Helicopter Flying Handbook: Der Bodeneffekt ist die erhöhte Effizienz des Rotorsystems, die durch Störungen des Luftstroms in Bodennähe verursacht wird. Der Luftdruck oder die Luftdichte wird erhöht, wodurch die Abwärtsgeschwindigkeit der Luft verringert wird. Der Bodeneffekt ermöglicht einen horizontaleren relativen Wind, einen vertikaleren Auftriebsvektor und eine Verringerung des induzierten Widerstands. Diese Bedingungen ermöglichen, dass das Rotorsystem effizienter ist. Der maximale Bodeneffekt wird beim Schweben über glatte, harte Oberflächen erzielt. Beim Schweben über Oberflächen wie hohem Gras, Bäumen, Büschen, unwegsamem Gelände und Wasser wird der maximale Bodeneffekt reduziert. Die Rotoreffizienz wird bei den meisten Hubschraubern durch den Bodeneffekt auf eine Höhe von etwa einem Rotordurchmesser (gemessen vom Boden bis zur Rotorscheibe) erhöht. Da die Scheitelpunkte der induzierten Strömung verringert werden, wird die AOA erhöht, was einen reduzierten Blattanstellwinkel und eine Reduzierung des induzierten Widerstands erfordert. Dies verringert die zum Schweben des IGE erforderliche Leistung
Ich verstehe Bodeneffekt und In-Ground-Effekt im Vergleich zu Out-of-Ground-Effekt. Der Luftdruck wird unter dem Hubschrauber erhöht, wodurch die induzierte Strömung verringert, die AOA erhöht und der Luftwiderstand verringert wird.
Aber warum ist der Bodeneffekt auf glatten, harten Oberflächen größer als auf hohem Gras, Bäumen, Büschen, unebenem Gelände und Wasser?
Ich habe Aviation Stack Exchange, Lehrbücher und die Titelseite von Google durchsucht, aber keine Erklärung gefunden.
Zuerst würde ich denken, dass die Reibung von Oberflächen wie hohem Gras die Luft unter dem Hubschrauber halten und den Bodeneffekt verstärken würde. Wir wissen jedoch, dass dies nicht stimmt, da dies bedeuten würde, dass über einer Landebahn weniger Bodeneffekte auftreten.
Eine andere Vermutung wäre, dass das Gelände die Luft daran hindert, zurück zum Hubschrauber zu prallen. Reflektiert die Luft stattdessen seitlich, was bedeutet, dass die Kraft der Luft, die zum Hubschrauber zurückprallt, den Auftrieb erhöht? Das Helicopter Flying Handbook widerspricht dieser Erklärung mit dem Folgenden als Hauptquelle des Bodeneffekts:
"Der Luftdruck oder die Dichte wird erhöht"
Scheuen Sie sich nicht, bei Bedarf komplizierte Aerodynamik einzubeziehen. :)
Aus Sicht der Energieeinsparung überträgt der Rotor Energie auf die Luft, die sich dann nach unten bewegt und vom Boden abgelenkt wird. Eine weiche oder widerstandserzeugende Oberfläche absorbiert mehr von dieser Energie, während eine glatte harte Oberfläche sie ablenkt.
Stellen Sie es sich wie Laufen vor: Wenn Sie auf einer harten Oberfläche laufen, erzeugt Ihre Abwärtskraft eine gleiche Aufwärtskraft. Wenn Sie auf Sand laufen, geht ein Teil der Abtriebskraft durch die Bewegung des Sandes verloren, und Sie werden nicht so stark nach oben/vorwärts getrieben. Deshalb ist es schwieriger, auf Sand zu laufen als auf festem Untergrund.
Ich denke, es basiert hauptsächlich auf der Wahrnehmung der Höhe über dem Boden. Wenn Sie über Bäumen oder über rauer See schweben, ist Ihnen in erster Linie der Abstand zu den Baumkronen und Wellen wichtig. Und wenn die Oberfläche der Vegetation dicht ist, wie z. B. hohe Pflanzen, Bäume oder Büsche, werden sich Ihre Augen darauf konzentrieren, sodass Sie dies als Ihre AGL-Höhe wahrnehmen. Aber für Leistungszwecke ist Ihre aerodynamische Höhe AGL tatsächlich größer, nämlich die Bodenoberfläche.
Wenn Sie beispielsweise einen halben Rotordurchmesser über den Baumwipfeln schweben, würden Sie Bodennähe wahrnehmen und vielleicht reflexartig etwas mehr Schub erwarten, aber es müssten für Sie keine sehr hohen Bäume sein um zwei Rotordurchmesser über dem Boden zu sein, also weit weg von jedem aerodynamischen Bodeneffekt.
Manuel H