Berechnung/Abschätzung Rotormastbiegemoment

[Dauphin1]

Mal wieder ein sehr theoretische Frage:
Wie kann ich in der Vorauslegung das Rotormastbiegemoment abschätzen? Da müsste doch eigentlich auch eine relativ einfache Berechnung möglich sein, oder?

Grüße,

Bernd

 

[Gelöschtes Mitglied 7691]

Hi..

kommt sehr stark auf den Rotorkopftyp an.
Hier mal ein-zwei gaaaaanz grobe Faustregeln

M_mast: Mastmoment (in Nm)
F_s: Rotorschub, ungefähr Masse in Kg*9,81m/s^2*1/0,95 (einbauwirkungsgrad)
l_cg: Abstand des Rotorkopfzentrums vom Gesamthubschrauber-Schwerpunkt
a: Schlaggelenksabstand (bei gelenklos: effektiver Schlaggelenksabstand)
beta: Schlagwinkel (grobe Annäherung für den Standfall: Schlagwinkel=zyklische Einstellwinkelamplitude)
z: Anzahl der Rotorblätter
beta_0: Konuswinkel
k: effektive Nachgiebigkeitskonstante (kehrwert der Federkonstante) des Rotorsystems
(in rad/nm bzw. °/Nm)
-Teetering-Rotor (Jet Ranger, R22 etc.):

M_mast=sin(beta)*l_cg*F_s


-Gelenkiger (mehrblatt) Rotor

M_mast=sin(beta)*l_cg*F_s + (sin(beta0+beta)-sin(beta0-beta)*a*F_s

-Gelenkloser Mehrblattrotor:

M_mast=sin(beta)*l_cg*F_s + (sin(beta0+beta)-sin(beta0-beta)*a*F_s+(z*beta)/k


Quelle in Auszügen


gruß

A.P.

 

[Dauphin1]

Hallo Acanthurus,

Danke für Deine Antwort. Ich muss mich da mal ganz intensiv eindenken. Hab mir die angegebene Literatur mal bestellt.

Gruss,

Bernd

 

[Gelöschtes Mitglied 7691]

Hi..

sehr viel mehr steht da zu diesem Thema nicht drin, es ist wie gesagt nur eine Abschätzung. Das Buch befasst sich mehr mit Simulation und Messtechnik im kleinen Maßstab.
Die "Kunst" besteht normalerweise gar nicht in der Berechnung, sondern in der Bestimmung der dafür erforderlichen Kenngrößen des Rotors, wie z.B. den (effektiven) Schlaggelenksabstand, die Nachgiebigkeit evtl. vorhandener Elastizitäten usw., und v.A. die auftretenden Schlagamplituden.
Ich blättere gerade im Standardwerk "Helicopter Theory" (ISBN 0-486-68230-7). Dort sind ausführliche Herleitungen für Blattbiegemomente etc. vorhanden, mit recht viel schwieriger Theorie, allerdings finde ich dort keine schöne Faustformeln für das Mastbiegemoment, ebensowenig in Stepniewski´s "Rotary Wing Aerodynamics".
Schwere Kost :?!

Anders herum kannst du natürlich versuchen, aus den gewünschten Flugeigenschaften deines Entwurfes abschätzen, welches Mastmoment du überhaupt benötigst, um diese zu erreichen. Z.b. aus einer gewünschten Rollrate. Man muss sich aber im Klaren sein dass für viele Hubschrauber nicht der Manöverflugfall, sondern der Standfall am Boden bzw. Schräglandung am Hang der dimensionierende Lastfall ist.


gruß

A.P.