http://www.hubschrauber.li/index_frame.htm http://nord.de.vario

http://www.hubschrauber.li/index_frame.htm
http://nord.de.vario-helicopter.org/wie_fliegt.htm
http://www.heli-blog.de/?section=rotorkopf#abs0
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Natur nutzt das Grundprinzip schon lange Samen eines Bergahorns Flügel
ermöglichen Drehbewegung Fall wird gebremst Samen gleitet sehr weit durch den
Wind
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Entwicklung geht weit zurück, kein genaues Datum
Erste Hinweise 1483 Flugspirale von Leonardo da Vinci Helikopter von Helix (Spirale)
und Pterion (Flügel)
Flog noch nicht, da keine Antriebe vorhanden waren
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Erste Helikopterähnliche Entwicklungen im 18. und 19. Jh
Es flog aber noch keiner, obwohl z.T. Jahrzehntelang entwickelt wurde
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Erste „richtige“ Flüge 1907
Oben, bereits mit Heckrotor
Unten, Doppelrotor
Hohe nur einige cm
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Inzwischen brauchbare Materialien
Koaxialhelikopter
Erster Helikopter mit Zyklischer und Kollektiver Blattverstellung
Erreichte die Sagenhafte Geschwindigkeit von 13 km/h
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Erster brauchbarer Helikopter Focke-Wulf FW 61
Vorflug durch Hanna Reitsch in der Deutschlandhalle erste präzise Schwebeflüge
Igor Sikorsky erster brauchbarer Helikopter mit nur einem Rotor
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1-Rotorig, 2-rotorig, flettner-prinzip (verschränkt), koaxial
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Setzt sich zusammen aus:
-Taumelscheibe
-Rotorkreuz
-Blatthalter
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Hauptrotor - kollektiver Pitch
Mit dem "kollektiven Pitch" kann der Pilot den Anstellwinkel der Hauptrotorblätter einstellen. Kollektiv bedeutet, dass der
Pitch während einer Rotorumdrehung stets konstant bleibt. Das Rotorblatt hat also während seines Umlaufes um die Drehachse
immer den gleichen Anstellwinkel, unabhängig von seiner Position im Kreis, in diesem Beispiel 5°. Je größer der Pitch ist, desto
größer ist der nach oben gerichtete Schub es Hauptrotors. Bei ca. 4-5° schwebt der Hubschrauber, seine maximale
Steigleistung erreicht er bei ca. 9-10°. Bei Pitchwerten unterhalb des Schwebewertes sinkt der Hubschrauber.
Aufgrund seiner Massenträgheit und weiterer Faktoren reagiert er leicht verzögert auf die Steuerbefehle des Piloten.
Hauptrotor - zyklischer Pitch
Auch der zyklische Pitch wird vom Piloten zum Aendern des Anstellwinkels der Hauptrotorblätter benutzt. Im Gegensatz zum
"kollektiven" Pitch (siehe Abschnitt oben) erlaubt es die "zyklische" Blattsteuerung den Anstellwinkel eines Rotorblatts
abhängig von seiner jeweiligen Position im Kreis einzustellen. So ist es z.B. möglich, dass das Rotorblatt beim Überstreichen
der Rumpfspitze einen kleineren Anstellwinkel aufweist als beim Überstreichen des Hecks. In der rechten Grafik ändert
z.B. das Rotorblatt bei jedem Umlauf seinen Anstellwinkel zyklisch zwischen 3° und 5°.
Dies hat zur Folge, dass im vorderen Bereich des Hubschraubers ein geringerer Luftstrom entsteht, als im hinteren Bereich.
Demzufolge ist der Auftrieb vorne geringer als hinten, und der Hubschrauber nickt leicht nach vorne. Da der vom Hauptrotor
erzeugte Luftstrom nun nicht mehr senkrecht nach unten gerichtet ist, sondern schräg nach hinten,
wird der Hubschrauber nach vorne beschleunigt und nimmt Fahrt auf. Nach diesem Prinzip kann der Pilot den Rumpf
in jede beliebige Richtung neigen und den Hubschrauber in die daraus resultierende Richtung beschleunigen.
Das Neigen des Rumpfs über die Querachse nach vorne oder hinten wird als "Nicken" bezeichnet, während man beim Neigen
über die Längsachse nach links oder rechts von "Rollen" spricht. In der Praxis erfährt ein Hauptrotorblatt immer die Summe aus
kollektiver und zyklischer Blattsteuerung. Hierbei kann der kollektive Pitch als eine Art "Offset" angesehen werden, um dessen
Wert die Blätter während eines Rotorumlaufs mit dem Betrag des zyklischen Pitchs variieren.
Ein Beispiel: koll.Pitch=5° zykl.Pitch=1° ... ergibt in Summe einen zwischen 4° und 6° variierenden
Blattanstellwinkel.
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Schwenkgelenk: Ermöglicht eine Bewegung nach hinten und vorne
Das Voreilende Rotorblatt wird gebremst, das nacheilende Rotorblatt wird beschleunigt
Schlaggelenk: Ermöglicht Bewegung nach oben und unten
Durch unterschiedliche Stellungen der Taumelscheibe würden grosse Biegemomente
wirken, die den Rotorkopf zerstören würden Ermüdungsbrüche
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Wirksam bis höhe = ca. 1.5 Rotordurchmesser
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Effekt begrenzt den Geschwindigkeitsbereich nach oben
Geschwindigkeit der Rotorblätter muss immer kleiner als Schallgeschwindigkeit sein
Maximale Geschwindigkeit eines Helikopters bei ca. 400km/h
Geschwindigkeiten gelten auch im Modellbereich:
LOGO Xxtreme: ca. 620km/h
LOGO 600: ca. 530 km/h
T-Rex 450: ca. 400 km/h
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Je schneller sich der Helikopter bewegt, desto geringer wird der Auftrieb am
zurücklaufenden Rotorblatt.
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Der Hubschrauber im Wirbelring (Vortex)
Gefährlich werden kann es, wenn der Helikopter in seinen eigenen
Rotorabstrahl (engl. Downwash) gerät. Dies kann passieren, wenn
der Pilot mit seiner Maschine zu schnell
senkrecht sinkt. Da der Hubschrauber dann in genau derjenigen Luftmasse
absteigt, die er Sekundenbruchteile vorher bereits schon einmal nach unten
gedrückt hat, kann der Hauptrotor nun nicht mehr genügend "neue" Luft von
oben ansaugen. An den Rotorblättern entsteht ein Strömungsabriss und der
Hubschrauber fällt wie ein Stein.
Der Pilot muss in so
einem Fall über einen kräftigen zyklischen Steuerbefehl versuchen, den Hubschrau
ber noch rechtzeitig aus dem Downwash heraus zu steuern. Je später der Pilot reagiert,
desto schwieriger ist es, die Maschine aus dieser Situation zu befreien, da der
Strömungsabriss immer mehr Bereiche des Rotorblatts erfasst und somit die
Steuerfähigkeit zunehmend einschränkt.
Diese Situation lernt besonders der Anfänger mit seinem Modellhubschrauber recht
schnell
kennen. Sobald der Hubschrauber während der ersten Schwebeübungen zu hoch
gestiegen ist, verringert der Einsteiger üblicherweise den kollektiven Pitch zu
stark, sinkt dadurch zu schnell ab und der beschriebene Effekt setzt ein.
Besonders in Bodennähe besteht nun oftmals nicht mehr die Zeit, den Hubschrauber
noch rechtzeitig aus dieser Situation zu befreien. In diesem Fall kann der Pilot nur noch
auf den einsetzenden Bodeneffekt hoffen, der sich kurz vor dem Erdboden aufbaut
und die Maschine bei maximalem Pitchausschlag oftmals gerade noch abfangen kann.
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