Warum haben Hubschrauberrotoren einen konstanten Querschnitt und Anstellwinkel?

Soweit ich weiß, behalten die Rotorblätter von Hubschraubern über ihre Länge einen konstanten Flügelquerschnitt und sind nicht verdreht. Andere rotierende aerodynamische Geräte wie Propeller, Turbofan-Fans und Windturbinen verdicken sich und erhalten aufgrund der geringeren einfallenden Fluggeschwindigkeit (in Rotationsrichtung) einen steileren Winkel zur Nabe.

Ich würde vermuten, dass es vielleicht etwas mit der Variation der Fluggeschwindigkeit auf der vorrückenden und sich zurückziehenden Seite zu tun hat?

Bearbeiten: Einige weisen darauf hin, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist und dass Rotoren tatsächlich eine Verdrehung haben können, nur dass es optisch weniger auffällig ist. Zumindest der Akkord scheint immer noch konstant zu sein

Bearbeiten 2: Seit ich dies gepostet habe, habe ich an der Uni ein Modul zur Aerodynamik von Hubschraubern belegt, und die Frage ist in der Tat falsch. Die Blattverdrehung ist definitiv ein Merkmal des Hubschrauberdesigns.

Sehr interessante Frage. Können Sie bitte auf Referenzen für No-Twist- und Single-Airfoil-Rotoren hinweisen? Es ist eine Überraschung für mich zu hören, dass ein Hubschrauberrotor keine Verdrehung hat.
Ich werde vorschlagen, dass Sie falsch gehört haben. Wenn Sie etwas annehmen und dann fragen: "Warum ist das so?" Am Ende stellen Sie eine ungültige Frage. Es ist ein bisschen beliebt zu fragen: "Hast du aufgehört, deine Frau zu schlagen?" -- es setzt eine Antwort im Fragen voraus. Eine bessere Frage ist: "Haben Hubschrauberrotoren einen konstanten Querschnitt und Anstellwinkel oder sind sie verdreht?" Auf diese Weise erhalten Sie eine Antwort auf das, was Sie gehört haben, anstatt anzunehmen, dass es so ist. Ich werde auch darauf hinweisen, dass das Rotorblatt jedes Hubschraubers für diesen Hubschrauber optimiert ist ...
Zufälliges Modell (Sikorsky S-76 ): " Die Hauptrotorblätter verwenden ein SC1095-Tragflächenprofil und haben eine nichtlineare Verdrehung, um die Blätter beim Schweben gleichmäßig zu belasten. Die Spitzenkappen werden gepfeilt, um Geräusche und Vibrationen zu reduzieren ", Quelle. . Da die Frage auf einer falschen Annahme beruht, wird es schwierig sein, sie richtig zu beantworten.
Für Klingen mit gut sichtbarer Verdrehung und nicht konstanter Sehne siehe NASA's Ingenuity .

Antworten (2)

Hubschrauberblätter haben eine Verdrehung. Die relative Luftgeschwindigkeit nimmt von der Blattwurzel zur Blattspitze zu und würde daher bei einem nicht verdrehten Blattauftrieb quadratisch von der Wurzel zur Spitze zunehmen. Oder umgekehrt, der Auftrieb würde sich von der Spitze zur Wurzel quadratisch verringern. Blade Twist behebt dies: Es rekuperiert den Auftrieb, der auf dem inneren Abschnitt des Rotors erzeugt wird.

Von Ray Prouty, Helicopter Aerodynamics Vol. 1. , Seite 248:

Durch Verdrehen der Blätter zum Reduzieren des Auftriebs an der Spitze kann das Strömungsmuster gleichmäßiger gemacht werden und die Gütezahl des Schwebeflugs kann um bis zu etwa 5 % verbessert werden. Da dies eine Steigerung der Nutzlast um 20 % bedeuten kann und da verdrehte Blätter ungefähr so ​​einfach herzustellen sind wie nicht verdrehte Blätter, gibt es einen guten Grund, Verdrehung zu verwenden - und alle modernen Hubschrauber tun dies.

Aufgrund der aerodynamischen Auftriebsgleichung wäre die ideale Blattverdrehung nicht linear: würde wiederum quadratisch mit der Blattspanne variieren. Aber diese ideale Drehung ist nur in der Schwebesituation ideal und definitiv nicht ideal in der Fabrik, wenn das Blatt produziert werden muss.

Poutys Artikel ist sehr lesenswert, und weitere Erwähnungen:

  • Eine hohe Verdrehung erzeugt Vibrationen, da sich der Druckmittelpunkt während der Drehung stark bewegt.
  • Eine negative Blattverdrehung (niedrigerer Spitzenwinkel) ist gut für das Zurückziehen des Blattabrisses, aber schlecht für die Autorotation, die durch eine positive Blattverdrehung unterstützt würde.
  • Die optimale Drehung unterscheidet sich beim Schweben im Bodeneffekt und außerhalb des Bodeneffekts.

Wie andere Antworten gesagt haben, haben bemannte und große Drohnenhubschrauber verdrehte Rotorblätter.

RC-Hubschrauber haben fast alle Zero-Camber (symmetrische) Zero-Twist-Rotorblätter. Diese sind fast komisch ineffizient (die mittlere Hälfte der Scheibe erzeugt fast keinen Auftrieb), was zu typischen Flugzeiten von etwa fünf Minuten führt. Sie haben den Vorteil, dass sie verkehrt herum genauso gut arbeiten wie rechts herum. „3D“-Manövrierbarkeit ist für diese Verbraucherbasis von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie sich Videos dieser Dinger bei Stunts ansehen, sehen Sie oft, wie der Hubschrauber symmetrisch zwischen positivem und negativem Auftrieb hin und her hüpft. Dies ist bei einem verdrehten, gewölbten Flügel nicht möglich.

Warum haben Hubschrauberrotoren einen konstanten Querschnitt und Anstellwinkel?
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