g-Belastung

Diskutiere g-Belastung im Hubschrauberforum Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Moin Freunde, ich habe da mal wieder eine Frage, die ich auch mit der Suchfunktion nicht beantworten konnte. Gibt es Vorschriften die...

Moderatoren: gothic75
  1. #1 blackhawk86, 09.12.2010
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    Moin Freunde,

    ich habe da mal wieder eine Frage, die ich auch mit der Suchfunktion nicht beantworten konnte. Gibt es Vorschriften die festlegen, wie viel g ein Hubschrauber verkraften können muss?
    Mir hat vor kurzem ein Kollege, der früher Schrauber bei den Heeresfliegern war, erzählt,dass sie da einen Hubschrauber hatten, der aufgrund zu hoher g-Belastung einen verbogenen Heckausleger hatte.
    Mich würde echt mal Interessieren, bei wie viel g so etwas passieren kann.:?!

    Mit freundlichen Grüßen,
    blackhawk
     
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  3. #2 chopper, 09.12.2010
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    Für jeden Hubschrauber ist im Flughandbuch festgelegt, welchen positiven oder negativen g-Kräften er ausgesetzt werden darf. Was dieser "Schrauber von den Heeresfliegern" geschildert hat ist aber nicht durch g-Kräfte verursacht worden. Er meint vermutlich das Foto (ich habe es gerade nicht zur Hand) einer US UH-1, das früher in vielen Hörsälen in Achum hing. Zu sehen war eine UH-1, deren Heckausleger in sich verdreht war. Die Aussenhaut warf regelrecht Falten! Diese Maschine war durch einleiten zu hoher Kräfte in das dynamische System "übertorqued" worden. Vereinfacht ausgedrückt hatte man zu heftig am Pitch gezogen. In jeder Maschine der Buneswehr gab es daher eine sogenannte Torqueanzeige mit einem Schleppzeiger, der die höchste erflogene Belastung auswies. Darüberhinaus war dieses Instrument auch für den Hubschrauberführer eine wertvolle Hilfe, um Überlastungen der Maschine zu vermeiden.
     
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  4. #3 blackhawk86, 09.12.2010
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    Moin chopper,

    dass kann gut sein, das mein Kollege von dem Vorfall berichtet hat, ist auf jeden Fall sehr beeindruckend so etwas;-)
    Kannst du mir eventuell mal so Daumen-Werte für die zulässigen g-Kräfte eines Hubschraubers geben. Damit ich mir mal ne Vorstellung machen kann.
    Danke dir.

    blackhawk
     
  5. #4 Chopper80, 10.12.2010
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    Bei der BO habe ich mal was von +3G gelesen, bin mir aber nicht sicher, ob das für die RED BULL Bo galt oder für alle. Im Flightmanual steht jedenfalls kein Limit drin.

    C80
     
  6. grinch

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    Na klar, in den allgemein downloadbaren und nachlesbaren Konstruktionsvorschriften steht alles drin :D

    Da das bereits bei der Zulassung erprobt und genehmigt wurde, muss es nicht mehr in Flughandbuch stehen und tut es auch nicht.

    Overtorque hat im nichts mit Lastvielfachen zu tun. Es handelt sich dabei um eine mechanische Begrenzung von Komponenten. Da geht es einfach um Drehmomente und ihre Auswirkungen. Die Bell 205-412 Reihe (vergleichbare Zelle) hat hier historisch erhebliche Probleme, die zu zahlreichen Unfällen und Nachbesserungen über die Jahrzehnte geführt haben.
     
  7. #6 chopper, 10.12.2010
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    Ich habe mal mein altes Flughandbuch für die Alouette II SE 3130 zu dem Thema befragt. Als positives Lastvielfaches ist dort 2,2 g angegeben. Dies ist ein Wert, der beim "Bodenturnen" (Tiefflug auf erkundeten Tiefflugstrecken in ca. 10 ft) in engen Kurven durchaus erreicht werden kann. Es gab zwar keine Anzeige für die g-load, aber das "Popometer" gibt da zumindest einen Anhaltspunkt.
    Zu negativen Lastvielfachen schweigt sich das Handbuch merkwürdigerweise aus. Es hieß dazu im theoretischen Unterricht nur, daß man negative Lastvielfache vermeiden sollte. Gleiches wurde durch die Fluglehrer vermittelt.
    Ich habe mich dann später (Achtung! Fliegerische Unzucht!) auch gelegentlich in geringfügige negative Lastvielfache begeben, aber aufregendes ist dabei nicht passiert.
    Die zulässigen Lastvielfachen der Hubschrauber sind jedenfalls systembedingt weit geringer als die von Kampfjets.
     
  8. #7 grinch, 10.12.2010
    Zuletzt bearbeitet: 10.12.2010
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    Früher waren die Konstruktionsvorschriften national und inhaltlich zu den heutigen unterschiedlich. Bekanntlich können die halbstarren Bell Tragschrauben gar keine negativen Lastvielfachen ab, da kann natürlich auch -1g nicht fröhlich erreicht werden. Die alten Kisten haben natürlich Bestandsschutz.

    +2g sind übrigens der korrekte physikalische Wert bei konstanten Kurven mit 60° Schräglage. Nur mal um das Popometer zu kalibrieren :D

    Negative Lastvielfache sollen vermieden werden, da das Kraftstoffsystem im Regelfall nicht für negative Beschleunigungen ausgelegt ist und das zum Triebwerksausfall führen kann. Alle 1-Tank Systeme (AS350, Bell 206, ALII, usw.) und natürlich die ganz einfachen mit Fallbetankung (R-22,44, Hughes 269) stehen bei negativen Lastvielfachen ganz schön blöd da, wenn sich die Suppe in Richtung Deckel bewegt und die am Boden angebrachte Pumpe nur noch Luft saugt. Nur die Systeme mit druckbetankten Entnahmebehältern wie bei BO105, BK117, Mi-8 usw. können das leisten, da sie im Regelfall immer prall gefüllt sind.

    Komischerweise habe ich das Gefühl, dass solche eigentlich enorm wichtigen Details in der Schulung von heute meist untergehen und sich die Aspiranten dann wundern.
     
  9. Thone

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    Wahrscheinlich wird mehr Wert drauf gelegt, die Schüler nicht mit zu viel Details zu verwirren und statt dessen die Kuschelatmosphäre zu pflegen.
    Zudem wird so wenig Zeit im Hubschrauber verbracht, dass man dafür schlicht keine Zeit zu haben scheint. Und der Sim tut sich schwer mit negativen Lastvielfachen.

    Gruss,

    Thomas

    Thomas
     
  10. #9 muermel, 10.12.2010
    Zuletzt bearbeitet: 10.12.2010
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    Wir haben ziemlich ausführlich über Low-G-Manöver gesprochen, deren Gefahren für halbstarre Rotorköpfe, NTSB-Berichte über tödliche Unfälle mit R-22 und R-44 gelesen, Low-G im Schweitzer 300 CBI durch den Fluglehrer demonstriert bekommen. Ich kann nicht behaupten dass in der Schule in der ich gerade lerne, nicht über Low-G-Konditionen und ihre Auswirkungen auf die Flugsicherheit, in Bezug auf Rotorköpfe und "Gravity-Feed Fuel Systems" (Motor könnte absterben), gesprochen wird. Sowohl auf der Theorieseite als auch durch die Fluglehrer wird ausführliche darüber gesprochen und darauf hingewiesen. Es könnte z.T. daran liegen dass die JAA-Schulung die 5-Fache Zeit für Theorie vorsieht, verglichen mit FAA. Das soll nicht heissen dass die Anforderungen an das Theoriewissen in manchen Bereichen nicht übertrieben hoch sind ;-)

    @Thone
    Die Atmosphäre hier ist nicht kuschelig :-) Freundlich, respektvoll, sehr professionell. Es wird einem aber auch ordentlich Kritik gegeben wenn es erforderlich ist. Ich habe heute nen schlechten Tag gehabt und 2 Autorotationen mit Power-Recovery versaut. Bei der 1. war der Flare zu spät, bei der 2. zu früh. Das hat mir mein Fluglehrer aber hinterher und während des Rückflugs auch ziemlich deutlich gesagt. Gekuschelt wird bei uns eher nicht ;-)

    Wir fliegen übrigens 5 Tage, a 2 zwei Stunden Slots, in 2 Wochen. Das ergibt ungefähr 10 Flugstunden in 2 Wochen für die ersten Monaten, bis man die Grundlagen draufhat. Einen Sim werde ich bis zur IR-Schulung nicht von innen sehen.

    lg
     
  11. #10 grinch, 10.12.2010
    Zuletzt bearbeitet: 10.12.2010
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    Ich drück dir die Daumen. Offenbar hast du ja keinen Fernkurs belegt!
     
  12. #11 blackhawk86, 10.12.2010
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    Moin,

    hey, danke Grinch für die Werte. Wo kommt man denn an so was ran?

    Eigentlich kann man doch mit nem Hubschrauber relativ leicht in den negativen g-Bereich kommen, oder?
    Da ist es doch krass das einige Hubschrauber wie die erwähnten da schon arge Probleme kriegen.
    Ich weiß ja das die Robinsons und Konsorten nun nicht gerade die Kunstflugmühlen sind ;-)
    Aber n bisschen Spaß soll man doch damit auch mal haben, oder nicht?

    Gruß,
    blackhawk
     
  13. #12 Chopper80, 10.12.2010
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    Low G, also 0 - 1 G, ist leichter möglich, negative G sind dagegen etwas schwerer zu erreichen.

    C80
     
  14. #13 chopper, 10.12.2010
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    Chopper 80 hat Recht, es ist nicht ganz einfach. Ich habe letztlich ein Flugprofil geflogen, das heute bei den Parabelflügen geflogen wird um die Schwerelosigkeit zu simulieren. Aber natürlich gaaanz vorsichtig, ein Hubschrauber ist ein sehr filigranes Fluggerät. Ob ich nur im low-g Bereich war oder tatsächlich leicht im negativen Bereich kann ich mangels Anzeigegrät nicht mit Sicherheit behaupten.
     
  15. #14 muermel, 10.12.2010
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    Das betrifft nicht nur die Robinsons. Die halbe Bell-Palette (204, 205, 206, 212, 214, 222, Cobra und 230, Bell 47) sprich alles mit 2-Blatt halbstarrem Rotorkopf ist betroffen. Spass kannste mit den Hubschrauber tonnenweise haben, nur halt nicht im low-g oder negativen-g Bereich.

    Der Rumpf, also der Hubschrauber, muss immer wie ein Pendel am Rotorsystem hängen, ansonsten besteht die Gefahr des Mastbumping, es sei denn der Pilot weiss zu 1000% genau was er tut und "lädt" wieder Gewicht an den Hauptrotor wer in den low-g oder negativen-g Bereich kommt. Ich denke aber nicht dass es normalen Piloten (Testpiloten haben es sicherlich mal ausprobiert) laut POH des Herstellers erlaubt ist, den Hubschrauber in diese Flugkondition zu bringen.

    lg
     
  16. arneh

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    Ist das aus FAR/JAR 29?
    Wenn ja, wie ist es dann bei Geräten die nicht nach diesen zugelassen sind ?
    Hat Onkel Frank in seinen RFM's g limits angegeben ?
    Gab es vorher in den Bauvorschriften ein statement bezgl. g limits ? Und wenn nein, woher entnimmt man sie dann für die ganzen nicht nach der neusten Vorschrift zugelassenen?
     
  17. #16 blackhawk86, 14.12.2010
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    unter der Bezeichnung hab ich's jetzt auch in den Weiten des Internets gefunden. Danke dafür;-)
    Gruß,
    blackhawk
     
  18. #17 Acanthurus, 20.12.2010
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    Hi..

    vielleicht sollte man mal der Form halber unterscheiden, ob man die flugmechanisch und systemtechnisch möglichen oder die rein strukturellen Lastvielfachen meint. Letztere sind (im Prinzip) auch für die nicht-low-G-tauglichen Rotorsysteme anzuwenden/nachzuweisen - einfach der (komponenten- und baugruppenweise) Nachweis, dass die entsprechenden Lasten, welche bei den gegebenen Lastvielfachen anliegen, auch ertragen werden können - auch wenn sie fliegerisch gar nicht erreicht werden können.

    Insofern sind auch nach aktuellen Bauvorschriften solche nicht-low-g-tauglichen Rotorsysteme zulassbar - auch ohne die Bestandsschutzregeln - sofern die Bauvorschriften stur eingehalten werden - fliegerisch wird man nicht (lebend) in diesen Zustand kommen.

    Das führt dann zu solchen lustigen Stilblüten dass man bei dem Nachweis von seilbasierten Außenlastsystemen schriftlich begründen muss, warum man keine "Druckseile" verwendet ;)

    Das Zitat dürfte wohl aus den EASA CS-29 sein. Die "alten" Jar-29 sind für Neuzulassungen nur in Ausnahmefällen anwendbar.

    Die Angabe von G Limits in Handbüchern findet man zwar manchmal (z.B. in Verbindung mit zusätzlicher Ausrüstung), aber wie sinnvoll das ist (in Ermangelung eines geeigneten Instrumentes) darf man hinterfragen.

    gruß
    a.p.
     
  19. #18 Chopper80, 20.12.2010
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    Doch , nur nicht lebend wieder raus.

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  21. #19 grinch, 21.12.2010
    Zuletzt bearbeitet: 21.12.2010
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    Ich habe noch keine konstruktive Zulassung eines Luftfahrzeuges beim Amt betrieben, nur Kompononenten. Geht man aber nach den aktuellen Konstruktionsvorschriften früher mal "JAR" 27 oder 29, heute CS 27 und 29, dann dürften low G Fluggeräte heute wahrscheinlich keine Neu-Zulassung erhalten. Denn die zitierten Limits müssen eigentlich auch alle im Fluge nachgewiesen werden.

    Außerdem sind auch für das Rotorsystem die genannten Werte +3,5 bis -1 verbindlich.

    Ich weiss aber nicht wie exakt und wortgenau die Ämter sich an diese Vorschriften halten. Ausnahmen gegehen wahrscheinlich immer. Zumindest sind mir auch in jüngerer Zeit schon Teil-Konstruktionen aufgefallen, bei denen ich mich ernsthaft frage, wie die wohl zulassungskonform sein sollen. :?!

    Bei den load factor ist übrigens folgendes ganz interessant, während man für das Luftfahrzeug relativ moderate load limit Werte bestimmt hat, gilt für die gesamte Inneneinrichtung und verbundene Einzelteile

    Das sind schon heftige Werte.
     
  22. #20 Acanthurus, 21.12.2010
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    Ja, aber das sind Crashlasten und zudem ULTIMATE, d.h. der sonst noch übliche Sicherheitsfaktor von 1.5 entfällt. Außerdem darf die Struktur nach dem Auftreten dieser Lasten BELIEBIG schlimm aussehen, solange dadurch niemand von den Insassen zu Schaden kommt. Detailliertere Angaben, was denn jetzt ausreichend "restraint" bedeutet (d.h. z.B. eine Definition des Überlebensraums) sind nur schwer herauszulesen. Insbesondere bei der Struktur unter den Sitzen ist das ein ENTSCHEIDENER Faktor, denn diese wird nach 20g nicht wiederzuerkennen sein... ausserdem werden für die Insassen nur Gewichte von 77kg angesetzt. Früher waren da "down" maximal 8g erforderlich... das entspricht schon der normalen Ultimate load (bei 3.5g, Sicherheitsfaktor 1.5) eines 117-Kg-Mannes. 8g sind schon bei einem "mittelmäßigen" Rumms noch gar nichts - wie der kürzlich hier vieldiskutierte B-Promi-R-44-Crash leider zeigte. Auch diese Tatsache wirft nochmal ein anderes Licht auf die dort so hitzig geführte "Luftmoped" Diskussion... die passive Sicherheit im Crashfall ist (aufgrund der alten Zulassungsbasis) SEHR sehr viel geringer als bei einem "aktuellen" Muster. Man müsste jetzt mal nachschauen, nach welcher Zulassungsbasis Uncle Frank den R66 zulässt - aber ich würde mich sehr wundern, wenn es eine aktuelle wäre.
    Echte, "scharfe" Crashtests wie man sie vom KFZ-Bereich gut kennt sind lange nicht so dicht gestreut - da wird oft mit an den Haaren herbeigezogenen Analogien und stark vereinfachten "analogen" Versuchsanordnungen gearbeitet um die (zugegebenermaßen immensen) Kosten zu dämpfen.

    Was die aktuelle Zulassbarkeit von Teetering-Rotorsystemen angeht - an vielen Stellen der Bauvorschriften sind Gummiparagraphen angebaut (-1g ist anzuwenden, es sei denn es kann nachgewisen werden dass dies nicht auftreten kann...). Ich denke ein findiger CVE würde in "Zusammenarbeit" mit einer weniger findigen Behörde durchaus einen Weg finden, sowas durch die Zulassung zu boxen - notfalls eben auf dem altbekannten Weg, irgendwelche bereits zugelassenen Komponenten zu verbauen und damit formal nach älteren, weniger restriktiven Vorschriften zulassen zu dürfen.

    Viele der Zulassungsvorschriften sind ohnehin etwas realitätsfern und zudem sehr ungenau formuliert - speziell was die logischen Verknüpfungen angeht (Kriterium a ist zu erfüllen, es sei denn Kriterium b wird erfüllt... oder aber ein Abschnitt c) eines Paragraphen enthält Autoritäten, die Abschnitt b außer Betrieb setzen können ohne dass dies in Abschnitt b selbst vermerkt ist usw.)

    Dafür sind manche Vorschriften sehr lax... Windgeschwindigkeiten in Bodennähe oedr am Boden müssen im Extremfall nur bis 17 Knoten nachgewiesen werden (29.143 c)

    Dazu kommen manchmal noch nationale Sonderforderungen oder Interpretationen der Behörden, welche oftmals ganze Abschnitte in einem anderen Licht erscheinen lassen.

    Auch mir fallen aus dem FF so einige Sachen ein, die streng genommen so nicht zulassbar sein dürften - und dennoch (legal) fliegen - darunter auch mindestens ein Beispiel, welches ich für akut gefährlich halte.
     
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