Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

[klauskolb]

Hallo,

man liest ja jetzt des öfteren, dass 1,35m E-Helis mit 2300, 2400 und sogar 2500 U/min geflogen werden.
In Zukunft wird sicher mit noch höheren Drehzahlen experimentiert werden.

Mich würde mal interessieren, bei welchen Drehzahlen die M3 Blatthalterschrauben, die Gewinde in den nicht gehärteten Blattlagerwellen, oder die Blätter selbst den Fliehkräften nicht mehr standhalten.

[smolter1]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Hi,

also die Rappi Holzblätter zerbröselt es bereits ab ca. 1800 Umdrehungen

Hab ich selbst erlebt, war aber zum Glück nicht meiner
Hab noch gesagt, die Drehzahl is aber hoch für Holz ----

Gruß Sascha

[Acer99]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Hallo!

Die Frage wird man so pauschal sicherlich nicht beantworten können, sondern müßte im jeden Fall nachrechnen.

Da kommt auch einiges an Unwägbarkeiten zusammen neben den "hard facts" wie Festigkeit & Gewicht der Blätter & Blatthalter.

Es stellt sich auch die Frage, ob es wirklich die Schrauben aus der Welle zerrt oder die Schraube bzw. der Kof aufgibt oder aber ob es zuvor das Blatt zerlegt. Entscheidend dürfte auch sein, ob auf die Mechanik ausser der Zentrifugalkraft noch andere Kräfte wirken und insbeondere ob eigentlich zu erwartende Schwingungen von dem Blatt, was kurz vor der Zerreiprobe steht, die Mechanik zusätzlich belasten.

Jan Henseleit hat - soweit erinnerlich - mal geäußert, dass beim MP gerechnet die mech. Belastungsgrenze erst in Drehzahlbereichen erreicht wird, die technisch aufgrund der auf dem Markt befindlichen Motoren gar nicht erreicht werden können. Ein seriöser Hersteller, der Helis an Hinz & Kunz (nicht abwertend gemeint" verkauft, sollte die Teile imho auch genau so auslegen.

In praxi dürfte das Problem m.E. eher darin liegen, dass es zu mech. Versagen innerhalb der eigentlich zulässigen Betriebsgrenzen aufgrund von unbemerkten oder negierten Vorschäden kommt oder durch Baufehler.

Olli

[Wilfried]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Hallo Klaus

Wenn einige Leute sich über die Kräfte in den rotierenden Teilen eines Hubis im Klaren wären und wüßten wie
nahe an der Belstungsgrenze sie sich bewegen, würden die eingestellten Drehzahlen essentiell niedriger ausfallen!
Für die Rotorblätter werden in der Regel zulässige Maximaldrehzahlen vom Hersteller vorgegeben.
Diese liegen je nach Durchmesser / Blattgröße entscheident unter den von Dir genannten ( durchaus genutzten ) Drezahlen und sollten nicht überschritten werden !!!

Die Belastung durch das Rotorblatt auf den Kopf basiert grundsätzlich :

1. Zentrifugalkraft
Fz = m * r * Winkelgeschwindigkeit²
m= Masse des Rotorblatts
r = Radius des Masseschwerpunkts de Blattes
Winkelgeschwindigkeit ( omega ) = pi * n / 30 ( n = Rotordrehzahl [1/min] )

Beispiel: m = 100 g / r = 700 mm / omega = pi * 2400 1/min / 30 = 251 1/sek

Fz = 0,1 kg * 0,7 m * 251² = 4421 N

2. Biege -, Resonanz - und Unwuchtkräfte ( diese können je nach Flugstil und Qualität der Wuchtung erheblich sein und sind nur schwer einzuschätzen ! )

Eine 3er Schraube ( Schaft-Querschnitt = 7 mm²) einer Qualität von "nur" 8.8 hat z.B. eine Zugfestigkeit von 640N/mm² und eine Scherfestigkeit von ca. 510 N/mm²

Da die Einspannung im Rotorblatthalter zweischnittig ist, ergibt sich für die Scherspannung in der Schraube

Tau = F/Querschnitt/2 ( zweischnittig ) = 4421N/7mm²/2 = 315 N/mm²

Wenn man nun für die o.g. unkalkulierbaren Belastungen mit 50% Sicherheit rechnet, kommt man hier für ein sicherheitsrelavantes Bauteil schon sehr nahe an die Belastungsgrenze heran !!

Bei entsprechend geänderten Werten ( Gewicht / Radius / Drehzahl ) kann es sehr schnell sehr kritisch werden.

Etwas entschärft wird die Sache durch Verwendung höherer Schrauben-Qualitäten ( 12.9 )

==> Ich würde mich nicht neben einen MP mit 2500 1/min stellen !!! <===

Die Befestigungsschraube in der Blattlagerwelle ist in der Regel größer (z.B. M4 ) und somit weniger kritisch !

[diablotin xl]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

warscheinlich können dir, die leute die das wissen, die antwort nicht mehr geben

[Lattinger]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Hi,

ich habe mal einen 50 Hubi gesehen bei dem bei ca. 2000 U/min ein Blattgriff gerissen ist.
Holla die Waldfee, sage ich euch, innerhalb einer 10/1sec gab es den Heli nicht mehr. Der Heli war gut 12 m weg und 6-8 m hoch.
Das CFK Paddel ist über unsere Köpfe gut 10 m hinter uns eingeschlagen. Wenn der Wurfstern getroffen hätte ......

Grüße Michael

[eworm]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Also M3 als Blatthalterschrauben habe ich bei meinem kleinen Roxxter 11, der Logo 10 hat bereits M4 und beim Revolution sind es sogar M5 oder M6... Ich denke mal alle Teile am Rotorkopf sollten die Kräft aushalten. Am ehesten habe ich immer Angst, dass sich die Rotorblätter auflösen.

[Acer99]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

....tja, so gehen die ßngeste auseinander.

Vorm Zerbröseln halbwegs brauchbarer CFK Blätter habe ich eigentlich keine Angst. Aufgrund eines Einstellfehlers habe ich mal, mea maxima culpa, auf 145o UPM "zugelassene" 800mm Vario Blätter an einem Acrobatic mit 1850 UPM für 10 min gescheucht. Auch intensive Prüfung der Blätter hat kein Schadensbild zu Tage befördert.

Mehr Angst habe ich vor zerbröselnen Blatthaltern und wegfliegenden Paddels.....von daher ist es mir sehr lieb, ist der Heli >10m von mir entfernt. Die Bilder/Videos, auf denen man sehen kann, wie Helis in unmittelbarer Schlagdistanz zum Piloten betrieben werden, lösen bei mir immer Fluchtreaktionen aus. Das gilt aber auch für die Flächenabteilung. Wenn ich mal zum Besuch beim Verein meines Vaters bin und dort "grosskalibrige" Benziner mit furchteinflössend scharfen Probs im Pilotenraum zu Höchstdrehzahl getrieben werden, dann gehe ich stiften....

Olli

[schwaabbel]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Am Logo waren nicht immer M4 Blatthalter-Schrauben! Einschliesslich Logo 20 war das mal M3 .
Gruß Frank

[klauskolb]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Mein MP-E hat auch M3 Schrauben ( 12.9 ) für die Blätter, die NHPs haben immer beiligende Hülsen von 4 auf 3mm, die muss ich dann nehmen.

[michi]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

ich sehe die M3 Schrauben keineswegs als Problem. Bei meinem Logo 10 3d hab ich sogar auf die 3mm Blatthalter "zurückgerüstet" um die alten Rotorblätter weiterverwenden zu können.

Im übrigen gibts für die meisten Helis/Rotorblätter eine Herstellerangabe mit der max. zulässigen Drehzahl. Ich glaube wer sich daran hält, braucht sich vor nix zu fürchten...

[eworm]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Ich glaube wir meinen unterschiedliche Schrauben... Ich war jetzt bei denen, die in die Blattlagerwelle geschraubt werden und damit die Blatthalter am Rotorkopf festhalten. Die Blatthalterschrauben, die ihr meint , sind bei mir auch ein wenig kleiner dimensioniert (Roxxter M3, Logo M3, Revo M4 oder M5). Trotzdem glaube ich der Schwachpunkt liegt bei den Blättern solange es keine Produktions- oder Materialfehler bei den restlichen Komponenten gibt.

[calla-lilli]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Hallo,

ich habe mich auch mal mit der Festigkeitsberechnung von Rotorköpfen beschäftigt.

Die Berechnungsgrundlage (wenn ich mich richtig erinnere) für FEM:
Rotorkopfdrehzahl: 2500 U/min
Rotorblattgewicht: 140 g (NHP)
Rotordurchmesser: MP/Roxxter usw.
Rotorblattbefestigungsschraube: M3 12.9
Lastvielfache: 5g

Ergebnis:
Die Rotorkopfschraube war gemäß der FEM-Berechnung die Schwachstelle. Des Weiteren wird die Schraube bis kurz vor der Dauerfestigkeitsgrenze belastet.

Hier sind ein paar Bilder von einer anderen Rotorkopfberechnung.

http://runryder.com/helicopter/gallery/4534/

Gruß

Michael

[fdietsch]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?



Sehr Interessantes Thema

Die Berechnung für die schrauben ist schon mal ein Anfang. Schwieriger wirds dann schon bei den Unbekannten Komponenten :
Welche Festigkeitswerte haben die Kunststoffe der Blatthalter, bzw welche Güte hat das Alu, wie groß die Querschnitte sind kann man ja noch halbwegs ausrechnen.
Und wie hoch die dynamischen Belastungen im Flug sind lasstßt sich auch schlecht ermitteln.
Wie wäre es mit einer Reißprobe im Labor
Ein altes Blatt Blatthalter,Blattlagerwelle in einen .**?? na so ein Zugmessgerät z.B. im Betonprüflabor. da Hätte man zumindest einen statischen Wert.

Wie es dynamisch aussieht? Da müsste man einen kompletten Kopf schon mal Hochderehen lassen bis es kracht. Seit mir mal eine Klappluftschraube im Bastelkeller in der Decke steckte hab ich da schon ein wenig Respekt. ---- Betonbunker Keller oder so.

[fdietsch]

Re: Bei welchen Drehzahlen fliegen die Blätter weg, aufgrund der Fliehkräfte ?

Da war der micha scneller, so ne Maschine meinte ich.
Die Bilder von den Berechungen sind schon weil , daszu brauchts halt ein bissel mehr als einen Taschenrechner.