Phasenverschiebung Taumelscheibe, Rotor

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Moderatoren: gothic75
  1. #1 goofi54, 17.05.2007
    goofi54

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    Hallo,
    wir hatten heute eine Diskussion um Hubschrauberrotoren, und ich könnte schwören, dass ich mal irdendwo gelesen habe, dass der Rotor eine 90-Grad PHasenverschiebung zur Taumelscheibe hat.
    Soll heißen: will man hinten mehr Auftrieb erzeugen, muss man die Taumelscheibe nach rechts kippen, und nicht, wie man glauben könnte, nach vorne.

    Kann das jemand bestätigen? Wenn ja, wieso ist das so?

    LG,
    goofi
     
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  3. HamBam

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    naja so fast...

    wenn man die rotorebene nach vorn kippen will dann kippt man in der regel auch die taumelscheibe nach vorn. dabei rede ich jetzt von dem rotorsystem das bei dem bell jetranger zum beispiel zur anwendung kommt (semi rigid).
    die phasenverschiebung findet am blatt selbst statt. und zwar an den verbindungsstangen von der taumelscheibe zum blatt (pitch change links).
    diese sind zum blatt in einem 90° winkel angeordnet. das heißt wenn das blatt zum beispiel nach rechts zeigt, dann zeigt die steuerstange nach vorn. wenn man jetzt also die taumelscheibe nach vorn kippt dann bewegt man auch diese steuerstange nach vorn und das blatt welches sich rechts befindet bekommt dadurch einen niedriegeren einstellwinkel. hoffe mal ich hab dir weitergeholfen. diese anordnung mit den 90° der steuerstangen findet man übrigens bei eigentlich jedem hubschrauber der mir bekannt iss, aber ich lass mich natürlich da auch gern belehren :)
     
  4. HamBam

    HamBam Sportflieger

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    achso und mit dem wieso...

    dises prinzip der phasenverschiebung findest du in jedem kreiselsystem.
    du kannst zum beispiel ein rad vom fahrrad nehmen und das mal ganz schnell drehen. wenn du es dann horizontal ausrichtest und versuchst nach vorn zu richten dann wird sich das rad genau 90° phasenverschoben kippen.
     
  5. #4 Acanthurus, 18.05.2007
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    Hi..

    es gibt zwei Betrachtungsweisen, um die Phasenverschiebung zu erklären.
    Eine Variante ist die Erklärung mit Kreiseleffekten, wie sie mein Vorredner andeutet.
    Ich persönlich finde es aber einfacher, sich die Schlagbewegung des Rotors (Aufwärts/Abwärts) als schwingungsfähiges System vorzustellen. Unter gewissen Umständen ist dieses System in Resonanz. Resonante Schwinger (ganz allgemein) haben die Tendenz, der Anregung mit einer Phase von 90° zu folgen (solche Sätze sind prima fürs Schubladendenken.. passt für E-Technik wie Hubschrauberrotoren genauso).
    Ein Rotor, bei dem dies zutrifft, heisst deshalb auch Resonanzrotor.
    In der Realität ist bei vielen Rotorsystemtypen die tatsächliche Phase KLEINER als 90°, da die Eigenfrequenz der Schlagbewegung höher ist als die Drehgeschwindigkeit. Dies folgt aus der Tatsache, dass oftmals die Schlaggelenke (sofern vorhanden) nicht ecakt auf dem Rotormast sitzen sondern weiter aussen. Das schlagende Rotorblatt ist "kürzer" und somit jenseits der REsonanzfrequenz. Dasselbe gilt für gelenklose und lagerlose Rotoren. Deren (im Fachjargon sog.) "fiktiver Schlaggelenksabstand" ist größer Null, und zudem besitzen sie noch eine rückstellende Federsteifigkeit. Beides führt zu einer Erhöhung der Schlageigenfrequenz und damit zu einer Verkleinerung der (im Resonanzfall 90°)-Phase.
    Mit der Betrachtungsweise der Schlagbewegung lässt sich die Phasen <90°einigermassen erklären (zumindest hab ich das gerade versucht). Mir der Kreiselpräzessionsmethode lässt sich das nur schwer verständlich machen.

    Noch ein paar Details am Rande... "echte" Resonanzrotoren sind z.B. die sog. "Teetering"-Zweiblattrotoren wie man sie z.B. bei Jetranger und Robinson antrifft. Dort ist die 90°-Phase bereits mechanisch fest eingebaut, und zwar als Winkel zwischen Rotorblatt-Längsachse und relativer Position des Gestängeanlenkpunktes am Blatthalter. Neigt sich die Taumelscheibe nach vorne, so wird der Einstellwinkel am vorlaufenden (=rechten) Rotorblatt verkleinert, und nicht etwa, wie man zunächst meinen könnte, am VORDEREN.

    Bei der Betrachtung der Phasen kommen aber mehrere Dinge von sekundärer Bedeutung dazu:

    -Kleine Phasendifferenz zwischen Einsetllwinkeländerung und Luftkraftänderung (ein rein aerodynamischer Effekt; die dynamische Polare ist anders als die statische Profilpolare... eine "Trägheit" der Strömung)
    -Konuswinkelanregung... wenn die Blätter einen starken Konuswinkel bilden, so trifft im Vorwärtsflug eine Anströmkomponente von UNTEN auf das vordere Blatt. Die Reaktion des Rotorsystems kommt wieder um (etwa) 90° verzögert und führt zu einem leichten seitlichen Kippen der Blattspitzenebene in Richtung res VORLAUFENDEN Blattes.. diese sekundärphase kann ggf. auch durch die eingebaute Ansteuerungsphase ausgeglichen werden, ist aber leider gewichts- bzw. rotorschubabhängig.

    so, ein bisschen weit ausgeholt..

    gruß

    A.P.
     
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    Hallo

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