Welche Umdrehungsfrequenz benötigen die Rotoren um den Helikopter in die Lüfte zu heben, mit welcher Formel berechnet man das?
Moin,
Welche Umdrehungsfrequenz benötigen die Rotoren um den
Helikopter in die Lüfte zu heben,
welche Motordrehzahl braucht mein Auto, um 50 km/h zu fahren?
Welchen Heli meinst Du im Speziellen?
Ansonsten gilt, daß ein Heli abhebt, wenn die Abtriebkräfte größer sind als sein Gewicht.
Gandalf
Hallo,
das hängt ab von:
- Rotationsgeschwindigkeit
- Länge der Rotorblätter
- Fläche der Rotorblätter
- Profil / Auftriebsbeiwert (cA) der Blätter
- Gewicht des Hubschraubers
und last not least dem - Anstellwinkel der Blätter
Es ist denke ich leicht nachvollziehbar, dass hier keine pauschale Antwort möglich ist.
Die Berechnung ist nix für den Taschenrechner, eher was für ein komplexes Programm, denn moderne Profile ändern sich von innen (niedrige Geschwindigkeit) nach außen (hohe Umlaufgeschwindigkeit)
Viele Grüße
Lumpi
Ansonsten gilt, daß ein Heli abhebt, wenn die Abtriebkräfte
größer sind als sein Gewicht.
sind beim Heli doch auch Auftriebskräfte, oder?
Wenn ich das noch richtig in Erinnerung habe, dann läuft er Rotor ohnehin mit einer definierten Drehzahl, ändert sich der Widerstand des Rotorsystems (weil der Pilot am Pitch zieht und abheben will), dann werden die Triebwerke in der Leistung nachgeregelt (aber nicht in der Drehzahl).
Hi,
wie schon von anderen geschrieben ist das nicht ganz so einfach. Ich hab auch noch nie einen Rotor „von Hand“ gerechnet, kann Dir aber ein paar Begriffe dazu liefern um weiter zu recherchieren.
Blattelementtheorie / Blade element theory heißt das grundlegende Verfahren (s. die engl. Wiki & die weiterführenden Links)
In CFD-Lösern werden die Rotorblätter oft über die Scheibe „verschmiert“ und stationär gerechnet, nennt sich dann „Actuator Disk“-Ansatz.
Nett sind auch so Programme wie „XRotor“, „JavaProp“ und „DFDC“. Einfach mal danach googeln. Die sind alle(?) frei und haben z.T. gute Anleitungen, in denen die dahinter steckende Theorie ebenfalls erläutert wird.
Oder Frage mal hier:
http://www.iag.uni-stuttgart.de/IAG/institut/abteilu…
nach, ob Du das Vorlesungsskript zur Heliaerodynamik bekommen kannst. (Kontakt steht ja dabei).
Gruß
Krokodi
Ansonsten gilt, daß ein Heli abhebt, wenn die Abtriebkräfte
größer sind als sein Gewicht.sind beim Heli doch auch Auftriebskräfte, oder?
nö, die Rotoren erzeugen Abtriebskräfte und als Gegenreaktion steigt der Flieger.
Gandalf
Ich danke allen für diese ausführlichen Antworten!
Moin, Michi,
dann werden die Triebwerke in der Leistung
nachgeregelt (aber nicht in der Drehzahl).
ohne Drehzahländerung gibt es wohl auch keine Leistungserhöhung 
Gruß Ralf
Moin,
ohne Drehzahländerung gibt es wohl auch keine
Leistungserhöhung
wurde das nicht über den Anstellwinkel der Rotoren geregelt?
Gandalf
Hallo,
bezüglich des Auftriebs gibt es zwei Stellgrößen die der Pilot verändern kann:
- Die Triebwerksleistung und
- den Anstellwinkel der Rotorblätter
Und diese beiden Größen haben den Zusammenhang, dass ein Erhöhen des Anstellwinkels bei unveränderter Triebwerksleistung zu einer Reduzierung der Drehzahl des Rotors führt, da der Rotor dann mehr Widerstand erzeugt. Der Pilot (oder ein elektronisches Helferlein) muss also dem Triebwerk mehr Saft geben um die Drehzahl zu halten.
Ein stumpfes Erhöhen der Drehzahl ohne ändern des Anstellwinkels ist nur begrenzt möglich, da sonst die Umlaufgeschwindigkeit der Rotor-Enden Richtung Schallgeschwindigkeit geht, was zum einen zu hier im Forum schon mehrfach erörterten Nebeneffekten führt und zum andern den Hubschrauber deutlich lauter machen würde („Überschallknall“).
Viele Grüße
Lumpi
2 Like
Hi Gandalf,
ohne Drehzahländerung gibt es wohl auch keine
Leistungserhöhungwurde das nicht über den Anstellwinkel der Rotoren geregelt?
dadurch wird nur der Widerstand erhöht, nicht die zugeführte Leistung, und das führt zu einer Drehzahlminderung.
Gruß Ralf
Hallo
ohne Drehzahländerung gibt es wohl auch keine
Leistungserhöhungwurde das nicht über den Anstellwinkel der Rotoren geregelt?
dadurch wird nur der Widerstand erhöht, nicht die zugeführte
Leistung, und das führt zu einer Drehzahlminderung.
Uuuund dann führt man mehr Leistung („gasgeben“) zu, die Drehzahl steigt wieder auf die Nenndrehzahl und schwups: Leistungserhöhung ohne Drehzahländerung.
Gruß, DW.
Hi Lumpi,
toll erklärt, nur
muss also dem
Triebwerk mehr Saft geben um die Drehzahl zu halten.
sollte da anstelle von Saft nicht Drehzahl stehen? Unbeschadet dessen, dass das doppelt gemoppelt wäre und der Satz dann ziemlich blöd klänge 
Gruß
Hi Ralf
wurde das nicht über den Anstellwinkel der Rotoren geregelt?
dadurch wird nur der Widerstand erhöht, nicht die zugeführte
Leistung, und das führt zu einer Drehzahlminderung.
Gruß Ralf
denk noch einmal über die Zusammenhänge nach.
Ein Rotor wird in einem ganz engen Drehzahlbereich betrieben.
Zu hohe Drehzahl = Blattspitzen im Überschallbereich mit extrem steigendendem Widerstand und weiteren Effekten. Spitzen im Überschallbereich sind per se nicht gefählich, nur erheblich unwirtschaftlich.
Zu niedrige Drehzahl = zu wenig Stabilisierung der Blätter durch Zentrifugalkräfte.
Neben anderen Effekten wie Rücklaufgeschwindigkeit des Blattes usw.
Jeder Hubi hat abhängig von seinen Konstruktionsmerkmalen bestimmte Betriebsbereiche.
Siehe die Markierungen der entsprechenden Drehzahlmesser:
http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/fliegen/Instr…
http://web180.login-43.hoststar.ch/CMS/mambo/index.p…
Anstellwinkel ist richtig. Klar steigt dann der Widerstand, der dann durch Kraftstoffeinspritzung im Triebwerk = Leistungssteigerung ausgeglichen wird. Deswegen sind in der Regel Zweiwellen-Triebwerke bei mittleren und großen Helis installiert. Der N1-Teil als Gasgenerator läuft mit einem etwas variableren Drehzalbereich und ist gasdynamisch mit der N2-Welle gekoppelt.Die N2 treibt dann den Rotor mit fast konstanter Drehzahl an.
Auch beim Hubschrauber redet man vom „Auftrieb“, du meinst vermutlich den durchgesetzten Luftstrom mit „Abwind“.
Hubschrauber-Technik sowie die Aerodynamik ist ein hochinteressantes Gebiet.
Gruß
R
Hallo
toll erklärt, nur
muss also dem
Triebwerk mehr Saft geben um die Drehzahl zu halten.sollte da anstelle von Saft nicht Drehzahl stehen? Unbeschadet
dessen, dass das doppelt gemoppelt wäre und der Satz dann
ziemlich blöd klänge
Ich glaube mit „Saft“ ist hier wirklich Sprit, Flugdiesel, Kerosin oder sowas gemeint 
Also mehr vom Energieträger in die Turbine spritzen…
Gruß, DW.
Hallo DW
Ich glaube mit „Saft“ ist hier wirklich Sprit, Flugdiesel,
Kerosin oder sowas gemeint
die Turbine spritzen…
Gruß, DW.
das ist wohl wahr.
Von ganz früher kenne ich noch das krasse Beispiel des JT9, Basistriebwerk für B727 und F104.
Die exakten Schubwerte müsste ich nachsehen, aber etwa so: F104 4 mal soviel Schub wie bei B727-Version, dickere Fuelleitung, Lebensdauer 800 h gegenüber etwa 60.000 h
Bei einer Gasturbine ist die Leistungsabgabe proportional zum Fuelflow ( nicht exakt wissenschaftlich! ) ) bis zum Punkt der thermischen Zerlegung. Die unter Umständen dann schon nach Sekunden eintreten kann.
Gruß
R
Hallo Fragewurm,
toll erklärt, nur
muss also dem
Triebwerk mehr Saft geben um die Drehzahl zu halten.sollte da anstelle von Saft nicht Drehzahl stehen? Unbeschadet
dessen, dass das doppelt gemoppelt wäre und der Satz dann
ziemlich blöd klänge
Die Abgegeben Leistung berechnet sich aus Drehmoment x Drehzahl.
Bei vielen Antrieben kann man eigentlich nur das Drehmoment steuern, die Drehzahl stellt sich dann entsprechend ein.
Manche Antriebe zerlegen sich sogar selbst, wenn keine Leistung abgegeben werden kann und müssen entsprechend geschützt werden (z.B. Turbo aufgeladener Benziner, manche Elektromotoren).
MfG Peter(TOO)
hallo,
die rotordrehzahl bleibt immer annähernd konstant, was man auch hören kann.
der blattanstellwinkel in einheit mit der menge zugeführten treibstoffes lassen den hubschrauber abheben.
Moin auch,
ohne Drehzahländerung gibt es wohl auch keine
Leistungserhöhung
Sorry, aber wie kommst du darauf? Mehr „Gas geben“ führt natürlich zu einer Leistungserhöhung - wie beim Auto, dass plötzlich eine Steigung fährt, die Geschwindigkeit aber konstant bleibt.
Ich dachte, das wäre „Elementarwissen“ …
Gruss
Laika
Moin, Laika,
wie beim Auto, dass plötzlich eine Steigung fährt, die
Geschwindigkeit aber konstant bleibt.
Ich dachte, das wäre „Elementarwissen“ …
zum Grundwissen gehört, dass jeder Regler die Abweichung einer Messgröße braucht, bevor er das Stellglied betätigt. Deine Methode kommt eher aus der Zeit, als das Wünschen noch geholfen hat.
Gruß Ralf