zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

[webGandalf]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Muss ja so sein, da die Paddel selber 90° Vorlauf zum Rotorblatt haben.

[Amok]

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Stand aber schon in den verlinkten Berichten

mfg
Amok

[vanKoch]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Um meine Verwirrung komplett zu machen folgende Frage:

Wenn der resultierende Auftrieb der Rotorebene immer quasi senkrecht auf ihr steht, also eher der maximalen Verschiebung der Rotorblätter als der maximalen Auftriebskraft der einzelnen Blätter folgt stellt sich mir die Frage wie der resultierende Auftriebsvektor eigentlich entsteht. Für mich folgt daraus, dass der Auftriebsvektor allein aus der Fliekraft am massbehafteten Rotorblatt und dem Rotorblattschlagwinkel resultiert. Dann würde ein masseloser Rotor keinen Auftrieb nach diesem Prinzip liefern. Er müsste dann fest am Mast befestigt werden und würde auch ohne Phasenverschiebung funktionieren.

Ilja

[johannes0309]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Der Auftrieb wird ja von jedem Blattquerschnitt erzeugt, durch den absoluten Anstellwinkel. Das funktioniert genauso wie eine normale Tragfläche, und hat auch nichts mit zyklischer Blattverstellung zutun. Pitch ist ja die kollektive Verstellung und dann völlig egal wo die Anlenkung ist. Für Pitch kann somit der Rotor ohne Probleme masselos sein.
Zyklisch wird ja nur benötigt um Nick/Roll zu steuern, und dabei macht auch ein noch so harter Rotorkopf (bzw Blatt) eine Schlagbewegung. Und die Schwinungen kann man deutlich auch im V-Stabi log sehen, wenn man einfach mal kräftiger in die Knüppel greift, wird man feststellen das Vibrationen gelogt werden, genau das sind die Schlagbewegungen der Blätter die ja nötig sind für´s zyklische Steuern (mit Phasenverschiebung).

Gruß, Johannes

[rosti]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Wenn der resultierende Auftrieb der Rotorebene immer quasi senkrecht auf ihr steht, also eher der maximalen Verschiebung der Rotorblätter als der maximalen Auftriebskraft der einzelnen Blätter folgt

Hi Ilja,

dass der Vektor der "Auftriebskraft" immer senkrecht auf der Rotorblattebene steht, ist per DEFINITION so. Alle von der "Tragfläche Rotorblatt" strömungsbedingt verursachten Kräfte, die nicht senkrecht am Rotorblatt wirken, wirken als Dreh-/Kippmoment an der Achse.

Ralph

[vanKoch]

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Rosti, das leuchtet mir ein. Ist aber für mein Gedankenmodell auch nicht so wesentlich. Vielmehr handelt es sich dann um eine Begrifflichkeit. Auftrieb steht senkrecht per Definition, ok, aber es gibt noch mehrere Kräfte am Rotor wie du sagst.

Wie würde denn ein masseloser Rotor mit Schwenkgelenken nach einigen Umdrehungen aussehen? Ich meine er würde sich, sobald ein Anstellwinkel gegen die Luft drückt, nach oben zusammenklappen - d.h. nix fliegen. Erst durch ausreichende massebedingte Kräfte und Verformung nach oben spannt sich ein Kräfteparallelogramm auf mit einer Auftriebskomponente. Diese können wir gerne immer senkrecht auf der Rotorebene definieren..

Stimmt diese Annahme?

Ilja

[rosti]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Hi Ilja, Du hast recht, ein masseloser Rotor mit Schwenkgelenken würde (bei aerodynamischem Auftrieb am Rotorblatt) einfach nach oben zusammenklappen. Nach unten bei Abtrieb. Vorausgesetzt, die Schwenkgelenke üben selbst keine Rückstellkraft aus. Verhindert wird das im Realfall (also mit Masse) durch die Zentrifugalkraft, die die Rotorblätter nach außen "zieht".

Im Falle rein zyklischer Ansteuerung ist der über eine Rotorumdrehung gemittelte Auftrieb übrigens null. Effektiv würden sich in diesem Spezialfall die Rotorblätter nicht nach oben/unten zusammenklappen. Aber wie auch immer, ein masseloser Rotor mit Schwenkgelenken ist eh 'ne rein akademische Geschichte.

An einer Stelle verstehe ich Dich nicht: die Bewegung der Rotorblätter nach oben ist ganz klar nicht die Voraussetzung für eine Auftriebskomponente. Sie geschieht einfach, weil die Auftriebskraft am Rotorblatt wirkt und im Fall von Schwenkgelenken (oder entsprechender Elastizität der Blattwurzel/Blattlagerung) das Rotorblatt dieser Kraft folgen kann. Ansonsten stimmt Deine Annahme natürlich. Am Rotorblatt gibt es ja (so gut wie) keine aerodynamischen Kräfte, die in Längsrichtung des Blattes wirken. Wenn das Blatt also mit seinem Ende in den Himmel schaut, gibt es keine Kraftkomponenten in Richtung der Rotorachse. Ergo keinen Auftrieb.

Ralph

[vanKoch]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

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An einer Stelle verstehe ich Dich nicht: die Bewegung der Rotorblätter nach oben ist ganz klar nicht die Voraussetzung für eine Auftriebskomponente. Sie geschieht einfach, weil die Auftriebskraft am Rotorblatt wirkt und im Fall von Schwenkgelenken (oder entsprechender Elastizität der Blattwurzel/Blattlagerung) das Rotorblatt dieser Kraft folgen kann. Ansonsten stimmt Deine Annahme natürlich. Am Rotorblatt gibt es ja (so gut wie) keine aerodynamischen Kräfte, die in Längsrichtung des Blattes wirken. Wenn das Blatt also mit seinem Ende in den Himmel schaut, gibt es keine Kraftkomponenten in Richtung der Rotorachse. Ergo keinen Auftrieb.
...

Ich sehe du hast mein Anliegen gut verstanden. Ich versuche noch mal zu erklären was mir dabei komisch vorkommt.

Wenn die Bewegung des Rotorblattes eher als Nebenwirkung als als Voraussetzung wirkt wundert mich der Punkt der Phasenverschiebung. Wenn die Auftriebsrkäfte relevant sind, dann wirkt keine Phasenverschiebung. Wenn dagegen der resultierende Kraftvektor eine Wirkung der Verformung ist (damit dann wie oben beschrieben von der Zentrifugalkraft abhängt) dann passiert das was wir beobeachten, eine Reaktion mit einer Phasenverschiebung nahe 90°.

Danke für deine Mühen

Ilja

[rosti]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Ilja, hier kommt Dir ein bißchen durcheinander. Ich helfe Dir gern das Ganze zu verstehen, aber lass uns das außerhalb des Threads tun. Kriegst gleich noch 'ne PM ;-)

LG, Ralph

[Piloto]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Absolut richtig!

Der Paddelteil selbst hat 90 Grad Phasenverschiebung bis der maximale Ausschlagwinkel erreicht wird und gibt diesen an die Rotorblätter weiter.....


Gruß Kevin

Ich lese immer nur von 90 Grad Wirkrichtung (die Paddelstange alleine betrachtet), obwohl es in der Realität bei unserem Paddelstangenheli nicht stimmt, nur theoretisch.
Auch lese ich nichts darüber, daß man ein Rotorblatt bauen kann, das den Rotor später als 90 Grad reagieren läßt. Alle Experten behaupten, der Phasenwinkel bei einem Rotor ist wegen der Dämpfung immer kleiner als 90 Grad *

Gruß
Bruno

[rosti]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Ja das ist so.

Intuitiv verstehen kann man das so: die ganzen hier dargelegten/zitierten ßberlegungen zum Thema angeregte gedämpfte Schwingung setzen eine sinusförmige Anregung voraus. Genau das macht eine Taumelscheibe auch. Bei 90° Drehung geht Anregung durch den Nullpunkt und wird danach negativ. Das Paddel folgt dieser Kraft und beginnt sofort, sich wieder zurück zu bewegen.

Ralph

[Piloto]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Ja das ist so.

Intuitiv verstehen kann man das so: die ganzen hier dargelegten/zitierten ßberlegungen zum Thema angeregte gedämpfte Schwingung setzen eine sinusförmige Anregung voraus. Genau das macht eine Taumelscheibe auch. Bei 90° Drehung geht Anregung durch den Nullpunkt und wird danach negativ. Das Paddel folgt dieser Kraft und beginnt sofort, sich wieder zurück zu bewegen.

Ralph

Nein, das ist nicht so, weil Darlegungen und Zitierungen nicht die Ursachen berücksichtigen, daß die Paddelstange in einem Winkel kleiner als 90 Grad reagieren lassen. Lassen wir es dabei, Theorie 90 Grad, die Ursachen für die Abweichung von der Theorie in der Realität interessiert niemanden :-). Ich würde das nicht schreiben, wenn ich die Beweise nicht hätte.

Gruß
Bruno

[w_else]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Ja die Gummis stellen ein Schlaggelenk da, ungefähr wie die elastischen Blatthälse an BO105 und nachfolgenden Helis.

Nein, so ist es nicht sonst müsste sich die Blattlagerwelle an der Stelle der Gummis durchbiegen! Die Gummis bilden zwar ein Schlaggelenk, aber nur beide Gummis zusammen! Bei zyklisher Eingabe schlät an irgendeiner Stelle im Umlauf ein Blatt nach oben, das gegenüberliegende nach unten. Die Blattlagerwelle drückt also ein Dämpfungsgummi oben zusammen und auf der anderen Seitegt unten. Das heisst, die Schlagachse liegt genau zwischen den Gummis, also in der Rotordrehachse.
Das bedeutet: Schlaggelenksabstand = Null = ideales Fliehkraftpendel mit Blattschlageigenfrequenz = Rotordrehfrequenz = Phasenwinkel 90°.

@ Piloto: Ob es sich um ein ideales Fliehkraftpendel handelt hängt nur vom Schlaggelenksabstand ab. Alle mir bekannten Paddel haben ihre Schlagachse im Drehmittelpunkt. Also handelt es sich beim Paddel definitiv um ein ideales Fliehkraftpendel mit genau 90° Phasenwinkel. Oder habe ich deine Aussage falsch verstanden?

Grüße
Walter

[K e v]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Nein, so ist es nicht sonst müsste sich die Blattlagerwelle an der Stelle der Gummis durchbiegen! Die Gummis bilden zwar ein Schlaggelenk, aber nur beide Gummis zusammen! Bei zyklisher Eingabe schlät an irgendeiner Stelle im Umlauf ein Blatt nach oben, das gegenüberliegende nach unten. Die Blattlagerwelle drückt also ein Dämpfungsgummi oben zusammen und auf der anderen Seitegt unten. Das heisst, die Schlagachse liegt genau zwischen den Gummis, also in der Rotordrehachse.
Das bedeutet: Schlaggelenksabstand = Null = ideales Fliehkraftpendel mit Blattschlageigenfrequenz = Rotordrehfrequenz = Phasenwinkel 90°.

@ Piloto: Ob es sich um ein ideales Fliehkraftpendel handelt hängt nur vom Schlaggelenksabstand ab. Alle mir bekannten Paddel haben ihre Schlagachse im Drehmittelpunkt. Also handelt es sich beim Paddel definitiv um ein ideales Fliehkraftpendel mit genau 90° Phasenwinkel. Oder habe ich deine Aussage falsch verstanden?

Grüße
Walter

Danke für den Denkanstoß!
Als zentrales Schlaggelenk habe ich das bis jetzt noch nie betrachtet gehabt. Soweit hatte ich nicht gedacht.
Aber du hast sicherlich recht das es sich hier um ein zentrales Schlaggelenk handelt.
Danke für die Korrektur!!!

Gruß Kevin

[rosti]

AW: zyklische Blattverstellung vs. Kreiselpräzession

Das bedeutet: Schlaggelenksabstand = Null = ideales Fliehkraftpendel mit Blattschlageigenfrequenz = Rotordrehfrequenz = Phasenwinkel 90°.

Das würde nur gelten, wenn es außer der treibenden Kraft keine weitere Rückstellkraft gäbe. Die Blattlagerung wirkt aber als Feder.

Zwei Bemerkungen kann ich mir hier nicht mehr verkneifen:
i) Es gibt Gerüchte, dass Ingenieure oft darunter leiden, die Voraussetzungen für die Anwendbarkeit einer Theorie/eines Modells nicht zu prüfen oder sogar nicht zu kennen. Diesen Fehler sollte man nicht nachmachen. Insbesondere bewegen wir uns hier im Rahmen stark vereinfachter Modelle, deren Grenzen schnell erreicht sind.
ii) Wenn man weder Hubschrauber-Aeromechanik noch Physik gelernt hat, sollte man hier vielleicht lieber Fragen stellen als irgendwoher zusammengesammelte Aussagen in den Raum zu streuen?
Ich habe in der Zwischenzeit den gesamten Thread gelesen und ernsthaft überlegt, ob ich alle "gewagten" Aussagen/Thesen kommentiere. Ich bin zu dem Schluss gekommen, das lieber zu lassen. Es hätte viel Zeit gekostet und wäre am Ende nicht sehr erfreulich zu lesen gewesen. Stattdessen möchte ich jedem interessierten Leser noch einmal den hier bereits zitierten Beitrag als Einstieg in die Materie empfehlen.

Bin für Fragen und/oder Diskussionen mit Hintergrundwissen weiterhin offen, ansonsten aber hier aus dem Thema raus.

Macht's gut
Ralph