Original-Profildaten für Modell anwendbar

Hallo Experten,
mir gehts hier zwar um Helicopterprofile aber die Thematik dürfte gleich sein ...

Ich habe die originalen Daten eines (Helicopter)Profils vorliegen. (Geometrie, Profil, Verwindung usw.). Kann ich damit ein maßstäbliches Modell (1:6) anfertigen und wird das "wie Original" funktionieren?
Zumindest "nahezu" Original ...

Mein Gedanke: Für Windkanalmessungen an originalen Profilen werden doch auch zuerst Modelle verwendet und dann im Live-Test optimiert, also sollte es auch andersrum gehen. Oder?

Servus.
Peter(le)

Hallo Peterle,

entscheidend ist die Re-zahl, bei der die Rotorblätter arbeiten. Ist die ähnlich, funktioniert es sowohl beim großen auch beim kleinen Heli.

Als Faustformel für die Re-Zahl kannst
Re = v * t * 70
nehmen, wobei v die Fluggeschwindigkeit in m/sec. und t die Flüggeltiefe (bei Dir die Rotortiefe) in mm darstellt.

Da beim kleinen Heli die Tiefe der Rotorblätter viel kleiner ist als beim Original, müßte sich der Rotor viel schneller drehen, um auf dieselben Re-Zahlen zu kommen. Davon habe ich aber keine Ahnung. Aber das kannst Du sicher selbst ausrechen, wenn Du die Drehzahlen weißt.

Profile sind sehr Re-zahlabhängig. D.h. ein Profil für kleine Re-Zahlen muss anders aussehen als für große. Da die meisten Helis meines Wissens mit konstanter Drehzal fliegen, lohnt es sich, das Rotorprofil bzw. die Profile auf die jeweiligen Re-Zaheln hin zu optimieren.

Hans

Hallo Hans,
danke für die schnelle Antwort!
Ja, habe ich oben nicht geschrieben: Die Drehzahl werde ich sicher so anpassen, das in etwa die gleichen Anströmverhältnisse rauskommen. Habe in einem schlauen Buch gelesen, dass es beim Original so um die 90 - 120m/s an der Blattspitze sind. Muß aber mal nachrechnen, weiß leider nicht die Originaldrehzahl des Vorbilds. Mal sehen, rumfragen ...

Äh ... Re-Zahl, war die Konstante nicht 70000? Werde da nochmal nachlesen.

Na, dann kann ich ja mal ne Urform zusammennageln ...

Danke.
Peter(le)

Hallo Peterle,

wenn Du die Profiltiefe in mm mißt, ist die Konstante 70, wenn Du sie in m mißt 70.000, da 1m = 1.000mm ist

Hans

Hi..

speziell bei Rotorprofilen ist da Vorsicht geboten, aus 2 Gruenden:

1. Die Reynoldszahl stimmt nicht (wie hier schon beschrieben)
2. Der "Echte" Rotor muss mit ganz anderen Machzahlbereichen klarkommen.

zum Punkt 2: durch die Ueberlagerung der FLuggeschwindigkeit mit der Drehgeschwindigkeit kommt das Rotorblatt (am "echten" Heli) teilweise in den Bereich transsonischer STroemung (d.h. es entstehen lokale Ueberschallgebiete am Profil). Beim Modell ist das entgegen anderslautender Fehlmeinungen ("hoerst du meinen Heli knattern? da ist die Blattspitze im ueberschall!" Unfug...) NICHT der Fall.
Die Profilauslegungen sind also entsprechend VOELLIG anders.
Einige aeltere Helis verwenden recht einfache Profile:
Hughes 500: naca 0015
Bo 105, BK 117: Naca 23012
Diese Profile kann man auch fuers Modell nehmen.
Die Profile, die auch "transsonik koennen" (bei Eurocopter die OA-Serie) entwickeln ihre "guten" Eigenschaften NICHT im Modelleinsatz.

mfg
FF

Hallo FlugFisch,
mist, gerade die Daten der BO108/EC135-Blätter habe ich hier und wollte mal versuchen die 1:6 nachzubauen.
(Alleine die Originalschränkung von max. ca. 16° ist schon sehr verlockend, das mal am Modell zu testen ...)

In (älterer) Literatur wird auch oft vom "8H12" (oder so) gesprochen ... findet man da als Nichtstudent irgendwo Infos dazu?

Servus.
Peter(le)

Hi, Peter.

bei 16 Grad Verwindung versaust du dir halt am Modell die Autorotationseigenschaften, d.h. es wird schwierig, Drehzahl zu halten oder gar aufzubauen. Wenn du nicht vorhast, jemals zu autorotieren (d.h. kein MethanolQualmKrawallmacher), kannst du das natuerlich riskieren.

Das 8H12-Profil ist genaugenommen ein NACA 8-H-12 und findet sich hier:
http://www.nasg.com/afdb/show-airfoil-e.phtml?id=922

Man koennte ja auch einfach mal schaun, ob mal fuer die Profile, die du verwenden moechtest, irgendwo Polaren organisieren kann (z.B. von obigem Server) oder notfalls welche selbst rechnen um zu schauen, ob sie sich vielleicht eignen wuerden.
Nachdem eine Rotorstroemung sowieso immer eine mittlere Katastrophe ist, kann man's ja mal angehen.

Ach, und nochwas... ein Anpassen der Drehzahl um Originalverhaeltnisse zu erreichen ist NICHT MOEGLICH.
Du muesstest sowohl die Blattspitzen-Machzahl angleichen als auch die Re-Zahl, und das geht nicht gleichzeitig.
Selbst wenn du "nur" eines davon anpassen wuerdest,
waehre die Rotordrehzahl VIEL zu hoch. Da koenntest du dann 40kg Hubschrauber dranhaengen, muesstest aber auch
ganz schoen viel Motor einbauen.
Die Rotordynamik (Steuerverhalten haengt davon ab) waere dann aber gar nicht mehr mit dem original vergleichbar.

Fazit: Einen flugfaehigen Rotor dynamisch UND aerodynamisch kleinzuskalieren geht bei gleichem Medium (Luft) NICHT.


mfg
FF

[ 30. Oktober 2002, 12:39: Beitrag editiert von: FlugFisch ]