Bell 429, experimenteller Drehmomentausgleich?

[Chopper80]

Ich bin mir nicht sicher, ob man die Drehrichtung ändern muss.
Bei konventionellen Heckrotoren geht der Blatteinstellwinkel doch auch nicht ins negative.
Oder mache ich da einen Denkfehler?

Doch, da machst Du einen Denkfehler. Der Heckrotor muss sowohl positiven und auch negativen Blatteinstellwinkel beherrschen.

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C80

 

[Gilmore]

Das durch den Hauptrotor verursachte Drehmoment ist, schätze ich mal, so stark, dass es keiner Drehrichtungsänderung bedarf, wahrscheinlich noch nicht einmal einem kurzen Stillstand der Fenestrons.

 

[Chopper80]

Das durch den Hauptrotor verursachte Drehmoment ist, schätze ich mal, so stark, dass es keiner Drehrichtungsänderung bedarf, wahrscheinlich noch nicht einmal einem kurzen Stillstand der Fenestrons.

Und wie willst Du dann Schub in beide Richtungen erzeugen?
Pedale in Neutralstellung erzeugen immer einen Schub nach links ( bei der üblichen Drehrichtung des Hauptrotors, Franzosen und Russen natürlich nach rechts ) . Der verstärkt sich natürlich bei Leistungserhöhung, bei voll rechtem Pedal muss der Schub dann natürlich in die andere Richtung gehen.

C80

 

[GorBO]

Interessant ist auch die Leistung, die die da am Heck verbaut haben. Und wo sie die hernehmen.
Der Fenestron der H145 hat gerüchteweise ca. 250KW bzw. zieht soviel aus dem Getriebe ab, wenn man voll links rein tritt.
Jetzt hat die 429 erstmal ein geringeres MTOW als die 145, dafür sollten aber vier kleine Fans weniger efizient sein, als ein großer, so dass ich überschlägig mal mit ca. 4x 50 KW rechnen würde. Da muss man schon ganz schön dicke Motoren einbauen, dicke Kabel ziehen und vor allem einen kräftigen Generator an die Triebwerke flanschen. Sicherlich alles machbar, ist aber am Ende alles Gewicht auf den Rippen des Hubschraubers. Und die Finne an sich wird auch mehr wiegen, als das klassische Heck der 429.
Also ob man damit das Gewicht von Welle und Winkelgetrieben unterbietet, kann man anzweifeln.
Bei Komplexität und Wartungsfreundlichkeit sehe auch keinen Vorteil für die E-Fans.
Aber am Ende ist das vielleicht nur ein Technologieträger für einen zukünftigen Hybridhubschrauber und dann macht das plötzlich alles Sinn.

 

[Chopper80]

So dick sehen ja die 4 Motoren nun auch wieder nicht aus... Den Generator wird man direkt am Heckrotorwellenausgang des Hauptgetriebes anbringen, dann gibt es auch Strom bei TW-Ausfall. Wartungsfreundlicher sollte das System aber sein. Keine Getriebe , keine Steuerstangen mit Mechanik, keine Welle....
Ein Technologie- und Erprobungsträger ist das aber in jedem Fall.

C80

 

[Spartacus]

wie man das Problem gelöst hat Schub in beide Richtungen zu erzeugen.

Musst Du nicht. Die Zelle dreht schnell genug in die eine Richtung, wenn Du gar keinen Heckrotor-Schub erzeugst. Auch der konventionelle Heckrotor geht nicht in negativen Pitch.
Ich habe mir inzwischen das Video von Bell und den Artikel im verticalmag angeschaut.
Es soll(!) leiser sein - bleibt abzuwarten.
Es soll sicherer sein - ja, wenn man z.B. auf festem Boden steht und in flight idle auf irgendetwas wartet (Tanken, Notarzt, Einsatzkräfte, ...), dann könnte man tatsächlich den Heckrotor ausschalten. Und ja, wenn die 4 kleinen Rotoren z.B. jeder über einen eigenen kleinen Generator angetrieben werden und zusätzlich so ausgelegt sind, dass einer auch die Gesamtlast aller vier übernehmen könnte. Dann ist hohe Redudanz vorhanden.
Es soll einfacher zu warten sein - ja, weil deutlich weniger mechanische Verbindungen (Getriebe, Wellen, Steuerstangen, ...) erforderlich sind.
Dass das in Summe weniger wiegt (Generatoren, Kabel und Elektromotoren gegen Getriebe, Wellen und Steuermechanik) ist zumindest wahrscheinlich.
Und wenn einer der kleinen Rotoren theoretisch schon ausreichen würde (und der Rest Redundanz wäre), dann hätte man echte Power auf dem Heckrotor, wenn alle vier laufen. Bin gespannt, wie weit die den Flight envelope schieben können bzgl. Seitenwindkomponente etc..

Sieht immer noch ungewohnt aus für mich, aber nach dem Artikel klingt es jetzt zumindest sehr viel interessanter.

Bleibt spannend

Spartacus

 

[lutz_manne]

Ich versteh den Entwicklungsschritt nicht. Was spricht gegen Coaxil Hauptrotoren oder den Flettner-Doppelrotor?

 

[jackrabbit]

Hallo,

Was spricht gegen Coaxil Hauptrotoren oder den Flettner-Doppelrotor?

im Wesentlichen der höhere bauliche Aufwand (2. Rotorkopf, Getriebe,...) und die zugehörige Wartung.
Wahrscheinlich ist das gegenüber den bestehen Systemen kein „Gewinn“.
Das ist bei Wikipedia auch ganz gut aufgeführt: unter Koaxial- und Flettner-Rotor.

Grüsse

 

[Flying_Wings]

... Und ja, wenn die 4 kleinen Rotoren z.B. jeder über einen eigenen kleinen Generator angetrieben werden und zusätzlich so ausgelegt sind, dass einer auch die Gesamtlast aller vier übernehmen könnte. Dann ist hohe Redudanz vorhanden. ...

Das wäre schon sehr viel Redundanz, und in der Luftfahrt und insbes. beim Hubschrauber mMn eine viel zu hohe Redundanz, weil viel zu viel zusätzliches Gewicht.
Ich denke eher, dass man das System so ausgelegt hat, dass man den Ausfall eines der vier kleinen Heckrotoren verkraften und mit Maximalschub der verblieben drei noch sicher landen kann.

F_W

 

[GorBO]

Tatsächlich braucht ein Hubschrauber normalerweise gar keine Redundanz beim Heckrotor. Es muss sichergestellt sein, das ein Ausfall des Drehmomentausgleichs keine katastrophalen Folgen hat und ein Hubschrauber mit entsprechendem Defekt durch eine trainierten Piloten sicher gelandet werden kann. Ansonsten könnten heutige Hubschrauber gar nicht zugelassen werden, da der Heckrotor ein Single Point of Failure ist.

 

[Chopper80]

Auch der konventionelle Heckrotor geht nicht in negativen Pitch.

Doch. Bei starkem Wind von links oder bei einer AR brauchst du negative Pitch um die Richtung zu halten ( Bei linksdrehenden Rotor )

C80

 

[Spartacus]

brauchst du negative Pitch

ich check das das mal bei meinem nächsten Flug :-)

 

[Chopper80]

Ich denke eher, dass man das System so ausgelegt hat, dass man den Ausfall eines der vier kleinen Heckrotoren verkraften und mit Maximalschub der verblieben drei noch sicher landen kann.

F_W

Der Grund wird eher in der Drehzahlregelung liegen. Die 4 Fans sind aufgrund des geringeren Trägheitsmomentes schneller zu regeln als ein grosser Rotor und bei der Heckrotorsteuerung ist ein schnelles Ansprechverhalten nötig.

C80

 

[zwischennetz]

ich check das das mal bei meinem nächsten Flug :-)

Hast du noch nie bei einer Übungs-AR in die Pedale getreten? Wär äußerst ungünstig, wenn das nur in eine Richtung funktionieren würde.

 

[Spartacus]

Hast du noch nie bei einer Übungs-AR in die Pedale getreten? Wär äußerst ungünstig, wenn das nur in eine Richtung funktionieren würde.

Natürlich ;-)
Alleine im Rahmen der Grundausbildung zum Scheinerwerb waren es deutlich über 70 ARs in allen möglichen Varianten.

Aber es muss immer nur in eine Richtung funktionieren: Wenn ich den Flare mache und dann abfange, trete ich in die Power-Seite, bei der R44 also links. Da brauche ich den großen positiven Pitch am T/R, um das Drehen der Zelle nach rechts zu verhindern.
In die andere Richtung, muss ich üblicherweise nur T/R-Pitch wegnehmen. Der Rest wird durch den Drehmoment auf die Zelle erreicht, den ich dann nicht mehr ausgleiche. Und ob ich dann zusätzlich wirklich negativen Pitch brauche, frage ich mich derzeit.

Spartacus

 

[zwischennetz]

Aber es muss immer nur in eine Richtung funktionieren: Wenn ich den Flare mache und dann abfange, trete ich in die Power-Seite, bei der R44 also links. Da brauche ich den großen positiven Pitch am T/R, um das Drehen der Zelle nach rechts zu verhindern.

Da bist du gedanklich schon bei der Power-Recovery. Du musst dir bewusst machen, dass das bei einem echten Triebwerksausfall so nicht passiert! Hast du schon mal full down autorotiert? Oder denk mal an die Hover-AR, da muss man ja auch voll rechts reinlatschen.

In die andere Richtung, muss ich üblicherweise nur T/R-Pitch wegnehmen. Der Rest wird durch den Drehmoment auf die Zelle erreicht, den ich dann nicht mehr ausgleiche. Und ob ich dann zusätzlich wirklich negativen Pitch brauche, frage ich mich derzeit.

Wenn du in der AR keinen Antrieb vom Motor hast, wirkt durch die Reibung des Getriebes ein (vergleichsweise geringes) Drehmoment in Drehrichtung des Rotors.
Dreh mal bei der Vorflugkontrolle direkt am Heckrotor. Oder schau ins Maintenance Manual von deiner Robbi. Chapter 10.140. Da steht, dass der Heckrotor auf ca. +19.0° bis -16° geriggt werden soll, mit einer gesamten Auslenkung von 35°.

 

[Flying_Wings]

Man benötigt auch negativen Pitch, der muss allerdings nicht so groß sein wie der positive. Ist hier auf Seite 3-4 auch gut beschrieben:

https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/helicopter_flying_handbook/media/hfh_ch03.pdf

 

[Spartacus]

Da bist du gedanklich schon bei der Power-Recovery. Du musst dir bewusst machen, dass das bei einem echten Triebwerksausfall so nicht passiert! Hast du schon mal full down autorotiert? Oder denk mal an die Hover-AR, da muss man ja auch voll rechts reinlatschen.

Weiß ich natürlich. Und ja, auch full downs habe ich bei nicht nur einer Gelegenheit geübt.

Wenn du in der AR keinen Antrieb vom Motor hast, wirkt durch die Reibung des Getriebes ein (vergleichsweise geringes) Drehmoment in Drehrichtung des Rotors.
Dreh mal bei der Vorflugkontrolle direkt am Heckrotor. Oder schau ins Maintenance Manual von deiner Robbi. Chapter 10.140. Da steht, dass der Heckrotor auf ca. +19.0° bis -16° geriggt werden soll, mit einer gesamten Auslenkung von 35°.

Wie gesagt, bei der nächsten Vorflugkontrolle will ich mir das mal selbst anschauen. Hatte ich ja geschrieben.
Aber das maintenance-manual habe ich mir noch nicht angeschaut. Da ich keine eigene Maschine habe, sondern chartere, ist für mich das POH relevant, wo das nicht drin steht. Ein MM hatte ich mir bisher noch nicht zugelegt. Aber wenn das rigging dort so beschrieben steht, dann passt das ja.

Ist hier auf Seite 3-4 auch gut beschrieben:
https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/helicopter_flying_handbook/media/hfh_ch03.pdf

Und da steht's dann auch sehr schön:

The capability for tail rotors to produce thrust to the left (negative pitch angle) is necessary, because during autorotation the drag of the transmission tends to yaw the nose to the left, or in the same direction the main rotor is turning.

Danke für den Hinweis. Das PDF habe ich selbst auch zu Hause, hatte aber nicht daran gedacht, dort nachzuschauen.

Spartacus

 

[Chopper80]

Nicht nur bei der AR brauche ich negative Pitch, wenn man bei kräftigem Seitenwind Hovern will ( oder schneller Seitwärtsflug ) muss noch genügend negativer Schub vom Heckrotor möglich sein um die Richtung zu halten. Das wird auch bei Werkstattflügen nach Wartungsmassnahmen am Heckrotor entsprechend erflogen. Ist anfangs ein komisches Gefühl so unkoordiniert herumzueiern...

C80

 

[Spartacus]

Das wird auch bei Werkstattflügen nach Wartungsmassnahmen am Heckrotor entsprechend erflogen.

Als PPLer bin ich von Werkstattflügen zum Glück verschont geblieben
Transfers von/zur Werft habe ich schon mal geflogen, aber da war das Ding bereits freigegeben.

Ist anfangs ein komisches Gefühl so unkoordiniert herumzueiern...

Das wiederum kommt mir aus der Ausbildung noch bekannt vor ;-)

Spartaucs