Lagerfuge Hubschrauber-Hauptrotorblatt
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Lagerfuge Hubschrauber-Hauptrotorblatt

Lagerfuge Hubschrauber-Hauptrotorblatt

 

 

Um eine Befestigung zu vermeiden oder mit anderen Worten die Stabilität des Hubschraubers zu verbessern, ist zusätzlich zum Axialscharnier ein Horizontalscharnier (GSh) zwischen Blatt und Hülse eingebaut.

In diesem Fall können wir nach der bekannten Regel der Mechanik die Auftriebskraft jedes Blattes parallel zu sich selbst auf die Achse des horizontalen Scharniers übertragen, indem wir das von allen Blättern auf die Nabe wirkende Moment addieren und zusammen die Auftriebskraft des Hauptrotors bilden, die im Schwebemodus gleich der gesamten aerodynamischen Kraft R ist.

Unter der Wirkung dieses Moments weicht die Klinge nach oben aus und erhebt sich über die Rotationsebene.

Die rotierende Klinge wird auch durch die Gewichtskraft und die Zentrifugalkraft beeinflusst, die im Schwerpunkt der Klinge wirken.

Wenn nur die Gewichtskraft auf die Klinge wirken würde, würde die Klinge nach unten klappen. Wenn nur die Zentrifugalkraft wirken würde, würde sich die Klinge streng in der Rotationsebene dehnen.

Das tatsächliche Verhältnis dieser Kräfte ist ungefähr das folgende: Die von der Klinge entwickelte Hubkraft beträgt das 10- bis 15-fache des Gewichts der Klinge, und die Zentrifugalkraft ist 10- bis 12-mal größer als die Hubkraft. Unter diesen Bedingungen erweist sich der Ablenkungswinkel der Klinge (3, der als Hubwinkel relativ zum horizontalen Scharnier bezeichnet wird, als klein, nur 5-7.

Das Gewicht der Klinge ist ein konstanter Wert. Auch die Zentrifugalkraft ändert sich bei gegebener Drehzahl nicht.

Während des Betriebs des Hauptrotors an Ort und Stelle, im Schwebeflug oder beim vertikalen Anheben in Ruhe bleibt der Auftrieb des Rotorblatts während der Umdrehung konstant. Das Blatt hält unter diesen Bedingungen, da es unter der Wirkung von Gewicht, Zentrifugal- und Auftriebskräften im Gleichgewicht ist, den Klappenwinkel (3) konstant. Bei translatorischem Flug ändert sich die Auftriebskraft des Blattes während einer Umdrehung, die mit einem asymmetrischen Anblasen des Blattes aufgrund von Geschwindigkeits- und Anstellwinkeländerungen einhergeht. Daher behält das Blatt während der Umdrehung keinen konstanten Schlagwinkel bei, sondern führt wellenförmige Schlagbewegungen um einen bestimmten durchschnittlichen Schlagwinkel aus.

Dieser durchschnittliche Hubwinkel lässt sich leicht annähern, wenn Gewicht, Hub, Drehzahl und Radius des Blattes bekannt sind.

Angenommen, ein Blatt mit einem Radius von 6 m wiegt 30 kg, macht 200 U/min und entwickelt eine Hubkraft von 400 kg. Nehmen wir weiter an, dass die Gewichts-, Hub- und Zentrifugalkräfte an einem Punkt wirken, nämlich in der Mitte des Blattes (3 m von der Rotationsachse entfernt).

Von den drei Kräften, die in der vertikalen Ebene auf die Klinge wirken, ist uns nur die Zentrifugalkraft unbekannt. Berechnen wir es. 

 

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