Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

[klauskolb]

Hallo Leute,

je kleiner der Heli, desto schlechter, das weiß ich schon.

Wie sieht es mit der Kreisflächenbelastung aus ?
Lässt sich ein 1,60m Heli mit 4,5 Kg besser oder schlechter Autorotieren, als Einer mit 5,5 Kg ?

Ein mitdrehender Heckrotor, vielleicht sogar noch im Heading Lock Modus kostet Energie, ist mir auch bekannt.

Was gibt es sonst für Kriterien ?

Schwere oder leichte Rotorblätter ?

[holger]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Hallo Klaus,

Wie sieht es mit der Kreisflächenbelastung aus ?
Lässt sich ein 1,60m Heli mit 4,5 Kg besser oder schlechter Autorotieren, als Einer mit 5,5 Kg ?

Nach meinem Empfinden ist leicht erheblich besser, zumindest wird maximal mögliche der Gleitwinkel flacher. Allerdings ist die Drehzahl beim leichteren Heli geringer, was erstens manchmal etwas komisch aussieht und zweitens die Steuerfolgsamkeit etwas reduziert (unproblematisch). Schwere Blätter erhöhen ansonsten die Reserven beim Ausscheben und Aufsetzen. Den Einfluss von Heading-Lock oder Normal merkt man nur wenn man mal schief anfliegt.

Wichtigstes Kriterium: stabiles, breites Landegestell, was auch Seitwärtsfahrt beim Aufsetzen verzeiht

Viele Grüße,
Holger

[eworm]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

gut:
- großer Heli
- wenig Gesamtmasse (je weniger Masse abgefangen werden muss umso besser)
- schwere Rotorblätter (da bleibt die Energie besser gespeichert)
- nicht mitdrehende Heckrotor (wenn es doch mitdreht nach Möglichkeit die Empfindlichkeit runterdrehen und im Normalmodus betreiben)

schlecht:
- kleiner Heli
- viel Gesamtmasse (Ziegelsteineffekt )
- leichte Rotorblätter (werden beim Abfangen einfach zu schnell abgebremst und die Energie ist futsch)
- mitdrehendes Heck mit hoher Kreiselempfindlichkeit

[Fred2]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Das mit der Masse stimmt so nicht. Beim Autorotieren wird die potentielle Energie, die man vorher durch das Hochsteigen des Helis aufgebaut hat, in kinetische Energie umgewandelt. Das bedeutet, dass eine leichter Heli weniger Energie zur Verfügung hat.
In der Praxis bedeutet dass, dass ein 90er mit 5,5kg spürbar leichter zu Autorotieren ist als einer mit 4,5kg. Das liegt daran, dass man mit höherer Drehzahl autorotieren kann. Der Heli ist besser steuerbar und hat mehr Reserven für die Landung, für die man die kinetische Energie des Rotors braucht.
Desweiteren baut ein Heli mit höherem Gewicht schneller wieder Drehzahl auf, wenn diese z.B. durch Flugmanöver beim Autorotieren aufbraucht.

Unterschiede im Gleitwinkel sollte es zwischen leicht und schwer nicht geben, ist vielmehr eine Täuschung durch die unterschiedlichen Drehzahlen am Rotor.

Wo liegen die Grenzen? Auf der leichten Seite dort, wo die potentielle Energie nicht ausreichend ist den Rotor so weit zu beschleunigen, dass dieser steuerbar ist und ausreichend Auftrieb liefert.

Auf der schweren Seite dort, wo die Kreisflächenbelastung größer als der maximal erreichbare Auftrieb ist.

Ich habe vor vielen Jahren mal eine AR mit einer schon an sich schweren Futura samt Videokamera machen müssen, der Heli hatte etwas 7,5 kg zu schleppen. Es war kein Unterschied zur Futura ohne Kamera. Der gleiche Gleitwinkel und ausreichend Energie zum Abfangen.

Fred

[holger]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Hallo,

In der Praxis bedeutet dass, dass ein 90er mit 5,5kg spürbar leichter zu Autorotieren ist als einer mit 4,5kg. Das liegt daran, dass man mit höherer Drehzahl autorotieren kann. Der Heli ist besser steuerbar und hat mehr Reserven für die Landung, für die man die kinetische Energie des Rotors braucht.
Desweiteren baut ein Heli mit höherem Gewicht schneller wieder Drehzahl auf, wenn diese z.B. durch Flugmanöver beim Autorotieren aufbraucht.

Die Reserven gehen aber wieder drauf, um den schweren Heli abzubremsen. Ich bleib dabei: mein NT autorotiert sich definitv besser als meine (ehemalige) 5,5kg Uni, beide mit vollsym. 1.60er NHP-Blättern - die Landegestell-Problematik mal außer Acht gelassen.

Unterschiede im Gleitwinkel sollte es zwischen leicht und schwer nicht geben, ist vielmehr eine Täuschung durch die unterschiedlichen Drehzahlen am Rotor.

Dann hast Du dich täuschen lassen.

Wo liegen die Grenzen? Auf der leichten Seite dort, wo die potentielle Energie nicht ausreichend ist den Rotor so weit zu beschleunigen, dass dieser steuerbar ist und ausreichend Auftrieb liefert.

Erzähl das bitte niemals meinem Tragschrauber mit 0.9 kg Gewicht bei 1.10m Rotordurchmesser, sonst denkt er irgendwann noch, er könnte gar nicht fliegen und stürzt augenblicklich ab

Das Problem: in Abhängigkeit von Rotorflächenbelastung, Profil, Rotorblattfläche und Gewicht stellt sich eine bestimmte genau passende Drehzahl von selbst ein. Wenn jetzt der schlaue RC-Pilot denkt, das sei ihm zu wenig und den Pitch reduziert, gehts natürlich schneller abwärts. Entscheidet sich der nicht nur schlaue, sondern auch erfahrene Pilot, die vorgegebene Drehzahl einfach zu akzeptieren, wird er bei nem leichten Heli mit segelflugzeugmäßigen Autorotationen belohnt. Im Fall des Tragschaubers sind das übrigens 300-400 rpm (kein Tipp- oder Messfehler!) am Rotor bei ca. -2° fest eingestelltem Pitch - und er ist definitv jederzeit steuerbar. Zur leichten Seite gibts also mit sicherheit keine Grenze, der Rotor wird bei einem sinnvollen Pitchwert immer genau die Drehzahl finden, wo der Auftrieb genau passt.

Ich habe vor vielen Jahren mal eine AR mit einer schon an sich schweren Futura samt Videokamera machen müssen, der Heli hatte etwas 7,5 kg zu schleppen. Es war kein Unterschied zur Futura ohne Kamera. Der gleiche Gleitwinkel und ausreichend Energie zum Abfangen.

Das liegt daran, dass Du mit dem leichteren Heli mit zu hoher Drehzahl (zu wenig Pitch und Nase zu weit oben) autorotiert bist. Das ging mir am Anfang mit dem NT nicht anders. Ich konnte auch nicht verstehen, warum alle von nem Segelflieger gesprochen haben, bis ichs mal mit mehr Pitch probiert habe.

Viele Grüße,
Holger

[Fred2]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Hallo,
Die Reserven gehen aber wieder drauf, um den schweren Heli abzubremsen. Ich bleib dabei: mein NT autorotiert sich definitv besser als meine (ehemalige) 5,5kg Uni, beide mit vollsym. 1.60er NHP-Blättern - die Landegestell-Problematik mal außer Acht gelassen.

Die Reserven beim Abfangen sind die kinetische Energie des Rotors. Da der schwerere Heli eine größere Drehzahl aufbauen kann, bleibt der Heli auch beim Abfangen besser steuerbar.

Dann hast Du dich täuschen lassen.
Erzähl das bitte niemals meinem Tragschrauber mit 0.9 kg Gewicht bei 1.10m Rotordurchmesser, sonst denkt er irgendwann noch, er könnte gar nicht fliegen und stürzt augenblicklich ab
Das Problem: in Abhängigkeit von Rotorflächenbelastung, Profil, Rotorblattfläche und Gewicht stellt sich eine bestimmte genau passende Drehzahl von selbst ein. Wenn jetzt der schlaue RC-Pilot denkt, das sei ihm zu wenig und den Pitch reduziert, gehts natürlich schneller abwärts. Entscheidet sich der nicht nur schlaue, sondern auch erfahrene Pilot, die vorgegebene Drehzahl einfach zu akzeptieren, wird er bei nem leichten Heli mit segelflugzeugmäßigen Autorotationen belohnt. Im Fall des Tragschaubers sind das übrigens 300-400 rpm (kein Tipp- oder Messfehler!) am Rotor bei ca. -2° fest eingestelltem Pitch - und er ist definitv jederzeit steuerbar. Zur leichten Seite gibts also mit sicherheit keine Grenze, der Rotor wird bei einem sinnvollen Pitchwert immer genau die Drehzahl finden, wo der Auftrieb genau passt

Das widerlegt nicht meine Aussage. Ich habe keine absoluten Gewichte genannt. Ist das Gewicht allerdings so gering, dass die daraus resultierende potentielle Energie nicht ausreicht den Rotor auf Drehzahl zu halten, kann das Modell nicht mehr fliegen. Außerdem bezieht ein Tragschrauber seine Energie aus dem Antrieb und nicht aus potentieller Energie, der Vergleich hinkt also.

Das liegt daran, dass Du mit dem leichteren Heli mit zu hoher Drehzahl (zu wenig Pitch und Nase zu weit oben) autorotiert bist. Das ging mir am Anfang mit dem NT nicht anders. Ich konnte auch nicht verstehen, warum alle von nem Segelflieger gesprochen haben, bis ichs mal mit mehr Pitch probiert habe.

Ich bin jahrelang ARs mit dem NT geflogen, auch Rücken ARs mit zusätzlichen Figuren und mit einem 90er Raptor geht das nun mal einfacher. Ich setze voraus, dass sich zum Thema nur Piloten äußern, die auch Autorotieren können und Praxiserfahrungen abgeben können.

Viele Grüße,
Holger
[/quote]

[holger]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Hallo Fred,

Die Reserven beim Abfangen sind die kinetische Energie des Rotors. Da der schwerere Heli eine größere Drehzahl aufbauen kann, bleibt der Heli auch beim Abfangen besser steuerbar.

Dummerweise hat ein schwererer Heli aber nicht nur mehr kinetische Energie im Rotor sondern auch mehr kinetische und potenzielle im Rumpf (Prinzip Backstein). Die "Abbremsleistung" (die nur aus der Rotorenergie gespeist werden kann) daher muss erheblich größer sein und verbraucht daher mehr kinetische Rotorenergie. Die Zeit, die zum Ausrichten, exakten Abbremsen und hinsetzen bleibt, sinkt mit steigendem Gewicht. Hast Du schon mal einen 2kg schweren 1m-Heli autorotieren sehen? Ich habe leider kein Video von meinem Eco8/Acrobat/Eigenbau-Verschnitt, allerdings bleibt von 1m Flughöhe bis Bodenkontakt trotz 2000rpm keine Sekunde, während z.B. beim NT sicher 5 Sekunden drin sind.

Mit der Steuerbarkeit hatte ich persönlich noch nie ein Problem, wohl aber mit einer nicht ausreichenden Gleitzahl um zum Platz zurück zu kommen. Speziell bei unfreiwilligen ARs oder bei plötzlichem Gegenwind nach dem Griff zum Schalter...

Das widerlegt nicht meine Aussage. Ich habe keine absoluten Gewichte genannt. Ist das Gewicht allerdings so gering, dass die daraus resultierende potentielle Energie nicht ausreicht den Rotor auf Drehzahl zu halten, kann das Modell nicht mehr fliegen.

Das Problem existiert in der Form nicht. Die 900g würden auch reichen, einen 1.60er Rotor auf Drehzahl zu halten. Die Drehzahl wäre nur wesentlich geringer, egal ob mit absoluten oder relativen Zahlen. Sie Sinkgeschwindigkeit wäre sogar noch geringer.

Außerdem bezieht ein Tragschrauber seine Energie aus dem Antrieb und nicht aus potentieller Energie, der Vergleich hinkt also.

Nein, der Unterschied ist irrelevant. Er fällt bei stehendem Motor genau so wenig vom Himmel wie ein Heli und hat ebenfalls nur seine (viel geringere) potenzielle Energie. Dafür zieht ihn auch eine erheblich geringere Masse nach unten. Ich sehe keinen Unterschied zwischen einem autorotierenden Heli und einem Tragschrauber (Voraussetzung: Steuerung über Rotorkopf) mit abgestelltem Motor.

Ich bin jahrelang ARs mit dem NT geflogen, auch Rücken ARs mit zusätzlichen Figuren und mit einem 90er Raptor geht das nun mal einfacher.

Mmmh, dann sollte ich wohl doch bei den nächsten AR-ßbungen vorher nen Backstein an den NT binden.
Sorry, tut mir leid, das widerspricht meinen Erfahrungen komplett.

Ich setze voraus, dass sich zum Thema nur Piloten äußern, die auch Autorotieren können und Praxiserfahrungen abgeben können.

Das eint uns

Viele Grüße,
Holger

[Fred2]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Hallo Fred,
Dummerweise hat ein schwererer Heli aber nicht nur mehr kinetische Energie im Rotor sondern auch mehr kinetische und potenzielle im Rumpf (Prinzip Backstein). Die "Abbremsleistung" (die nur aus der Rotorenergie gespeist werden kann) daher muss erheblich größer sein und verbraucht daher mehr kinetische Rotorenergie. Die Zeit, die zum Ausrichten, exakten Abbremsen und hinsetzen bleibt, sinkt mit steigendem Gewicht. Hast Du schon mal einen 2kg schweren 1m-Heli autorotieren sehen? Ich habe leider kein Video von meinem Eco8/Acrobat/Eigenbau-Verschnitt, allerdings bleibt von 1m Flughöhe bis Bodenkontakt trotz 2000rpm keine Sekunde, während z.B. beim NT sicher 5 Sekunden drin sind.

Zum Abbremsen hebt man die Nase des Helis an. Dabei wird die Fahrt (kinetische Energie) in Rotordrehzahl umgewandelt. Mt etwas ßbung verpulvert man dabei keine Drehzahl.

Ich habe schon selbst oft genug kleine Helis bis zum T-REX autorotiert, das geht schon. Dass diese schwer zu Autorotieren sind hat nichts mit dem Gewicht zu tun. Vielmehr nimmt der Wirkungsgrad des Rotors mit dem Durchmesser ab und Reibungsverluste durch Lager bzw. Freiläufe wirken sich stärker aus.

Mit der Steuerbarkeit hatte ich persönlich noch nie ein Problem, wohl aber mit einer nicht ausreichenden Gleitzahl um zum Platz zurück zu kommen. Speziell bei unfreiwilligen ARs oder bei plötzlichem Gegenwind nach dem Griff zum Schalter...
Das Problem existiert in der Form nicht. Die 900g würden auch reichen, einen 1.60er Rotor auf Drehzahl zu halten. Die Drehzahl wäre nur wesentlich geringer, egal ob mit absoluten oder relativen Zahlen. Sie Sinkgeschwindigkeit wäre sogar noch geringer.
Nein, der Unterschied ist irrelevant. Er fällt bei stehendem Motor genau so wenig vom Himmel wie ein Heli und hat ebenfalls nur seine (viel geringere) potenzielle Energie. Dafür zieht ihn auch eine erheblich geringere Masse nach unten. Ich sehe keinen Unterschied zwischen einem autorotierenden Heli und einem Tragschrauber (Voraussetzung: Steuerung über Rotorkopf) mit abgestelltem Motor.

Ab einem gewissen Gewicht reicht die potentielle Energie nicht mehr aus den Rotor anzutreiben.

Die Gleitzahl ist nicht gewichtsabhängig.

Aber lassen wir das. Befrage bei Gelegenheit mal einen Physiker oder Segelfluglehrer dazu, sind vielleicht glaubwürdiger als ich.

Fred

[200D]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Hi,

ich bin weder Physiker noch Segelfluglehrer gebe aber trotzdem meinen Senf ab.
Meine Efahrung:
Mein 50er Rappi hat wesentlich mehr "Reverven" bei der Autorotation als mein schwerer Futura mit ZG23.
Mit dem Rappi kann man vor dem Aufsetzten noch mal lässig in den Schwebeflug gehen und das Heck ausrichten. Bei Futura muss das auf Anhieb passen.

Grüßle
Arne

P.S.: Nich zanken, fliegen gehen!

[Fly-So-High]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

@Arne
dein Rappi hat einfach mehr Reserven weil die Kreisflächenbelastung beim Abbremsen geringer ist....vergleich mal keine ßpfel mit Birnen...lach.. der 90er Rappi autorotiert noch 3x besser als der 50er...

Marcel

[Heligary]

Re: Welche Eigenschaften eines Helis erleichtern Autorotationen ?

Ich gebe ehrlich zu, dass ich von der Theorie her keine Ahnung habe!

Aber aus der Praxis weiß ich (diese Helis habe/hatte ich): Helis mit Heckriemen (NT) autorotieren relativ schlecht.
Helis mit zusätzlichem Zwischengetriebe für den Heckantrieb (Raptor 90 SE) autorotieren ganz brauchbar.
Helis mit Tellerrad / Kegelrad für den Heckantrieb (Stratus) autorotieren am besten.

Das mit dem Heckriemen ist bekannt, dass der schlecht geht in der Autorotation. Das mit dem Tellerrad/Kegelrad kann sein oder nicht, habe keine Ahnung.

Fazit: Mir kommt es so vor, als würde ein Zusammenhang zwischen der Auslegung der Heckrotorantriebes und der Autorotationsleistung bestehen.

Auf ein paar Gramm Heligewicht mehr oder weniger scheint es nicht anzukommen. Allerdings bezweifle ich ernsthaft, dass ein Heli mit 5,5 kg leichter zu autorotieren ist als einer mit 4,5 kg, bei gleichem Rotor.
Bei den Blättern spielt das Gewicht sehr wohl ein Rolle, und es sollte weit außen sein.



MfG Heligary

PS: Und jetzt komm mir bitte keiner, der noch nicht einen Stratus autorotiert hat, und behaupte: Aber mein NT autorotiert super! Vieles erkennt man nur im direkten Vergleich.