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Bedienungs- und Wartungsanweisung mit Sicherheitshinweisen für Peka Mehrblattköpfe.

Allgemeines

Ein Modellhubschrauber ist kein Spielzeug und verlangt eine verantwortungsvolle Handhabungund Sicherheitsbewustsein durch den Betreiber.

Beschreibung

Vierblattrotorkopf

Nutzdurchmesser: Großer Vierblatt  240 mm      Kleiner Vierblatt  175 mm

 Gewicht:           „          „        790 gr.               „           „         380 gr.

Blattgriff                                   14 mm                                        12 mm

Die  Rotorköpfe sind ausgelegt und wurden erprobt für:

Kopfdrehzahlen =  ca.   1.300/min

Blattmasse         =  ca.     250g

Fliehkraft             = ca.  2.800N (ca. 280 kg )

Rotordurchmesser bis 2.500 oder mehr sind unter Berücksichtigung der obigen Parameter möglich.

Sie sind als 2 bis 6 Blattköpfe erhältlich mit weich oder hartgedämpften Schlaggelenk.

Die Nabe ist universell ausgelegt für  10 oder 12mm Rotorwellen und kann mit 2St. M3 Spezialschrauben

an der Welle befestigt werden, 2 St. M2,5 Schrauben sorgen für einen festen Klemmsitz 

Bedienung

Es können alle Arten von Blätter ( Alu, CFK oder GFK ) wie auch die Art  des Blattprofils beliebig

verwendet werden.Wichtig ist, dass die Blätter schwerpunktoptimiert sind, wie sie heute von den meisten einschlägigen und seriösen Herstellern angeboten werden.

Einbauhinweise

Die Rotorwelle muss bei der Montage mit ihrem oberen Ende die Bohrung in der Nabe in etwa

ausfüllen, benutzen Sie möglichst die obere Befestigungsbohrung in der Nabe, die untere ist nur

für Sonderfälle gedacht.

Nach der Montage mit der M3 Schraube klemmen Sie die Nabe mit den beiden M 2,5 Schrauben auf

der Rotorwelle fest.

Die Steuerstangen zwischen Taumelscheibe und Blattgriff sollten mit Hilfe des Taumelscheiben-

Mitnehmer senkrecht gestellt werden.

Mittels der Taumelscheibenverdrehung (Swash-Rotation) im Sender justieren Sie den richtigen Steuerimpuls für den Vorwärtsflug nach folgendem Grundsatz:

Ein montiertes Rotorblatt über den Heckausleger ausrichten. (Pitch auf Schwebeflug)

Steuern Sie nun mit dem Sender die Nickfunktion an.

Benanntes Rotorblatt darf nun keine Einstellwinkelveränderung ausführen, verändern Sie die

senderseitige Taumelscheibenverdrehung so lange bis dieser Zustand erreicht ist.

Diese Grundregel hat für sämtliche Rotorsysteme Gültigkeit, ob links oder rechtsdrehend,

ob zwei oder Sechsblattkopf, oder der Blattgriff von vorne oder hinten angesteuert wird.

Wartung

Grundsätzlich beschränkt sich die Wartung auf die Überprüfung eines festen Sitzes aller Schrauben und

Verbindungen. Insbesondere ist nach jedem Flug eine Kontrolle des Schlaggelenkbolzen auf Auswandern

zwingend notwenig .

Sollte ein Auswandern festgestellt werden, ist der Flugbetrieb sofort aus Sicherheitsgründen einzustellen und der Rotorkopf einzuschicken

Wann zerreißt es einen Rotor ?

In letzter Zeit, werde ich immer häufiger von Piloten mit der Frage konfrontiert:
" Ich möchte auf meinem großen Hubschrauber einen Rotordurchmesser von 2,20m oder mehr betreiben, welche Drehzahl würden sie mir empfehlen und hält ihr Mehrblattkopf diese Kräfte auch aus."

Das führt natürlich zu Rückfragen wie, welche Art von Rotorblätter werden genutzt,
wo liegt bei welcher Masse ( Gewicht ) der Blattschwerpunkt, um über die Fliehkraftberechnung
die Zugkraft in Newton zu errechnen.

F = Masse * Radius Scherpunkt * Omega ²

Beispiel:          Ein Rotorblatt 820 mm lang, wiegt 260 Gramm,
               der balancierte Schwerpunk liegt bei 470 mm ab Bohrung
               plus Radius Rotorkopf =  120 mm, also ist r = 590 mm

               Nun haben wir die Masse mit          0,26 kg
               und den Radius mit                   0,59  m  

               Es fehlt noch Omega zum Quadrat, und so wird nun gerechnet:
               2 * 3,14 * Drehzahl / 60
               das Ergebnis dann mit sich selbst multipliziert.

               Bei dem hier vorhandenen Rotordurchmesser von  1,88 m, sind
               Blattspitzengeschwindigkeiten von 100 bis 130 m/s anzustreben.
               Das ergibt eine Kopfdrehzahl von ca. 1.300 U/min

               2 * 3,14 = 6.28 * 1.300 = 8.164 / 60 = 136 * 136 =  18.496
               18.496 * 0,26 (Masse) = 4.809 * 0,59 ( Radius)   =   2.837 N

               Die Fliehkraft beträgt also 2.837 N  bzw.  283,7 kg

 

Bei der Entwicklung der Rotorköpfe habe ich eine 3fache Sicherheit zugrunde gelegt,
das heißt, der Kopf muss mindestens 8.500N aushalten, was man nicht von allen heute
im Umlauf sich befindenden Köpfen annehmen kann.

Aber ein alter Spruch sagt: " Probieren geht über Studieren", das heißt, es müsste der
Beweis für die Richtigkeit der Theorie geführt werden.

Wie geht das denn ???

Ganz einfach die komplette Einheit ( Kopf und Blatt) kommt in eine Zerreiß Maschine.

Herr Jahn vom der Firma M-Blades war so freundlich für diesen Test ein Einzelnes

Alu-Rotorblatt zur Verfügung zu stellen.

Das Ganze wurde mit einem Zweiblattkopf verschraubt und in diese mit brachialer Gewalt
ziehende Maschine einerseits mit einer 12mm Rotorwelle und andererseits das arme Rotorblatt
in ein Schraubstockähnliches Gerät gespannt.

Wenn die Maschine nun beginnt zu ziehen, wird in einem Diagramm die Materialdehnung und
die aufgewandte Kraft aufgezeichnet und zwar so lange bis irgendetwas zerreißt.

Wie man nun erkennt, reißt erst, bei der selbst für mich verblüffenden Kraft von ca. 13 kN
das Alu-Rotorblatt,
das sind enorme 1.300 kg,    oder 1,3 t
also eine doch fast 4,5 fache Sicherheit.

Das gilt natürlich erst nur fürs Rotorblatt, die Festigkeit des Rotorkopfes wird noch deutlich
höher sein, ich habe mir erlaubt diesen nicht auch noch zu zerreißen, es schmerzt zu sehr.

Die im Diagramm zu erkennenden Kraftsprünge resultieren aus einem kurzen Rutschen
des Blattes  in den Haltebacken.

In der Praxis wird auch das Rotorblatt später zerreißen, denn der Bruch trat kurz hinter der
Einspannung auf, was an dieser Stelle zu einem Festigkeitsverlust führt.

Ich möchte an dieser Stelle gerne jedem Rotorkopf-Konstrukteur und Möchtegernerfinder
dringend anraten, umfangreiche Berechnungen über Material-Art, Festigkeit und Dimensionierung
anzustellen, denn allzu leicht schleichen sich zB Kommarechenfehler oder Fehlbewertungen ein.

Als Abschluss bleibt noch zu sagen, nicht ohne Grund haben alle meine Rotorköpfe ein gedämpftes
Schlaggelenk das zu einem ausgewogenem Flugverhalten führt aber auch und das ist nicht unwichtig
die auftretenden Wechselbiegebelastungen durch das Rotormastmoment dämpft.

Hier ist auch zu erwähnen dass fast 90% aller Schwingungen die zu beobachten sind ihre Ursache im
Rotorsystem haben, Rotor- und Blattlagerwelle mit Schlag, asymmetrische und nicht richtig balancierte
Paddel aber auch nicht schwerpunktoptimierte Rotorblätter.

Den Rotorblättern ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, sind diese in Schlagrichtung ungleich verbogen, führt das zu Spurlaufproblemen, korrigiert man diesen, laufen die Schwerpunkte der Blätter
nicht mehr in einer Ebene und es setzen Schwingungen ein die schon vor dem Abheben durch Boden-
Resonanz zur Selbstzerstörung führen können, und wenn nicht, ist der Trampelenten-Effekt auch nicht gerade schön anzusehen.

Die Hughes 500 ist diesbezüglich ein ganz besonders sensibles Gerät und ein erbarmungsloser Schwingungsanzeiger am Heckausleger und Leitwerk.

Hat ein Rotorkopf nun Schlaggelenke werden diese Effekte zwar nicht eliminiert aber doch erheblich
reduziert, außerdem bringen sie im schnellen Vorwärtsflug noch Vorteile auf die ich hier aber nicht
eingehen will, es würde zu langatmig für den Leser.
Es wird immer unterschätzt das je größer unsere Helis werden, auch die gleiche Problematik wie bei unseren großen Brüder immer mehr zum Tragen kommt.

Günter Knipprath

www.peka-hughes.de