Welche Methoden werden zur Berechnung der maximalen Startwindgeschwindigkeit eines Hubschraubers verwendet?

Ich möchte die maximale Windgeschwindigkeit berechnen, bei der ein Hubschrauber sicher starten und sicher landen kann, unter der Annahme einer theoretischen Windumgebung mit konstanter Windrichtung und ohne Böen.

Ich verstehe, dass beim Abheben gegen den Wind ein effektiver Translationsauftrieb erzeugt wird, der die Steigrate erhöht.

Allerdings würde ich gerne verstehen, ab welcher Windgeschwindigkeit ein Starten und Landen gegen den Wind bei gegebener Hauptrotordrehzahl theoretisch nicht mehr möglich ist.

Einige Faktoren, die ich berücksichtigt habe, sind:

  1. während sich der Hauptrotor mit weniger als der Flugdrehzahl dreht und nicht starr ist, dass er mit dem Rumpf in Kontakt kommen kann.
  2. während des Starts oder der Landung: Wenn das Fahrzeug nur Zentimeter über dem Boden nach vorne neigen muss, um extrem starken Gegenwind auszugleichen, kann der Hauptrotor den Boden berühren

Obwohl es für die oben beschriebene theoretische Windumgebung nicht relevant ist: Wenn es Böen gibt, habe ich auch Folgendes berücksichtigt:

  1. während des Starts oder der Landung: Beim Schweben in Zoll über dem Boden kann ein starker Seitenwind das Fahrzeug über eine Schwelle rollen, was dazu führt, dass der Hauptrotor auf den Boden trifft.

Welche Methoden kann ich verwenden, um diese (und alle anderen Faktoren, die ich nicht berücksichtigt habe) genau zu berechnen?

Sie können angeben, was Ihrer Meinung nach die einschränkenden Faktoren sind, insbesondere warum sich dies Ihrer Meinung nach vom Fliegen mit hoher Geschwindigkeit unterscheidet.
Ist es Ihre Absicht, in einem Hurrikan zu fliegen? Das Problem mit Windgeschwindigkeitsbegrenzungen besteht (typischerweise) darin, von 0 U/min auf Flug-U/min zu gehen, wenn das Triebwerk beginnt, den Rotor zu drehen, bevor die Steifigkeit der CF-Lasten vollständig realisiert ist. Die Übergangsrotordrehzahlen können je nach Windrichtung bei starkem und / oder böigem Wind zu einem ungewöhnlichen Rotorblattverhalten führen. Starten und Landen ist weniger problematisch, da man immer in den Wind zeigen kann. Was bei mir bleibt: Welches Problem versuchen Sie mit dieser Frage zu lösen? Irgendetwas scheint uns zu fehlen. Die Frage ergibt keinen Sinn.
Zum Beispiel, was fehlt - was ist die höchste Fluggeschwindigkeit, mit der Ihr Hubschraubermodell fliegen kann? (Ein R-22 hat beispielsweise eine niedrigere Höchstgeschwindigkeit als ein S-92)
Danke @KorvinStarmast - Ich habe keinen bestimmten Hubschrauber im Sinn (und besitze keinen Hubschrauber), würde aber gerne die Mathematik und Physik verstehen, die die Rotordrehzahl während des Starts mit maximal tolerierbaren Winden korrelieren. Ich beabsichtige nicht, dass irgendein Pilot bei orkanartigen Winden fliegt. Wenn das Fahrzeug jedoch stattdessen automatisiert wäre, würde ich gerne wissen, welche Hubschrauber theoretisch in der Lage wären, in orkanartigen Winden zu fliegen. Da die Startwindgeschwindigkeit ein größerer begrenzender Faktor ist als starke Winde während des Fluges, frage ich nach den theoretischen Grenzen der Startwindgeschwindigkeit.
@ManuH - möglicherweise 1) während des Starts: Während sich der Hauptrotor mit weniger als der Flugdrehzahl dreht und nicht starr ist, kann er mit dem Rumpf in Kontakt kommen. 2) während des Starts oder der Landung: Wenn das Fahrzeug nur Zentimeter über dem Boden nach vorne neigen muss, um extrem starken Gegenwind auszugleichen, kann der Hauptrotor den Boden berühren. 3) während des Starts oder der Landung: Während es nur Zentimeter über dem Boden schwebt, kann ein starker Seitenwind auftreten Rollen des Fahrzeugs über eine Schwelle, wodurch der Hauptrotor auf den Boden aufschlägt. Kennen Sie Methoden zur genauen Berechnung dieser Faktoren?
@max, Sie sollten diese Informationen in die Fragenbeschreibung aufnehmen.
Max, du scheinst während des Starts nicht genug recherchiert zu haben : während sich der Hauptrotor mit weniger als Flugdrehzahl dreht. Das ist nicht richtig. Hubschrauber gehen von ausgeschalteten Motoren auf Flugdrehzahl, bevor sie vom Boden abheben. Sie erreichen die Flugdrehzahl und verlassen dann den Boden.
@KorvinStarmast Entschuldigung, "während des Starts" ist für die Kernaussage überflüssig (und falsch), die mit "während sich der Hauptrotor mit weniger als der Flugdrehzahl dreht ..." beginnen könnte. Ich bezog mich auf die breitere Startsequenz von Ereignissen im Vergleich zur Landung und verstehe, dass der Hauptrotor die Flugdrehzahl erreichen muss, bevor das Fahrzeug den Boden verlässt.
@ManuH Ich habe meine Vermutungen ursprünglich nicht aufgenommen, um potenziell voreingenommene Antworten zu vermeiden, habe aber jetzt die Fragenbeschreibung so bearbeitet, dass sie sie enthält.
@max mit Ihrem aktuellen Forschungsstand hilft uns, die Antworten anzupassen und hilft Ihnen bei Bedarf, neue Elemente einzubringen, um Ihre Frage zu präzisieren.
"Während des Starts oder der Landung: Wenn das Fahrzeug nach vorne neigen muss, um extrem starken Gegenwind auszugleichen, während es sich nur wenige Zentimeter über dem Boden befindet, kann der Hauptrotor den Boden berühren." Warum sollte der Hubschrauber nach vorne neigen ? Normalerweise würden Sie die Messerscheibe einfach nach vorne neigen und es gibt keine Möglichkeit, dass sie mit dem Boden in Kontakt kommt (es sei denn, Sie stehen an einem Hügel) ...
@RonBeyer - das Zitat lautete "während Zentimeter über dem Boden", nicht während es noch auf dem Boden liegt. Besteht nicht die Tendenz, dass der Rumpf zusammen mit der Rotorscheibe kippt? Siehe zum Beispiel Konzepte in dieser verwandten Antwort -- airline.stackexchange.com/a/38904/34686 . Es scheint mir, dass es tatsächlich eine Windgeschwindigkeit geben würde, über der ein Hubschrauber nicht Zentimeter über dem Boden schweben könnte, ohne dass die Rotorscheibe den Boden berührt.
@max Ich vermute, dass in Wirklichkeit, wenn der Wind stark genug ist, dass selbst wenn er zu 100% stabil wäre, der Start aus einem der von Ihnen vorgeschlagenen Gründe theoretisch unmöglich wäre, jeder reale Wind dies beinhalten würde viel Böigkeit, die niemand, der bei klarem Verstand ist, auch nur in Betracht ziehen würde, zu starten oder zu landen. Dies trifft jedoch möglicherweise nicht immer zu, z. B. in stabiler Meeresluft über kaltem Ozeanwasser, wie es beispielsweise am Landeplatz einer Ölplattform zu finden ist. Nur ein Gedanke. Gute Fragen aber meiner Meinung nach. Könnte vielleicht verbessert werden, indem man einen gleichmäßigen, völlig böenfreien Wind vorgibt?
Max, bist du jemals einen Helikopter geflogen? Wenn ich direkt in einen Gegenwind von 70 Knoten fliegen würde, wäre ich bei den fünf Hubschraubermodellen, die mir spontan einfallen, fast auf gleicher Höhe mit dem Boden, was die Neigung betrifft. Die Landung wäre überhaupt kein Problem. Das Schwierigere wäre, zu versuchen, Pedaldrehungen oder Seitwärtsflüge zu machen. Die meisten Hubschrauber, mit denen ich vertraut bin, würden nicht so gut oder überhaupt nicht damit umgehen. Und dann, als wir die Motoren abstellten und die Rotoren langsamer wurden, schaute ich in mein Handbuch und die Einschränkungen darin und fragte mich: "Äh, was passiert als nächstes?" als würde ich außerhalb der Grenzen sein.
Danke @quietflyer - ich habe die Fragenbeschreibung aktualisiert, um eine theoretische Windumgebung ohne Böen zu klären.

Antworten (1)

Die einfache (und wahrscheinlich unbefriedigende) Antwort wäre:

Der maximale Gegenwind, bei dem ein Hubschrauber landen kann, ist etwas geringer als die angegebene maximale Betriebsgeschwindigkeit.

Das Fliegen bei Vmo in einen Gegenwind gleicher Geschwindigkeit sollte zu einer stationären Geschwindigkeit relativ zum Boden führen. Theoretisch könnte sich das Flugzeug so sanft bis zum Boden absenken (obwohl ich es sicherlich nicht versuchen würde). Das Problem ist, dass sich die meisten Hubschrauber zu diesem Zeitpunkt in einer sehr nach vorne geneigten Fluglage befinden und die Kufen oder das Fahrwerk möglicherweise nicht in der richtigen Ausrichtung sind, um das Flugzeug sicher auf den Boden zu bringen. Dies ist von Modell zu Modell unterschiedlich und muss von Fall zu Fall getestet werden.

Es sollte beachtet werden, dass das Landen und das Abstellen des Triebwerks zwei getrennte Probleme sind. Viele Helis haben eine maximale Windgeschwindigkeit für das Starten/Herunterfahren, wie dieser BK117, der in seinem POH eine Grenze von 50 Knoten hat.

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