Gibt es einen Unterschied in der Helikopterleistung, die benötigt wird, um auf verschiedenen Höhen zu bleiben?

Dies ist nur eine fundierte Vermutung eines gelegentlichen Piloten. Vergessen wir weniger Motorluft, indem wir daraus einen Elektromotor machen. Dann stellt sich die Frage, ob in größerer Höhe mehr Leistung (Wattleistung, PS) erforderlich ist? Mein Gefühl ist, dass es ungefähr gleich sein sollte, weil das Auftriebs-/Widerstandsverhältnis ungefähr gleich sein sollte. Die Rotorblätter müssten sich schneller drehen, um die gleiche Luftmenge zu bewegen, so wie ein Flugzeug in großer Höhe schneller fliegt, um den gleichen Auftrieb zu erreichen. Dann stößt man auf Schallgeschwindigkeit, aber das ist ein anderes Thema.

Ich habe gehört, dass ein Hubschrauber höher fliegen kann, wenn "Luft" vorhanden ist, um seinen Motor anzutreiben.

Der Motor des Helikopters wird angetrieben, indem Treibstoff zusammen mit Sauerstoff aus der Luft verbrannt wird, dann drückt sein Propeller Luft (nicht notwendigerweise die gleiche Luft, die mit dem Treibstoff verbrannt wird) nach unten, um den Helikopter nach oben zu heben.

Nehmen wir an, dass die Luftmenge in verschiedenen Höhen genau gleich wäre, wäre die Leistung, die der Hubschrauber benötigt, um in 50 Metern Höhe stationär zu bleiben, geringer als die Leistung, die benötigt wird, um in 200 Metern (oder sogar höher) stationär zu bleiben, oder wäre es so gleich sein?

Ja, bei gleicher Luftdichte sollte es grundsätzlich gleich sein. Die Luftdichte ist in großen Höhen wie ein oder zwei Kilometern nicht gleich, aber von 50 Meter bis 200 Meter über dem Boden ist sie ungefähr gleich.

Etwas, das als "Bodeneffekt" bezeichnet wird, eine Leistungsverbesserung, tritt innerhalb eines Radius der Klingen vom Boden auf. Hubschrauberblätter sind jedoch nicht so groß wie fünfzig Meter. Anscheinend (aus der Suche im Internet) ist der größte Hubschrauber der Welt der Mil V-12, der Rotorblätter mit einem Radius von nur siebzehn Metern hat.

In deinem Kommentar hast du geschrieben

Ich möchte nur wissen, ob es mehr Energie aufwenden muss, um in verschiedenen Höhen zu bleiben , nicht um von einer Höhe in die andere zu fliegen.

Um eine Lösung für Fragen mit variierenden Parametern zu erhalten, ist es immer ratsam, die Parameter auf extreme Zahlen einzustellen. Lassen Sie uns dies für Ihre Frage versuchen.

1. Wir nehmen an, dass die Luftdichte in jeder Höhe eine konstante Zahl ist. In diesem Fall ist der variierende Parameter die Gravitationskraft auf den Helikopter, und diese Kraft nimmt mit zunehmender Höhe ab. Daher ist die Leistung, die der Hubschrauber benötigt, um in einer Höhe von 50 Metern stationär zu bleiben, höher als die Leistung, die erforderlich ist, um in einer Höhe von 200 Metern stationär zu bleiben.
2. Wir berücksichtigen, dass die Erdatmosphäre bei ca. 200 km um die Erde. Ein Hubschrauber benötigt diese Luft, um einen aerodynamischen Auftrieb zu haben. Daher wird für eine erste Betrachtung die Leistung, die der Hubschrauber benötigt, um in einer Höhe von 50 Metern stationär zu bleiben, geringer sein als die Leistung, die benötigt wird, um in einer Höhe von 200 Metern stationär zu bleiben.
3. Dabei berücksichtigen wir, dass nicht nur die Luftdichte mit der Höhe abnimmt, sondern auch die Menge an verfügbarem Sauerstoff. Ein Hubschrauber benötigt diesen Sauerstoff, um Treibstoff zu verbrennen, um den Motor anzutreiben. Daher ist die Schlussfolgerung wie für den zweiten Punkt.

ABER mit den Punkten 2 und 3 wird ein Avionikingenieur wohl nicht einverstanden sein. Der Hubschraubermotor und die Rotorblätter können für eine Flughöhe von 1.000 m optimiert werden. Dies ist also ein gutes Beispiel, um sich einzuprägen, dass physikalische Modelle oft Idealisierungen sind und nicht so komplex wie das wirkliche Leben.

Die Antwort auf Deutsch wäre also "jein", was eine Vereinigung von ja (ja) und nein (nein) ist. :-)