen eigenen Vortex macht und die Luft nicht mehr beschleunigt, sondern nur noch "quirlt", wird der AUftrieb schlechter.

Das Hovercraft (viel anschaulicher ist die deutsche Bezeichnung Luftkissenschiff) fliegt nicht, sondern es schwebt lediglich auf einem Luftkissen. Die Gebläse erzeugen wenig Strömung, aber viel Druck. Und Druck mal Fläche = Kraft!
Sobald die Kraft höher ist, als das Gewicht des Luftkissenschiffs, hebt es ab.
Dadurch entweicht ein Teil der Luft und der Druck pendelt sich auf einen Wert ein, der genau das Gewicht des Luftkissenschiffs tragen kann.

Nein war kein Fehler, war ein bewußt irres Gedankenspiel, um genau diese Klärung zu bewirken.
Jetzt kommen wir alle zueinander. Vielleicht sollte man einfach den Auftrieb in dem Video noch etwas besser/genauer erklären.

gruß

tobi

[tobi -obu]

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PS. Den "Lattentest" mit dem MCPx machen wir trotzdem mal.

gruß

tobi

[Konfusius]

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Und ich dachte , es geht hier um ein Einführungsvideo für Anfänger ?

Auch bei Abenteuer Wissen erklärt Herr Lesch manche Sachen vereinfacht, damit ich sie verstehe...
Das war hier bestimmt auch so gedacht...

[tobi -obu]

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Keine Sorge, das Video löste nur eine Diskussion aus

Könnte man es im Video in etwa so formulieren:

Die sich drehenden Rotorblätter erzeugen Auftrieb, der den Heli nach oben hebt. Das Grundprinzip ist dabei mit dem eines Propellers oder auch eines Ventilators vergleichbar.

??

gruß

tobi

[leodragonfly]

Die Videos sind doch für Anfänger gedacht oder? Kein Vortrag an der TU Berlin werden ...


Gruss Leo - iPhone using Tapatalk

[andre77]

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Hi,

auch (gerade) wenn es für Anfänger ist, finde ich es wichtig nichts falsches zu erzählen, daher meine, meiner Meinung nach, richtige Erklärung Aktion+Reaktion ohne Bernoulli und die Strömung zu bemühen.

Einfach weil ich es selbst wissen wollte und es nicht mag ohne Beweise zu Diskutieren, hier ein Video was vielleicht nicht den Anfänger weiter bringt, aber trotzdem recht anschaulich ist

http://www.youtube.com/watch?v=rgyN0aGr4FY

Viele Grüsse

Andre