Invertierte Taumelscheibe!

[giaric]

Invertierte Taumelscheibe! dh: Durchmesser der Taumelscheibe (rotierende) mit Anlenkung zu den Blatthaltern ist grösser als die von den Servos angelenkte.
Hat jemand Erfahrung

[echo.zulu]

Warum willst Du das machen? Das führt zu einer überproportionalen Vergrößerung des zyklischen Anteils. Ich weiß, dass es bei einigen manntragenden Heilis so ist, aber dort werden einerseits ganz andere Ausschläge genutzt und andererseits teilweise noch extra Hebel zur Anpassung der Steuerwege verbaut. Wir haben aber bei unseren Servos in der Regel immer die gleichen Winkelausschläge und zudem noch eine elektronische Mischung der kollektiven und zyklischen Anteile. Im Endeffekt würdest Du die mechanische Auflösung der zyklischen Steuerwege verschlechtern.

Ich habe vor vielen Jahren mal eine Taumelscheibe für den Hornet II von MS-Composit gebaut und dort die Mischverhältnisse verändert in dem ich die Anlenkpunkte am feststehenden Teil der Taumelscheibe dichter zum Innenring versetzt habe. Bei dem Heli fehlte mir die zyklische Agilität, die durch diese Änderung besser wurde.

[athome]

Ich bin gerade eine am Bauen für meine 3.6m Agusta. Werde sie voraussichtlich die nächsten Wochen mal fräsen.
Hier mal als Test 3d gedruckt.
Gruss Lukacs

IMG_0946.jpg

[giaric]

Hallo Egberg, du fragst warum ich das machen will! Hier ist die Antwort: Ericson Air Crane.


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Gruss Enrico

[Heli87]

Und du meinst die Druckteile halten alle Stand?

[echo.zulu]

Hi Enrico.

Fein, endlich mal wieder was scaliges. Das genannte Problem besteht aber trotzdem. Bei den Manntragenden ist es halt einfacher, weil die Rotorkopfmischung entweder mechanisch, oder über Hydraulik-Geber arbeitet. Dabei ist dann der Steuerweg für die einzelnen Komponenten auch mechanisch frei skalierbar. Bei einer 120° Anlenkung musst Du dann die zyklischen Wege extrem verringern, damit Du noch ausreichend Kollektivweg hast. Der Nachteil ist dann, dass die mechanische Auflösung der zyklischen Wege schlechter wird, als die des kollektiven Anteils. Sollte heutzutage mit den qualitativ hochwertigeren Servos nicht mehr so die Rolle spielen, aber es bleibt ein Nachteil. Außerdem verwenden die manntragenden Helis grundsätzlich viel weniger Steuerwege, als wir bei den Modellen. Du musst halt schauen, dass Du den zyklischen Anteil nicht so klein machen musst, dass die Auflösung leidet. Ich hoffe meine Zeilen helfen Dir. Sonst einfach nachfragen.

Und halte uns bitte zu Deinem Aircrane auf dem Laufenden. Das Projekt finde ich sehr spannend.

[giaric]

Hallo Egbert, danke für deine Hinweise. Noch etwas zu meiner beruflichen Ausrichtung. Mit 45 Jahren Erfahrung in der Aviatik, Jet und Heli als Troubleshooter und Maintenance Engineer habe ich grundlegende Kenntnisse.
Das Einstellen der Steuerung war eine Herausforderung, so die Definition der Hebel-Übersetzungen, das AXON und die zyklische Einstellung am Sender. Jetzt ist es geschafft und habe im Prototypstadium einige Flüge absolviert. Das Verhalten des Helis entspricht nun meinen Erwartungen. Jetzt sind eine Menge Details zu fertigen. Dem 3D Drucker wird die Arbeit nicht ausgehen.

Noch eine Antwort zur Frage von Torsten: Die von mir berechneten Fliehkräfte wurden von einem renommierten Institut mittels Zug Test der entsprechenden Komponenten überprüft. Die Sicherheit ist gewährleistet.
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[kfo-1992]

Hallo,
gibt es Bilder vom Heli bzw. vom Bau ?
Gruß Andreas

[JMalberg]

Aus was sind ist der Rotorkopf gedruckt und wie wurden sie gedruckt?

[Andrè Bochmann]

Hallo Egbert, danke für deine Hinweise. Noch etwas zu meiner beruflichen Ausrichtung. Mit 45 Jahren Erfahrung in der Aviatik, Jet und Heli als Troubleshooter und Maintenance Engineer habe ich grundlegende Kenntnisse.
Das Einstellen der Steuerung war eine Herausforderung, so die Definition der Hebel-Übersetzungen, das AXON und die zyklische Einstellung am Sender. Jetzt ist es geschafft und habe im Prototypstadium einige Flüge absolviert. Das Verhalten des Helis entspricht nun meinen Erwartungen. Jetzt sind eine Menge Details zu fertigen. Dem 3D Drucker wird die Arbeit nicht ausgehen.

Noch eine Antwort zur Frage von Torsten: Die von mir berechneten Fliehkräfte wurden von einem renommierten Institut mittels Zug Test der entsprechenden Komponenten überprüft. Die Sicherheit ist gewährleistet.

Wie schaut der erfolgte Zugversuch aus (der Blatthalter frisch aus dem Drucker wird in die Vorrichtung an der Schnittstelle Blattlagerwelle und Halteschraube Rotorblatt eingespannt und bis zur vorgegebenen Zugkraft beansprucht)?

Gibt es dazu auch Nachweise zur Dauerfestigkeit und zu Ermüdungslasten?

Bei Rotorkopf-Komponenten aus Kunststoff ist auch die Alterung der verwendeten Werkstoffe zu betrachten (siehe z.B. das Thema Alterung / Versagen der Mikado-Blatthalter).

[MADTank]

Bin ja begeistert von deinem Kopf, muss mich aber der Skepsis über dei Festigkeit anschliesen. Als Prototyp sehe ich hier nicht das Problem, hätte die Teile dann aber aus Alu Sintern lassem

[michael99]

.. also da tät auch gerne mehr Details sehen von diesem tollen Projekt .. - bitte !

[giaric]

Ich stelle eine kritische Haltung betreffend der Festigkeit der dynamisch beanspruchten Teile des Rotorkopfes fest. Dies verstehe ich sehr gut!! Auch ich habe das Projekt zweimal hinterfragt!
Erste Belastungsvideo mit dem Filament «Fiber Force NYLFORCE CF» Materialbeschreibung: Carbon Fiber reinforced Polyamid, des Hersteller Fiber Force Itala stimmten mich zuversichtlich mit dem Projekt zu beginnen.
Infos zum Belastungstest im Zugverfahren:
Gerechnete Fliehkraft am Blatthalter bei Kopfdrehzahl 950U/min =190 Kg
Meine Vorgaben auf Grund der Berechnung: Kein Bruch des Prüflings bis 250Kg Zugkraft!
Resultat: Keine signifikante Veränderung des Materials während des Vorganges, Bruch bei 320Kg Zugkraft! Nachträglich modifizierte ich die Dicke des Blatthalters je um 1mm.
Anmerkung: Das verwendete Filament ist im Internet noch zu finden, jedoch kaum mehr zu kaufen. Im weiteren ist wichtig bei der Anwendung von Nylon/Carbon Filamenten generell sicherzustellen, dass eine ausreichende Trocknung des Materials gewährleistet ist, Feuchtigkeit ist Gift! Von den meisten Herstellern wird vor dem Druck von CF eine Trocknungszeit von 6 Std bei einer Temperatur bei 80 bis 90° C, vorgegeben. Nach dem 3D Druckvorgang ca. 6 bis 8 Std «veredeln» bei einer Temperatur von 80 bis 100°C. Zu verwenden ist ein Trocknungsofen! Das Backrohr ist dazu nicht geeignet!
Die Teile Alu SLM fertigen zu lassen wurde vorgeschlagen. Die additiv gefertigten Bauteile erfordern eine mechanische Nachbearbeitung, da die garantierte Fertigungstoleranz von ±0,2 mm für Lagersitze und Fügeteile zu ungenau ist. Mit CF gedruckten Bauteilen ist dies einfacher als mit Alu. Im Bereich des Heckrotors kam das Alu SLM Verfahren bei mir an einigen Bauteilen zur Anwendung, mit nicht nur guten Erfahrungen. Aufwendige Korrekturen waren notwendig, (Unwucht!!)

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Die Prüfvorrichtung mit Blatthalter

[echo.zulu]

Hallo Enrico.

Ich hoffe mal, dass Du Dich bei den Zugversuchen nicht nur auf die reinen Fliehkräfte beschränkt hast? Schließen treten durch die Schlagbewegung der Rotorblätter auch nicht unerhebliche Biegelasten auf. Das Ganze dann auch noch als Wechselkraft mit der Rotorfrequenz.

[giaric]

Hallo Egbert
Es freut mich wie Du mitdenkst! Ja, ich habe noch andere Parameter mitberücksichtigt.
Eine Anmerkung zu den Biegelasten: Um einen Anhaltspunkt über die Flexibilität des Rotorblatthalters zu erhalten verglich ich den gedruckten mit dem Rotorblatthalter meiner MD902 von VARIO.
Resultat: Der gedruckte Rotorblatthalter ist um die Hälfte weniger flexibel.
Im weiteren habe ich mittels einer Testeinrichtung (siehe Video) das Verhalten des Rotorkopfes in der Praxis mit unterschiedlichen Drehzahlen (bis 1250 U/min) und mit entsprechenden zyklischen Ausschlägen überprüft. Die Blattspitzengeschwindigkeit ist mit 104 m/s absolut in der entsprechenden Limite, ergo unkritisch. Die Beschleunigung über die drei Achsen X, Y, Z, und die Vibrationen habe ich mit dem Tool «IISI Cockpit V2» gemessen. Die festgestellten Vibrationen führten nicht zum Abbruch des Tests.

Für die Einflugphase des Helis verwendete ich das Vibration Reporting & Analysis Tool von Andreas Perzl / pean Engineering welches über das ganze Frequenzspektrum inkl. allfällige Resonanzen Aufschluss gibt. So konnte ich gezielte Massnahmen treffen um die Vibrationen in ein akzeptables Limit zu bringen.