Helicopter Rotor Umdrehungen

Rotorumdrehungen des Hubschraubers

Rotorgeschwindigkeit - HeliWiki Dabei gibt die Rotorgeschwindigkeit (oder Kopfdrehzahl) die Umdrehungen des Hauptläufers pro Stunde an. Die Rotorgeschwindigkeit muss für verschiedene Zwecke des Hubschraubers angepaßt werden. Zum Beispiel für den schwebenden Flug benötigen Sie nur wenig Kopfgeschwindigkeit, für Aussichtsflüge mehr Geschwindigkeit und für Kunstflug oder 3D-Flug sollte eine Hochgeschwindigkeit gewählt werden. Dabei kann die Geschwindigkeit des Rotors entweder berechnet oder gemessen werden.

Dabei sollte die Kopfgeschwindigkeit überschlägig kalkulierbar sein. Sie benötigen die KV-Spezifikation des Motors, die anzeigt, wie viele Umdrehungen pro Minute das Triebwerk pro Volumen macht. Wenn es eine Anzeige von KW = 3000 U/min/V hat, macht es 3000 U/min pro Spannungssignal. Mit 7,4 V macht er also 7,4 x 3000 U/min = 22.200 U/min. aus.

Beträgt das Übersetzungsverhältnis hier beispielsweise 8,88 / 1, wird die Geschwindigkeit am Kopfende von 22.200 U/min auf 2.500 U/min reduziert. Hierfür gibt es verschiedene Messinstrumente auf dem Weltmarkt, von denen einige auch die Geschwindigkeit des Rotorkopfes kontaktlos erfassen können.

Notfallverfahren

Der Rotor muss immer getrieben werden, um den Zufluss am Laufrad zu gewährleisten. Aber was passiert, wenn der Laufwerk - aus welchen GrÃ?nden auch immer - ausfÃ?llt? Weil die Laufschaufeln im Vortrieb durch die gemeinsame Schaufelverstellung einen verhältnismäßig großen Anströmwinkel und damit auch einen dementsprechend großen Strömungswiderstand haben, sinkt die Geschwindigkeit des Läufers ohne Antriebsmotor schnell.

Der erforderliche Luftauftrieb geht dadurch verloren und der Helikopter kollabiert innerhalb kürzester Zeit. Das, was in einem Flugzeug mit festem Flügel gleitet, ist die Autodrehung in einem Helikopter. Wenn der Motor eines Hubschraubers während des Fluges ausfällt, reduziert der Pilote unverzüglich den gemeinsamen Blattwinkel und der Helikopter fängt an zu versinken.

Zugleich wird der Strömungswiderstand an den Rotorschaufeln durch den geringeren Anströmwinkel deutlich reduziert. In der linken Abbildung ist zu erkennen, dass der Rotor nicht mehr von oben nach unten, d. h. von oben nach oben, sondern von unten nach oben durchgeflossen wird. Aufgrund der strömungstechnischen Bedingungen, auf die wir näher eingehen werden, kann die Rotorgeschwindigkeit in diesem Bereich konstant bleiben.

Zur Erklärung der Prozesse bei der Autorotation dürfen wir den Rotor nicht, wie bisher üblich, als eine Scheibe sehen, sondern müssen die Bedingungen an den jeweiligen Rotorblättern nachvollziehen. Mit einem Fluchtprofil ist der Lift immer rechtwinklig zur einfallenden Strömung und zum Luftwiderstand in derselben Richtung wie die einfallende Strömung. Weil der Zufluss eines Hubschraubers aus einer Horizontalkomponente (Drehung des Rotors) und einer Vertikalkomponente (Luftströmung von oben oder unten) zusammengesetzt ist, spricht man von einem Relativzufluss mit dem Laufschaufel.

Weil sich das Laufrad mit größerer Drehzahl nach außen verschiebt, die Vertikalkomponente aber mehr oder weniger gleich bleibt, verändert sich der jeweilige Zufluss über die gesamte Lauflänge des Laufrades ständig. Deshalb bezieht sich die Zeichnung nur auf einen kleinen Teil des Rotorblatts. Der Ansatzwinkel (Winkel zwischen der Profilgurte und dem jeweiligen Zufluss) verändert sich ebenfalls über die gesamte Rotorblattlänge, und der Ansatzwinkel verringert sich nach außen.

Bei der Berechtigung kann der Rotor in drei Abschnitte untergliedert werden. Aus Gründen der Vereinfachung betrachten wir zunächst die vertikale Berechtigung, d.h. der Helikopter ist in einer vertikalen Abfahrt. Bei der vertikalen Autodrehung sind die Flächen gleichmäßig über die Rotorenscheibe aufgeteilt. Nur der Antriebsbereich ist für die Rotation des Läufers zuständig.

Im Umfeld des Centers ist die Einströmgeschwindigkeit so gering, dass sich die Laufschaufeln in einem Stillstand wiederfinden. Zur Erklärung der Entstehung dieser Flächen müssen wir die strömungstechnischen Bedingungen an den Einzelrotorblättern etwas näher betrachten. In der Fahrfläche liegt die gesamte aerodynamische Krafteinwirkung vor der Drehachse des Läufers. Daraus resultiert eine Antriebskraft für den Rotor.

Beim Bremsen liegt die Gesamtkraft hinter der Drehachse, was wiederum eine Bremsung des Rotors auslöst. Sämtliche Helikopter sind so konzipiert, dass ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Antriebs- und Bremsteilen besteht. Manche Helikopter sind bei der Autodrehung in ihrer Höchstgeschwindigkeit begrenzt. Denn das Antriebsteil schaltet mit steigender Drehzahl (siehe unten).

Wenn in dieser Fahrsituation die Fahrgeschwindigkeit wieder angehoben wird, verlagert sich der Fahrbereich weiter nach links, was letztlich dazu führen kann, dass der Bremsteil größer wird als der Antriebsteil und somit die Rotorgeschwindigkeit nicht mehr konstant gehalten werden kann. Grundsätzlich wird eine Autodrehung immer mit einer gewissen Fahrgeschwindigkeit durchlaufen.

Für eine sicherere Ankunft muss diese Schnelligkeit so weit wie möglich verringert werden. Diese Verzögerung ermöglicht es dem Rotor, noch mehr Leistung aufzunehmen (die Schnelligkeit wird erhöht) und der Helikopter kann eine nahezu senkrechte Landung ausführen. Bei stabilem schwebendem Flug, wie bereits erwähnt, wird die Abluft durch den Rotor von oben nach unten durchströmt.

Die Luftmenge ist über die gesamte Rotorblattlänge nicht gleich. Die Wirbel- oder Wirbelringbeschaffenheit tritt in einem Helikopter auf, wenn er sich im schwebenden Flug oder langsam vorwärts fliegt, mit einer hohen Sinkrate. Der Sinkgeschwindigkeitsbereich muss mehr als 2,5 m/sec (500 ft/min) und die Fahrgeschwindigkeit unterhalb der sogenannten Übergangszone liegen.

Darüber hinaus muss der Rotor durch den Frequenzumrichter bewegt werden. Im Innenbereich der Rotorenebene wird also die Raumluft von oben nach unten hin beschleunigter, aber durch die Strömung von unten wird sie sofort wieder nach oben transportiert. Dabei wird die Raumluft von oben wieder angesaugt und ein in sich abgeschlossenes Raumsystem, der Wirbel- oder Wirbelringbestand, erzeugt.

Unter diesen Bedingungen sinkt der Helikopter noch mehr, auch wenn die Kraft gesteigert wird. Obwohl der Helikopter noch beherrschbar ist, können heftige Schwingungen auftreten. Mit der ersten Option gehen Sie in den Vorflug, da der Abwind beim Vorflug nach hinten umgeleitet wird, kann der Rotor von oben mit "neuer Luft" beaufschlagt werden.

Eine zweite Variante ist die Autorisierung, bei der der Luftstrom von oben nach unten entfällt und der Rotor nur von oben nach unten durchgeflossen wird (wie bei einer herkömmlichen Autorisierung).

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