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hallo!

hat sich schon mal jemand gedanken gemacht ob es möglich wäre mit einem hubschrauber (also jetzt kein modell) überschallgeschwindigkeit zu erreichen?

hatte letztens eine sehr lange diskussion darüber, aber zu einem ergebnis sind wa net gekommen...

gruß ingo

Mit der derzeitigen Technick nicht. Bei Überschallgeschwindigkeit müsste sich das nach vorne laufende Rotorblatt mit einer Geschwindigkeit, die weit über der Schallgeschwindigkeit liegt, nach vorne bewegen. Die dabei frei werdenden Kräfte sind zu viel für derzeit machbare Rotorblätter.

Möglich wäre es schon, aber das Problem ist, dass sich der Hubschrauber nach einer bestimmten Geschwindigkeit selbst bremst.

Die Rotorblätter haben bei hohen Geschwindigkeiten soweit ich weiss immer Überschallgeschwindigkeit.

ist es überhaupt möglich propellerbetriebene flugobjekte auf eine solche geschwindigkeit zu bringen?

mfg ingo

edit: wie der bremst sich selbst? - luftwiderstand? der effekt tritt ja immer auf...

Ah nö. Geht nicht.

Die Geschwindigkeit eines Hubschraubers ist bei ca. 370km/h (knapp unter 400) am Ende.

Grund: Das nach vorn laufende Blatt hat ja eine Geschwindigkeit. Zu dieser addiert sich die Vorwärtsgeschwindigkeit des ganzen Helis.
Zusammen ist dann bei ca. 370km/h die Schallgeschwindigkeit erreicht und ein Strömungsabriss ist die Folge.

Geht nix.

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Korso

öh ah hmm, so ganz verstanden hab ichs noch net, finds aber sehr interessant!

mfg ingo

@Korso nur 370km/h ? Ich glaub es gibt Kampfhubschrauber die wesentlich schneller sind.

fein fein! dankeschöön!!

mfg ingo

Hi,
die obigen Erklärungen sind schon ganz gut. Drei Anmerkungen fallen mir noch ein:

1) Ein Blattprofil hat eine Verdrängungswirkung auf die anströmende Luft, daher wird die Strömung am Profil beschleunigt. D.h. wenn sich ein Flugkörper noch unterhalb der Schallgeschwindigkeit bewegt, so kann am Flügelprofil schon Überschall auftreten.

2) Mit dem Überschall treten heftige Stöße an der Struktur auf (den Überschallknall kennst Du sicher).

3) Bei hohen Fluggeschwindigkeiten macht ein rotierender Flügel keinen Sinn mehr. Stell Dir vor (das ganze mal etwas vereinfacht), Du fliegst mit halber Schallgeschwindigkeit. Außerdem rotiert der Rotor so, daß an den Blattspitzen ebenfalls halbe Schallgeschwindigkeit auftritt. Und als dritte Voraussetzung legen wir mal fest, daß das voreilende und das nacheilende Blatt den gleichen Anstellwinkel haben. Dann wäre die Anströmgeschwindigkeit am voreilenden Blatt an der Blattspitze etwa Schallgeschwindigkeit (bei 90 Grad zum Rumpf) und beim anderen Blatt Null an der Blattspitze. Beim nacheilenden Blatt würde nach innen hin dann das Profil sogar von hinten angeströmt. Du kannst Dir vorstellen, was Du so für Rollen fliegen würdest, oder? Über die "Spannweite" der Rotorebene wäre der Auftrieb total unterschiedlich.
Bei realistischen hohen Geschwindigkeiten muß man dies mit einem Rollausschlag schon ausgleichen, damit der Auftrieb links und rechts gleich ist.

Also, wer schnell sein will, der schaltet den Rotor aus!

Gruß, Karsten

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Raven-Chassis, Raven-Alurotor (Blatthalter Plaste), 12 mm Heckrohr, T-Rex-Aluheck, 3x 2000 mAh Kokam-Lipo 15C + Saver, 450 F + Jazz 40-6-18, GY-401, 3x Futaba S3110 + 1x HS-55, MX12 + R700, CFK Blätter, Scale-Rumpf Agusta A119 von Causemann
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Bisherige "Lösungen" schaffen durchaus mehr als nur die 400 läppischen Kilometer pro Stunde. Nur ob man bei diesen Fluggeräten direkt noch von einem Hubschrauber sprechen kann? Sikorsky hatte in den 90er Jahren ein paar Prototypen (so viel ich weiss vorzeitig eingestellt worden). Zuerst fliegt der Hubschrauber ganz normal, aber sobald eine höhere Geschwindigkeit erreicht werden sollte, wurde der Rotor entkoppelt und das Ganze war ein Gyrocopter. Den Antrieb übernehmen dabei herkömmliche Jetantriebe und der Auftriebsverlust wird durch die Stummelflügel kompensiert. Für höhere Geschwindigkeiten wurde der Rotor gestoppt und x-förmig ausgerichtet. Nur auch diese Konstruktion sollte das Fluggerät nahe der Schallgrenze bringen, aber nicht drüber.

Probleme machen die unterschiedlichen physikalischen Gegebenheiten, im Unter- und Überschallbereich. Was ist denn das für eine Grenze? Klar, da bewegt sich was schneller als der Schall, aber wieso? Die Luft kommt nicht mehr ganz mit. Im Unterschallbereich umströmt sie alles und man kann durch Profile auch noch Auftrieb gewinnen. Im Überschallbereich ist die Luft einfach nur noch im Weg. Sie wird zu einem so grossen Widerstand, dass es einem die Tragflächen abreisst (bei der P-38 im WWII sehr oft im Sturzflug passiert). Jegliche Profile, die im Überschallbereich genutzt werden, sehen aus wie eine Messerklinge und der Grund ist auch der gleiche. Jets erzeugen keinen Auftrieb, sie schneiden sich einfach nur durch die Luft. Sämtliche Power kommt nur von den Triebwerken.

Wer sich bei den Triebwerken dazu verleiten lässt, eine Gemeinsamkeit zwischen Rotor/Schraube/Propeller und den Schaufelrädern zu sehen, der irrt. Die Schaufelräder sieht man zwar bei den Verkehrsmaschinen ganz eindrucksvoll, aber der wirkliche Antrieb entsteht durch die Explosion des Treibstoffes. Die Schaufelräder verdichten lediglich die notwendige Luft, aber das Flugzeug ziehen die Räder nicht nach vorn. Schaut mal das Triebwerk einer V1-Rakete an. Das hat Klappen, aber keine Räder.

Fazit ist jedenfalls: Die Industrie hat´s schon lange versucht, aber nie hinbekommen. Kipprotor/Kippflügelflugzeuge und Senkrechtstarter wie der Harrier sind eben die wirtschaftlich vertretbaren Alternativen, wenn´sowohl Schweben, als auch schnell Fliegen erforderlich ist.

@Eopan:
Stimmt, bei den schnelleren Entwurfsvarianten entwickelte sich der Trend den Rotor (wie ein Hubschrauber) nur im unteren Geschwindigkeitsbereich zu nutzen und durch Stummelflügel im Hochgeschwindigkeitsbereich den Auftrieb zu erzeugen. Auftrieb und Vortrieb über ein System (Rotor) macht nur im langsamen Geschwindigkeitsbereich Sinn. Wir hätten heute sicher nicht so einen Luftverkehr, wenn nicht einer die tolle Idee gehabt hätte den Auftrieb (Flügel) und den Vortrieb (Propeller, etc.) auf zwei Baugruppen zu verteilen. Mit Schlagflüglern (siehe Lilienthals Bruder) wär das nix geworden.

Aber in ein paar Punkten liegst Du falsch. Auch Überschallflugzeuge brauchen Auftrieb und erhalten diesen über den Tragflügel. Da aber der Auftrieb proportional zum Quadrat der Fluggeschwindigkeit ist, braucht die Flügelfläche und der Auftriebsbeiwert nicht so groß sein. Die scharfen Flügelnasen sind wegen des geringeren Widerstandes erforderlich.
Wenn die Flügel nach Deiner Meinung nur "schneiden" sollen, wären gar keine Flügel am besten! Dann hättest Du nämlich auch den Widerstand gespart.

Bei den Triebwerken muß man auch den Einsatzbereich berücksichtigen. Ein Militärjet will ein kleines Triebwerk mit extrem viel Power. Der Spritverbrauch und der Lärm ist da wurscht. Das muß aber beim zivilen Verkehr beachtet werden und dann landest Du bei Bypass-Triebwerken mit einem großen Nebenstromverhältnis.

Gruß, Karsten

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@Kako: Japp, ich hab auch nur zwei Extrembeispiele genannt, wie man sich das verdeutlichen kann. Flügelprofile gibt es massig und das Thema ist auch schon wieder eine Kunst für sich. Klar, man geht einen Kompromiss im Profil ein. Irgendwann will man ja auch landen und dabei nicht unbedingt gern mit 800 oder 900 km/h aufsetzen. Nur im Überschallbereich ist das Profil hinderlich. Im Unterschall will man eine Tragfläche zum Fliegen und im Überschallbereich eine Tragfläche zum Gleiten. Nur man darf auch nicht vergessen, dass heutige Flügel verformbar sind und sich "on the fly" verstellen lassen. So baut man extra flache Profile, die beispielsweise durch ausfahrbare Vorflügel den nötigen Auftrieb erbringen. Bremsklappen sind auch nicht einfach nur Störflügel. Die tragen auch zu einer anderen Form der Tragfläche bei.

Die Flügel wegzulassen halte ich für zu radikal. Immerhin liegt der Flieger ja mit seinen Flügeln auf der Luft, bzw. "hängt" damit in selbiger. Mit dem Gleiten anstatt Fliegen kennt man ja vom Papierflieger. Der hat null Profil und gleitet nur. Schneide dem die Flügel ab und wirf nochmal. Kam der genauso weit? Mal davon abgesehen, dass es kein Flugzeug mehr wäre, sondern eine Rakete. Nur zeig mir eine Rakete, die von Turbinen angetrieben wird. Raketen, von denen ich weiss, dass die von einer Turbine angetrieben werden (z.B. Cruise Missiles), sind von der Bauart wieder Flugzeuge, weil der Antrieb allein nicht ausreicht. Um eine Rakete zu bewegen, müsste es schon ein Raketenmotor oder ein Feststoffantrieb sein (nur leider so unwirtschaftlich).

Im Modellbau zeigen einem nebenbei die Shockflyer auf wunderbare Weise, dass man durchaus ohne irgendein Profil fliegen kann. Selbst im Unterschall. Ist eigentlich alles nur eine Frage des Antriebs. Auch einige Slow- und Parkflyer verzichten drauf. In einem anderen Forum hat einer gezeigt, dass auch ein grösserer Doppeldecker knackig fliegen kann, mit diesen "Brettern".

Bei dem Unterschied zwischen militärischen oder zivilen Fliegern fällt mir nur auf, dass die zivilen Flieger entweder bauähnliche Triebwerke verwenden (Concorde), wie beim Militär oder eben überhaupt nicht in den Überschallbereich vordringen (Boing 7x7, Airbus A3xx usw).

Ansonsten glaube ich, dass es mit einem Hubschrauber auch nicht schneller geht. Warum auch? Schon jetzt sind Hubschrauber irrsinnig teuer und mit hohem Aufwand verbunden. Je mehr hinzukommt, umso schlimmer wird´s. Allerdings geht beim Hubschrauber technisch noch eine Menge. Echte Hubschrauber mit Heckrotor finde ich schäbig. Die Zukunft sehe ich eher beim Koaxialantrieb. Nur der muss eben noch "einfacher" werden. Ein Koax-Heli steckt alle Power in Auf- und Antrieb. Ein herkömmlicher Heli verpulvert mit dem Heck einen Teil der Leistung für nix, nur um die Mühle stillzuhalten. Mag sein, dass "RC-Piloten" das nicht gern hören. Nehmen doch Koax-Helis eine Menge am Reiz des Fliegens. Nur im wirklichen Leben sind Helis keine Loopingziehenden Helden des Himmels, sondern Gebrauchsgegenstände - und die sollen ja möglichst wenig kosten, sicher sein und leicht zu handhaben.

@Eopan:
Ja, bei den Koax-Helis hast Du recht. So ein Heckrotor zum Drehmomentenausgleich ist ne ziemliche Krücke. Aber grundsätzlich sind Hubschrauber energetisch total unwirtschaftlich und werden daher immer auf Spezialanwendungen beschränkt sein, wo es auf langsame Fluggeschwindigkeiten und kurze Landestrecken ankommt.

Hm, jetzt definier mir doch mal den Unterschied von fliegen und gleiten bei einem Profil?!?!

Aber ich muß Dich warnen, ich arbeite zwar in der Softwareentwicklung, habe aber mal Luft- und Raumfahrttechnik studiert. Nen bissel ist noch hängen geblieben. Außerdem bin ich seit 20 Jahren Segelflieger.

Na?

Gruß, Karsten

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P.S.: Auch eine ebene Platte mit einem positiven Anstellwinkel erzeugt Auftrieb.

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