Hubschrauber ohne Pitch

Diskutiere Hubschrauber ohne Pitch im Hubschrauberforum Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Da mich ja Technik auch allgemein interessiert, beschäftige ich mich ja auch mit Hubschrauber. Meistens mit Exoten. Dabei bin ich auf einen Mini...
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Da mich ja Technik auch allgemein interessiert, beschäftige ich mich ja auch mit Hubschrauber. Meistens mit Exoten. Dabei bin ich auf einen Mini Hubschrauber gestoßen, der keinen variablen pitch hat. Laut Hersteller erfolgt die Steuerung über die TW Leistung, sowohl mit Kolbenmotor als auch mit Turbine. Die Rotorblätter sollen einen Einstellwinkel von 0,5 - 1,0 Grad haben. Soweit so gut, aber wie Landet man damit? Auch ist das AR Verhalten sehr gut, der Hubschrauber hätte keine "Death Man Aeria". Wenn ich also die Rotordrehzahl Reduziere sind doch die Blätter kurz vor dem Stall, oder nicht? Bei der AR müsste doch der Rotor abgebremst werden? Kann mir jemand da weiterhelfen? Danke!

Hier mal das Video: http://www.johannesmueller.com/fs/fb-wmv8.wmv
 
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Gelöschtes Mitglied 7691

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Ein Hubschrauber mit stationär positiv (relativ zur Nullauftriebsrichtung)eingestellten Blättern autorotiert zunächst mal GAR NICHT stationär.
Die Deadmans Curve ist somit viel STÄRKER eingeschränkt, der "überlebbare" Bereich beschränkt sich auf geringe Höhen, wo eben die Drehträgheit des langsam ausdrehenden Rotors die einzige Reserve ist.

Fliegbar ist sowas schon, allerdings sind Geschichten wie Sinkflüge schwieriger, da in dem Moment die Rotordrehzahl sinkt, der Fortschrittsgrad ansteigt (damit ein Aufbäumen auftritt), während gleichzeitig die Steuerbarkeit geringer wird. Sinkflüge müssen somit flach und allmählich durchgeführt werden, genauso Abbremsmanöver etc.

Im Modellflug sind einige sog. FP-Helis (=Fixed pitch) verbreitet. Diese bringen gegenüber "richtigen" Rotorsystemen einige Einschränkungen mit sich, welche ich als durchweg nachteilig empfinde.

Bei dem gezeigten Heli bin ich mir nicht sicher, ob der wirklich keinen Colelctive hat.
 
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Ein Hubschrauber mit stationär positiv (relativ zur Nullauftriebsrichtung)eingestellten Blättern autorotiert zunächst mal GAR NICHT stationär.
Die Deadmans Curve ist somit viel STÄRKER eingeschränkt, der "überlebbare" Bereich beschränkt sich auf geringe Höhen, wo eben die Drehträgheit des langsam ausdrehenden Rotors die einzige Reserve ist.

Fliegbar ist sowas schon, allerdings sind Geschichten wie Sinkflüge schwieriger, da in dem Moment die Rotordrehzahl sinkt, der Fortschrittsgrad ansteigt (damit ein Aufbäumen auftritt), während gleichzeitig die Steuerbarkeit geringer wird. Sinkflüge müssen somit flach und allmählich durchgeführt werden, genauso Abbremsmanöver etc.

Im Modellflug sind einige sog. FP-Helis (=Fixed pitch) verbreitet. Diese bringen gegenüber "richtigen" Rotorsystemen einige Einschränkungen mit sich, welche ich als durchweg nachteilig empfinde.

Bei dem gezeigten Heli bin ich mir nicht sicher, ob der wirklich keinen Colelctive hat.
Hier mal ein Bild, wo man den Rotorkopf sieht.
 
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Als erstes müsste man mal genau definieren, ob es überhaupt ein Hubschrauber ist :TD:

Im Ernst, es handelt sich um den INTORA Firebird. Habe das Teil vor x jahren mal in England erlebt.Das ist ein Fluggerät mit Blattspitzenantrieb. Es gibt überhaupt keinen Motor, weder Kolbenschüttler noch Turbine, außer einem kleinem für die Heckschraube.
Das Teil ist eine fliegende Bombe. Gefüllt mit hochprozentigen (96%)Wasserstoffperoxid, von dem ein Tropfen ausreicht, dir ein Loch durch das Schuhleder und den Fuss zu bohren. :FFCry:
Deshalb kann man den Treibstoff auch nicht beim Apotheker des Vertrauens kaufen.

Das Wasserstoffperoxid reagiert mit Silber als Katalysator und erzeugt den notwendigen Druck auf die Düsen an den Blattspitzen.

Der Rotor, besser die Rotorblätter entsprechen im Profil nicht den in normalen autorotationsfähigen Hubschraubern (kein symmetrisches Profil), sondern denen in einem Gyrocopter.

Der Hubschrauber landet in der Autorotation wie ein Gyrocopter und nicht wie ein Hubschrauber mit collective pitch. D.h. senkrechtes Ausetzen in der AR ist nicht drin. Kurz vor dem Aufsetzen wird die Fahrt herausgezogen (Flare)

Natürlich würde das Teil mit fixed pitch 0,5°-1° nur über Drehzahlerhöhung = Auftriebserhöhung nicht fliegen. Deshalb hat man die Düsen so angeordnet, dass es bei Schuberhöhung eine Verwindung des Blattes mit Vergrößerung des Einstellwinkels gibt. Clever! Geht der Schub zurück oder fällt ganz aus, gehen die Blätter automatisch wieder auf die 0,5° in Autorotationsanströmung.

Die Blätter sind extrem leicht. Warum? Ein schwerer Rotor würde sich nur schwer beschleunigen lassen, damit sind Liftkorrekturen (Steigen/Sinken) aber auch nur schwer verzögert möglich. Deshalb fliegen richtige Helis mit konstanter Drehzahl.

Die angedachten Triebwerke die Halle meint, waren für eine Reichweitenerhöhung bis zu 6h angedacht und sollten als Pusher das Teil in einen kompletten Gyrocopter verwandeln. D.h. Start als Heli und dann Weiterflug als Gyro mit Abstellen des Blattspitzenantriebes. Der Rotor läuft dann analog des Gyrocopters fortlaufend in AR.

@Acanthurus, alter Spezi :) er hat wirklich keinen Collective, also eine Gesamtblattverstellung. Nur einen Cyclic.
Mit einem seitlichen Hebel pumpt der Pilot vor dem Start das Peroxid hoch zu den Kats die in den Düsen sitzen, bei laufenden Rotor wird eine Förderpumpe angetrieben.
 
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Gelöschtes Mitglied 7691

Guest
Hi..

Danke für die Info, oh grüngesichtiger Weihnachtsdieb :TOP:

Ok, die Lebensversicherung ist also das Verstellen des Gesamteinstellwinkels durch den Antrieb. Wirklich clever. Ich nehm mal an, die 0.5° sind an der Blattwurzel gemessen? Im Mittelschnitt müsste der Winkel ja wenigstens leicht negativ sein (relativ zum Nullauftrieb), um echt stationäre Autorotation (auch und gerade bei Vorwärtsfahrt) zu ermöglichen.
Ob symmetrisch oder nicht symmetrisch spielt bei den Profilen keine riesige Rolle, entscheidend ist die aerodynamische Nullauftriebsrichtung... bei symmetrischen Profilen entspricht sie der Profilsehne, bei gewölbten Profilen ist sie "leicht von oben" relativ zur Sehne.
Auch nichtsymmetrische Profile sind "Hubschrauberprofile" (siehe Bo-105, EC135 und so ziemlich alles andere, bei dem ein Aerodynamiker mitreden durfte), aber bei Tragschraubern ist die aerodynamische Effizienz etwas wichtiger als beim Hubschrauber, weshalb man dort oft schon früher auf symmetrische Profile verzichtet hat.

Trotz fehlendem Kolben- oder Wellentriebwerkslärm ist das Ding also nicht gerade ein Fall für den blauen Umweltengel, mit so ner Chilisoße als Betriebsstoff. Na ja, "Firebird" übersetze ich dann mal als "Brathühnchen"

gruß

a.p.
 
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Eine Lebenversicherung gibt es an dem Teil überhaupt nicht ;)
Die Blattverwindung sorgt über die Anstellwinkelerhöhung nur dafür das nennenswerter Auftrieb entsteht.

Die Peroxidtanks sind zwar relativ fest aus Metall (bei dem Teil was damals vor mir stand) aber wenn ich damit umfalle und die Soße läuft aus, dann hab ich ein Loch im Bauch :)

Mit den Profilen hast du natürlich recht. Gyro Blätter sind auf den permanenten AR Zustand optimiert, beim HS geht beides, aber schon mehr in Richtung Auftriebsoptimierung per Antrieb mit AR nur im Notbetrieb. Was bedeutet, auftriebsoptimiert bei Einstellwinkeln zwischen den üblichen 8-13°.

Im Mittelschnitt müsste der Winkel ja wenigstens leicht negativ sein (relativ zum Nullauftrieb), um echt stationäre Autorotation (auch und gerade bei Vorwärtsfahrt) zu ermöglichen.
War da nicht was mit der Druckpunktverschiebung bei Drehzahländerung, das könnte der Schlüssel sein :?!

Ingenieurtechnisch war der Ansatz für diesen Flieger aber brilliant. Hauptgrund für die Einstellung des Projektes, nachdem sich mehrere Entwickler daran versucht hatten, war wohl die explosive Mischung.
Ich weiss auch nicht welche Betriebszeiten (Overhaul) damit möglich gewesen wären. Der Rotor lief mit sehr großer Drehzahl (wieviel konkret weiss ich leider nicht mehr), die Blätter und die Konstruktion waren ziemlich einfach aufgebaut. Das dürfte aerodynamisch unter Antrieb für eine erhöhte Belastung und starke Materialbeanspruchung sorgen.

Ich kann ja mal ein paar Freunde auf der Insel anrufen, dann wissen wir vielleicht wo das Teil heute steht.
 
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Ja, so komme ich weiter. An eine Art Verwindung der Blätter hatte ich Spekuliert. Die Frage die sich stellt ist, warum man nicht gleich den Pitch mit genutzt hatte. Die Blattansteuerung war ja da. Also ich fasse mal zusammen: Pitch durch Blattverwindung, erzeugt durch die "Triebwerke" in den Blattspitzen. Also ähnlich der Geschichte mit den Fliehkraftgelenken die bei zunahme der Drehzal den Pitch erhöht haben. Auf dem Link von Jetranger ist mir Aufgefallen, das dieses Gerät keinen Heckrotor hat, aber sich um die Hochachse dreht. Wird dort der Rotor Abgebremst um die Drehung zu Erzeugen? Aber schon mal Danke!
 
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Auf dem Link von Jetranger ist mir Aufgefallen, das dieses Gerät keinen Heckrotor hat, aber sich um die Hochachse dreht. Wird dort der Rotor Abgebremst um die Drehung zu Erzeugen?
Ich weiss nicht genau was du meinst :?! , aber prinzipiell besteht bei Blattspitzenantrieb niemals die Möglichkeit Drehungen um die Hochachse per Hauptrotor zu erzeugen.
Es gibt nämlich kein auf die Zelle wirkendes Drehmoment, da sich die Blätter sozusagen selbst antreiben und der Rumpf perfekt abgekoppelt durch ein Kugellager theoretisch reibungsfrei unter dem Rotor hängt! Deshalb gibt es auch in der Autorotation (Antrieb durch die Anströmung)von Hubschraubern und Tragschraubern niemals ein Drehmoment was ausgeglichen werden müsste. (Reibung jetzt mal ausgeblendet)

Deshalb brauchen Gyrocopter (Rotor immer in AR) auch keinen Drehmomentausgleich, bei HS (mit Heckschraube) wird per Pedalsteuerung durch den Piloten der Heckschraubenschub oder -zug minimiert. (Einstellwinkelverringerung Nähe 0°)

Blattspitzenangetriebene Flugeräte lassen sich nur über bewegliche Ruder (analog Seitenruder-braucht Anströmung) oder Steuerdüsen um die Hochachse steuern.

Der Firebird hat den kleinen Heckrotor um die Agilität zu verbessern, weil die kleinen Flossen nicht so viel bringen. (Keine Anströmung, keine Drehung) Steuerdüsen hatte er nicht.
 
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Das Teil ist eine fliegende Bombe. Gefüllt mit hochprozentigen (96%)
Wasserstoffperoxid, von dem ein Tropfen ausreicht, dir ein Loch durch
das Schuhleder und den Fuss zu bohren. :FFCry:
Laut der oben verlinkten Website wurde für das Ding nur 50%iges
Wasserstoffperoxid verwendet. Ob ein Tropfen davon ein Loch
in einen Schuh macht, weiß ich nicht.
Und 'fliegende Bombe'? Hmmmm. Wasserstoffperoxid neigt zwar
dazu sich zu zersetzen, da es keine sonderlich stabile Verbindung
ist, aber 'Bombe' ist dann doch wohl etwas übertrieben.


Deshalb kann man den Treibstoff auch nicht beim Apotheker des Vertrauens kaufen.
Wasserstoffperoxid gibt es selbstverständlich in jeder Apotheke.
Üblich sind dort aber nur Konzentrationen von ca. 30%.


Das Wasserstoffperoxid reagiert mit Silber als Katalysator und erzeugt
den notwendigen Druck auf die Düsen an den Blattspitzen.
Katalysatoren sind Stoffe, die eine chemische Reaktion ermöglichen
oder beschleunigen, ohne selbst daran teilzunehmen. Das Silber
reagiert also nicht mit dem Wasserstoffperoxid, sondern bewirkt
nur seinen Zerfall in Wasser, Sauerstoff und Wärme.


Trotz fehlendem Kolben- oder Wellentriebwerkslärm ist das Ding also nicht
gerade ein Fall für den blauen Umweltengel, mit so ner Chilisoße als
Betriebsstoff.
Wie gesagt: Wasserstoffperoxid zersetzt sich in Wasser und Sauerstoff.
Die Abgase im Betrieb sind also völlig unproblematisch. Anders sieht es
da schon bei der Handhabung des Wasserstoffperoxids aus. Auch da
neigt das Wasserstoffperoxid zur Zersetzung und der vom Wassermolekül
abgespaltene atomare Sauerstoff oxidiert alles, was mit ihm in Berührung
kommt.


Ingenieurtechnisch war der Ansatz für diesen Flieger aber brilliant.
Finde ich nicht. Wenn schon Blattspitzenantrieb, dann doch eher mit
Druckluft, kleinen Pulsotriebwerken o.ä., wie es schon Jahrzehnte
früher gemacht wurde.
 
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Laut der oben verlinkten Website wurde für das Ding nur 50%iges
Wasserstoffperoxid verwendet
???
Wer lesen kann ist echt im Vorteil :TD:

Intora ging 2003 oder 2004 in die genannte Firma Innosuisse auf. Die haben auch alle Entwicklungsrechte übernommen. Aufgrund der Gefährlichkeit des hochprozentigen Treibstoffes, der in vielen Ländern unter Kriegswaffen und Sprengstoffe fällt :). bemühte man sich die Konzentration zu vermindern, ob das jetzt den durchschlagenden Erfolg letztendlich hatte, weiss ich nicht. Die von Inora etwa 1997??? gebauten Prototypen flogen definitiv alle mit "Hochprozentigen". Aber das kannst du ja alles auch auf Jetrangers Link nachlesen.

Katalysatoren sind Stoffe, die eine chemische Reaktion ermöglichen
oder beschleunigen, ohne selbst daran teilzunehmen. Das Silber
reagiert also nicht mit dem Wasserstoffperoxid, sondern bewirkt
nur seinen Zerfall in Wasser, Sauerstoff und Wärme.
Sorry, korrekt. Hätte wohl das "auf" statt "mit" in der Kat Beschreibung verwenden sollen. Zieh mir einen Punkt ab. :(

Und 'fliegende Bombe'? Hmmmm. Wasserstoffperoxid neigt zwar
dazu sich zu zersetzen, da es keine sonderlich stabile Verbindung
ist, aber 'Bombe' ist dann doch wohl etwas übertrieben.
Der Generalbundesanwalt ist da anderer Meinung:
DPA Pressemeldung 05.09.2007
"Die mutmaßlichen Täter hatten sich nach Angaben von Generalbundesanwältin Monika Harms mit hunderten Litern Chemikalien eingedeckt, die sich zur Herstellung von Sprengsätzen eignen. Darunter waren 12 Kanister mit Wasserstoffperoxid, das ausgereicht hätte, eine Bombe mit einer Sprengkraft von 500 Kilogramm des Sprengstoffes TNT zu bauen. Um jede Gefahr auszuschließen, hatten die Ermittler jedoch bereits vor Monaten die Kanister getauscht: Hochprozentiges Wasserstoffperoxid wurde durch dreiprozentiges ersetzt."

Wenn schon Blattspitzenantrieb, dann doch eher mit
Druckluft, kleinen Pulsotriebwerken o.ä., wie es schon Jahrzehnte
früher gemacht wurde.
Ok, jetzt zieh ich dir einen Punkt ab. :) Die Energieausbeute des hochprozentigen Peroxids in Verbindung mit dem Fehlen nahezu jeglicher Zusatzaggregate (Gewicht), lediglich Förderpumpe und Durchflussregler wurden benötigt, erhöht den Wirkungsgrad aus Leistung und Gewicht des Antriebes im Vergleich zur "alten" Drucklufterzeugung oder der Nutzung des Abgasstromes konventioneller Triebwerke auf fossiler Brennstoffbasis um ein Vielfaches. Das hatten die Helmut-Walter-Werke in Kiel schon 1942 erkannt.
 
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Und Staustrahltriebwerke sind furchtbar ineffizient bei Mach 0.65 an der Blattspitze, und darüberhinaus unglaublich laut.
Was wohl (u.A.) der Fairey Rotodyne das Genick gebrochen hat.

gruß

A.P.
 
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???
Wer lesen kann ist echt im Vorteil :TD:
Ich bezog mich auf diesen Link in Posting #3:
http://www.innosuisse.com/upload/cms..._D_Perosin.pdf
Das ganz oben noch ein Link war, habe ich eben erst gesehen.


Der Generalbundesanwalt ist da anderer Meinung:
...
Das glaube ich eher nicht. Wasserstoffperoxid ist allenfalls
ein Grundstoff zur Herstellung von Sprengstoffen.
Wasserstoffperoxid alleine explodiert nicht.


Ok, jetzt zieh ich dir einen Punkt ab. :) Die Energieausbeute des
hochprozentigen Peroxids in Verbindung mit dem Fehlen nahezu jeglicher
Zusatzaggregate (Gewicht), lediglich Förderpumpe und Durchflussregler
wurden benötigt, erhöht den Wirkungsgrad aus Leistung und Gewicht des
Antriebes im Vergleich zur "alten" Drucklufterzeugung oder der Nutzung des
Abgasstromes konventioneller Triebwerke auf fossiler Brennstoffbasis um ein
Vielfaches. Das hatten die Helmut-Walter-Werke in Kiel schon 1942 erkannt.
Diese Vorteile habe ich schon gesehen. Ich finde nur den Preis der
dafür zu zahlen ist einfach unangemessen hoch. Wasserstoffperoxid
ist als Treibstoff extrem teuer, sehr schwer erhältlich und ziemlich
problematisch in der Handhabung.

Hellmuth Walter arbeitete ab den 30er Jahren an solchen
Antrieben und ist ziemlich bald dazu übergegangen, Treibstoff
in das Wasserdampf / Sauerstoffgemisch des zersetzten
Peroxids einzuspritzen, um den Wirkungsgrad zu verbessern
und den Peroxidverbrauch drastisch zu reduzieren.
 
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Und Staustrahltriebwerke sind furchtbar ineffizient bei Mach 0.65 an der
Blattspitze, und darüberhinaus unglaublich laut.
Was wohl (u.A.) der Fairey Rotodyne das Genick gebrochen hat.
Die Fairey Rotodyne hatte doch wohl einen Rotor mit Druckluftantrieb.
 

Gelöschtes Mitglied 7691

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richtig :red: das hab ich wohl mit einer anderen Maschine verwechselt... welche nur?
 
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richtig das hab ich wohl mit einer anderen Maschine verwechselt... welche nur?
Ich kenne nur die Hiller Hornet, Baujahr 1951?, gesehen im Museum of Flight Seattle.

Das blöde ist bei Hubschrauber mit "Lorinrohr" am Blatt müssen die Blätter erst mal fremdbeschleunigt werden, auf dass sich Strömung in diesen Öfen aufbauen kann.
 
EDCG

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Hilf mir auf die Sprünge, Me-163 "T-Stoff" Wasserstoffperoxid 80% plus
Kaliumpermanganat (Z-Stoff) als Kat?
Me-163B mit HWK 109-509: T-Stoff und C-Stoff.
C-Stoff = 30% Hydrazinhydrat, 57% Metanol, 13% Wasser mit
Kalium-Kupfer-Cyanid


Das blöde ist bei Hubschrauber mit "Lorinrohr" am Blatt müssen die Blätter
erst mal fremdbeschleunigt werden, auf dass sich Strömung in diesen Öfen
aufbauen kann.
Das sollte bei so einem Mini-Ding ja mit einer Handkurbel zu machen sein. ;)
 

Eagle

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Deshalb brauchen Gyrocopter (Rotor immer in AR) auch keinen Drehmomentausgleich, bei HS (mit Heckschraube) wird per Pedalsteuerung durch den Piloten der Heckschraubenschub oder -zug minimiert. (Einstellwinkelverringerung Nähe 0°)
Ich weiß, ist jetzt nicht sooo das Thema und auch nur ein recht geringer Streitwert...:red:

Der Heckrotor muss doch auch ein kleines bisschen im negativen Einstellwinkel arbeiten können (sprich Schub in die andere Richtung), sonst kann ich zum einen in der AR nicht die Reibungskraft im Getriebe, welche die Zelle mit dem Rotor mitdrehen lassen will ausgleichen und zum anderen noch weitergehend eine Kontrolle um die Hochachse entgegen der Drehrichtung des Hauptrotors darstellen.
 
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Eagle, natürlich richtig.
Meine "Nähe 0°" waren nur auf Heckschraubenschub/zug etwa "neutral" bezogen. Wieviel als Reibung bei konventionellen Hubschraubern durch die Kraftübertragung geht ist sehr unterschiedlich. Sehr bedeutend ist es nicht. Massenträgheit, Luftwiderstand und eventuelle Stabilisatorflächen dämpfen ja auch noch.

Konstruktiv geht aus den von dir genannten Gründen natürlich viel mehr.

BO 105 gerundet +17° bis -8°


EDCG, ich hätte schwören können, da war auch was mit Kaliumpermanganat :?! Das Zeug habe ich doch schon in der Schule geliebt :TD:
 
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