Würde ein Helikopter mit den Rotorblättern unten genauso fliegen, wenn überhaupt?

Ja, das ist möglich, wie die Hiller-Flugplattform gezeigt hat. Es hatte zwei gegenläufige Propeller in einer Ummantelung und der Pilot steuerte sein Fahrzeug, indem er sein Körpergewicht verlagerte, wie bei einem Segway. Es gibt kein Gesetz der Physik, das es einem Helikopter verbietet, kopfüber zu fliegen.

Die Hiller-Flugplattform war einer von mehreren Typen, die in den 1950er Jahren gebaut wurden, nachdem beobachtet wurde, dass die Steuerung eines untergetauchten Drehflüglers durch Gewichtsverlagerung von ungeschultem Personal in 20 Minuten erlernt werden konnte. Das DeLackner Aerocycle war eine weitere Plattform, die auf dieser Erkenntnis basiert. Die Idee wurde später aufgrund praktischer Probleme wie dem Aufwirbeln von Steinen in die Rotorblätter und einer damals unerklärlichen Störung zwischen den gegenläufigen Blättern aufgegeben. Das Aerocycle hatte einen festen Rotorkopf, dessen Dynamik damals kaum verstanden wurde.

Bei Hubschraubern in Originalgröße hat der Rotor unter dem Hubschrauber die gleiche stabilisierende Wirkung auf die Flugeigenschaften. Die Stabilität von Hubschraubern (und Starrflüglern) wird aus der Perspektive der Aerodynamik untersucht: die Auswirkungen von Windböen oder Steuereingaben.

Im Schwebeflug die Geschwindigkeitsstabilität${\delta M}/{\delta{\dot{x}}}$spielt eine bedeutende Rolle: Wenn positiv, ist der Schwebeflug instabil. Ein Mensch kann lernen, wie man eine instabile Plattform steuert, wenn die Zeitdauer der Schwingung hoch genug ist (konventioneller Hubschrauberpilot), aber es ist viel einfacher, in einem aerodynamisch stabilen Flugzeug zu fliegen (die untergetauchten Plattformen, die für allgemeines Infanteriepersonal bestimmt sind). Der Geschwindigkeitsstabilitätseffekt beim Schweben entspricht einer Windböe, die direkt von vorne weht, tendiert dann die Momentenänderung dazu, die Auswirkungen der Böe zu verstärken oder ihnen entgegenzuwirken. Das kann man sich so vorstellen:

Bildquelle

Die Böe, die auf den Hubschrauber weht, kippt den Rotor zurück, was den Schubvektor kippt. Ein schwankender herkömmlicher Rotor hat einen positiven Effekt${\delta M}/{\delta{\dot{x}}}$: es will immer stärker nach hinten kippen und ist daher im Schwebeflug aerodynamisch instabil. Ein nach unten schwingender Rotor hat eine stabilisierende Momentenänderung: Er kippt den Rumpf nach hinten, und aufgrund der aerodynamischen Kopplung folgt der Rotor zurück in die Neutralstellung. Ein Rotor mit Scharnierversatz hat ein kleineres Stabilisierungsmoment, aber eine stärkere Rumpf-Rotor-Kopplung.

Um Ihre ursprünglichen Fragen zu beantworten: Ja, der Helikopter mit einem untergetauchten Rotor würde fliegen, und er wäre einfacher zu steuern als ein herkömmlicher Helikopter. Es ist nur ein bisschen unpraktisch, das ist alles.

Wir verbringen alle unsere Wochenenden damit, mit diesen Jungs Rasen zu mähen.

Mit freundlicher Genehmigung: Helifreak.com

Sie können Tausende von Youtube- Videos finden, die zeigen, wie bequem sie das tun können

Einer der ersten Hubschrauber, der wirklich flog (ca. 1918), war der „ Petróczy-Kármán-Žurovec “, der von der österreichisch-ungarischen Armee als angebundene Beobachtungsplattform genutzt werden sollte. Der Beobachter stand über den gegenläufigen Rotoren...

( Bildquelle )

http://www.aviastar.org/helicopters_eng/petroczy.php

Soweit ich die Aerodynamik und Dynamik eines Rotorflügels und einer Rotorscheibe verstehe, wäre sie in Bezug auf den Rückstoß der Rotorscheibe zumindest in gewissem Maße stabiler. Da der Schwerpunkt eines solchen Hubschraubers über der Rotorscheibe liegen würde. Die Rotorscheiben-/Blatt-Aerodynamik ist nicht so einfach und je nach Flugphase sind viele andere Kräfte beteiligt. Ich werde versuchen, mehr zu erarbeiten, wenn ich zum Computer komme.

Nachdem ich meine Notizen gefunden habe, spricht interessant genug nur über den Zustand des Rotors über dem CG im Schwebeflug. Es sagt aus:

"(...) Rotor allein, oberhalb des Schwerpunktes, ist im Schwebeflug dynamisch instabil!

Schwebendes dynamisches Instabilitätsproblem:

Im Falle einer horizontalen Geschwindigkeitsstörung:

• Schlagwinkel erscheint;
• Schlagwinkel erscheint;
• Rotor und Schub sind geneigt;
• horizontale Beschleunigung ist installiert;
• horizontale Geschwindigkeit baut sich auf, bis der Rotor in die entgegengesetzte Richtung flattert;

Der Vorgang wiederholt sich in umgekehrter Richtung mit zunehmender Amplitude!

Bei großen Helikoptern ist die Schwebeschwingungsdauer in der Regel lang genug für eine sichere Reaktion des Piloten.“

Es spricht auch über de Lackner HZ-1 Aerocycle:

https://en.wikipedia.org/wiki/De_Lackner_HZ-1_Aerocycle

Wenn Sie vorwärts fliegen, gibt es eine Rückstoßkraft, die durch das vorrückende Blatt erzeugt wird und einen Auftrieb erzeugt, der dann aufgrund der gyroskopischen Präzession um 90 ° reflektiert wird. Dadurch bläst die Rotorscheibe zurück, deshalb schiebt man beim Hubschrauberfliegen den Kreisel immer mehr mit der Geschwindigkeit nach vorne (dh mehr Auftrieb durch das vorrückende Blatt, aufgrund des erhöhten relativen Windes).

Dies ist der einzige Grund, warum ich sage, dass es stabiler wäre, weil der Hubschrauber dazu neigen würde, beim Sturzflug die Scheibe zurückzublasen, wodurch der Anstellwinkel des vorrückenden Blattes verringert wird. Bei Helikoptern passiert das auch, die wiederum ein Höhenleitwerk im Heck brauchen, um der Nose-down-Attitude entgegenzuwirken.

Ich weiß nicht, ob ich Sinn mache, es ist wirklich schwer, die ganze Dynamik zu erklären, aber es gibt einige gute Bücher zum Thema Hubschrauber-Aerodynamik.

Eine Möglichkeit, die Darstellung eines Helikopters mit der Rotorbaugruppe unten zu vereinfachen, besteht darin, den durch die Rotoren erzeugten Auftrieb als Auftrieb zu betrachten und so einen direkten Vergleich zu einem Schiff/Boot herzustellen. Der beschriebene Helikopter würde negative statische Stabilität aufweisen (unabhängig von Ihrer Disziplin). Wenn sich das Auftriebszentrum vom Schwerpunkt wegbewegt (denken Sie an ein Extrem: eine vertikale Stange von 30 Fuß mit einer horizontalen Kraft an der Spitze), existiert keine natürliche Kraft, um das System wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Der von den Rotoren erzeugte Auftrieb verläuft nun durch eine Linie senkrecht zur Ebene der Rotoren. Wenn sich die Rotoren über dem Schwerpunkt befinden, treibt die vertikale Schwerkraft den Schwerpunkt unter den Auftriebsschwerpunkt (oder Auftriebsschwerpunkt im Schiffsbeispiel). hoffe das hilft.

Umkehren Sie die Blattneigung und es sollte Sie nach oben drücken, anstatt Sie zu ziehen. Kein Fahrwerk wäre mein Problem. Ich bin ein Helo-Mechaniker, kein Ingenieur, nur um das klarzustellen.

Das Problem, das von diesen "Ingenieuren" nicht angesprochen wird, ist die Stabilität. Flugzeuge mit niedrigerem Rotor/großer Masse werden stark von kleinen Bewegungen der Masse über dem Rotor beeinflusst, Flugzeuge mit größerem Rotor/Masse niedrigerer Ebene haben dieses Problem nicht, da Änderungen der Massenposition den Vektor des Schubs zur Masse nicht beeinflussen Position auf die gleiche Weise wie wenn sich die Nutzlast über dem Rotor befindet. Dies wurde von der Marine und der Luftwaffe mit ihren "Hebebühnen" bewiesen, die den Schub von unten auf die Piloten ausnutzten. Das andere Problem ist die Tatsache, dass diese Fahrzeuge mit Flüssigbrennstoff betriebene Verbrennungsmotoren verwendeten, die aufgrund des Kraftstoffverbrauchs auch Massenänderungen verursachten, die die Massenverteilung destabilisierten. Elektrische Modellhubschrauber und Drohnen verwenden keinen flüssigen Kraftstoff, der sich verschiebt, wenn das Fahrzeug von der aufrechten in die auf dem Kopf stehende Position wechselt.