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Lennart Kuntz
vor 7 Jahren
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3 Naturnutzt das Grundprinzip schon lange Samen eines Bergahorns Flügel ermöglichen Drehbewegung Fall wird gebremst Samen gleitet sehr weit durch den Wind 3

4 Entwicklung geht weit zurück, kein genaues Datum Erste Hinweise 1483Flugspirale von Leonardo da Vinci Helikopter von Helix (Spirale) und Pterion(Flügel) Flog noch nicht, da keine Antriebe vorhanden waren 4

5 Erste Helikopterähnliche Entwicklungen im 18. und 19. Jh Es flog aber noch keiner, obwohl z.t. Jahrzehntelang entwickelt wurde 5

6 Erste richtige Flüge 1907 Oben, bereits mit Heckrotor Unten, Doppelrotor Hohe nur einige cm 6

7 Inzwischen brauchbare Materialien Koaxialhelikopter Erster Helikopter mit Zyklischer und Kollektiver Blattverstellung Erreichte die Sagenhafte Geschwindigkeit von 13 km/h 7

8 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 8

9 1-Rotorig, 2-rotorig, flettner-prinzip(verschränkt), koaxial 9

10 Setzt sich zusammen aus: -Taumelscheibe -Rotorkreuz -Blatthalter 10

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12 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 Umlaufesumdie Drehachse immer den gleichen Anstellwinkel, unabhängig von seiner Position im Kreis, in diesem Beispiel 5. Je größer der Pitchist, desto größer ist der nach oben gerichtete Schub es Hauptrotors. Bei ca. 4-5 schwebt der Hubschrauber, seine maximale Steigleistung erreicht er bei ca 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 Pitchwird 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 Pitchals 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. 12

13 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 13

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19 Wirksam bis höhe = ca. 1.5 Rotordurchmesser 19

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21 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 21

22 Je schnellersich der Helikopter bewegt, desto geringer wird der Auftrieb am zurücklaufenden Rotorblatt. 22

23 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 Downwashheraus 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 Pitchzu 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. 23

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1. Grundlagen Steuerung der Hubschrauber Ein Hubschrauber wird mit drei unterschiedlichen Steuern gesteuert. Der Steuerknüppel, oder auch Cyclic genannt wird im Schwebeflug verwendet um den Hubschrauber