Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

[LudwigX]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Die Manntragenden autorotieren im positiven Pitchbereich mit za 2-4 Grad Anstellwinkel. Dabei fällt die Mühle ordentlich vom Himmel. Die MD z.B. mit ihrem 5Blatt Rotor kann dabei nicht so viel Energie aufnehmen wie eine Alouette 3 Blatt oder gar eine Longranger mit 2 Blattrotor.

Erklärt mir bitte ob ich falsch liege, aber so wie ich das sehe funktioniert eine Auro mit pos. Pitch nur so:
Die Rotorblätter bekommen einen kleineren Anstellwinkel wenn sie nach vorne laufen und einen größeren Anstellwinkel wenn sie nach hinten laufen (Also wie bei Nick nach vorne). Dadurch wird das nach hinten laufende Blatt auf der Innenseite vom Fahrtwind angetrieben, während es auf der Außenseite sogar schon etwas Auftrieb erzeugt. (Aufgrund der unterschiedlichen tatsächlichen Geschwindigkeiten des Blattes im Bezug zur Luft).
Das macht entweder der Heli in der Vorwärtsfahrt automatisch durch Schlaggelenke, bzw Paddel, FBL; oder muss vom Piloten gesteuert werden.
So ist mir klar, dass man einen Heli mit positiv Pitch autorotieren kann,
Aber:
Wie autorotiere ich dann einen Heli, der in der Luft steht? (Windstille)
Nehmen wir an der Heli ist voll beladen: Reicht die Restenergie im Rotor dann noch dazu dem Heli genug Vorwärtsfahrt zu geben?

ODer das Worst-Case: Aus irgendeinem Grund fällt der Heli bei Windstille gerade nach unten (Rotoreben ist aber noch parallel zum Horizont). Hat fast keine Drehzahl mehr und kann keinen neg. Pitchwinkel anstellen: Da ist der Absturz doch vorprogrammiert.

[Piranha]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Hallo!

Entscheidend für die Autorotation ist die vertikale Durchtrittsgeschwindigkeit der Luft von unten nach oben durch die hohe Sinkrate. Da der Auftrieb immer senkrecht zur effektiver Anströmrichtung steht werden die Tangentialkräfte bei ausreichend großem Anstellwinkel nach vorne gerichtet. Resultat: Der Rotor wird angetrieben. Ein Strömungsabriss ist dabei nahezu unmöglich. Steigt die Sinkrate, steigt auch der Anstellwinkel, die nach vorne gerichteten Tangentialkräfte steigen ebenfalls, wodurch auch die Rotordrehzahl steigt. In der Folge sinkt der Anstellwinkel wieder. Mit dem Pitch muss der Pilot die Drehzahl im grünen Bereich halten.

Bei der gesamten Betrachtung ist es wichtig, den Unterschied zwischen Anstellwinkel und Einstellwinkel (in mancher Literatur auch als effektiver Anstellwinkel und Anstellwinkel bezeichnet) zu kennen. Dann wird einige klar.

Gruß

Kai

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AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

wie soll ein heli autorotieren können, wenn er nirgends am Rotorblatt einen negativen Einstellwinkel hat ? Geht gar nicht. Der Heli muss einen negativen Anstellwinkel irgendwo am Rotorblatt haben, sonst kann die durchströmende Luft den Rotor gar nicht drehen. Darum haben die helis alle geschränkte Rotorblätter.

Bsp. Windrad oder eine Windenergieanlage. Der Rotor wird nur angetrieben, wenn die Rotorblätter im richtigen Winkel zur anströmenden Luf stehen.

[Valkiery]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Du hast normaler Weise im Betriebshandbuch die Höhen und Geschwindigkeiten vorgegeben, aus denen du sicher autortieren/nicht autorotieren kannst.
Wird auch als "death mens curve" im Diagramm angezeigt.

Wie autorotiere ich dann einen Heli, der in der Luft steht? (Windstille)
Nehmen wir an der Heli ist voll beladen: Reicht die Restenergie im Rotor dann noch dazu dem Heli genug Vorwärtsfahrt zu geben?

Nein, nicht wirklich. Also (JetRanger) alles bis so 500 ft mit 0 Kt bzw. bis 150 ft mit 40-45 kt am Fahrtmesser gibt zumindest breite Beine am Heli
oder eine kurze mediale Randnotiz, entweder in TV- oder Printmedien.
Alles unter 10 ft mit 0 kt bis ca. 45 kt sorgt für Verwunderung respektive nacktes Entsetzen, zumindest bei den PAX.
Danach wird es etwas unschöner.

Beispiel: Diagramm

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AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

aus denen du sicher autortieren/nicht autorotieren kannst

....das wird alles von der schnellen Reaktion des Piloten abhängen, wie schnell er das Pitch in den gegativen Bereich bringt. Ist doch meim Modellheli das Gleiche !

[JMalberg]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

und die Lynx, eben um sich an Deck ans Schiff pressen zu können.

und das hat sie auch bitter nötig:Lynx Helicopter Operating Limit Development - YouTube

[Black-Shark]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Man muss dazu einiges an Flug Physik wissen, damit einem klar wird, weshalb ein Negativer Pitch bei der Autorotation sogar kontraproduktiv wäre (bremsen der Vorwärtsbewegung der Rotorblätter).

Ein Flügel liegt nicht auf der Luft auf, sondern wird von einem Sog nach oben gesogen (eine Kraft mit Wirkrichtung nach oben wird erzeugt)!
Durch die Form eine Flügels/Rotors im Verhältnis zum Anstellwinkel, strömt die Luft über den Flügel schneller hinweg als unter diesem, dadurch entsteht über dem Flügel ein Unterdruck, der den Flügel hochsaugt.

Beim Hubschrauber haben wir während der Autorotation min. einen Flügel der "richtig" angeströmt wird und einen relativ geringen Widerstand gegenüber dem Rotorblatt hat, welches "verkehrt" zur Flugrichtung steht, und vom "Fahrtwind" gedrückt wird. Deswegen ist es auch wichtig, dass das Vorwärtsmoment beibehalten oder sogar erhöht wird, damit der Rotor seine benötigte Rotation beibehalten kann.
Somit ist auch zu erkennen, dass Höhe und Geschwindigkeit in Abhängigkeit für eine erfolgreiche Autorotation stehen.
Wenn der Heli eine schon ausreichend große Vorwärtsgeschwindigkeit hat, benötigt er eine sehr viel geringere Höhe für eine erfolgreiche Autorotation, als wenn er diese aus einem Schwebeflug einleiten muss.
Das eigentliche Abfangen findet in ca. 15 Meter Höhe statt, weil hier der Bodeneffekt, mit dem erhöhten Anstellen der Rotorblätter, erst erfolgreich genutzt werden kann.

Was ich aber immer noch erklärt haben möchte ist, wie man mit einem negativen Pitch, also einer Bremsung/Schubumkehr, eine Autorotation durchführen möchte!?
Der Rotor würde, ohne ein dauerhaftes Kraftmoment auf seiner Achse (Antrieb), bei einem Negativen Pitch, komplett gebremst werden, bevor er dann in die andere Richtung weiter dreht um wieder AUFTRIEB erzeugen zu können! Damit würde man die benötigte Höhe für eine Autorotation min. vervierfachen.
Und kann man den Rotor überhaupt komplett vom Getriebe abkoppeln, damit er verkehrt herum drehen kann?

Wozu negativer Pitch bitte sehr, wenn man sich nicht willentlich umbringen möchte?

Grüße
Jens

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AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Wozu negativer Pitch bitte sehr, wenn man sich nicht willentlich umbringen möchte?

....den negativen Pitch am äußeren Teil des Rotorblattes (geschränktes Blatt ist innen Positiv angestellt, am Blattende egativ) braucht der Rotor um Drehenergie für die anschließende Autorotationslandung aufzubauen. Darum ist die Reaktion des Piloten bei Ausfall des Triebwerks entscheidend, wie schnell er den Anstellwinkel des Rotorblattes in den Autorotationszustand bringen kann. Ist er nicht schnell genug baut er sehr schnell die Rotordrehzahl ab die er später beim Abfangen so dringend brauchen würde.

Schalte den Motor bei einem Modellheli beim schweben in der Luft ab, dann wirst du sehen wie schnell es geht dass der Rotor seine Drehenergie verliert. Natürlich kann man den großen nicht direkt mit einem kleinen Heli vergleichen, da die Wirkungsgrade der Rotoren sich nicht direkt vergleichen lassen. Nur das Prinzip ist das selbe.

[Valkiery]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Darum ist die Reaktion des Piloten bei Ausfall des Triebwerks entscheidend, wie schnell er den Anstellwinkel des Rotorblattes in den Autorotationszustand bringen kann. Ist er nicht schnell genug baut er sehr schnell die Rotordrehzahl ab die er später beim Abfangen so dringend brauchen würde.

ßh, gut reagiert, doch .... siehe Link: Bell Helicopter Engine Failure Crash - YouTube

Physik ist gut, beschreibt und beweist auch .... fast alles. Trotzdem, die Schwerkraft siegt.

[Piranha]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Hallo!

Ich habe mal eine Handschriftliche Skizze gemacht. Ich hoffe damit werden die Zusammenhänge klarer. Im Unteren Bild ist der AR-Zustand bei 0 Grad Einstellwinkel und hoher Sinkrate zu sehen. Man erkennt, dass die nach vorne gerichtete Tangentialkraft größer ist als der nach hinten gerichtete Wiederstand.

Ich hoffe meine Handschrift ist leserlich.

Gruß

Kai

Im nächsten Post wurde das Bild auch hochgeladen. Sorry, mein Fehler.

[Piranha]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Offenbar wurde das Bild nicht hochgeladen. Hier ein erneuter Versuch.

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AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

die Schwerkraft siegt.

An diesem Beispiel sieht man wie schnell es geht, wenn der Pilot zu spät das Pitch herausnimmt. d.h zu spät reagiert. dabei hätte der Heli noch eine schöne Vorwärtsfahrt gehabt um die Sinkrate in Drehenergie umzuwandeln. M.M nach hat der Pilot einfach nur falsch reagiert und wahrscheinlich den Pitch im entscheidenden Moment falsch bedient. Beim Helifliegen ob groß oder klein muss ich einfach in jedem Moment darauf gefasst sein, dass ich in so eine Situation kommen kann.

[Valkiery]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

An diesem Beispiel sieht man wie schnell es geht, wenn der Pilot zu spät das Pitch herausnimmt. d.h zu spät reagiert. dabei hätte der Heli noch eine schöne Vorwärtsfahrt gehabt um die Sinkrate in Drehenergie umzuwandeln. M.M nach hat der Pilot einfach nur falsch reagiert und wahrscheinlich den Pitch im entscheidenden Moment falsch bedient.

Habe ich so nicht gesehen, Heli verhält sich für mich wie vom Hersteller im Diagramm vorhergesehen.
Das hat nichts mit dem Piloten, sondern nur mit der Flugsituation zu tun.
Es passiert was passieren muss. Irgendwie muss man ja dann zum Schluss die Sinkrate reduzieren.
Somit geht die Rotordrehzahl natürlich noch mehr in den Keller.
ßber einen solchen Unfall entscheidet eine Flugunfallkommision. Die haben lang und breit Zeit, eine Entscheidung
die vom Piloten im Sekundenbereich getroffen wird, zu analysieren und zu dokumentieren.

180 Autorotation accident - Low rotor RPM - YouTube
Geschwindigkeit und Höhe wären, da wenn nicht eine Schnapp Betonpiste den Heli angesprungen wäre.

[Jan Kollmorgen]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Der Jet Ranger im ersten Video war halt noch im Bereich der sog. Dead mans curve (dazu einfach mal Google fragen)

Es gibt in der Hubschrauberfliegerei nun mal Bereiche, die man meiden oder zumindest schnell durchschreiten sollte. Geht dir wie in diesem Video bei wenig Fahrt und geringer Höhe der Ofen aus, hast du einfach Pech gehabt, da kannst du nicht mehr viel machen.

[Jörg]

AW: Negativ Pitch bei manntragenden Helis?

Moin,

hier das Rotorblatt einer ENSTROM F-28F, die autorotiert ganz hervorragend ohne geschränkte Rotorblätter und ohne negativ Pitch.

Die Blätter einer Aluette sind übrigens auch symetrisch und nicht geschränkt.




Gruß
Jörg