hallo
ein starrer körper im 3D raum hat 6 freiheitsgrade, 3 translation, 3 rotation
ein helicopter hat 3 translationsfreiheitsgrade (hoch,vor,seite) und einen rotationsfreiheitsgrad (um hochachse), alle unabhängig voneinander
wieviele freiheitsgrade hat nun ein flugzeug? es kann sich um die längsachse drehne (1), aber nur in abhängigkeit der geschwindigkeit (ohne geschw. keine bewegung/rotation).
die geschwindigkeit hat aber einen mindestwert und einen max. wert. kann nicht null sein und nicht negativ werden.
hoch,runter,links,rechts hängt alles von der geschwindigkeit ab.
so wie viele freiheitsgrade hat nun ein flugzeug (oder ein auto auf ebene)?
vielen dank an euch! tschüss
Hallo!
Die Antwort hast Du Dir schon selbst gegeben:
ein starrer körper im 3D raum hat 6 freiheitsgrade, 3
translation, 3 rotation
Da sowohl ein Helikopter als auch ein Flugzeug starre Körper sind, haben beide je 6 Freiheitsgrade. Ein Freiheitsgrad bedeutet ja nur, dass der Körper eine bestimmte Bewegung ausführen kann. Ob es sich dabei um einen stabilen Flugzustand handelt, ist wurst. Ein Flugzeug kann rückwärts fliegen, sollte dies aber unter keinen Umständen tun!
so wie viele freiheitsgrade hat nun ein flugzeug (oder ein
auto auf ebene)?
Beim Auto auf der Ebene ist es anders: Es besitzt nicht die Freiheit, einfach vom Boden abzuheben. Es kann sich vorwärts/rückwärts bewegen, außerdem seitwärts. Wenn wir mal davon ausgehen, dass es sich normalerweise nicht überschlägt, kann es nur um die Hochachse rotieren.
Ein Zug hat nur einen Freiheitsgrad: Er kann sich nur vorwärts/rückwärts bewegen. Alle anderen Bewegungsrichtungen werden durch die Zwangsbedingungen (Gleise) unterbunden.
Michael
Die Antwort hast Du Dir schon selbst gegeben:
Nicht ganz.
ein starrer körper im 3D raum hat 6 freiheitsgrade, 3
translation, 3 rotation
Da sowohl ein Helikopter als auch ein Flugzeug starre Körper
sind, haben beide je 6 Freiheitsgrade.
Da weder Helikopter, noch Flugzeuge starre Körper sind, haben sie zusätzlich zu den Translations- und Rotationsfreiheitsgraden noch etliche Schwingungsfreiheitsgrade. Da das insgesamt etwas unübersichtlich werden würde, sollte man dien Frage wohl besser auf die Freiheitsgrade begrenzen, die der Pilot direkt beeinflussen kann. Bei einem normalen Flugzeug (also kein Senkrechtstarter o.ä.) gibt es Steuerelemente für alle drei Rotationsfreiheitsgrade und für einen Translationsfreiheitsgrad (wenn man die Landeklappen dazurechnet, teilweise auch für zwei Translationsfreiheitsgrade). Bei einem Hubschrauber kann der Pilot dagegen alle drei Translationsfreiheitsgrade und einen Rotationsfreiheitsgrad direkt beeinflussen.
Die verbleibenden Freiheitsgrade werden durch kombinierten Einsatz der Steuerelemente für die anderen Freiheitsgrade beeinflußt. Beispielsweise steuert man die Sink- und Steigrate eines Flugzeugs durch die Variation von Schub und Anstellwinkel. Und einen Hubschrauber kann man um die Querachse drehen, indem man die zyklische Blattverstellung bei hoher Geschwindigkeit auf Rückwärtsflug stellt. Den Rest übernimmt dann der Auftrieb und die Zentrifugalkraft. Bei manchen Hubschraubern bekommt man damit spogar einen Looping hin.
Hallo!
Falls jemand Lust hat sich anzuschauen was mit einem Heli so alles machbar ist:
http://video.google.de/videoplay?docid=-156960647188…
Einfach mal beim video.gockel nach ‚szabo‘ suchen, der ist echt gut.
lg Pauli!
ps. es gibt Kunstflug auch mit echten Hubis, wer aber sowas macht der speibt
Bei einem Hubschrauber kann der
Pilot dagegen alle drei Translationsfreiheitsgrade und einen
Rotationsfreiheitsgrad direkt beeinflussen.
Nun, in gewissen Grenzen sind alle drei Rotationsgrade direkt beeinflussbar. Um die Hochachse mit Pedalen und die beiden Neigeachsen mit dem Steuerknüppel. Die Translationsgrade in der Ebene (egal, ob längs, oder seitlich) ergeben sich erst aus der Neigung und sind nicht direkt beeinflussbar.
Und einen Hubschrauber kann man um die
Querachse drehen, indem man die zyklische Blattverstellung bei
hoher Geschwindigkeit auf Rückwärtsflug stellt.
Es gibt keine Blatteinstellung auf Rückwärtsflug. Rückwärtsflug ergibt sich aus der Neigung des ganzen Hubschraubers nach hinten, damit die waagerechte Kraftkomponente rückwärts wirken kann.
MfG
C.
Bei einem Hubschrauber kann der
Pilot dagegen alle drei Translationsfreiheitsgrade und einen
Rotationsfreiheitsgrad direkt beeinflussen.
Nun, in gewissen Grenzen sind alle drei Rotationsgrade direkt
beeinflussbar. Um die Hochachse mit Pedalen und die beiden
Neigeachsen mit dem Steuerknüppel. Die Translationsgrade in
der Ebene (egal, ob längs, oder seitlich) ergeben sich erst
aus der Neigung und sind nicht direkt beeinflussbar.
Ich meinte eigentlich die Freiheitsgrade des gesamten Helikopters und nicht nur die des Rotors. Natürlich kann man den Rotor mit der zyklischen Blattverstellung in alle Richtungen kippen. Der Sinn dieses Manövers besteht aber nicht darin, den gesamten Hubschrauber zu kippen, sondern ihn in diese Richtung zu bewegen. Daß sich dabei auch der Rumpf neigt, liegt an seiner Trägheit. Da die vom Rotor ausgeübte waagerechte Kraftkomponente oberhalb des Schwerpunktes angreift, entsteht ein Drehmoment, das den Hubschrauber kippt. Dieses Drehmoment wirkt aber nur während der Beschleunigung.
Es gibt keine Blatteinstellung auf Rückwärtsflug.
Rückwärtsflug ergibt sich aus der Neigung des ganzen
Hubschraubers nach hinten, damit die waagerechte
Kraftkomponente rückwärts wirken kann.
Und wie kippt man den Hubschrauber nach hinten, wenn es keine Blattverstellung gibt, die eine nach hinten gerichtete waagerechnte Kraftkomponente erzeugt?
Ich meinte eigentlich die Freiheitsgrade des gesamten
Helikopters und nicht nur die des Rotors. Natürlich kann man
den Rotor mit der zyklischen Blattverstellung in alle
Richtungen kippen. Der Sinn dieses Manövers besteht aber nicht
darin, den gesamten Hubschrauber zu kippen, sondern ihn in
diese Richtung zu bewegen. Daß sich dabei auch der Rumpf
neigt, liegt an seiner Trägheit. Da die vom Rotor ausgeübte
waagerechte Kraftkomponente oberhalb des Schwerpunktes
angreift, entsteht ein Drehmoment, das den Hubschrauber kippt.
Dieses Drehmoment wirkt aber nur während der Beschleunigung.
Nein. Es gibt weitere Kräfte, die auch bei Konstantflug die Zelle leicht gekippt halten. Die erste ist der Luftwiderstand des übrigen Hubschraubers. Die zweite bildet sich aus dem Abstand der Blattgelenke zu der Rotordrehachse und aus den rotierenden Massen der Blätter. Wenn die Rotorebene nicht ganz senkrecht zur Rotorachse liegt, entsteht eine Kraft, die ebendanach strebt, den Winkel 90 Grad werden zu lassen. Und sie kippt auch leicht den übrigen Hubschrauber.
Um trotz dieser Kräfte die Zelle bei schnellem Vorwärtsflug nicht ständig zu stark nach vorne gekippt fliegen zu laassen, werden am Heckausleger entsprechende Flächen angebracht (vorzugsweise im Drehkreis des Rotors, um seinen Abwind zusätzlich zum Ausrichten auszunutzen).
Es gibt keine Blatteinstellung auf Rückwärtsflug.
Rückwärtsflug ergibt sich aus der Neigung des ganzen
Hubschraubers nach hinten, damit die waagerechte
Kraftkomponente rückwärts wirken kann.
Und wie kippt man den Hubschrauber nach hinten, wenn es keine
Blattverstellung gibt, die eine nach hinten gerichtete
waagerechnte Kraftkomponente erzeugt?
Knüppel nach hinten gezogen zu haben heißt ja nicht „Blatteinstellung für den Rückwärtsflug“ (© by DrStupid). Wenn ich aus Vorwärtsflug den Knüppel ziehe, fiege ich nicht gleich rückwärts. Der Ausdruck „Blatteinstellung für den Rückwärtsflug“ hat mich gestört.
MfG
C.
Knüppel nach hinten gezogen zu haben heißt ja nicht
„Blatteinstellung für den Rückwärtsflug“ (© by DrStupid).
Wenn ich aus Vorwärtsflug den Knüppel ziehe, fiege ich nicht
gleich rückwärts.
Das habe ich doch geschrieben!?
Der Ausdruck „Blatteinstellung für den
Rückwärtsflug“ hat mich gestört.
Es sollte doch am Kontext erkennbar gewesen sein, daß ich die Blatteinstellung meinte, mit der man rückwärts fliegt. Oder gibt es noch andere Möglichkeiten, mit einem Helikopter rückwärts zu fliegen?
huhu,
Da weder Helikopter, noch Flugzeuge starre Körper sind, haben
sie zusätzlich zu den Translations- und
Rotationsfreiheitsgraden noch etliche
Schwingungsfreiheitsgrade.
das haben alle koerper. es gibt keinen absolut starren koerper.
Die verbleibenden Freiheitsgrade werden durch kombinierten
Einsatz der Steuerelemente für die anderen Freiheitsgrade
beeinflußt. Beispielsweise steuert man die Sink- und Steigrate
eines Flugzeugs durch die Variation von Schub und
Anstellwinkel.
das sollte aber kein extra freiheitsgrad sein, sondern eben nur die kombination 2er anderer.
mfg:smile:
rene
offtopic
Und wie kippt man den Hubschrauber nach hinten, wenn es keine
Blattverstellung gibt, die eine nach hinten gerichtete
waagerechnte Kraftkomponente erzeugt?
ich glaube, der pilot des ex-kanzler-kohl-hubschraubers musste sich diese frage nie stellen…
…ich muss weg…
Die verbleibenden Freiheitsgrade werden durch kombinierten
Einsatz der Steuerelemente für die anderen Freiheitsgrade
beeinflußt. Beispielsweise steuert man die Sink- und Steigrate
eines Flugzeugs durch die Variation von Schub und
Anstellwinkel.
das sollte aber kein extra freiheitsgrad sein, sondern eben
nur die kombination 2er anderer.
Es gibt drei Translationsfreiheitsgrade und die vertikale Bewegung ist einer davon. Daß es sich dabei um einen eigenen Freiheitsgrad handelt und nicht etwa um die Kombination eines anderen Translationsfreiheitsgrades und eines Rotationbsfreiheitsgrades zeigt sich spätestens beim Strömungsabriß.
Es sollte doch am Kontext erkennbar gewesen sein, daß ich die
Blatteinstellung meinte, mit der man rückwärts fliegt. Oder
gibt es noch andere Möglichkeiten, mit einem Helikopter
rückwärts zu fliegen?
Die Blatteinstellung beim Hubschrauber ist sowas von zeitveränderlich und die Momentanwerte so wenig mit der Flugrichtung korrelieren, daß IMHO der Ausdruck „Blatteinstellung für den Rückwärtsflug“ zu Kategorie der Adynatas gehört 
MfG
C.
Es gibt drei Translationsfreiheitsgrade und die vertikale
Bewegung ist einer davon. Daß es sich dabei um einen eigenen
Freiheitsgrad handelt und nicht etwa um die Kombination eines
anderen Translationsfreiheitsgrades und eines
Rotationbsfreiheitsgrades zeigt sich spätestens beim
Strömungsabriß.
stimmt natuerlich, ansonsten wuerde es ja nie abheben…