Bell Zweiblattrotoren

Diskutiere Bell Zweiblattrotoren im Hubschrauberforum Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Hallo, bin neu hier. Nun zu meiner Frage: beschäftige mich z.Z. mit Bell Helis und stelle fest, dass Bell lange Zeit (bis Ende der 1970er) an...

Moderatoren: gothic75
  1. #1 luedo34, 26.12.2011
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    Hallo, bin neu hier.
    Nun zu meiner Frage: beschäftige mich z.Z. mit Bell Helis und stelle fest, dass Bell lange Zeit (bis Ende der 1970er) an Zweiblattrotoren festgehalten hat, während andere bereits früh auf mehrblättrige Rotoren setzten.
    Weiß jemand warum?
    Bin für jeden Hinweis dankbar!

    Schöne Restweihnachten und guten Rutsch allen!
     
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  3. mariob

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    Hallom
    weil nach meiner Kenntnis Bell wohl Patente auf genau dieses Rotorsystem hält (man korrigiere mich). Außerdem bei allen Nachteilen kostengünstig zu bauen und zu betreiben, wobei ich denke das dieser Vorteil eventuell durch die gelenklosen Tragschrauben eingeholt wird.

    Gruß
    Mario
     
  4. #3 luedo34, 28.12.2011
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    Danke, dass ist schon mal ein erster Hinweis.
     
  5. #4 Acanthurus, 28.12.2011
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    Zweiblatt-Teetering-Rotor:

    +Kostengünstig in der Herstellung (weniger Rotorblätter, viel geringerer Part Count im Rotorkopf)
    +Keine Schwenkdämpfer erforderlich, nur ein Schlaggelenk
    +Rotordynamisch stabiler (z.b. keine "klassische" Whirl-Mode Instabilität, wie sie bei Bodenresonzproblemen oft ursächlich ist)
    +Kostengünstig im Betrieb
    +Kein freies Mastmoment, somit deutlich leichterer Rotormast möglich
    +Gutes Autorotationsverhalten
    +Tradition! (oder auch Ignoranz genannt?) Warum gibt es heute noch mehrheitlich Windows-PCs, obwohl es schon seit Jahren bessere Betriebssysteme gibt?
    +Know-How... man muss erst mal einen guten Mehrblattrotor bauen können, bevor man den bewährten Zweiblattrotor aufgibt
    +Bedarf an Hallenplatz
     
  6. mariob

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    Hallo,
    endlich einer der sich erbarmt und kompetentes sagen kann.
    @Acanthurus, kein freies Mastmoment, kannst Du das mit wenigen Worten mal erläutern? Meines bescheidenen Wissens nach ist doch unter anderem der Sinn einer Kopfkonstruktion, das die Blätter möglichst momentenfrei am Mast befestigt sind?
    Und wie sieht es denn mit den Betriebskosten vs. gelenklosen System aus? In der Anschaffung sind die teurer, so sollten doch aber auch die Wartungs - und Wechselintervalle deutlich günstiger aussehen, so das die Kosten auf die Betriebsstunden auch günstiger sind? Oder bin ich da auf einem Holzweg?

    Gruß
    Mario
     
  7. #6 Dr. Seltsam, 28.12.2011
    Dr. Seltsam

    Dr. Seltsam Guest

    Auch die Vierblattrotoren von Bell sind technisch, z.B. bei der 412 HP zwei Zweiblattrotoren ;)
     
  8. #7 luedo34, 29.12.2011
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    @Acanthurus: Danke, das hilft! Super Info!
     
  9. #8 Acanthurus, 29.12.2011
    Zuletzt bearbeitet: 29.12.2011
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    Hi..

    Momentenfreie Anbrinung ist nicht gleich momentenfreie Anbringung...
    eine entscheidende Größe ist der Schlaggelenksabstand, d.h. der Abstand des Schlaggelenkes (oder des fiktiven, elastischen Gelenkpunktes beim gelenklosen Rotor) von der Drehachse.
    Bei den typischen Zweiblattrotoren ist dieser NULL. Damit ist das einzige Steuermoment, welches auf den Hubschrauber wirken kann, beschränkt auf Abstand Rotorkopf zum Schwerpunkt multipliziert mit dem Sinus der Neigung der Blattspitzenebene multipliziert mit dem Rotorschub.
    An sich auch in Ordnung. Problem ist dabei nur, dass bei Null Schub Null Moment und damit Null steuerautorität auf Roll/nicik - die allseits berüchtigte Low-G-Problematik hat (u.A.) darin ihren Ursprung.
    Bei negativem Schub hätte ich damit sogar eine Ruderumkehr auf roll und nick... (ok, betrifft die "manntragenden" nicht wirklich)

    Wenn ich einen Hubschrauber agil machen will (und das in jeder realistischen Lage) , dann benötige ich Steuermoment.

    Sitzen die Schlaggelenke weiter außen, so gibt es ein Moment infolge der Fliehkraft:
    Rotorblatt-Fliehkraft*sinus(Blattspitzenebene)*Schlaggelenksabstand. Dieses ist unabhängig vom Schub, es hängt nur von festen Kenngrößen des Rotorsystems und dem Steuerausschlag ab.

    Ich benötige einen Mittelweg zwischen Steuerbarkeit und Belastung des Rotormastes - das Mastmoment darf aus Festigkeitsgründen und wegen der übertragenen Vibrationen eben auch nicht zu groß sein.

    Was die Kosten angeht: der direkte Konkurrent für den Zweiblattrotor war eben zunächst der artikulierte Mehrblattrotor mit all seinen zusätzlichen Teilen.. erst mit dem Erscheinen von gelenklosen und lagerlosen Rotoren war ein im Betrieb einigermaßen konkurrenzfähig günstiger Rotor
    zu machen.... unter der Voraussetzung, dass die hohen Entwicklungs- und Nachweiskosten sich nur auf den Anschaffungspreis auswirken.
    Dazu sollte man sich neben den erwähnten Vorteilen auch die Nachteile des Teetering-Rotors gegenüber einem Mehrblattsystem anschauen:

    -kein freies Steuermoment (siehe oben)
    -niederfrequentes Vibrationsspektrum mit höherer Grundamplitude
    -Höhere Lärmentwicklung (2 GROSSE Druckstörungen pro Umdrehung anstatt zwei kleinerer)
    -geringerer verwendbarer Schwerpunktbereich


    gruß
    a.p.
     
    Thone gefällt das.
  10. mariob

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    Danke Acanthurus,
    für die ausführliche Erklärung, das ist schon sehr erhellend, Teil 2 des variablen Schlaggelenksabstandes muß ich mir nochmal mit Zettel und Stift zu Gemüte führen, heute ist mir das zu spät. Wie geschrieben, danke nochmal.

    Gruß
    Mario
     
  11. #10 Acanthurus, 30.12.2011
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    Freies Mastmoment...
    Ich hab mal für ein Modellbauforum ein ähnliches Thema Thema aufbereitet gehabt, daraus stammt die angehängte Grafik.. Den Anteil 1a) im oberen Bildtitel müsste man für dieses Forum etwas überarbeiten (wofür mir grad die Zeit fehlt) aber ich denke, das Bild zeigt ganz ordentlich, was ich mit dem freien Moment infolge Fliehkräfte bei Schlaggelenksabstand >0 meine, und wie das schubabhängige Steuermoment bei den Zweiblattrotoren funktioniert (Anteil 2)

    gruß
    a.p.
     

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    Hallo

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  13. mariob

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    Hallo,
    @ Acanthurus, nochmal tausend Dank, ich hatte da vor Deinen ersten Ausführungen einen fürchterlichen Knoten im Hirn, im Ernst:). Interessant sind die durch die Fliehkraft erzeugten zusätzlichen Kräfte, so hatte ich das noch gar nicht gesehen.
    An den Zweiblattsystemen ist das ja eine über den Mast gestülpte Glocke, die oben mit dem Mast verbunden ist und an deren unterem Rand die Blätter befestigt sind. Das ändert aber an Deiner Formel für den Schlaggelenksabstand nichts.
    Kriegt man bei Mehrblattsystemen überhaupt einen Gelenksabstand von 0 konstruktiv hin, oder besser würde man den hinkriegen?
    Auf alle Fälle wieder schön Futter fürs Hirn, schön das andere Ihr Wissen teilen.

    Gruß
    Mario
     
  14. #12 Acanthurus, 19.01.2012
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    Hallo, Mario.

    Einen Abstand von Null bei Mehrblattrotoren könnte man sicherlich auch bei Mehrblattrotoren kosntruktiv verwirklichen - z.B. indem man die Blätter gemeinsam an einer Grundplatte anbringt, welche über ein zentrales Kugelgelenk mit dem Rotormast verbunden ist.
    Darüberhinaus gibt es weitere Möglichkeiten... ein effektiver Drehpunkt kann bei entsprechender Gestaltung der Lagerung auch außerhalb des eigentlichen Lagers sitzen (ich verweise da als Denkbeispiel mal auf die drehbar gelagerten Getränkedosenhalter fürs Auto), da sitz der effektive Drehpunkt deutlich über dem Gelenk selbst)
    Ob eine solche Konstruktion viel Sinn macht, das ist ne ganz andere Frage.
     
Moderatoren: gothic75
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