hallo leute!
ich hab gehört, dass jeder heli unabhänig von seiner bauart eine max. höchstgeschwindigkeit nicht überschreiten kann. diese liegt bei etwas über 400km/h (jedenfalls unter 500) soweit ich weiß.
simmt das überhaupt? wenn ja, wieso?
mfg luggi
simmt das überhaupt? wenn ja, wieso?
Genau wie bei den Tragflächen eines Flugzeuges hängt der Auftrieb, den die Rotorblätter erzeugen, von ihrem Anstellwinkel und der Geschwindigkeit ab, mit der sie sich durch die Luft bewegen.
Wie bereits in weiter unten in diesem Forum erwähnt hat der Rotor eine konstante Drehzahl, so daß der Pilot nur den Anstellwinkel der Rotorblätter verstellen muß, um den Hubschrauber steigen oder sinken zu lassen. Weil dabei der Anstellwinkel aller Rotorblätter gleichzeitig verändert wird, nennt man das kollektive Blattverstellung.
Daneben gibt es noch die Möglichkeit, den Anstellwinkel in Abhänbgigkeit von der augenblicklichen Position des Rotorblattes zu variieren. Weil sich diese Variation des Anstellwinkels bei jeder Umdrehung des Rotors wiederholt, nennt man sie zyklische Blattverstellung. Wenn der Anstellwinklel beispielsweise erhöht wird, während sich das Rotorblatt nach hinten bewegt und verringert wird, während es sich nach vorn bewegt, dann wird der Auftrieb hinten größer als vorn und der Hubschrauber neigt sich nach vorn. Mit der zyklischen Blattverstellung kann der Pilot also die Neigung des Hubschraubers steuern.
Da die Rotordrehzal konstant ist, hängt die Geschwindigkeit, mit der sich ein bestimmter Punkt eines Rotorblattes durch die Luft bewegt nur von seinem Abstand zur Rotorachse ab. Sobald sich der Hubschrauber aber in Bewegung setzt, addiert sich seine Geschwindigkeit zur Geschwindigkeit der Rotorblätter. Da sich die Rotorblätter auf der einen Seite aber nach vorn und auf der anderen Seite nach hinten bewegen wird ihre relative Geschwindigkeit zur Luft auf der einen Seite größer und auf der anderen Seite kleiner. Da diese Geschwindigkeit aber den Auftrieb beeinflußt, wird damit auch der Auftrieb auf der einen Seite größer und auf der anderen Seite kleiner. Dieses Verhalten nennt man Auftriebsasymmetrie und führt dazu, daß der Hubschrauber sich zur Seite neigt. Dem muß der Pilot durch eine entsprechende Veränderung der zyklischen Blattverstellung entgegenwirken (wenn ihm das keine Automatik abnimmt).
Die Kompensation der Auftriebsasymmetrie durch Variation der zyklischen Blattverstellung hat aber Grenzen. Für den extremen Fall, daß der Hubschrauber sich schneller nach vorn bewegt, als das Rotorblatt nach hinten, würde der Autrieb auf einer Seite des Hubschraubers vollkommen wegfallen und könnte durch keine noch so extreme Blattverstellung kompensiert werden.
In der Realität ist aber schon viel früher Schluß. Wenn der Hubschrauber so schnell fliegen würde, daß die Kompensation der Auftriebsasymmetrie an die Grenzen der zyklischen Blattverstellung stößt, wäre der Hubschrauber nicht mehr manövrierfähig, weil er sich nur noch auf eine Seite neigen kann.
Bei Hubschraubern mit zwei gegenläufigen Rotoren tritt dieses Problem zwar nicht auf, aber auch sie können nicht beliebig schnell werden, weil bei hohen Geschwindigkeiten noch ein weiters Problem auftritt:
Während die relative Geschwindigkeit der Rotorblätter auf der Seite, auf der sich sich gegen die Flugrichtung bewegen mit zunehmender Geschwindigkeit des Hubschraubers immer langsamer wird, wird sie auf der gegenüberliegenden Seite immer schneller und erreicht irgendwann eine Geschwindigkeit, bei der es zum Strömungsabriß kommt. Wenn das passiert, dann verliert der Hubschrauber auf dieser Seite schlagartig an Auftrieb und wird manövrierunfähig oder stürzt sogar ab.
Servus Mr.
Das war wieder eine schöne Erklärung. Ich habe mal gehört, daß die Rotorblätter Schallgeschwindigkeit nicht erreichen dürfen. Das würde heißen, daß Hubschrauber nicht auf die halbe Schallgeschwindigkeit kommen können.
Stimmt das?
Servus
Herbert
Ich habe mal gehört, daß
die Rotorblätter Schallgeschwindigkeit nicht erreichen dürfen.
Ich könnte mir denken, daß man auch Rotorblätter konstruieren kann, die selbst bei Überschall noch Auftrieb liefern. Bei Flugzeugflügeln geht das ja schließlich auch. Die Frage ist, ob das sinnvoll ist, da der Luftwiederstand beim Durchbrechen der Schallmauer schlagartig ansteigt.
Das würde heißen, daß Hubschrauber nicht auf die halbe
Schallgeschwindigkeit kommen können.
Das wiederum kommt auf die Konstruktion und die Rotordrehzal an. Wenn sich der Rotor so schnell dreht, daß die Spitzen der Rotorblätter sich bereits mit Schallgeschwindigkeit bewegen, dann könnte der Hubschrauber nur auf der Stelle schweben. Hätte man dagegen einen Hubschrauber mit zwei gegenläufig rotierenden Hauptrotoren, deren Rotorblätter an ihren Spitzen nur 25% der Schallgeschwindigkeit erreichen, dann könnte das Teil theoretisch mit 75% der Schallgeschwindigkeit fliegen. Mit einem einzigen Hauptrotor dürfte aber tatsächlich bei halber Schallgeschwindigkeit Schluß sein.
Knattern = Überschallknall-Serie?
Ich habe mal gehört oder gelesen, dass das charakteristische Knattern mancher Hubschrauber daher kommt, dass die Rotorblattspitzen sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen und das Knattern eine Serie von Überschallknalls … -knällen? … Überschallknallgeräuschen (*schwitz* Problem gelöst) ist.
Das scheint nicht bei allen Helis so zu sein, manche sind relativ leise und manche knattern wie ein Maschinengewehr und auch sehr laut und hart.
Ich tendiere dazu, die Geschichte mit dem Überschall zu glauben.
Grüße
Sebastian
Die Sache mit dem Überschall-Knall klingt plausibel, allerdings hat ein Hubschrauber viele Schallquellen (Triebwerk, von der Luft umströmte Teile…). Die dort ausgelösten Schallwellen und Luftwirbel überlagern sich, verstärken sich also unt löschen sich teilweise aus. Deshalb kommt es zu diesen Lärmspitzen.
Kannst Du mal selbst ausprobieren, halt mal was an einen Ventilator, der wird dann auch lauter, weil sich die Strömung am Flügel mit der Strömung an em Fremdkörper überlagert.
Hoffentlich hilft euch meine Meinung.
mFg (mit Fliegergruss), Christof
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Hallo
Also , wie ich finde , eine sehr ausführliche Erklärung , so ausführlich , das ich gar nicht erst anfange , sie komplett zu überprüfen ( sofern meine Kenntnisse reichen ) .
Aber man kann auch einfachere Aussagen machen , wie zum Beispiel , die Hubschrauberrotorblätter arbeiten mit Ihren notwendigerweise großem Durchmesser höchstens so schnell wie ein Propellerflugzeug ( eher langsamer ), wobei sie primär nach oben schrauben , bzw. nach unten drücken , und nicht nach vorne .
Die Rotorblätter sind auch anders aufgebaut als Propeller in Ihrem Querschnitt . Propeller sind je nach Abstand von ihrer Achse der Strömung angepaßt (Anstellwinkel), Rotorblätter zumeist ( Ausnahmen bestätigen die Regel ) mit gleichem Anstellwinkel bei jedem Abstand zur Achse ausgestattet .
Ebenso ist oft die Motorleistung des Hubschraubers begrenzend .
Oder ?
MfG
Matthias
Ich habe mal gehört oder gelesen, dass das charakteristische
Knattern mancher Hubschrauber daher kommt, dass die
Rotorblattspitzen sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen
und das Knattern eine Serie von Überschallknalls
Ja, das „Problem“ hat z.B. die Bell Serie 212, bei der deutschen Bundeswehr stark im Einsatz.
Hallo
Das mit dem Überschallknall ist es nicht.
Das Knattern rührt daher: Die zwei Hauprotorbätter bewegen sich
nur eine Handbreit (Bell UH - 1D) von dem um 90 Grad versetzten Heckrotor.
Da diese Synchron Laufen, gibt es wie bereits von Cristof
vermutet, starke Luftverwirbelungen.
Daher das gleichmäßige „Knattern“
Diese Geräusche hört man nur wenn der Helikopter
auf einen Zufliegt.
Hat er den Standpunkt Überflogen, hört man dieses Knattern nicht mehr.
Neuere Helikopter mit Fan, oder gekapseltem Heckrotor mit „vielen“ Blättern zum Drehmomentausgleich haben diese Geräusche fast nicht mehr.
Die BO 105 hat zum Bsp.4 Hauptrotorblätter und 2 Heckrotorblätter, dort ist das Geräusch „schneller“ zu hören.
MfG
Joachim
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Ein Hubschrauber konvenioneller Bauart (ein oder mehrere Hauprotoren, die sowohl Auftrieb als auch Vorwärtsschub erzeugen) ist in der Vorwärtsgeschwindigkeit aufgrund der aerodnamischen Beschränkungen des Rotors bei Vorwärtsanströmung begrenzt. Die eine Begrenzung rührt von dem Erreichen der Schallgeschwindigkeit der Anströmung des vorlaufenden Blattes (dadurch starke Widerstandserhöhung, Erhöhung der Bauteillasten und des Vibrationsniveaus) her und die zweite ist im Strömungsabriss des rücklaufenden Blattes (welches durch die die zyklische Rotorsteuerung einen hohen Einstellwinkel hat; bewirkt ebenfalls hohe Kräfte, Blattschwingungen, Leistungseinbruch) begründet.
Es gibt diverse Tricks, die z.T. in kombinierter Form angewendet werden und alle darauf hinauszielen, die Belastung des Hautrotors zu mindern, um diese Effekte hinauszuschieben:
Die letzte Möglichkeit sind die sogenannten Tilt-Rotoren, die gerade entwickelt werden.
Oliver
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