Hilfsrotor Funktion + Wirkung

(Kleine Hilfe zum Hilfsrotor)

Bericht:   Bernd Kartnaller 17. Okt. 2001

Hier möchte ich nicht genauer auf die Wirkungsweise des Hilfsrotors eingehen, vielmehr möchte ich einige Grundbegriffe erläutern und Tipps zur Einstellung geben.

Der Rotor ist prinzipiell auch ohne Hilfsrotor steuerbar, die Rotorblätter werden in diesem Fall direkt angelenkt.

Diese Rotoren neigen jedoch zum Aufbäumen gegenüber seitlicher Anströmung d. h. eigentlich 90° versetzt zur Anströmrichtung. Das liegt darin begründet, dass das gegen die Anströmung laufende Rotorblatt einen erhöhten Auftrieb erzeugt (das rücklaufende Blatt hat zu diesem Zeitpunkt einen verminderten Auftrieb), dies wirkt sich jedoch erst ca. 90° versetzt aus und der Rotor bäumt sich somit entgegen der Anströmrichtung auf.

Der Hilfsrotor versucht, durch aerodynamische Einflüsse und durch dessen Massenträgheit, dies zu verhindern. Durch ein Hebelwerk wird versucht den Hauptrotor in seiner Lage zu stabilisieren.

Hilfsrotormasse, Hilfsrotordurchmesser und Paddelflächengröße sind einige der wesentlichsten Einflussgrößen die die Eigenschaften des Hilfsrotores bestimmen.

Bedeutung der Hilfsrotormasse:

Prinzipiell gilt höhere Masse sorgt für stabileres Flugverhalten.

Das Kreiselsystem Hilfsrotor wird durch Erhöhung der Masse unempfindlicher gegen äußere Einflüsse, einschließlich gegenüber zyklischen Steuerbefehlen!

Das System wird träger!

höhere Masse

= Stabileres Flugverhalten

= langsamere Reaktion auf Steuerbefehle

Bedeutung des Hilfsrotordurchmessers:

Die Paddelstangenlänge hat wesentliche Einfluss auf das Steuerverhalten.

Lässt man bei der Verlängerung der Paddelstange die Masse konstant, treten vor allem aerodynamische Veränderungen auf.

Durch die höhere Paddelgeschwindigkeit wird aerodynamische Schlagdämpfung erhöht.

Neben der Erhöhung der Dämpfung wird durch die Erhöhung der Geschwindigkeit (= Erhöhung Luftdurchsatz) die zyklische Steuerfolgsamkeit erhöht.

Die Momente wachsen linear mit der Länge der Paddelstange und quadratisch mit der Anströmgeschwindigkeit.

steigender Durchmesser 

= stabileres Flugverhalten

= schnellere Reaktion auf Steuerbefehle

Größe der Steuerflächen (Paddelgröße):

Lässt man wiederum die Masse konstant, führt eine Vergrößerung der Steuerflächen zu erhöhtem aerodynamischen Durchsatz.

Zyklische Steuerbefehle werden verstärkt, aerodynamische Einflüsse von außen wirken sich stärker aus.

größere Steuerflächen

= schnellere Reaktion auf Steuerbefehle

= größere  Einflüsse bei Störungen von außen

Schlagwinkel des Hilfrotors:

Je höher der Schlagwinkel des Hilfsrotors (Neigung) desto höher (schneller) dei Steuerfolgsamkeit, ob der maximale Schlagwinkel, der zumeist vom System vorgeben (limitiert) wird, im Flug erreicht werden kann, sei dahingestellt.

Hier maximale Neigungswinkel bei meinem Futura SE

größerer Neigungswinkel

= höhere Steuerfolgsamkeit

Mischungsverhältnis Hilfsrotorschlagwinkel zu Blatteinstellwinkel (Stichwort 1:1): 

Bestimmt die Wirkgröße der Paddelstangenneigung auf die Blätter.

Hat der Hilfsrotor größeren Einfluss auf die Winkelverstellung der Hauptblätter z.B.: 1:1 hat der Hilfsrotor stark stabilisierende Wirkung.

Je nach verwendeten Paddeln und Hauptrotorblättern kann sich die Veränderung der Mischverhältnisse unterschiedlich auf die Steuerfolgsamkeit auswirken. Hier kann nicht unbedingt eine lineare Aussage getroffen werden (Ergebnisse erfliegen).

Hier Mischungsverhältnis nahezu 1:1

Blattneigung und Paddelstangenneigung nahezu identisch

Paddel im Test

Testparameter:

Futura SE

Paddelstangenlänge 520mm

Mischungsverhältnis Rotorkopf ca. 1:1