Auto-Rotation, Anstellwinkel Outline · [ Standard ] · Linear+

[slipstream20]

und noch eine frage hätt ich...
des thema autorotation versteh ich. aber gibt es einen bestimmten "optimalen winkel" je nach typ, in bestimmter höhe, geschwindigkeit (und neigungswinkel) oder spürt ma des? oder liest man das am drehzahlmesser des rotors ab?

[Admin]

Einen "optimalen Winkel" wofür?

Jeder Hubschrauber hat für die verschiedenen Notverfahren eine jeweilige Anleitung im sogenannten Flight Manual (FM) festgelegt. In der wird für die Autorotation auch eine optimale Geschwindigkeit oder ein Geschwindigkeitsbereich vorgegeben (zumeist in Knoten IAS - indicated air speed).

Neben der Geschwindigkeit gilt es eine gewisse minimale und maximale Rotordrehzahl einzuhalten. Fällt diese Drehzahl zu stark ab, "stallt" der Rotor und wird in der Folge keinen Auftrieb mehr erzeugen - mit anderen Worten: In Abhängigkeit von der dann vorherrschenden Höhe über Grund bist Du sehr wahrscheinlich tot.

Steigt diese Drehzahl andererseits zu stark an, kommt es möglicherweise zu einem overspeed des Rotorsystems. Ich habe hier zu wenig Erfahrung um beurteilen zu können inwieweit ein solches einmaliges Ereignis bei einem tatsächlichen Notfall gravierende Folgen hat; ich würde es jedenfalls vermeiden. Wer aus zu grosser Höhe und dementsprechend lange versucht mit weitaus überhöhter Drehzahl zu autorotieren hat wahrscheinlich gute Chancen, nicht in einem Stück am Boden anzukommen. Auch für die Drehzahl gibt es Limitations die im FM für den angetriebenen und nicht angetriebenen Zustand je nach Hubschraubertyp angegeben sind.

Bei einem Robinson 22 habe ich einmal gesehen, wie die sogenannten Spindle Bearings nach einem Overspeed in Mitleidenschaft gezogen wurden. Deswegen ist das Verschweigen eines solchen Vorfalls auch äußerst gefährlich, denn der Nächste, der danach mit dem Hubschrauber fliegt, würde sicherlich nicht fliegen, wenn er davon wüsste.

Es gibt aus guten Gründen Begrenzungen (Limitations) und Betriebsvorgaben und falls diese -aus welchen Gründen auch immer- überschritten werden, müssen diese nach Vorgaben der Wartungsvorschriften untersucht und analysiert werden.

Die Drehzahl des Rotors kann mit Hilfe der kollektiven Blattverstellung -also dem Pitch- beeinflusst werden (sie ändert sich übrigens auch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit). Mehr Pitch = vergrößerter Einstellwinkel = vergrößerter Anstellwinkel und somit mehr Widerstand, d.h. die Rotordrehzahl nimmt ab und umgekehrt.

Zum Thema Aerodynamik findest Du hier eine sehr gute und anschauliche Erklärung und das Thema wurde hier auch schonmal besprochen.

[slipstream20]

Einen "optimalen Winkel" wofür?

Jeder Hubschrauber hat für die verschiedenen Notverfahren eine jeweilige Anleitung im sogenannten Flight Manual (FM) festgelegt. In der wird für die Autorotation auch eine optimale Geschwindigkeit oder ein Geschwindigkeitsbereich vorgegeben (zumeist in Knoten IAS - indicated air speed).

Neben der Geschwindigkeit gilt es eine gewisse minimale und maximale Rotordrehzahl einzuhalten. Fällt diese Drehzahl zu stark ab, "stallt" der Rotor und wird in der Folge keinen Auftrieb mehr erzeugen - mit anderen Worten: In Abhängigkeit von der dann vorherrschenden Höhe über Grund bist Du sehr wahrscheinlich tot.

Steigt diese Drehzahl andererseits zu stark an, kommt es möglicherweise zu einem overspeed des Rotorsystems. Ich habe hier zu wenig Erfahrung um beurteilen zu können inwieweit ein solches einmaliges Ereignis bei einem tatsächlichen Notfall gravierende Folgen hat; ich würde es jedenfalls vermeiden. Wer aus zu grosser Höhe und dementsprechend lange versucht mit weitaus überhöhter Drehzahl zu autorotieren hat wahrscheinlich gute Chancen, nicht in einem Stück am Boden anzukommen. Auch für die Drehzahl gibt es Limitations die im FM für den angetriebenen und nicht angetriebenen Zustand je nach Hubschraubertyp angegeben sind.

Bei einem Robinson 22 habe ich einmal gesehen, wie die sogenannten Spindle Bearings nach einem Overspeed in Mitleidenschaft gezogen wurden. Deswegen ist das Verschweigen eines solchen Vorfalls auch äußerst gefährlich, denn der Nächste, der danach mit dem Hubschrauber fliegt, würde sicherlich nicht fliegen, wenn er davon wüsste.

Es gibt aus guten Gründen Begrenzungen (Limitations) und Betriebsvorgaben und falls diese -aus welchen Gründen auch immer- überschritten werden, müssen diese nach Vorgaben der Wartungsvorschriften untersucht und analysiert werden.

Die Drehzahl des Rotors kann mit Hilfe der kollektiven Blattverstellung -also dem Pitch- beeinflusst werden (sie ändert sich übrigens auch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit). Mehr Pitch = vergrößerter Einstellwinkel = vergrößerter Anstellwinkel und somit mehr Widerstand, d.h. die Rotordrehzahl nimmt ab und umgekehrt.

Zum Thema Aerodynamik findest Du hier eine sehr gute und anschauliche Erklärung und das Thema wurde hier auch schonmal besprochen.

danke für deine ausführliche antwort marcus,
ja, so meinte ich es auch mit "je nach typ". beim fläche fliegen, hat zb jeder typ eine bestimmte fluglage (ohne steuerung zu betätigen) 1 - 3% steigung usw und das steht auch in flight manuals..
und so dachte ich auch, dass es beim heli bei der autorotation sowas gibt. also eine bestimmte höhe (je nach typ/gewicht/usw) muss erreicht sein, ein bestimmter neigungswinkel (optimaler winkel) nach vorn, damit der heli oder der rotor eine bestimmte drehzahl erreichen kann. diese dinge dachte ich, bekommt man zum studieren des jeweiligen typen (flight manual) die man wissen sollte, bevor man damit fliegt.
sagmal, kannst du mir einen tipp geben, wo ich "lehrbücher" oder ähnliches herbekomme? vllt von bell407, bo105, oder über fächer navigation, flugrecht usw alles was man lernt, wenn man den ppl (h) macht?
mich interessiert das alles brennend. es ist der selbe "virus leidenschaft fliegen" wie damals beim ppl (a)
viele grüße slipstream20

Dieser Beitrag wurde von slipstream20: 17. September 2013, 08:34 bearbeitet

[Admin]

und so dachte ich auch, dass es beim heli bei der autorotation sowas gibt. also eine bestimmte höhe (je nach typ/gewicht/usw) muss erreicht sein...

Das hatte ich übersehen: Ja, sowas gibt es. Ein sogenanntes Height/Velocity Diagramm wo auf der y-Achse die Höhe über Grund und auf der x-Achse die Geschwindigkeit abgetragen wird. Es wird auch als Dead Man's Curve bezeichnet, da Joe Average Pilot in den zu vermeidenden Bereichen (keine ausreichende Höhe bei zu wenig Geschwindigkeit bzw. zu hohe Geschwindigkeit zu nah am Boden) nicht in der Lage ist, erfolgreich eine Autorotation durchzuführen. In der Arbeitsfliegerei ist das allerdings auch der Bereich, in dem das Geld verdient wird, da man sich hier eben oft in den Bereichen aufhalten muss.

Da ein Bild mehr sagt als 1000 Worte, hier zum Vergleich die Charts für einen R22 und eine Bell 206:

Robinson 22:
Gäste können keine Attachments ansehen oder herunterladen.

Bell 206:

Ich habe in meiner PPL Ausbildung noch mit Büchern aus dem Schiffmann Verlag gelernt. Es kann gut sein, dass die heute auch auf dem iPad verfügbar sind. Hilfreich ist vielleicht auch So fliegt man Hubschrauber von Walter Lill und Kult die kleine Hubschrauberschule von Helmut Mauch, die allerdings heute schon Seltenheitswert hat wie es aussieht.

Ein anderes Standardwerk in englischer Sprache ist Principles of Helicopter Flight von W.J. Wagtendonk

[Spartacus]

sagmal, kannst du mir einen tipp geben, wo ich "lehrbücher" oder ähnliches herbekomme? vllt von bell407, bo105, oder über fächer navigation, flugrecht usw alles was man lernt, wenn man den ppl (h) macht?
mich interessiert das alles brennend. es ist der selbe "virus leidenschaft fliegen" wie damals beim ppl (a)

Wenn Du den PPL-A hast/hattest, sind im Vergleich zum PPL-H für Dich voraussichtlich die Fächer
- Luftrecht
- Wetter
- menschl. Leistungsvermögen
- Navigation
- Flugfunk
unverändert zu lernen (es sei, denn Du würdest den Lizenzraum wechseln (FAA->CAA, ..)

Den Teil habe ich damals auch aus den Schiffmann-Büchern gelernt.

Anders sind
- Aerodynamik
- Technik
- Verhalten in besonderen Fällen

Zur Technik sind manche Teile bei Fläche und Heli gleich (Instrumentierung, ..),
andere (Zelle, ...) natürlich deutlich anders. Ersters findest Du auch bei
Schiffmann (da gibt's jetzt wohl auch eine neue Auflage).

Für alles helispezifische hatte ich damals noch
Michael Kalbow: Helikopter Aerodynamik

Und der Rest wurde anhand des Fragenkatalogs und des POH der Schulmaschine
(eine H269C) mit dem Fluglehrer diskutiert und gelernt.

Inzwischen habe ich auch
Greg Whyte: Fatal Traps For Helicopter Pilots

schätzen gelernt. Aber erst nach der Ausbildung. Sonst macht das zu viel Angst ;-)

Spartacus

[slipstream20]

hallo admin, hallo spartakus,
vielen dank für eure mühe und antworten.
das alles ist sehr lehrreich.
aber ich schnall da was nicht.

http://www.heliport.de/lexika/hubschrauber-physiklexikon/
einstellwinkel und anstellwinkel...

kann mir das mal einer mit anderen worten erklären?

...wie entsteht alpha.eff und alpha.ind?

irgendwie raff ich das so nicht...

dankeschön im voraus

viele grüße slipstream

[Admin]

Deswegen lernt man nicht nur mit einzelnen Webseiten sondern auch noch mit Büchern (oder Computer Based Training) und sitzt vor allem im Unterricht.

Ich bin kein FI(!) aber ich versuche es Mal:

Aus dem Auftrieb (A) und dem Widerstand (W) ergibt sich ein Vektor, die resultierende (Auftriebs-)Kraft ( R ).

Senkrecht zu dieser resultierenden Kraft steht die effektive Anströmungsrichtung mit der effektiven Anströmgeschwindigkeit Veff.

Die Winkelbezeichnungen muss man dann einfach verinnerlichen. Alpha ind(uziert) ist der Winkel zwischen der Rotorebene und der effektiven Anströmungsrichtung.

Alpha eff(ektiv) ist der Winkel zwischen effektiver Anströmungsrichtung und Profilsehne, auch Anstellwinkel genannt.

Die Summe beider Winkel ist gleich dem Einstellwinkel.

Aus dem Diagramm kannst Du entnehmen, daß die ungestörte Anströmung auf einer Linie mit der Rotorebene liegt. Hier wäre also im Idealfall der Einstellwinkel gleich dem Anstellwinkel.

Durch die Bewegung des Rotorsystems wird eine von oben nach unten gerichtete Luftströmung erzeugt, die die ungestörte Anströmung beeinflusst. Je nachdem wie groß diese 'Ablenkung' ist, vergrössert sich Alpha ind und der Anstellwinkel (Alpha eff) wird entsprechend kleiner.

Man sollte sich auch merken, daß der Pilot über die kollektive Blattverstellung den Anstellwinkel daher nur indirekt verändert, denn die Steuereingabe wirkt direkt auf die Rotorblätter und somit auf die Profilsehne, dass heisst der Pilot ändert primär den Einstellwinkel (eben den Winkel zwischen Profilsehne und Rotorebene).

Deutlicher, oder eher noch undurchsichtiger als vorher?

P.S.: Ich finde übrigens, daß sich ein guter (Theorie-)Lehrer nicht nur durch Fachwissen auszeichnet, sondern vor allem durch seine Fähigkeit dieses Wissen auch anschaulich vermitteln zu können. Viele Dinge die einem zu Hause überhaupt nicht einleuchten fallen im Unterricht dann plötzlich zusammen und aus einem Puzzle wird ein Bild. Ein guter Lehrer wird Dir diese Zusammenhänge also noch besser erklären können als ich - vor allem weil er es täglich tut.

P.P.S.: Nur zur Sicherheit: Mit dem Thementitel hat das alles natürlich nichts zu tun, denn das Diagramm sieht bei einer Autorotation ganz anders aus (die resultierende Kraft ist nach vorne gerichtet, denn sonst würde der Rotor sich nicht mehr (lange) drehen), aber das führt hier zu weit.