Dr. András Jancsó Helikopter. Grundlagen Unterschiede Flugzeug Helikopter Auftrieb: Vorwärtsbewegung von festen Flügeln Auftrieb: Rotation von Drehflügeln

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  • Folie 1
  • Dr. Andrs Jancs Helikopter
  • Folie 2
  • Grundlagen Unterschiede Flugzeug Helikopter Auftrieb: Vorwrtsbewegung von festen Flgeln Auftrieb: Rotation von Drehflgeln (Rotor) Aerodynamik: relativ einfach Aerodynamik: komplizierte Verhltnisse Auftrieb Gewicht Luftwiderstand Vortrieb Helikopter
  • Folie 3
  • Bauarten der Drehflgel a. Hubschrauber(Helikopter) b. Tragschrauber (Autogiro) c. Flugschrauber d. Kombinationsflugschrauber e. Verwandlungsflugzeug
  • Folie 4
  • Helikopter Bauarten der Drehflgel a. Hubschrauber(Helikopter) b. Tragschrauber (Autogiro) c. Flugschrauber d. Kombinationsflugschrauber e. Verwandlungsflugzeug
  • Folie 5
  • Helikopter Bauarten der Drehflgel a. Hubschrauber(Helikopter) b. Tragschrauber (Autogiro) c. Flugschrauber d. Kombinationsflugschrauber e. Verwandlungsflugzeug
  • Folie 6
  • Helikopter Bauarten der Drehflgel a. Hubschrauber(Helikopter) b. Tragschrauber (Autogiro) c. Flugschrauber d. Kombinationsflugschrauber e. Verwandlungsflugzeug
  • Folie 7
  • Helikopter Bauarten der Drehflgel a. Hubschrauber(Helikopter) b. Tragschrauber (Autogiro) c. Flugschrauber d. Kombinationsflugschrauber e. Verwandlungsflugzeug
  • Folie 8
  • Bauarten der Drehflgel a. Hubschrauber(Helikopter) b. Tragschrauber (Autogiro) c. Flugschrauber d. Kombinationsflugschrauber e. Verwandlungsflugzeug Helikopter
  • Folie 9
  • Antriebsarten des Helikopterrotors Blattspitzenantrieb mit Druckluft vom Kompressor Brennkammern Staustrahltriebwerk Pulsitriebwerk Wellenantrieb jedoch: Gegendrehmoment im Rumpf, das ausgeglichen werden mu. Mglichkeiten: Heckrotor, Heckdse
  • Folie 10
  • Helikopter Antriebsarten des Helikopterrotors Blattspitzenantrieb mit Druckluft vom Kompressor Brennkammern Staustrahltriebwerk Pulsitriebwerk Wellenantrieb jedoch: Gegendrehmoment im Rumpf, das ausgeglichen werden mu. Mglichkeiten: Heckrotor, Heckdse
  • Folie 11
  • Helikopter Antriebsarten des Helikopterrotors Blattspitzenantrieb mit Druckluft vom Kompressor Brennkammern Staustrahltriebwerk Pulsitriebwerk Wellenantrieb jedoch: Gegendrehmoment im Rumpf, das ausgeglichen werden mu. Mglichkeiten: Heckrotor, Heckdse
  • Folie 12
  • Helikopter Antriebsarten des Helikopterrotors Blattspitzenantrieb mit Druckluft vom Kompressor Brennkammern Staustrahltriebwerk Pulsitriebwerk Wellenantrieb jedoch: Gegendrehmoment im Rumpf, das ausgeglichen werden mu. Mglichkeiten: Heckrotor, Heckdse
  • Folie 13
  • Helikopter Anordnung der Rotoren Ein Rotor (zum Ausgleich des Drehmomentes des Hauptrotors wird ein Heckrotor bentigt ca. 10% der Antriebsleistung) Zwei Rotoren (msen entgegengesetzt rotieren) Tandem Bauweise Rotoren nebeneinander Ineinanderkmmende Rotoren Koaxial-Bauweise
  • Folie 14
  • Helikopter Anordnung der Rotoren Ein Rotor (zum Ausgleich des Drehmomentes des Hauptrotors wird ein Heckrotor bentigt ca. 10% der Antriebsleistung) Zwei Rotoren (msen entgegengesetzt rotieren) Tandem Bauweise Rotoren nebeneinander Ineinanderkmmende Rotoren Koaxial-Bauweise
  • Folie 15
  • Helikopter Anordnung der Rotoren Ein Rotor (zum Ausgleich des Drehmomentes des Hauptrotors wird ein Heckrotor bentigt ca. 10% der Antriebsleistung) Zwei Rotoren (msen entgegengesetzt rotieren) Tandem Bauweise Rotoren nebeneinander Ineinanderkmmende Rotoren Koaxial-Bauweise
  • Folie 16
  • Helikopter Anordnung der Rotoren Ein Rotor (zum Ausgleich des Drehmomentes des Hauptrotors wird ein Heckrotor bentigt ca. 10% der Antriebsleistung) Zwei Rotoren (msen entgegengesetzt rotieren) Tandem Bauweise Rotoren nebeneinander Ineinanderkmmende Rotoren Koaxial-Bauweise
  • Folie 17
  • Helikopter Anordnung der Rotoren Ein Rotor (zum Ausgleich des Drehmomentes des Hauptrotors wird ein Heckrotor bentigt ca. 10% der Antriebsleistung) Zwei Rotoren (msen entgegengesetzt rotieren) Tandem Bauweise Rotoren nebeneinander Ineinanderkmmende Rotoren Koaxial-Bauweise
  • Folie 18
  • Helikopter Steuerung Die Vermessung und Beschreibung der Bewegungen des Helikopters erfolgt in Koordinatensystemen: a, das helikopterfeste Koordinatensystem mit dem Index 1 b, das strmungsfeste Koordinatensystem ohne Index Koordinatensprung: Schwerpunkt des Helikopters
  • Folie 19
  • Helikopter Steuerung Die Benennung der Achsen und der zugeordneten Bewegungen: AchseBewegung Lngsachse xRollen Querachse yNicken Hochachse zGieren
  • Folie 20
  • Helikopter Steuerung Die Steuerorgane des Helikopters (auf dem Bild: die Copilotenseite) 1.Instrumentenbrett 2.Steuerknppel (stick, cyclic) 3.Blattverstellhebel (collective) 4.Seitensteuerpedale (pedals)
  • Folie 21
  • Helikopter Steuerung 1.Instrumentenbrett 2.Steuerknppel (stick, cyclic) 3.Blattverstellhebel (collective) 4.Seitensteuerpedale (pedals) Steuerknppel vor und zurck LngssteuerungNicken Steuerknppel seitlich QuersteuerungRollen Blattverstellhebel VertikalsteuerungSteigen, Sinken, Schweben Seitensteuerpedal SeitensteuerungGieren
  • Folie 22
  • Helikopter Steuerung 1.Instrumentenbrett 2.Steuerknppel (stick, cyclic) 3.Blattverstellhebel (collective) 4.Seitensteuerpedale (pedals) Im Vorwrtsflug werden - durch den Cyclic die Kurven oder das Steigen und Sinken eingeleitet - mit den Pedalen kann der Hubschrauber um die Hochachse an Ort gedreht werden, und - mit dem Collective steuert der Pilot das Steigen und Sinken im Schwebeflug, und zusammen mit dem Cyclic die Geschwindigkeit im Vorwrtsflug. Abb 1
  • Folie 23
  • Helikopter Steuerung Sobald der Pilot am Collective nach oben zieht, wird der Anstellwinkel aller Rotorbltter um den gleichen Betrag erhht. Dadurch nimmt der Gesamtauftrieb zu und der Helikopter beginnt zu steigen. Sinngemss verringert sich der Anstellwinkel, wenn der Pilot den Collective nach unten drckt.
  • Folie 24
  • Helikopter Steuerung Wird der Cyclic nach vorne gedrckt, wird der Anstellwinkel der Rotorbltter whrend einer Umdrehung kontinuierlich gendert. Durch den unterschiedlichen Auftrieb wird die Rotorblatt- ebene nach vorne geneigt. Selbstverstndlich neigt sich die Ebene nach hinten, sobald der Pilot den Cyclic nach hinten zieht.
  • Folie 25
  • Helikopter Steuerung Dasselbe wie vorher beschrieben geschieht, wenn der Pilot den Cyclic entweder nach rechts oder nach links drckt.
  • Folie 26
  • Helikopter Steuerung Mit den Pedalen wird der Anstellwinkel aller Heckrotorbltter um den gleichen Betrag verstellt (hnlich der Collectiven Blattverstellung am Hauptrotor). Dadurch erhht oder verringert sich der Heckrotorschub.
  • Folie 27
  • Helikopter Steuerung - Zusammenhnge Sobald der Pilot an einem der drei Steuer etwas verndert, muss er an den beiden Anderen ebenfalls korrigieren.
  • Folie 28
  • Helikopter Steuerung - Zusammenhnge Sobald der Pilot an einem der drei Steuer etwas verndert, muss er an den beiden Anderen ebenfalls korrigieren. Beispiel: Der Pilot mu am Collective ziehen, wenn er im Schwebeflug etwas steigen will. Der Vorgang:
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  • Helikopter Steuerung - Zusammenhnge Der Pilot will im Schwebeflug etwas steigen, er mu am Collective ziehen.
  • Folie 30
  • Helikopter Steuerung - Zusammenhnge Der Pilot will im Schwebeflug etwas steigen, er mu am Collective ziehen. Dies bewirkt nun, dass durch den greren Anstellwinkel der Rotorbltter (und dadurch erhhter Luftwiderstand) das Drehmoment zunimmt. Dadurch beginnt sich der Hubschrauber um die Hochachse zu drehen, was nur mit einer Korrektur am Heckrotor verhindert werden kann.
  • Folie 31
  • Helikopter Steuerung - Zusammenhnge Der Pilot will im Schwebeflug etwas steigen, er mu am Collective ziehen. Dies bewirkt nun, dass durch den greren Anstellwinkel der Rotorbltter (und dadurch erhhter Luftwiderstand) das Drehmoment zunimmt. Dadurch beginnt sich der Hubschrauber um die Hochachse zu drehen, was nur mit einer Korrektur am Heckrotor verhindert werden kann. Da nun der Heckrotor einen greren seitlichen Schub liefert, wird auch die seitliche Versetzung des Hubschraubers vergrert, was wiederum nur mit einer Korrektur am Cyclic ausgeglichen werden kann.
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  • Helikopter Steuerung - Technik Die Steuerung eines Hubschraubers wird ber Steuerstangen, Umlenkhebel und Steuerseile, von den Steuerorganen auf die Taumelscheibe (resp. zum Heckrotor) sichergestellt.
  • Folie 33
  • Steuerung Technik Taumelscheibe drehender Teil Helikopter Taumelscheibe fixer Teil Obere Umlenkhebel Steuerstangen Untere Umlenkhebel Collective Cyclic Das wichtigste Element der Steuerung eines Hubschraubers ist die Taumelscheibe. Sie liegt auf der Rotorachse, direkt unter dem Hauptrotor und ist zustndig fr die bertragung der Steuerimpulse auf die einzelnen Rotorbltter. Der fixe oder untere Teil ist ber Steuerstangen und Umlenkhebel mit dem Steuerknppel verbunden und der drehende oder obere Teil mit jedem einzelnen Rotorblatt.
  • Folie 34
  • Steuerung Technik Taumelscheibe drehender Teil Helikopter Taumelscheibe fixer Teil Obere Umlenkhebel Steuerstangen Untere Umlenkhebel Collective Cyclic Wird nun die Taumelscheibe mit dem Steuerknppel nach vorne oder zur Seite geneigt, ndert sich der Anstellwinkel jedes Rotorblattes whrend eine