Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

[Hanss Axel]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Hallo,

das Drehmoment welches durch den Heckrotor erzeugt wird, kann NICHT durch Nick ausgeglichen werden.
Das würde ja bedeuten, dass das Drehmoment vom Heck eine Drehbewegung um den Hauptrotor bewirkt.
Es wirkt aber da, wo es entsteht. Um den Heckrotor.

Zur Veranschaulichung:
Ohne Gegenkraft die das Drehmoment vom Hauptrotor ausgleicht, dreht sich der komplette Heli um den Hauptrotor. Daher gibt es einen Heckrotor.
Und ohne Gegenkraft die das Drehmoment vom Heckrotor ausgleicht, würde sich der Komplette Heli um den Heckrotor drehen.

Das heißt, das Drehmoment vom Heck wird vom Hauptrotor ausgeglichen und zwar durch Pitch. Nicht durch Nick.
Wäre es Nick, so müsste man auch das Moment vom Hauptrotor ebenfalls mit Nick am Heck ausgleichen. Mein Heck kann aber keine Nick. Es kann nur Pitch.

Da nun der Heli beim fliegen am Hauptrotor hängt, benötigt man etwas mehr Pitch um den Heli zu schweben. Da ja das Drehmoment vom Heckrotor ausgeglichen werden muss. Im Rückenflug braucht man entsprechend etwas weniger Pitch.
Das ist aber so gering, dass man es beim fliegen gar nicht spürt.

Eine Verschiebung des Schwerpunktes bringt auch nichts, da die Gegenkraft ja vom Hautrotor erzeugt wird und dessen Abstand zum Heckrotor immer die Gleiche ist. Ergo ist auch die benötigte Gegenkraft zum Drehmomentausgleich immer die gleiche.

Gruß, Axel

[kloÃ?]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Sorry, aber das ist von vorn bis hinten "Modellfliegerphysik" und hat mit der Realität leider gar nichts zu tun. Für das Gesamtsystem ist es vollkommen belanglos, an welchem Punkt ein Drehmoment angreift, das System wird sich ohne Gegenkraft in jedem Fall drehen. Mit seiner Axialkraft kann der Hauptrotor dagegen auch nicht das Geringste ausrichten, weil ein Moment immer durch ein gleich großes entgegen gerichtetes Moment ausgeglichen werden muss, nicht durch eine Kraft. Um aus einer Kraft ein Moment zu machen, braucht es einen Hebelarm, also einen senkrechten Abstand zwischen Wirkungslinie der Kraft und der Einspannung. Die "Einspannung" liegt im Fall eines Modellhubschraubers im Massenschwerpunkt und der liegt idealerweise genau in der Hauptrotorwelle. Die Wirkungslinie des Hauptrotorschubes verläuft ebenfalls (logischerweise) genau durch die Hauptrotorwelle. Der Schwerpunkt liegt also auf der Wirkungslinie der Kraft, damit ist der Hebelarm gleich null und damit wird auch das Produkt aus Hebelarm und Kraft gleich null. Wöllte man das Heckdrehmoment durch den Hauptrotorschub ausgleichen, müsste man einen Hebelarm herstellen und dazu müsste man den SP nach hinten verschieben, man müsste also hecklastig fliegen. Das funktioniert dann aber auch wieder nur in der Normalfluglage. Liegt die Längsachse senkrecht nach oben oder unten wäre das Ausgleichsmoment gleich null und in Rückenlage würde es sogar in die falsche Richtung wirken. Ein Ausgleich funktioniert nur durch ein anderes Drehmoment und das kann nur durch eine leicht nach hinten angestellte Taumelscheibe und damit einen Nick-Anteil erzeugt werden. Die theoretische Möglichkeit zweier gegenläufiger Heckrotoren lasse ich mal außen vor.

Grüße, Hagen

[Andreas Perzl]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Ein Test zu Veranschaulichung ist recht einfach möglich:
Hauptrotorblätter demontieren, Heli aufhängen (evtl. noch austariert um den Schwerpunkt). Motor anschalten schauen ob sich was dreht

Aber aufpassen gell!

Gruss, Andi

[kloÃ?]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Wäre theoretisch eine Möglichkeit, wird praktisch leider daran scheitern, dass der Aufhängungspunkt innerhalb der Hauptrotorwelle liegen müsste, sonst wirds nicht momentfrei.

[Andreas Perzl]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Ich meinte es das eher zur Visualisierung ob das Drehmoment einen Effekt hat, aber auch für das von Dir angesprochene Problem gibt es eine Lösung

[Hanss Axel]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

..... weil ein Moment immer durch ein gleich großes entgegen gerichtetes Moment ausgeglichen werden muss,...

Hallo,

da geb ich dir recht.

Das Moment das vom Heckrotor erzeugt wird, liegt in der Achse vom Heckrotor. Denke da sind wir uns einig.
Das Gegenmoment entsteht durch die Kraft am Hauptrotor multipliziert mit dem Abstand zwischen Hauptrotor und Heckrotor.
..... soweit ich das mit meiner "Modellfliegerphysik" verstehe.

Gruß, Axel

[tiepel]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Hi,
Ich denke, dass man das Drehmoment des Heckrotors gar nicht (immer) ausgleichen kann.
Denn spätestens, wenn der Heli auf dem Rücken liegt, passt es nicht mehr.
Gruss Reimund

[Heli2Fly]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Hallo Hagen,
was ist deine Meinung zur praktischen Auswirkung des Hero-Drehmoments?
Siehe meinen letzten Beitrag und die zwei Fragen zum Schluss.

Natürlich sind auch alle anderen Diskussionsteilnehmer eingeladen, ihre Erfahrungen aus der Praxis zu schildern.

[SIZE="2"]Berücksichtigt ihr das Hero-Drehmoment bei der Heli-Einstellung?[/SIZE]

@Hagen: Prinzipiell kann ich deine Argumentation nachvollziehen, dass das Hero-Drehmoment nur durch Nick ausgeglichen werden kann, denn nur Nick erzeugt ein Drehmoment um den Schwerpunkt des Heli, da die Wirkungslinie der "Nickkraft" nicht durch den Schwerpunkt verläuft.

Viele Grüsse

[Aufsteiger]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

So, ich hab meine Skizze mal ergänzt/verbessert. Also wäre hier z.B. M[SIZE="1"]HPT[/SIZE] = F[SIZE="1"]He[/SIZE] * L[SIZE="1"]1[/SIZE], also Drehmoment = Kraft * Hebelsarm, da sind wir uns glaub ich einig. Weiter ist nun das HeRo-Drehmoment M[SIZE="1"]He[/SIZE] = F[SIZE="1"]Hpt[/SIZE] * L[SIZE="1"]1[/SIZE] oder M[SIZE="1"]He[/SIZE] = F[SIZE="1"]Nick[/SIZE] * L[SIZE="1"]2[/SIZE], um mal beide Sichtweisen darzustellen (F[SIZE="1"]Nick[/SIZE] ist zu "schräg" eingezeichnet, sonst würd man aber nix erkennen weil sie sich fast überschneiden)

Und wenn die Längsachse des Heckrotors nicht genau in der Längsachse des (restlichen) Helis liegt, gibts dadurch auch noch ein Drehmoment um die Längsachse.

Das stimmt natürlich auch, habe ich jetzt aber mal weggelassen da zumindest dieses Drehmoment zu vernachlässigen sein wird.

Also so gesehen würd sich alles gegenseitig aufheben, gefühlsmäßig würd ich aber sagen dass F[SIZE="1"]Hpt[/SIZE]/F[SIZE="1"]Nick[/SIZE] mal L[SIZE="1"]2[/SIZE] ein größeres Drehmoment ergibt als M[SIZE="1"]He[/SIZE].

Ich denke dass das alles theoretische ßberlegungen sind und sich in der Praxis viel zu gering auswirken um sie zu bemerken.

[kloÃ?]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Leute, kommt bitte endlich mal vom Angriffspunkt des Heckrotordrehmoments weg. Ihr habt da einen Denkfehler. Noch mal in groß:
[SIZE="5"]An welcher Stelle eines Körpers ein Drehmoment angreift, ist für das Gesamtsystem absolut belanglos[/SIZE]

Die Heckrotorwelle als Angriffspunkt ist komplett uninteressant. Alle Hebelarme für sämtliche Kräfte beziehen sich auf den Massenschwerpunkt des Hubschraubers, weil sich das Modell um diesen dreht, und nur um diesen. Oder habt ihr schon mal gesehen, dass sich ein Heli um die Heckrotorwelle dreht, wenn man Nick gibt? Es gibt auch keine "Nickkraft", weil Kräfte einen Körper nur verschieben können, nicht aber drehen. Drehen können nur Momente, demzufolge erzeugt der Hauptrotor ein Nickmoment, keine Nickkraft.

Wie schon gesagt: Es gibt keinen Hebelarm zwischen Hauptrotor und Drehpunkt, eben weil der Drehpunkt des Modells mit dem Massenschwerpunkt identisch ist und der liegt idealerweise (=richtiger Schwerpunkt) genau in der Hauptrotorachse. Um das Antriebsmoment des Heckrotors auszugleichen, kann man sich deswegen nur eines anderen Momentes bedienen, eben des Nickmomentes. Kräfte Funktionieren nicht, weil die einzige Kraft, die einem im Heli zur Verfügung steht und überhaupt in der Ebene des Heckantriebsmomentes liegt (Schub des Hauptrotors), keinen Hebelarm hat, denn ihre Wirkungslinie verläuft nun mal durch den Drehpunkt (noch mal: Den Massenschwerpunkt, die Heckrotorwelle hat NICHTS damit zu tun). Mit der Fluglage hat das dann aber rein gar nichts mehr zu tun, weil Momente immer in die gleiche Richtung drehen, egal wie der Heli gerade in der Luft dümpelt.

@Heli2Fly: Ja, das Heckrotordrehmoment gleiche ich grundsätzlich aus. Man hat da auch keine andere Wahl, wenn man einen driftfreien Heli haben will. Ich hab ja schon früher mal geschrieben: Richtet man die Taumelscheibe mittels Lehre perfekt rechtwinklig zur Hauptrotorwelle aus und hat den Schwerpunkt optimal eingestellt, erzeugt der Hauptrotor im Schwebeflug eine reine Axialkraft durch den Schwer- und Drehpunkt. Jetzt wird der Heli aber (rechtsdrehende Mechanik vorausgesetzt) durch das Heckrotordrehmoment leicht auf die Nase gedreht und fängt an nach vorn zu driften. Auf die eine oder andere Art kompensiert das jeder. Entweder durch Trimmen (bei Paddelhelis), durch Einstellungen im FBL, durch aktives (unterbewusstes) Gegensteuern oder wie auch immer. Ich stelle dazu einfach die TS richtig ein, indem ich das Nickgestänge ein bis max. zwei Umdrehungen kürzer einstelle. Der Effekt ist nicht groß, aber doch deutlich spürbar. Den Heckrotorschub korrigiert man ja in der gleichen Art und Weise, sonst würde er den Heli ständig nach links schieben.

Das sich das Heckrotordrehmoment ständig ändert, ist natürlich auch klar, eben abhängig vom Anstellwinkel der Heckblätter. Aber zu spüren ist das Moment sowieso nur im Schwebeflug. Im Rundflug und erst recht beim Rumhampeln steuert man die Nickachse sowieso permanent nach, weswegen man dabei nichts davon merkt.

Grüße, Hagen

[Aufsteiger]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Hallo Hagen,
was du sagst klingt eigentlich recht logisch und vielleicht(wahrscheinlich) hast du auch recht, aber ganz verstehen tu ichs nicht. Schließlich erzeugen die rotierenden HeRo-Blätter definitiv ein Drehmoment um die HeRo-Welle. Und dieses Moment kann man meines Wissens nach jetzt nicht einfach wo anders hin verschieben, genauso wenig wie man eine Kraft (außer entlang ihrer Wirklinie) verschieben kann. Oder sehe ich das falsch?

[Heli2Fly]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Hallo Hagen,
danke für deine ausführliche Antwort. Ich werde mal versuchen, die Kompensation des Hero-Drehmoments bei meinen Helis einzustellen.

Den Begriff "Nickkraft" habe ich verwendet, um die dem Nickmoment zu Grunde liegende Kraft zu beschreiben:
Nickmoment = Nickkraft x Hebelarm
Hebelarm = senkrechter Abstand der Nickkraftwirklinie zum Schwerpunkt

Insofern meinen wir das selbe.

Gruß

[kloÃ?]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Oder sehe ich das falsch?

Ja, das siehst du falsch. Es ist für das Gesamtsystem egal, an welcher Stelle ein Drehmoment angreift. Völlig Schnuppe ob das am Heckrotor, am Rotorkopf, am Kufenbügel oder sonst wo ist. Mach doch einfach mal folgendes (Gedanken-)Experiment: Nimm dir ein kleines Brett (möglichst quadratisch) und schlage in der Mitte einen Nagel durch, am besten in einen Balken oder sowas. Auf jeden Fall so, dass sich das Brett um den Nagel drehen kann. Und dann schraubst du noch in jede Ecke des Brettes sowie in die Nähe der Mitte eine Holzschraube oder was ähnliches (natürlich nur in das Brett, nicht bis in den Balken). Was passiert jetzt, wenn du nacheinander an jeder Schraube mit der Hand drehst, als wolltest du sie weiter rein schrauben? Richtig, das Brett wird sich immer im Uhrzeigersinn um den Nagel drehen, völlig egal an welcher Schraube du drehst (=an welcher Stelle das Moment in das Brett eingeleitet wird).

Wenn man in der technischen Mechanik eine Bilanz der äußeren Kräfte und Momente macht, werden die Momente auch nur aufsummiert, völlig egal an welcher Stelle sie in das System eingeleitet werden, eben weil der Angriffspunkt dafür nicht die geringste Rolle spielt.

[Thomas L.]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Ich denke, dass man das Drehmoment des Heckrotors gar nicht (immer) ausgleichen kann.
Denn spätestens, wenn der Heli auf dem Rücken liegt, passt es nicht mehr.
Gruss Reimund
Hallo Reimund,
das Drehmoment des Heckrotors bleibt in der Rückenlage das gleiche wie in der Normallage, bei gleicher Anstellung des Heckrotors, auch in der Richtung ändert sich nichts, also wird mit der selben Kompensation dagegengewirkt wie in der Normallage.

Grüßle Thomas

[Husi]

AW: Heckrotordrehmoment in Schwerpunkt miteinrechnen?

Das Gegenmoment entsteht durch die Kraft am Hauptrotor multipliziert mit dem Abstand zwischen Hauptrotor und Heckrotor.

Und die zweite, entgegengerichtete Kraft ist dann wo?

Hier habe ich mal eine Skizze gemacht, die versch. Momente, mit versch. Hebelarmen (L1, L2 und L3) zeigt. Ein Moment ist ein Kräftepaar mit Abstand.
Alle drei Kräftepaare / Momente wirken in die selbe Richtung (Drehsinn) und können bei gleichem Betrag (Größe) dem Drehmoment des Heckrotor entgegen treten.



Viele Grüße
Mirko