Hallo Herr Musch,

sie scheinen ja Hubschrauber zu fliegen, vielleicht koennen Sie mir bei einem Vestaendnisproblem zur von Ihnen angesprochenen "vertikalen" Autorotation helfen:

wenn in einen Propellerflugzeug der Motor ausfaellt und ich gehe in einen leichten Bahnneigungsflug, dann kann ich mir direkt "anschaulich" erklaeren, dass der Propeller (nehmen wir an "fixed-pitch") sich in die GLEICHE Richtung weiter dreht im "Windmilling", da er ja dann weiterhin von vorn angestroemt wird, ebenso wie beim angetrieben Flug vor dem Motorausfall.

Nun zu einer mehr oder weniger vertikalen Autorotation beim Hubschrauber (Hubschrauber kann ich leider nicht fliegen...finde ich auch sehr faszinierend): wir sind im Schwebeflug in relativ grosser Hoehe "ohne Bodeneffekt" (d.h. in dieser Situation koennen wir den ganzen "cyclic pitch"-Kram vergessen der beim Vorwaertsflug ins Spiel kommt und koennen den Rotor dabei mal voruebergehend vereinfacht wie einen "einfachen" Verstellproppeler beim Flugzeug ansehen). Wenn jetzt das Triebwerk ausfaellt wird doch der Hubschrauber aus dem Schwebeflug heraus zu sinken beginnen. Wenn der Rotor dann durch den Fahrtwind angetrieben wird, wird er aber doch ab dann von "unten nach oben" durchstroemt...Im angetriebenen Schwebeflug kurz zuvor, ist die Luft aber in umgekehrter Richtung von "oben nach unten" durch die Rotor-Ebene gestroemt. Wuerde man jetzt am "blade pitch" garnichts tun, meine ich, dass sich aus der "Anschauung" ergibt, dass der nicht mehr angetriebene Rotor im "freien Fall" dann seine Drehrichtung umkehren muesste, deshalb koennte ich verstehen, wenn der "blade pitch" auf "negative" Anstellung gebracht werden muesste damit das nicht passiert.

Mein Verstaendnisproblem ergibt sich jetzt aus den Aussagen hier, dass viele Hubschrauberrotoren gar keine negativen "blade pitch" erlauben, und dann sagt mir meine "Anschauung" dass eine Umkehrung der Drehrichtung unvermeidbar waere in dieser Situation.

Wo liegt mein Denkfehler? Danke und Gruesse

...übertragen aufs Flächenflugzeug hieße das, dass dieses im antrieblosen Segelflug langsamer würde und dann rückwärts fliegen würde, wenn man nichts tut....

...diese Analogie sehe/verstehe ich jetzt nicht. Beim Flugzeug im Gleitflug ersetzt ja die Gewichtskraftkomponente in Bahnrichtung den Antrieb, sodass das Flugzeug sich nicht verlangsamt...

Mein Punkt ist, dass der Propeller im "Windmilling" beim Flächenflugzeug logischerweise dabei in der gleichen Richtung weiterdreht wie zuvor im angetriebenen Zustand WEIL die Richtung der Propellerdurchströmung sich nicht ändert....Beim Rotor dagegen ändert sich die -durchströmrichtung, und da ist mein Verständnisproblem...Ist natürlich recht theoretisch/weit hergeholt, aber würde man das antriebslose Flugzeug iregendwie gewaltsam"rueckwärts" durch die Luft ziehen, dann würde ich auch erwarten, dass der vom Fahrwind angetriebene Propeller ebenso die Drehrichtung ändern müsste...

Beim Flugzeug senkst du die Nase etwas ab, und es segelt nach unten. Das Gleiche gilt für den Heli: du änderst den Collective Pitch _etwas_, und dann setzt die Autorotation ein. (Deine Überlegung wäre dann richtig, wenn der Rotor anfangs stehen würde.)

...vielleicht erschliessen sich die Zusammenhänge tatsächlich nicht so leicht der "Anschauung" aber mein Punkt ist, dass der Rotor in Autorotation doch tatsächlich durch den Fahrtwind angetrieben wird, ebenso wie der Propeller beim Flächenflugzeug nach Motorausfall. Nur, dass der Hubschrauber im angetriebenen Schwebe-Zustand Luft von oben nach unten "quirlt" aber bei Autorotation (zumindest aus der Flug-Situation senkrecht nach unten) eine Änderung der Durchströmrichtung erfährt und deshalb "andersrum" drehen wollen müsste bei jeglichem positiven Blattanstellwinkel. collectiv pitch nur etwas ändern, ohne auf negative Blattanstellwinkel zu kommen kann doch da nichts ändern?

Vielleicht ist es zu hoch für mich. Danke für die Erklärungsversuche auf alle Fälle

Beim Flugzeug senkst du die Nase etwas ab, und es segelt nach unten. Das Gleiche gilt für den Heli: du änderst den Collective Pitch _etwas_, und dann setzt die Autorotation ein. (Deine Überlegung wäre dann richtig, wenn der Rotor anfangs stehen würde.)

Fast richtig. Das _etwas_ heißt aber im ersten Moment: Pitch komplett runter. Wenn man das nicht macht, ist der Luftwiderstand gegen die angestellten Blätter so hoch, dass die Drehzahl sehr schnell gefährlich niedrig wird. Die AR dauert einen Moment, bis sich das Gefüge aus sinkender Maschine, Anströmung von unten und konstante Rotordrehzahl stabilisiert hat. Da gehen schon einige Fuß Höhe verloren (fragt mich nicht, wieviel genau, aber das H/V-Diagramm ist ein Anhaltspunkt).

Und bei horizontal stehenden Blättern ist das symmetrische Profil in der Lage, die Luftströmung von unten in Vorwärtsrotation umzusetzen. Es wird ja letztlich eine schon existierende Rotation "nur" gegen die Trägheit des Rotors am Leben gehalten. Wenn aber die Drehzahl durch verzögertes Absenken des Pitch zu weit sinkt, dann reicht auch der stärkste Wind von unten nicht mehr, um das wieder aufzubauen...

Olaf

...OK, also zwar KEIN negativer Blattanstellwinkel wie ich dachte zu Beginn der AR aber eben auch KEIN postitiver Anstellwinkel mehr sondern 0 Grad "blade pitch" bei symmetrischem Blattprofil welches dann durch seine Formgebung "gleichbleibende" Drehrichtung bei Umkehrung der Rotor-Durchstömrichtung erlaubt...

Ich glaube jetzt habe ich es wengstens Ansatzweise verstanden danke :-)

Aber Dein Gedankengang war völlig richtig. Genauso muss beim Ausleiten aus der Autorotation der Luftstrom wieder umgekehrt werden, dazu muss aus der Windmühle wieder ein Propeller werden - das geht nur, wenn Pitch der Blätter in Verbindung mit ihrer Form deren Wirkweise umkehren.

Ganz anders beim Flugzeug, außer bei einem Männchen (oder Weibchen) geht da die Luft nie von hinten durch den Prop, aber hätte er einen Freilauf, würde er sich dabei in die andere Richtung drehen.

Genauso muss beim Ausleiten aus der Autorotation der Luftstrom wieder umgekehrt werden, dazu muss aus der Windmühle wieder ein Propeller werden - das geht nur, wenn Pitch der Blätter in Verbindung mit ihrer Form deren Wirkweise umkehren.

Naja, das Ausleiten der AR passiert ja, indem ich den Heli mit dem Cyclic etwas "aufrichte" (flare, etwa in Baumwipfel-Höhe), und damit den Sinkflug schon mal ein wenig abfange. Und dann ziehe ich den Collective so weit, dass die Rotationsenergie aus dem Rotor in "Bremsenergie" umgewandelt wird und für das Stoppen des restlichen Sinkflugs ausreicht. Dabei dann immer mit dem Cyclic die Fluglage und mit den Pedalen die Richtung halten. Und mit dem letzten Stück Pitch-Reserve, setze ich dann sanft auf.
Kommt der Flare etwas zu hoch, knallt man die Mühle runter, kommt der Flare zu tief, hat man ggf. entweder noch Vorwärtsfahrt oder schlägt auch etwas heftiger ein, aber in allen Fällen sollte man es dann aus eigener Kraft noch aus der Maschine schaffen können (wenn nichts Anderes schief geht, wie z.B. tail strike o.ä.).

Olaf

ja, aber wo geht denn in diesem Flare die Luft hin?

Schon klar, die wird natürlich vom drehenden Rotor wieder nach unten abgelenkt. Ansonsten ist das mit dem Abbremsen so eine Sache. Nur eben, dass er nicht durch Motor angetrieben wird, sondern seine kinetische Energie dabei verliert. Es wird also kein "Probeller" mehr draus, sondern ein bremsendes Windrad.

Olaf

Eigentlich kann es ja nur so sein: Um den Heli abbremsen und sanft aufsetzen zu lassen, müsste die Drehmomentenergie des Rotors in Auftrieb umgesetzt werden. Während des kontrollierten Sinkens bewegt sich der Heli nach unten durch die stille Luft, deren Anströmung von unten wird in Drehenergie des Rotors gewandelt, und die im Drehmoment gespeicherte Energie wird beim Abbremsen, Flare und sanften Aufsetzen wieder in Luftströmung nach unten, bzw. Auftrieb für den Heli verwandelt. Also muss die Drehenergie nach allen Verlusten ausreichen, der Fallenergie des Helis komplett entgegenzuwirken.

Also muss die Drehenergie nach allen Verlusten ausreichen, der Fallenergie des Helis komplett entgegenzuwirken.

Yep, ansonsten wäre die Kiste nicht zulassungsfährig, wenn nicht einanders Rettungssystem vorhanden wäre.

Olaf