absolutes Limit beim Speedflug ?

[Yon Boy]

Mahlzeit !

Ich hab mir grade mal überlegt wie das mit dem Limit beim Speedfliegen aussieht.
Auf das Thema bin ich durch die Blattspitzengeschwindigkeit gekommen.
Jan Henseleit hatte beim Speedcup ja 233km/h mit 2300U am kopf gehabt bei nem Rotordurchmesser von 1,62m.

Das wären dann also


blattspitzengeschwindigkeit = VB
rotordurchmesser in m= DR
drehzahl in u/min = RM

VB = DR * p * RM
Vb = 1,62 * p * 2300

macht 11705 meter in der minute, das sind 195 m/s. also ca. 702,3 km/h Blattspitzengeschwindigkeit.

also 702,3 km/h im theoretischen schwebeflug,
nu ist er aber 233kmh schnell geflogen das heist für das vorlaufende Blatt das es 233km/h + 702,3km/h = 935,3 km/h schnell war,
was ja schon sehr dicht an der ßberschallgeschwindigkeit ist.
Geht da noch mehr oder ist da schon fast schluss bei der Geschwindigkeit ? Wie gesagt das Vorlaufende Blatt ist fast im ßberschallbereich
und das Nachlaufende im Strömungsabriss...

ich freu mich über ne nette Diskussion...

[Deluxe1]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Die 233km/h waren über Grund mit dem Wind, du musst also noch ein bisschen was abziehen.
Schallgeschwindigkeit liegt bei ca. 1230km/h, bei 20°. Da ist also noch ein bisschen was drin.^^

Die Diskussion gab es aber doch schonmal?

[Reiner Fuchs]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Ich denke mehr als 235-238 werden nicht drin sein,
da das vorlaufende Blatt Schallgeschwindigkeit hätte und das Blatt sich wahrscheilich pulverriesiert oder man ist deutlich überschallgeschwindigkeit dann sollte das auch klappen!

aber das nachlaufende Blatt hat keinen Strömungsabriß es hat ja immer hin noch bei 233 km/h 469,3 km/h an der spitze

[planwo]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Bei manntragenden Propellermaschinen kommen (kamen) die Blattspitzen schon manchmal in den ßberschallbereich, ohne daß der Prop gleich zerbröselte ( z.B. Corsair:4 m Durchmesser, 2400 U /min sind 40 U/s x 12 m = 480 m/s). Wird allerdings vermieden wegen Lärmentwicklung.

[orangedrummer]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Hallo Yon Boy
Die Schallgrenze ist ein komplizierter Effekt. Ich hatte da mal eine Vorlesung vor Jahren drüber.
Ich kann mich noch dran erinnern, dass der Widerstand eines Körpers bei dieser Geschwindigkeit extrem ansteigt. Dahinter, also im deutlichen ßberschall sich wieder verringert.
Die "Schallmauer" zu durchbrechen setzt voraus, brachiale Kräfte einzusetzen und/oder den Körper Pfeilartig zu gestalten.
Es bilden sich dabei immer Bereiche komprimierter Luft, so genannte Stöße.
Erst, also im unteren transonischen Bereich, bilden sich so genannte gerade Stöße, also vertikal vor der Fläche stehende Stoßstrukturen. Die wirken wie eine Wand, ein Scheunentor, das bei Geschwindigkeitserhöhung immer größer wird. Mit herkömmlichen, an der Nasenkante abgerundeten Oberflächen, so genannten stumpfen Körpern kommt man schier nicht durch. Mit einer Pfeilung geht das. Der vertikale Stoß legt sich dann an die Kontur an und bildet so etwas wie einen zweiten Kegel um die Spitze herum. Außerdem: Beim Eintritt in den Transsonischen Bereich, also um die Schallgrenze herum, tut man gut daran, die Fläche an an verschiedenen Flächen nach und nach übertreten zu lassen.
Schöne Bildchens gibts dazu hier
Jan Henseleit war vermutlich mit den Blättern immer drunter, sonst wird's auch für die 7KW oder sowas, was da an der Welle wurschteln ziemlich unmöglich. Die Blätter haben ja runde Nasenkanten.
Zerbröseln tun dann einige Flieger nur, weil sie Strukturell überlastet werden, nicht weil die Schallmauer so ein verrücktes Ding ist. Die Kräfte sind halt schlicht beachtlich bei diesen Geschwindigkeiten.
Viel näher kommt man im Modellbau eigentlich nicht an die Schallgrenze, da hast Du in meinen Augen recht.

[winandy]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Die 233km/h waren über Grund mit dem Wind, du musst also noch ein bisschen was abziehen.
Schallgeschwindigkeit liegt bei ca. 1230km/h, bei 20°. Da ist also noch ein bisschen was drin.^^

Die Diskussion gab es aber doch schonmal?

Nein, da ist ganz und gar nicht mehr viel drin!

Der Auftrieb an einem Tragflügel bzw. Rotorblatt entsteht dadurch, dass die Luft an der Oberseite schneller strömt als an der Unterseite. Bei Annäherung an die Schallgrenze geht die Strömung also schon deutlich unter Mach 1 an der Oberseite des Rotorblatts in ßberschall.

Dadurch entstehen lokale Stossfronten, die u.a. zum teilweisen Strömungsabriss an der Oberseite führen und den Luftwiederstand erheblich steigern. Man spricht vom "transsonischen Wiederstandsanstieg". Neben dem Wiederstandsanstieg führen Strömungsabriss und -wiederanlegen zu extremen Vibrationen.

Chuck Yeager war deshalb sicher nicht der erste der Mach 1 überschritten hat, nur der erste der danach noch davon berichten konnte...

Das Bild von der "Schallmauer" ist deshalb falsch. Es ist eher ein "Schallberg", der steil ansteigt und jenseits von Mach 1, wenn die Ströung überall im ßberschall ist, wieder abfällt.

Moderne Verkehrsflugzeuge haben dafür optimierten Tragflügelprofile um sich diesem "Schallberg" möglichst zu nähern ohne zu viel Sprit zu verbrennen. Sie fliegen deshalb im Reiseflug meist knapp oberhalb von Mach 0.8, deutlich unter 1230km/h.

Wie schon korrekt beschrieben wurde, ist für Helis viel früher Schluss. Wenn die Blattspitze des vorlaufenden Blatts in den transsonischen Bereich kommt, steigt der Wiederstand steil an und dann geht's nicht mehr viel schneller. Wegen der Vibrationen wird das dann auch sehr gefährlich.

Viele Grüße,
Andreas

[beetlejuice]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

aber das nachlaufende Blatt hat keinen Strömungsabriß es hat ja immer hin noch bei 233 km/h 469,3 km/h an der spitze

Das würde ich so nicht stehen lassen. Der errechnete Wert gilt ja nur für die äußerste Blattspitze - je näher am Kopf, desto langsamr wird es!

Ich denke, dass schon eher der Auftriebsunteschied zwischen vor- und rücklaufendem Blatt bzw. die entstehenden Anstellwinkelunterschiede (der Heli soll ja waagrecht bleiben) bzw. der Stömungsabriss der limitierende Faktor sind.

Sieht man auch, dass die Helis bei den speeds auf Nick seeehr empfindlich werden.

Wenn man sich dann noch die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit an der dicksten Stelle am Blatt ausrechnen will, wird es 1. kompliziert, 2. hat man genug Platz bis zur Schallgrenze (mindesten 100km/h) und 3. glaub ich ist es aus o.a. Gründen nicht relevant.

Kurz: viel mehr als das von Jan Henseleit gezeigte wird´s mMn nicht werden... außer mit eigenen Turbinen für extra Schub....

Grüße
Günter

eher ein "Schallberg", der steil ansteigt und jenseits von Mach 1, wenn die Ströung überall im ßberschall ist, wieder abfällt.

Das gilt aber nur für den Wellenwiderstand, der Gesamtwidestand steigt auch im ßberschall weiter an ;-)

[Deluxe1]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Nein, da ist ganz und gar nicht mehr viel drin!

Net so agressiv!
Wo liest du bitte "viel"?
Oder ist bei dir "ein bisschen" = "viel"?

Zumal die Geschwindigkeit immernoch mit dem Wind war...
Aber gut, ich misch mich nicht weiter ein und hol mir ein wenig Popcorn.

[Jörg Nickel]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Die BO46 hatte aus diesem Grund gesteuerte Schwenkgelenke, das voreilende Blatt wird zurückgezogen um auf der Gegenseite als zurückeilendes Blatt wieder beschleunigt zu werden.
Sie steht in Bückeburg:

http://www.hubschraubermuseum.de/exponate/bolkow-bo-46

es gibt dort ein Holzmodell des Rotorkopfes welches man drehen kann um die Funktion zu sehen … einfach Irre!

und:

http://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%B6lkow_Bo-46

Gruß Jörg

[winandy]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Oder ist bei dir "ein bisschen" = "viel"?

Leider nicht. Sonst könnte ich mir mit "ein bisschen" Geld einen echten Heli leisten und nicht nur einen ferngesteuerten.

[Poschi]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Nein, da ist ganz und gar nicht mehr viel drin!

Der Auftrieb an einem Tragflügel bzw. Rotorblatt entsteht dadurch, dass die Luft an der Oberseite schneller strömt als an der Unterseite. Bei Annäherung an die Schallgrenze geht die Strömung also schon deutlich unter Mach 1 an der Oberseite des Rotorblatts in ßberschall.



Viele Grüße,
Andreas

Aber nur bei asymmetrischen Blättern....

Bei symmetrischen Blätter erzeugen wir doch nur auftrieb durch blattverstellung.... oder seh ich da was falsch?

[beetlejuice]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

Hi Poschi!

Das mit dem Anstellwinkel bei symmetrischen Blättern stimmt schon, dadurch wandert aber der Staupunkt an der Profilnase nach hinten/unten - und schon ist die Strecke oben länger als die unten.

Grüße
Günter

[Poschi]

AW: absolutes Limit beim Speedflug ?

ah, okay....