Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

[Sniping-Jack]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Mir dämmert da grade was....

Ich fliege seit 1991 meinen Santini-Ranger....

Ist das DEIN Ranger, der da mal - ich glaube 2007 oder 2008 - in einer einschlägigen Heli-Zeitschrift abgebildet war? Im Zusammenhang mit einem größeren Scalertreffen?

[Julian E.]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Nun gut, da es mir scheinbar an sprachlichen Fähigkeiten mangelt, will ich versuchen, es in korrektem Deutsch zu formulieren:

Ich möchte nicht diskutieren, ob für das Flugverhalten eines Hubschraubers Kreiseleffekte relevant sind oder nicht, sondern bezog mich lediglich auf die von Dir gemachte Unterscheidung zwischen "Neigung aufgrund äußerer Einwirkung" und "selbst eingeleiteter Neigung".
Hier nochmals die Stelle, auf die ich mich bezog:

- In den Diskussionen wird Ursache mit Wirkung verwechselt: Es ist ein Unterschied, ob du - bildlich gesprochen - von aussen auf die Drehachse oder Rotationsebene wirkst, (dann würden Kreiseleffekte greifen), oder ob die Rotationsebene selbst die Neigung und damit dann die Bewegung Aufgrund simpler physikalischer Gesetze (jedoch nicht Aufgrund der Kreiselpräzession!) einleitet. Das sind zwei _völlig_ unterschiedliche Dinge. Stimmst du mir da nicht zu?

Das sind eben nicht zwei verschiedene Dinge. Die Neigung der Rotorebene wird durch eine zyklische Verstellung der Blätter eingeleitet, wodurch sich der Auftrieb ändert und dementsprechende Kräfte auf die Rotorebene wirken. Hier gibt es _keinen_ grundsätzlichen Unterschied zu einer (wie auch immer gearteten) anderen Einwirkung auf die Rotorebene.

[Sniping-Jack]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Nun gut, da es mir scheinbar an sprachlichen Fähigkeiten mangelt....

Das habe ich so nicht gesagt. Ich habe versucht es freundlich zu formulieren und es ist nicht nett, mir dann das Wort im Mund umzudrehen. Dein... besser: dieser Satz war einfach nicht eindeutig.

However, ich denke, ich weiß nun, was du meinst, bzw. ich teile deine Ansicht immer noch nicht ganz, kann es aber auch nicht besser erklären. Also lasse es mal so stehen, da es im bez. der Frage Präzession oder nicht, tatsächlich total egal ist - da stimme ich dir zu.

Ich versuch es es mal über eine Frage: Wann genau setzt denn eine Kreiselpräzession überhaupt ein? Meines Wissens nach und nach dem, wie ich es auf Wikipedia und einigen anderen Seiten akademischer Herkunft verstanden habe, hat die Präzession erst dann eine Auswirkung, wenn du den Kreisel _bewegst_.
Und genau da zeigt sich dann auch, dass das NICHT der Effekt sein kann, der für die 90° Phasendrehung beim Heli verantwortlich sein kann. Denn beim Rotor sind die 90° Phasendrehung (die übrigens, wie bereits erwähnt, nicht sklavisch 90° sein müssen) auch dann und immer da, wenn er sich zwar dreht, aber noch gar nicht bewegt.

Fazit: Präzession entsteht am sich bewegenden Kreisel, Phasendrehung jedoch ist konstant. Und Präzession entsteht NICHT, wenn man den Kreisel neigen will, was jedoch das ist, was die Rotorebene tun soll und das geht nur, wenn die Phasendrehung SOFORT wirkt - was sie ja auch tut.

Ich persönlich finde das ziemlich überzeugend. Aber das heißt nicht, dass ich in letzter Konsequenz richtig liegen muss. Doch jedesmal, wenn ich etwas über die Präzession nachschlage, komme ich wieder zum selben Schluss: Sie setzt erst ein, wenn sich der Kreisel bewegt. Dem tragen auch sämtliche Versuchanordnungen Rechnung, die ich zu diesem Thema gesehen habe und ich wüsste nicht, wieso ich das ignorieren sollte.

[Kalessin]

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Die Kreiselpräzession ist in der Tat ein Effekt, der so ohne weiteres nur bei einem schnell drehenden Kreisel mit geneigter Achse sichtbar wird. Die Ursache ist folgende: es kippt sich die Kreiselachse, wenn ein externes Drehmoment quer zur Achse wirkt, entlang einer dritten Richtung, welche senkrecht zu Achse und äußerem Moment ist. Die drei Achsen bilden (wenn ich mich richtig erinnere) ein sogenanntes Rechtssystem.

Also passiert folgendes: der Kreisel befinde sich in perfekter horizontaler Lage und rotiere schnell, von oben betrachtet im Uhrzeigersinn. Dann wirke ein Drehmoment, daß die Kreiselebene rechts nach unten und links nach oben drücken will. Die Achse dieses Drehmoments verläuft von unten nach oben. Der Effekt ist eine Drehung der Kreiselebene um eine Achse senkrecht zu Dreh- und Momentachse, das ist also eine Achse von links nach rechts. Das heißt, die Kreiselebene wird sich um die Querachse drehen: um genau zu sein, wird sie sich nach hinten neigen.

Mit anderen Worten sorgt das Wirken eines Drehmoments instantan für eine Drehung der Kreiselebene um eine 90° dazu gedrehte Achse. Warum Herr Schlüter einfach davon ausgeht, daß dieser Effekt zu vernachlässigen sei, weiß ich nicht. Die Pendel-Bewegung müßte zusätzlich dazu wirken, und zumindest ungefähr in dieselbe Richtung. Aber welcher Effekt nun größer ist, will ich so ohne weiteres nicht entscheiden, das müßte man einmal seriös und konkret durchrechnen.

Außerdem habe ich bei der Pendelbewegung das prinzipielle Problem, daß die Phasenverschiebung von 90° abhängig von der Dämpfung sein müßte. Tendentiell müßte die Phasenverschiebung bei härterer Dämpfung kleiner werden, bis sie bei theoretisch absolut unelastischem System 0° erreicht. Effektiv wird die Dämpfung nie 0 sein, da die Blätter für sich bereits ein Schlaggelenk bilden (und das ist gut und notwendig so). Aber die heutigen harten Kopfdämpfungen von 3D-Helis stellen schon eine deutliche Veränderung zu früher dar. Die Tatsache, daß die Phase immer exakt 90° beträgt, läßt das Pendel eigentlich meiner Meinung nach unwahrscheinlicher erscheinen.

[craxler]

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Hallo

Wenn ich das alles so lese, wird es wohl auf absehbare Zeit für Nichtphysiker wie mich keine vernünftige Chinook zum nachbauen oder fliegen geben.

Schade

[Sniping-Jack]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Ohnein!
So ist das ßBERHAUPT nicht gemeint! Weder von mir noch sonst jemandem!

Bitte lass dich durch das alles NICHT entmutigen, da es sowieso nix an den praktisch auftretenden Effekten ändert.
Mit denen hast du es zu tun, ganz egal, was wir hier reden.

Wenn du also vorhattest, dir einen Tandem zu bauen, dann lass dich von nichts beirren!

[dilledopp]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Hallo

Wenn ich das alles so lese, wird es wohl auf absehbare Zeit für Nichtphysiker wie mich keine vernünftige Chinook zum nachbauen oder fliegen geben.

Schade

Geht mir genau so.

An das Thema werde ich mich erst drantrauen, wenn ich mit Erfolg eine Diplomarbeit über Kreiselpräze_dingens verfasst habe und nachgewiesen ist, das Herr Schlüter ein Doofmann ist.

[Kalessin]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

wenn ich mit Erfolg eine Diplomarbeit über Kreiselpräze_dingens verfasst habe

Viel Spaß. Mit das Einzige, das ich in Mechanik echt gehaßt habe, waren die Eulerschen Kreiselgleichungen. 3 gekoppelte Differentialgleichungen. Brrr.

[Amok]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Außerdem habe ich bei der Pendelbewegung das prinzipielle Problem, daß die Phasenverschiebung von 90° abhängig von der Dämpfung sein müßte.

Ist sie ja!

Die Tatsache, daß die Phase immer exakt 90° beträgt, läßt das Pendel eigentlich meiner Meinung nach unwahrscheinlicher erscheinen.

Das ist nicht korrekt!
Der Winkel beträgt eben NICHT immer 90°, sondern wird je nach Dämpfung (wie du bereits richtig angesprochen hast) geringer.

mfg
Amok

[Kalessin]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Der "Pendel-Effekt" ist nicht nur von der Dämpfung des Kopfes, sondern auch deutlich von der Kopfdrehzahl abhängig. Um genau zu sein, geht das Verhältnis aus Anregungsfrequenz (Drehzahl) und Eigenfrequenz ein. Trotzdem erfolgt die Anlenkung der Blätter immer genau 90 Grad vorlaufend, und der Heli fliegt trotzdem geradeaus. Wenn die Pendelbewegung dominant wäre, müßte der Heli verschieden schräg nach vorne fliegen, je nach Kopfdrehzahl und Kopfdämpfung. Bei einer sehr harten Dämpfung und einer Anregung deutlich oberhalb der Resonanzfrequenz (was beides beim Helikopterkopf erfüllt ist) müßte die Anlenkung dichter bei 0 als bei 90 Grad erfolgen, und das passiert eben nicht. Allenfalls ist die Pendelbewegung eine kleinere Störung auf dem Kreiseleffekt, so daß die resultierende Bewegungsrichtung nicht genau 90 sondern z.B. 1-2 Grad weniger ist. Das ergäbe Sinn, hieße aber trotzdem, daß der dominante Effekt nicht die Pendelbewegung ist. Aber das sind zugegebenermaßen bisher alles nur Plausibilitätsüberlegungen. Man müßte es wie gesagt einmal seriös durchrechnen. Aber dafür müßte man u.a. die Kopfdämpfung quantifizieren, um die Resonanzfrequenz der Schlagbewegung ausrechnen zu können (zumindest gut genug abschätzen).

[Amok]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Bei der BO105 sinds irgendwas um die 70°, das wären schon 20° Abweichung ...

Selbst die Mikado-BO105 hat keine 90°.

mfg
Amok

[PMO]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Hallo,

ich hatte mir schon mal gedanken über einen Chinook gemacht..

dabei dachte ich an den raptor 50 weil der ja schön mechanisch gemischt wird.. sollte ja dann nicht so ein großes problem werden..

über die synchronisation der beiden rotoren bin ich noch am grübbeln..

was haltet ihr davon..

[Kalessin]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Bei der BO105 sinds irgendwas um die 70°, das wären schon 20° Abweichung ...

Selbst die Mikado-BO105 hat keine 90°.

Bei einer BO105 erfolgt die Anlenkung der Blätter bei 78 Grad, bedingt durch die konstruktive Tatsache, daß es ein 4-Blatt-Kopf ist. Das führt dazu, daß die Taumelscheibe um 12 Grad "gedreht" angesteuert werden muß, eben damit die Blätter schön brav mit 90° Vorlauf relativ zum Rumpf angesteuert werden. Stichwort "virtuelle Taumelscheibendrehung". Bei 2-Blatt-Köpfen ist der Vorlauf normalerweise exakt auf 90° eingestellt, bedingt durch die Konstruktion und die Gestänge. Die Taumelscheibe muß hier deshalb nicht virtuell verdreht angelenkt werden. Wie gesagt wäre der Effekt, wenn den die Blatt-Schlagbewegung dominant wäre, deutlich drehzahlabhängig, insbesondere da bei sehr harter Kopfdämpfung die Resonanzfrequenz und die Anregungsfrequenz nicht unbedingt mehrere Größenordnungen auseinanderliegen.

Bei einer sehr weichen Kopfdämpfung ist die Resonanzfreqzenz niedriger, die Anregung erfolgt deutlich oberhalb des Resonanzpunktes. Wenn ich mich an die Gleichungen und das Phasendiagramm richtig erinnere, müßte hier die Phasenabweichung sogar annähernd 180° erreichen, und das passiert definitiv nie. 90° Phasendifferenz kommt beim angeregten Pendel praktisch nie vor, bzw. nicht über ausgedehnte Bereiche.

[Amok]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Bei einer BO105 erfolgt die Anlenkung der Blätter bei 78 Grad, bedingt durch die konstruktive Tatsache, daß es ein 4-Blatt-Kopf ist. Das führt dazu, daß die Taumelscheibe um 12 Grad "gedreht" angesteuert werden muß, eben damit die Blätter schön brav mit 90° Vorlauf relativ zum Rumpf angesteuert werden.

Daws ist das erste mal, das ich so was höre.
Hast du ne Quelle?

Auch sieht mir das optisch nicht so aus:



Hier ist noch die Aussage von Mikado:

Unsere BO's haben somit letztlich 68° anstatt 90° wie man im Allgemeinen glaubt. Das hängt von vielen physikalischen Faktoren ab und ist mit Quickstarts zu ermitteln.

Quelle: RC-Heli Community - Einzelnen Beitrag anzeigen - 3-Blatt Kopf einstellen?

mfg
Amok

[Kalessin]

AW: Bau eines Doppelrotorhelis- "Chinook"

Man sieht auf dem Bild jedenfalls sehr schön daß die Anlenkung der Rotorblätter nicht bei 90° erfolgt, sondern etwas später. Die Anlenkpunkte auf der Taumelscheibe sind ein Stück nach rechts versetzt (sonst müßten sie genau unterhalb des Nachbarblattes sein), um die Gestänge nicht zu schräg werden zu lassen. Genaue Winkel lassen sich auf Fotos schlecht schätzen, aber 60° sind es mindestens, eher mehr. 78 ist der Wert, den ich nach kurzer Google-Suche gefunden habe, vielleicht ist der ja auch falsch (oder bezog sich auf eine 3-Blatt-Variante). Man müßte im Zweifelsfall mal bei EADS fragen.

Der Mikado-Link bezieht sich jedenfalls auf einen 3-Blatt-Kopf, der genaue Zahlwert ist da vor allem wieder von der konkreten Gestängeführung abhängig. Mein Hauptargument gegen das Pendel ist aber folgendes, und das kannst du dir auch z.B. selbst ansehen:

Forced oscillations (resonance)

Da kannst du bei einem angeregten Federpendel die Anregung und die Federkonstante sowie die Dämpfung (was nicht dasselbe ist wie die "Kopfdämpfung", letzteres ist eher die Federkonstante) einstellen und dann gucken was passiert. Die 90° Phase wird exakt am Resonanzpunkt erreicht. Das heißt, der Rotor müßte sich gerade so schnell drehen, wie die Eigenfrequenz der Schlagbewegung wäre. Bei schnellerer Anregung geht die Phase sehr schnell gegen 180°.