Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

[Heinz Dieter]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo Sepp.

Das mit der Maß ist eine gute Idee. Wir hier an der Nordsee trinken derzeit lieber einen Grog!

Die Lösung glaube ich gefunden zu haben, muss aber noch ein paar Flüge machen, was bei diesen Wetterlagen aber nicht ganz einfach ist.

Gruß Dieter

[Heli-Peter]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Zitat von Dieter:

Hallo Peter.
Interpretiere ich das bezogen auf meine Hughes mit Metall-Rotorkopf so richtig:

- Metallrotorkopf
- Kunstoffblatthalter
- Schwenkgelenk ist die Blatt-Befestigungsschraube
- Anlenkung ist damit gegnüber dem Schlaggelenk im kleineren Durchmesser

ergo, Anlenkung von hinten!?

Gruß Dieter Zitat ende!
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Ne Dieter!
Da hast du etwas falsch verstanden. Möglicher Weise!

Du musst das Schlaggelenk des Kopfes bzw. des Blatthalters berücksichtigen.
Nicht das der Blätter.
Hast du kein Schlaggelenk am R-Kopf, dann ist es eh egal.
Sepp meint aber Dämpfungsgummis zu sehen.

Stell doch einmal ein paar Bilder (zwei, drei) in dieses Themal, wo man den Aufbau der Rotorkopfes mit den Blatthaltern und den Bolzen von verschiedenen Seiten sehen kann.

Gruß

[Heinz Dieter]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo.

Ja, da fliege ich gut 30 Jahre Hubschrauber und muss wieder feststellen - Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser!

Nach einer längeren Umbauphase und Flugerprobung - auch wetterbedingt - kann ich meinegestellte Frage, siehe ßberschrift, nun selbst beantworten!
Da das vorliegende Ergebnis nur noch indirekt mit der Rotorblatt-Befestigungsschraube zu tun hat, müßte die neue ßberschrift eigentlich jetzt so heißen:

[SIZE="3"][CENTER]Misstraue allem, wenn Du es nicht selbst zusammen gebaut hast![/CENTER][/SIZE]

Mein damaliges festgestelltes unterschiedliches Flugverhalten durch mehr oder weniger starkes Anziehen der Blatt-Befestigungsschraube, wurde nicht allein durch die Lightning Alu-Blatthalter verursacht, sondern auch vom Taumelscheiben-Mitnehmer des selben Herstellers.

Problem Blatthalter:
Entscheidend für das Führen des Blattes und die Möglichkeit zum Schwenken des Blattes, ist die Blattaufnahmefläche im Blatthalter. Diese Flächen müssen ausreichend groß, eben und zugleich parallel sein.

Meine gegossenen (!) Alu-Blatthalter des Lightning 5-Blatt-Rotorkopfes erfüllten diese Bedingungen leider nur zum Teil: Die Aufnahmefläche ist hier pro Seite nur 3 mm breit und zugleich ungleich abgerundet, was die Fläche zusätzlich verkleinert. Dazu sind die Aufnahmeflächen leicht wellig und auch nicht 100%-tig parallel. Zieht man jetzt die Blatthalterschraube so fest an, dass die Blätter im Stand nicht von allein wegschwenken, so kommt es hier schon zu -Eingrabungen- in die Blattwurzelfläche. Ein gleichmäßiges schwenken der Blätter im Flug war daher kaum möglich.

Die neuen Kunststoff-Blatthalter mit 6 mm (!) Auflagefläche pro Seite haben die Vorausetzungen, dass die Rotorblätter bei gut angezogenen Blatt-Befestigungsschrauben im Flug immer noch gleichmäßig schwenken können. Die nicht so starre Masse des Kunststoff-Materials, im Gegensatz zu Alu, ergibt einen besseren parallelen Einschluss der Blattwurzelfläche und damit Führung des Rotorblattes. Ob mit der Umrüstung auf Kunststoff noch ein zusätzliches -Schlaggelenk- entstanden ist, muss ich den Experten überlassen.

Ich habe neue Blattlagerwellen drehen lassen (danke Reiner) und Mikado-Blatthalter (LOGO 400) darauf verschraubt, wobei -nur- die Blatt-Anlenkung gekürzt werden mußte.

Problem Taumelscheiben-Mitnehmer:
Nachdem ich schon bei den Alu-Blatthaltern die Schraubensicherungsmasse aus den Drucklagern pulen mußte, hätte ich den Mitnehmer auch zerlegen sollen! Dieser hatte beim Einbau aber statisch eine gute Funktion und somit gab-s auch meinerseits damals keine Bedenken. Beim Tausch der Blatthalter stellte ich aber eine gewisse Lose in den Führungsteilen fest. Also zerlegen und......großes Erstaunen.

Wie kann m.E. ein Hersteller so etwas technisch verantworten! In den Seitenteilen sind pro Führung nur ein Bundlager eingesetzt. Als seitliche Führung wurden unter die M3 Schrauben und zwischen Seitenteile und Blöcke ganz normal große U-Scheiben gelegt. Das ganze wurde dann mit Schraubensicherung so richtig abgefüllt! Beides verhinderte aber, dass der Kugellagerinnenring frei drehen konnte, sondern es drehte sich das Seitenteil mit beiden U-Scheiben um die nicht fest angezogene M3 Schraube, die nur von der Schraubensicherung in ihrer Position gehalten wurde. Das muss im Flug zum -Klemmen- des Mitnehmers- geführt haben und damit zum negativen Umsetzen der Steuerung.

Habe acht kleine U-Scheiben gedreht (4,5 x 3 x 1) und diese anstelle der normalen U-Scheiben eingesetzt. Diese belasten jetzt nur beidseitig den Innenring des Lagers und Gewähren eine sichere Funktion des Mitnehmers.

Jetzt fliegt meine Hughes wie erwartet und ein Austausch als Vergleich gegen einen vorhandenen Mitnehmer von Vario - man wird ja vorsichtig - ergab keine Flugunterschiede zum modifizierten Lightning Mitnehmer.

Außer der geschilderten Flugverbesserung ergab mein Umbau von Alu- auf Kunststoff-Blatthalter zudem noch eine Gewichtseinsparung von 115 g.

Bedanken möchte ich mich für die vielen konstruktiven Beteiligungen.


Gruß Dieter

[Heli-Peter]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Na! Da bin ich ja froh, dass du die Ursache(n) gefunden hast.

Nun aber viel Spaß damit.

Ich habe bei mir bei meinem TS-Mitnehmer gar nicht die Mühe gemacht Kugellager ein zu bauen.
Ich verwende nur Messinghülsen, in der die Schraube geführt ist (Schaft-Schraube)
Die ist leicht gefettet und da klemmt auch nix.
Mit der Zeit wird zwar das Spiel etwas größer, hat sich aber bisher nix am Flugverhalten geändert. Wenn das Spiel zu groß wird, kommt die Messinghülse raus und wird eine neue eingedrückt.
Bisher läuft das aber schon seit fast 50 Stunden kann sicher noch weitere 20 Stunden betrieben werden.

Schöne Weihnachten und einen guten Rutsch

Gruß, Peter

[Helios]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo,

ich finde den Beitrag hochinteressant und habe schon wieder einiges gelernt. Da ich mich derzeit mit dem Bau eines Mehrblattkopfes beschäftige habe ich aber noch einige Fragen.

Zunächst betrachte ich mal die üblichen 2-Blatt-Köpfe. Das Zentralstück eines deartigen Kopfes hat meist die Form eines T mit durchgehender Blattlagerachse, auf die beidseitig die Blatthalter montiert werden. Die Blattlagerachse ist in dem Zentralstück mittels Dämpfungsgummis gelagert und somit im Raum eigentlich frei beweglich. Somit wird die Dämpfung der Schlagbewegung und auch eine gewisse Dämpfung der Schwenkbewegung möglich.

Wenn ich mir jetzt diverse Mehrblattköpfe anschaue, dann gibt es mehrere Möglichkeiten. Bei Vario sind die Blattlagerachsen im Kunststoffzentralstück eingegossen. Die Dämpfung von Schlag- und Schwenkbewegung übernimmt der Kunststoff. Dann gibt es Köpfe mit Schlaggelenken, in denen die Blattlagerachse über einen Bolzen gelenkig im Kopf gelagert ist. Die dritte Variante sind starre Köpfe mit starren Blattlagerachsen, bei denen die Schlagbewegung über die Elastizität des Rotorblatthalses abgebildet werden muss. Die Schwenkbewegung wird im Blatthalter ermöglicht.

Wenn es nun möglich wäre die grundlegende Konstruktion eines 2-Blatt-Kopfes in einem Mehrblattkopf abzubilden - frei in alle Richtungen bewegliche Blattlagerachse, die über Dämpfungsgummis gelagert wird. Wäre das denkbar und was handelt man sich damit ein. Die prinzipielle Konstruktion habe ich schon. Die Blattlagerachse müsste dazu in einem Kugelgelenk gelagert werden. Bei diesem Kopf gäbe es keine eindeutige Trennung zwischen Schlag- und Schwenkgelenk, da die Blattlagerachse den Bewegungen ja folgen kann.

Was mich bei diesen ßberlegungen aber etwas stutzig macht, sind die ßnderungen am Kopf des TD-Rigid, die Jan Henseleit jetzt vorgesehen hat. Der TDR hat einen 2-Blatt-Kopf mit der üblichen Lagerung der Blattlagerachse im Zentralstück über Dämpfungselemente. So gesehen ist die Blattlagerachse im Prinzip frei beweglich. Der TDR zeigt aber in einem Bereich von ca. 1600U/min ein Resonanz. Daher wird in einem Update die Blattlagerchse im Zentrum durch eine Schwenklagerung fixiert und kann somit nur noch auf und ab schwingen. Das soll die Resonanz beseitigen. Was aus meiner Sicht damit erreicht wird ist, dass das schwingfähige System verstimmt wird und die Resonanz jetzt in einem anderen Bereich liegt.

Aber was wäre jetzt bei einem Mehrblattkopf zweckmäßig? Ebenfalls eine gedämpfte Beweglichkeit der Blattlagerachse in mehrere Raumrichtungen zulassen oder lieber ein typisches Schlaggelenk einbauen?

Gruß Dieter

[Stefan Reusch]

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Hallo Dieter,

Ich denke die wichtigste Angabe hast du nicht gemacht:
Welcher Rotordurchmesser soll deine Eigenkonstruktion haben?
Grundsätzlich kann man die verschiedenen Resonanzpunkte bei einem Rotorsystem nicht genau berechnen, hier bleibt eigentlich nur try and error solange bis es funktioniert. Das Schwenkgelenk musst du nicht unbedingt ausbilden, das geht auch über die Blatthalterschrauben. Der größte Vorteil eines Mehrblattkopfes mit gedämpftem Schlaggelenk dürfte wohl sein dass du die Resonanzpunkte durch härtere oder weichere Dämpfung beliebig verschieben kannst. Dadurch kannst du das Rotorsystem sehr gut an verschiedene Rotorblätter, Drehzahlen und Modellgewichte anpassen.
Gruß
Stefan

[Helios]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo Stefan,

der 4-fach-Kopf kommt auf einen 600er Heli, mit Blattlänge 550mm. Da das System ja eine Dämpfung bekommt möchte ich Standardblätter verwenden - also keine speziellen Scaleblätter mit ggf. modifizierten Blatthälsen. Eigengefertigt wird zunächst das Zentralstück, die Blattlagerachsen und die Innereien für die Dämpfung. Der Rest stammt aus einer vorhandenen Mechanik.

Ich denke ich probier das einfach mal aus - wie Du schon sagst - probieren geht über studieren. Durch den Aufbau der Dämpfung kann ich die die gezielt einstellen, also den Härtegrad variieren. Es gibt ja nur zwei Möglichkeiten. Entweder der Heli reagiert schwammig oder schüttelt sich wie ein nasser Hund.

Für mich stellt sich ja nur die Frage ob ich einen Fehler begehe, wenn ich die Schwenkbewegung nicht nur über die Blatthalter sondern eine Dämpfung dieser auch in der Blattlagerachse integriere. Konstruktionsbedingt ermöglicht die Lagerung der Blattlagerachse eine gedämpfte Schlag-/Schwenkbewegung als auch Bewegungen in andere Raumrichtungen. So ähnlich wie bei einem 2-fach-Kopf.

Gruß Dieter

Gruß Dieter

[Stefan Reusch]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo Stefan,

Für mich stellt sich ja nur die Frage ob ich einen Fehler begehe, wenn ich die Schwenkbewegung nicht nur über die Blatthalter sondern eine Dämpfung dieser auch in der Blattlagerachse integriere. Konstruktionsbedingt ermöglicht die Lagerung der Blattlagerachse eine gedämpfte Schlag-/Schwenkbewegung als auch Bewegungen in andere Raumrichtungen. So ähnlich wie bei einem 2-fach-Kopf.

Gruß Dieter

Gruß Dieter

Hallo Dieter,

Mir ist nicht ganz klar wie du das technisch lösen willst. Ich denke das sinnvollste dürfte sein ein klassisches Schlaggelenk bauen mit einzelnen Blattlagerwellen mit Querwelle und diese dann mit O Ringen dämpfen. Das Schlag- und Schwenkgelenk macht nur Sinn wenn jedes einzelne Blatt für sich schwenken kann, und das dürfte schwierig in der Konstruktion sein.
Gruß
Stefan

[m.a.r.t.i.n]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Das Schlag- und Schwenkgelenk macht nur Sinn wenn jedes einzelne Blatt für sich schwenken kann, und das dürfte schwierig in der Konstruktion sein.

Das glaube ich auch, dass das der große UNterschied ist, zwischen 2 Blatt und Mehrblatt.

Das Einzige, was ich in dem Thread nicht nachvollziehen kann ist, dass die Schwenkbewegung angeblich aus dem Pirouetteneffekt bzw. der Corioliskraft resultiert. Habt ihr für diesen Punkt eine Quelle, oder kann mir das jemand herleiten?

Ich denke dass die Schwenkbewegung NUR auf den unterschiedlichen Luftwiderstand zurück zu führen ist, weil keine Bewegung von innen nach außen oder von außen nach innen stattfindet!
Oder??
lg
Martin

[Stefan Reusch]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo,

Bei jeder Pitchänderung, egal ob zyklisch oder kollektiv ändert sich der Auftriebsschwerpunkt am Blatt, alleine schon deshalb sollte ein Blatt etwas schwenken können, auch der Luftwiderstand beim schlagartigen Pitchgeben bringt ein Blatt zum schwenken. Das ist genau der Effekt warum ein Blatt bei der Ar in das Heck schlägt wenn man im Endanflug Pitch aufreisst.
Gruß
Stefan

[Helios]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo Stefan,

ohne jetzt auf die Details der Konstruktion an dieser Stelle einzugehen, habe ich eine Lösung ausgearbeitet, die in einem Mehrblattkopf die Eigenschaften und Beweglichkeit der Blattlagerachse eines 2-fach Kopfes abbildet. Ich habe da auch eine Zeit drüber gehirnt, aber es funktioniert - zumindest am CAD. Wobei man aber nicht von einem echten Schlag- oder Schwenkgelenk reden darf. Eher von einer räumlichen über Dämpfungsringe gedämpften Beweglichkeit. Bei dieser Konstruktion kann im Prinzip jedes Blatt machen was es will - im Rahmen der Dämpfungsgummis versteht sich. Aber wie gesagt ich baue das mal und lasse mich überraschen.

Gruß Dieter

[M. Amacher]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Ich denke dass die Schwenkbewegung NUR auf den unterschiedlichen Luftwiderstand zurück zu führen ist, weil keine Bewegung von innen nach außen oder von außen nach innen stattfindet!
Oder??
lg
Martin

Durch das Schlagen des Blattes verändert sich der Abstand des Masseschwerpunktes des Blattes zur Drehachse, wenn auch nur geringfügig. Diese lineare Bewegung wird der Drehbewegung überlagert und bewirkt, dass der Masseschwerpunkt des Rotorblattes seine Winkelgeschwindigkeit gegenüber dem Rotorkopf beschleunigt und verzögert und so ein Schwenken des Blattes bewirkt.

[m.a.r.t.i.n]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Hallo,

Bei jeder Pitchänderung, egal ob zyklisch oder kollektiv ändert sich der Auftriebsschwerpunkt am Blatt, alleine schon deshalb sollte ein Blatt etwas schwenken können, auch der Luftwiderstand beim schlagartigen Pitchgeben bringt ein Blatt zum schwenken. Das ist genau der Effekt warum ein Blatt bei der Ar in das Heck schlägt wenn man im Endanflug Pitch aufreisst.
Gruß
Stefan

Ja das ist mir alles klar - wenn ein Rotorblatt mehr Auftrieb erzeugt, hat es auch mehr Widerstand, der es nach hinten drückt.

Aber was steckt hinter dem Pirouetteneffekt bzw. Der Corioliskraft als Ursache..
danke
lg
Martin

[m.a.r.t.i.n]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

Durch das Schlagen des Blattes verändert sich der Abstand des Masseschwerpunktes des Blattes zur Drehachse, wenn auch nur geringfügig. Diese lineare Bewegung wird der Drehbewegung überlagert und bewirkt, dass der Masseschwerpunkt des Rotorblattes seine Winkelgeschwindigkeit gegenüber dem Rotorkopf beschleunigt und verzögert und so ein Schwenken des Blattes bewirkt.

gut einverstanden - Sehr geringfügig. Der Blattschwerpunktsabstand zur Hauptrotorwelle wandert um:
Abstand-(cos(alpha)*Abstand)
nach innen. Stimmts?
Wenn ich mich nicht vertan habe, dann sind das bei 5grad ausschlagen ca. 0,4% Verändern des Blattschwerpunktabstands.
Dann kommt aber noch hinzu, dass das ändere Blatt meistens in die gegenrichtung schlägt, und somit ebenfalls den Schwerpunkt nach innen verschiebt. Somit würde sich die Drehzahl verändern und die Blätter müssen nicht schwenken.
Jetzt muss man beachten, dass die Rotorebene, keine Ebene ist, sondern ein Konus.
Bei einem Konus bewirkt das zyklische Steuern wirklich eine Differenz der Schlagwinkel zwischen den Blättern.

lg
Martin

[nopost123]

AW: Flugverhalten von Mehrblattköpfen durch Anziehen der Blattbefestigungssch

gut einverstanden - Sehr geringfügig. Der Blattschwerpunktsabstand zur Hauptrotorwelle wandert um:
Abstand-(cos(alpha)*Abstand)
nach innen. Stimmts?
Wenn ich mich nicht vertan habe, dann sind das bei 5grad ausschlagen ca. 0,4% Verändern des Blattschwerpunktabstands.
Dann kommt aber noch hinzu, dass das ändere Blatt meistens in die gegenrichtung schlägt, und somit ebenfalls den Schwerpunkt nach innen verschiebt. Somit würde sich die Drehzahl verändern und die Blätter müssen nicht schwenken.
Jetzt muss man beachten, dass die Rotorebene, keine Ebene ist, sondern ein Konus.
Bei einem Konus bewirkt das zyklische Steuern wirklich eine Differenz der Schlagwinkel zwischen den Blättern.

lg
Martin

Hallo Martin
Der erste Teil deiner ßberlegung sowie die Antwort von M.Amacher sind absolut richtig. Ein Schwenken in Gegenrichtung findet leider nicht statt. Der Rotor läuft bei zunehmender Fluggeschwindigkeit (oder Wind) immer stärker unsymmetrisch. Das führt zu starken Vibrationen. Das gegen den Wind laufende Rotorblatt wird beim Schnellflug durch die ßnderung des Konuswinkels und dem damit verschobenen Blattschwerpunkt immer mehr nach vorne laufen (es eilt vor, nicht nach!). Das mit Rückenwind laufende Blatt verringert seinen Konuswinkel. Dadurch bremst es ab und eilt nach! Wenn wir uns einen Rotor im Schnellflug vorstellen und in Flugrichtung von oben darauf sehen käme das übertrieben einer 10:10 Uhr - Position nahe. Der 180°-Zustand wäre bei diesem Beispiel 9:15 Uhr. Verantwortlich dafür ist die Coriolliskraft (Kraft der Lageerhaltung) oder auch vereinfacht als "Piruetteneffekt" bezeichnet.



Hallo Helios (Dieter)
Wie ermöglichst du ein Schlag /Schwenkgelenk, dass die auftretenden mehrere Tausend N großen Fliehkräfte absobiert?


mfG
Norbert