Frage:
Würde ein Hubschrauber mit den Blättern am Boden, wenn überhaupt, gleich fliegen?
clintonamoar
2017-07-31 22:51:07 UTC
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Ich habe gehört, dass der Pendelraketen-Trugschluss auch für Drehflügler gilt. Wie oben erwähnt, bin ich gespannt, ob ein Hubschrauber mit Klingen am Boden des Körpers irgendwelche Auswirkungen davon haben würde. (Ja, ich weiß, dass es unpraktisch ist und die Landung furchtbar schwierig wäre.)

Angesichts der praktischen Schwierigkeiten bei einer solchen Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass Sie eine Vollversion finden. Starrflügelflugzeuge fliegen jedoch sehr ähnlich, egal ob Hoch- oder Niedrigflügel. Vielleicht gibt es da draußen eine Drohnenversion, die man kopfüber fliegen könnte.
@mms Das scheint richtig zu sein, wenn sich die Hubschrauberblätter gegenläufig drehen, um beim Wackeln des Fahrzeugs "auf und ab" zu zeigen. Aber wenn sie sich mit dem Fahrzeug drehen? Stellen Sie sich vor, das Fahrzeug dreht sich um 45 Grad von der Vertikalen. Der Rotorschub "zieht ihn nicht vertikal", sondern nur in Richtung 45 Grad. Es gibt kein Drehmoment in Richtung Vertikale, es sei denn, Sie drehen die Hubschrauberblätter von der Symmetrieachse des Fahrzeugs weg.
Irgendwie erinnert mich diese Frage an eine [völlig unabhängige Frage] (https://aviation.stackexchange.com/q/39609/3499).
@Mast ja, es macht einen großen Unterschied, ob sich der Rotor tatsächlich dreht.
Sieben antworten:
Koyovis
2017-08-01 01:58:09 UTC
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Ja, das ist möglich, wie die Hiller-Flugplattform gezeigt hat. Es hatte zwei gegenläufige Propeller in einem Leichentuch und der Pilot kontrollierte sein Fahrzeug, indem er sein Körpergewicht verlagerte, wie auf einem Segway. Es gibt kein physikalisches Gesetz, das es einem Hubschrauber verbietet, verkehrt herum zu fliegen.

enter image description here

Die Hiller-Flugplattform war eine von mehreren eingebauten Typen in den 1950er Jahren, nachdem beobachtet wurde, dass die Steuerung eines untergetauchten Drehflüglers durch Gewichtsverlagerung von ungeschultem Personal in 20 Minuten erlernt werden konnte. Der DeLackner Aerocycle war eine weitere Plattform, die auf dieser Erkenntnis basiert. Die Idee wurde später aufgrund praktischer Probleme wie dem Aufwirbeln von Steinen in die Rotorblätter und einer zu der Zeit unerklärlichen Störung zwischen den gegenläufigen Blättern aufgegeben. Der Aerocycle hatte einen festen Rotorkopf, dessen Dynamik zu diesem Zeitpunkt kaum bekannt war.

Bei Hubschraubern in Originalgröße hat der Rotor unter dem Hubschrauber den gleichen stabilisierenden Effekt auf die Flugeigenschaften. Die Stabilität von Hubschraubern (und von Starrflügelflugzeugen) wird unter dem Gesichtspunkt der Aerodynamik untersucht: die Auswirkungen von Windböen oder Steuereingaben.

Im Schwebeflug wird die Geschwindigkeitsstabilität $ {\ delta M} / {\ Delta {\ dot {x}}} $ spielt eine wichtige Rolle: Wenn positiv, ist der Schwebeflug instabil. Ein Mensch kann lernen, wie man eine instabile Plattform steuert, wenn der Zeitraum der Schwingung hoch genug ist (herkömmlicher Hubschrauberpilot), aber es ist viel einfacher, in einem aerodynamisch stabilen Flugzeug zu fliegen (die unterlegten Plattformen, die für allgemeines Infanteriepersonal bestimmt sind). Der Geschwindigkeitsstabilitätseffekt im Schwebeflug entspricht einer Windböe, die direkt nach vorne weht. Neigt dann die Änderung des Moments dazu, die Auswirkungen der Böe zu verstärken oder ihnen entgegenzuwirken. Dies kann folgendermaßen dargestellt werden:

enter image description here Bildquelle

Die Böe auf dem Hubschrauber kippt den Rotor zurück, wodurch der Schubvektor gekippt wird. Ein schwankender herkömmlicher Rotor hat ein positives $ {\ delta M} / {\ delta {\ dot {x}}} $: Er möchte immer stärker rückwärts kippen und ist daher im Schwebeflug aerodynamisch instabil. Ein untergetauchter schwankender Rotor hat eine Momentänderung, die sich stabilisiert: Er kippt den Rumpf nach hinten und aufgrund der aerodynamischen Kopplung folgt der Rotor zurück in den Leerlauf. Ein Rotor mit Scharnierversatz hat ein kleineres Stabilisierungsmoment, aber eine stärkere Rumpf / Rotor-Kupplung.

Um Ihre ursprünglichen Fragen zu beantworten: Ja, der Hubschrauber mit einem untergetauchten Rotor würde fliegen und wäre einfacher zu steuern als ein herkömmlicher Hubschrauber. Es ist nur ein bisschen unpraktisch, das ist alles.

Das Hauptproblem besteht eher darin, dass Pilot / Passagier versehentlich in einen Rotor steigen könnten, der sich unter ihnen statt über ihnen befindet.
@mins Ein Rotor unter dem Hubschrauber ist nicht weniger stabil als oben. Ich erinnere mich, dass ich in Prouty gelesen habe, dass einer der Stabilitätsparameter für Rotoren unter dem Heli tatsächlich besser war, aber im Moment nicht nachschlagen kann. Ein voll beweglicher Rotorkopf richtet den Rumpf jedoch mit der Rotorscheibe aus, wie in [dieser Antwort] (https://aviation.stackexchange.com/a/38904/21091) beschrieben, und funktioniert auch für einen unterlegten Rotor. Der Rumpf bleibt in die gleiche Richtung wie die Scheibe gerichtet, und der Pilot steuert die Richtung der Scheibe mit dem zyklischen Steuerknüppel.
@mins mit einem solchen Scharnierversatzrotor kann beim Drehen des Rotors den Rumpf nicht von der Scheibe wegkippen. Die Rotorscheibe trägt es wie eine Teetasse auf einer Untertasse.
@mins Eine andere Sache, die ich mir vorstellen kann, warum wir möglicherweise nicht viele davon herumfliegen sehen, sind die Stabilitätsbedenken. Hubschrauber mit dem Körper des Fahrzeugs unter dem "Flügel" haben einen Schwerpunkt, der unter dem "Hebepunkt" liegt. Für den Fall, dass Sie keinen Auftrieb erzeugen und nach unten fallen können, hält die Schwerkraft den Körper unter dem Flügel und hält ihn während der automatischen Drehung stabil. Ich bin mir jedoch sicher, dass jemand die Unterflügelversion unter Berücksichtigung dieser Stabilität entwerfen könnte.
@MichaelCoxon und das ist genau der Pendelraketen-Irrtum, den das OP in seiner Frage erwähnt. Bei einem voll beweglichen Rotorkopf folgt der Körper, solange sich der Rotor dreht, der Ebene der Rotorscheibe, unabhängig davon, ob sich der Rotor unter oder über dem Körper befindet.
Es gibt auch die [Airgeep] (https://en.wikipedia.org/wiki/Piasecki_VZ-8_Airgeep) und [Avrocar] (https://en.wikipedia.org/wiki/Avro_Canada_VZ-9_Avrocar).
Hanky Panky
2017-08-01 12:49:20 UTC
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Wir verbringen all unsere Wochenenden damit, mit diesen Leuten Rasen zu mähen.

enter image description here

Mit freundlicher Genehmigung von Helifreak.com

Sie können Tausende von Youtube -Videos finden, die zeigen, wie bequem sie das tun können

Sie haben sicherlich andere Einschränkungen als die maßstabsgetreuen, aber dann geht es im Großen und Ganzen darum, wie ein Hubschrauber reagiert, wenn sich die Rotoren unten befinden, und imho passt dies perfekt zu einer Erklärung, ohne den großen etwas wegzunehmen. Diese Helis können den umgekehrten Flug aufrechterhalten, solange sie Saft haben
Ohne eine breitere Ansicht des Hintergrunds bin ich versucht zu sagen, dass dies ein verkehrter Hubschrauber ist, dessen Foto umgedreht wurde = P.
@E.P. Ich bin mir nicht sicher was du meinst. Das Foto wurde nicht gespiegelt, wie Sie der Schrift entnehmen können. Der Hintergrund ist eindeutig der richtige Weg nach oben: Unten ist Gras zu sehen, dahinter und darüber (am rechten Rand, hinter dem Rotor) und dahinter und darüber Bäume, die sich erwartungsgemäß nach oben verjüngen.
@DavidRicherby Ich bin mir nicht sicher, ob ich sagen würde, dass die Richtigkeit des Hintergrunds bei weitem nicht so offensichtlich ist, aber mein Kommentar war auch kein ernsthafter Vorschlag.
Ich gehe davon aus, dass der Winkel der Blätter dafür entgegengesetzt zu dem ist, was sie wären, wenn der Hubschrauber der richtige Weg nach oben wäre
Ja, bei umgekehrten Flügen ändern sich die Rotorblätter in eine negative Steigung
Wenn Sie Zweifel an der Physik eines Hubschraubers haben, der mit den Rotoren unter dem Körper fliegen kann, sehen Sie hier ein Video, in dem dies geschieht. https://youtu.be/Qrmd_Qdryos?t=228 Ja, die Stunts sind für nichts Größeres als ein Modell unmöglich, aber es zeigt, dass sich die Rotoren unter dem Fahrzeug befinden können, ohne dass mehr Stabilisierung erforderlich ist als mit den Rotoren über dem Körper des Hubschrauber
Wenn Ihr Rasenmäher fliegt, machen Sie es möglicherweise falsch.
Ich habe 3D / Kunstflug-Hubschrauber geflogen, bevor die computergestützten Stabilisatoren auf den Markt kamen. Für einen natürlich stabilisierten Hubschrauber sind sie im umgekehrten Zustand etwas instabil. Wenn der Schwerpunkt unter den Schaufeln liegt, entsteht eine "Dieder" -Aktion, die dazu neigt, den Hubschrauber wieder in den Horizontalflug zu versetzen, wenn die Maschine ausgeglichen ist. Invertiert zu sein ist das Gegenteil davon - die Maschine möchte in den energiearmen Zustand des Rumpfes unter den Schaufeln zurückkehren. Computerkreisel (Flybarless) -Systeme kompensieren dies durch Steuereingaben, aber diese natürliche Instabilität ist immer noch vorhanden.
xxavier
2017-07-31 23:23:31 UTC
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Einer der ersten Hubschrauber, die wirklich flogen (um 1918), war der ' Petróczy-Kármán-Žurovec', der von der österreichisch-ungarischen Armee als angebundene Beobachtungsplattform eingesetzt werden sollte. Der Beobachter stand über den gegenläufigen Rotoren ...

enter image description here
( Bildquelle)

http://www.aviastar.org/helicopters_eng/petroczy.php

Nicht schlecht, aber zwei Kommentare: "* dieser unverlierbare Beobachtungshubschrauber *", so dass das Problem des Auswuchtens aufgrund der Kabel, die das Flugzeug vertikal halten, tatsächlich vermieden wird; und wir wissen nicht, ob der Schwerpunkt wirklich über dem Rotor liegt.
Außerdem befindet sich eindeutig viel Masse * unter * dem Rotor, die die Beobachtungsplattform ausgleicht - d. H. Anscheinend drei Motoren.
Focha
2017-08-01 06:35:17 UTC
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Soweit ich die Aerodynamik und Dynamik von Rotorflügeln und -scheiben verstehe, wäre sie tatsächlich zumindest in Bezug auf das Zurückblasen der Rotorscheibe stabiler. Da der Schwerpunkt eines solchen Hubschraubers über der Rotorscheibe liegen würde. Die Aerodynamik der Rotorscheibe / des Blattes ist nicht so einfach und je nach Flugphase sind viele andere Kräfte beteiligt. Ich werde versuchen, mehr zu erläutern, wenn ich am Computer bin.

Nachdem ich meine Notizen gefunden habe, die interessant genug sind, wird nur über Rotor über dem CG-Zustand im Schwebeflug gesprochen. Darin heißt es:

"(...) Rotor allein über dem Schwerpunkt ist beim Schweben dynamisch instabil!

Problem der schwebenden dynamischen Instabilität:

Bei einer horizontalen Geschwindigkeitsstörung:

  • Schlagwinkel erscheint;
  • Schlagwinkel erscheint;
  • Rotor und Schub sind gekippt;
  • horizontale Beschleunigung ist installiert;
  • horizontale Geschwindigkeit baut sich auf, bis Rotorklappen in die entgegengesetzte Richtung;

Der Vorgang wird in der entgegengesetzten Richtung mit zunehmender Amplitude wiederholt !

Bei großen Hubschraubern ist die schwebende Schwingungsdauer normalerweise lang genug, um eine sichere Reaktion des Piloten zu gewährleisten. "

Es geht auch um de Lackner HZ-1 Aerocycle:

https://en.wikipedia.org/wiki/De_Lackner_HZ-1_Aerocycle

Wenn Sie vorwärts fliegen, wird eine Rückstoßkraft erzeugt durch die vorrückende Klinge wird ein Auftrieb erzeugt, der dann aufgrund der Kreiselpräzession 90 ° reflektiert. Dies führt dazu, dass die Rotorscheibe zurückbläst. Deshalb schieben Sie beim Fliegen von Hubschraubern den Zykliker immer schneller vorwärts (dies bedeutet, dass das vorrückende Blatt aufgrund des erhöhten relativen Windes mehr Auftrieb erzeugt) / p>

Dies ist der einzige Grund, warum ich sage, dass es stabiler wäre, da der Hubschrauber beim Nasentauchen dazu neigen würde, die Scheibe zurückzublasen, wodurch der Anstellwinkel des vorrückenden Blattes verringert würde. Dies geschieht auch bei Hubschraubern, die wiederum einen horizontalen Stabilisator im Heck benötigen, um der Haltung der Nase nach unten entgegenzuwirken.

Ich weiß nicht, ob ich einen Sinn mache, das ist es Es ist wirklich schwer, die Dynamik zu erklären, aber es gibt einige gute Bücher zum Thema Hubschrauberaerodynamik.

Warum sollte der Schwerpunkt über der Festplatte die Stabilität beeinflussen?
@CarlKevinson, wie ich oben sagte, sobald ich die Gelegenheit dazu bekomme, werde ich mehr auf das Thema eingehen. Ich erinnere mich, dass vor einigen Jahren ein Professor für Hubschrauberdynamik darüber sprach. Es ist keine einfache Antwort, es geht um viel mehr als nur den Massenschwerpunkt und den Druckschwerpunkt. Es handelt sich auch um Kräfte, die abhängig von der Flugphase auf die Rotorscheibe wirken. Ich werde versuchen, nach meinen Büchern zu diesem Thema zu suchen und später näher darauf einzugehen.
@mins gut ... bleib bei einer Flugphase. Die Stabilität ändert sich je nach Flugphase. Wenn Sie eine Rotorscheibe untersuchen möchten, müssen Sie sie untersuchen, je nachdem, ob es sich um einen schwebenden, aufsteigenden oder absteigenden Motorflug, einen Horizontalflug oder einen autorotativen Flug handelt. Ich bin kein Experte für Hubschrauberdynamik. Ich bin ein Hubschrauberpilot mit einem Abschluss als Luftfahrtingenieur, aber ohne Spezialisierung auf Aerodynamik. Was ich tun kann, ist zu versuchen, mit dem Material, das ich habe, entsprechend zu antworten. Sobald ich eine vollständigere Antwort bekomme, werde ich Ihnen antworten. Grundsätzlich hängt es aber von der Flugphase ab.
ANDY-S
2017-08-02 09:21:58 UTC
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Eine Möglichkeit, die Darstellung eines Hubschraubers mit der Rotorbaugruppe am Boden zu vereinfachen, besteht darin, den von den Rotoren erzeugten Auftrieb als Auftrieb zu betrachten und daher einen direkten Vergleich mit einem Schiff / Boot zu erstellen. Der beschriebene Hubschrauber würde eine negative statische Stabilität aufweisen (unabhängig von Ihrer Disziplin). Wenn sich der Auftriebsmittelpunkt vom Schwerpunkt wegbewegt (denken Sie an ein Extrem: einen vertikalen 30-Fuß-Pol mit einer horizontalen Kraft oben), besteht auf natürliche Weise keine Kraft, um das System wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Der von den Rotoren erzeugte Auftrieb verläuft nun durch eine Linie senkrecht zur Ebene der Rotoren. Wenn sich die Rotoren über dem Schwerpunkt befinden, treibt die vertikale Schwerkraft den Schwerpunkt unter den Auftriebsmittelpunkt (oder den Auftriebsschwerpunkt im Schiffsbeispiel). hoffe das hilft.

Ein Schiff dreht sich aber nicht um, oder? Meine aktualisierte Antwort enthält eine Erklärung, was in einem Hubschrauber im Schwebeflug passiert.
Derek
2017-08-02 11:03:20 UTC
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Kehren Sie die Blattneigung um und sie sollte Sie drücken, anstatt Sie nach oben zu ziehen. Kein Fahrwerk wäre mein Problem. Ich bin ein Helomechaniker, kein Ingenieur, nur um klar zu sein.

Zu viel Kollektiv würde dazu führen, dass die Blätter das Flugzeug treffen, wenn sie wie normal funktionieren. Ein umgekehrter Heli fliegt nach unten, also kehren Sie die Tonhöhe um und drehen Sie sich nicht
Wenn Sie bei einer normalen Konfiguration bleiben und das Flugzeug treffen, nehmen die Blätter eine konischere Form an, wenn Sie an Höhe gewinnen. Und immer noch kein Fahrwerk
Du hast nicht umgekehrt gesagt, du hast unter dem Flugzeug gesagt
@Derek Ues es würde alle möglichen praktischen Probleme geben, den Rotor darunter zu platzieren. Sie könnten alle Ihre Punkte zu einer Antwort auf [diese Frage] zusammenfassen (https://aviation.stackexchange.com/q/42537/21091).
Ich habe nie gesagt, dass das Fliegen mit dem Hauptrotor unter dem Flugzeug nicht möglich ist, aber zeige mir, wie man landet.
theProfessor
2017-08-02 09:14:41 UTC
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Das Problem, das von diesen "Ingenieuren" nicht angesprochen wird, ist die Stabilität. Flugzeuge mit niedrigerem Rotor / großer Masse sind stark von kleinen Bewegungen der Masse über dem Rotor betroffen. Flugzeuge mit höherem Rotor / niedrigerer Masse haben dieses Problem nicht, da Änderungen der Massenposition den Vektor des Schubes zur Masse nicht beeinflussen Position auf die gleiche Weise wie bei einer Nutzlast über dem Rotor. Dies wurde von der Marine und der Luftwaffe mit ihren "Hebebühnen" bewiesen, die Schub von unterhalb der Piloten nutzten. Das andere Problem ist die Tatsache, dass diese Fahrzeuge Flüssigbrennstoff-Verbrennungsmotoren verwendeten, die auch Massenänderungen aufgrund des Kraftstoffverbrauchs verursachten, was die Massenverteilung destabilisierte. Elektrische Modellhacker und Drohnen verwenden keinen flüssigen Brennstoff, der sich verschiebt, wenn das Fahrzeug von aufrecht nach kopfüber wechselt. Kurz gesagt, es gibt mehrere Gesetze der Physik, die gegen Flugzeuge mit niedriger Rotorposition wirken.

Elektrische Modellhubschrauber sind ein neuer Eintrag, Nitro Helis ist seit Jahrzehnten hier und kann das Gleiche tun
https://www.youtube.com/watch?v=Qrmd_Qdryos&feature=youtu.be&t=228
Sie könnten versuchen, etwas weniger herablassend zu sein, wenn Sie von Leuten sprechen, die Sie nicht kennen.
Gähnen. Immer langweilig, um ein Repository aller Weisheit zu treffen.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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