Unterschied zwischen Vortex und Blade Stall

[AdrianD]

Hallo zusammen

 

Wieder einmal öffnet sich mir eine technische Frage aufgrund der virtuellen Fliegerei... Momentan beschäftige ich mich mit JustFlights CBi.

 

Beim schnellen Absinken mit ungenügender Geschwindigkeit fällt der Heli unglaublich schnell zu Boden und lässt sich dieses Sinken nur schwer korrigieren. Ich habe dabei keinerlei Leistungsverluste, lediglich die Rotordrehzahl steigert sich wie für gewöhnlich an die obere Limite.

Dabei kam mir der Gedanke an einen Vortex. Im Gespräch mit Constantin sagte er mir, dass er auch einen Blade Stall nicht ausschliessen würde (hat den Heli aber schon länger nicht mehr virtuell geflogen).

Worin besteht nun der Unterschied dieser beider Phänomene? Für mich als Nichtpilot besteht kein grosser Unterschied. Hat ja schliesslich beides mit Strömungsabriss zu tun. Und wie kann man denn diesen Fehler richtig diagnostizieren?

 

Für eure Antworten und eine angeregte Diskussion danke ich im Voraus!

 

Gruss

Adrian

 

PS: Mir ist auch noch aufgefallen, dass Ansaugdruck und Pitchanimation gegenüber meiner Steuerungsangaben eine gewisse Verzögerung haben. Vielleicht ist dies Jemandem schon ähnlich aufgefallen und weiss, ob dies mit der Realität, sprich mit einem echten Kolbenmotor vergleichbar ist.

[Andi Rotorchopf]

Hoi Adrian und alle Interessierte,

 

Zuerst:

Beim schnellen Absinken mit ungenügender Geschwindigkeit fällt der Heli unglaublich schnell zu Boden und lässt sich dieses Sinken nur schwer korrigieren.

 

SIM- Helis können nicht in ihrer gesamten Flugdynamik eines Richtigen produziert werden und sind z. T. mit dem Abschmierverhalten der Flächenflieger programmiert (zu komplex für Programmierer und Rechner). MSFS- Helis haben meiner Meinung nach einige Defizite (Heckrotorleistung abhängig von Pitch:confused: ) nur als Beispiel, auch Autorotation mit R22 ist viel kritischer als das Original.

 

Normal müsste der Heli bei Pitchreduktion egal aus welcher Fluggeschwindigkeit sich von selbst die Nase runter nehmen und Fahrt aufnehmen, ausser man zieht am Stick und verhindert den Effekt, macht aber an sich nichts, der Heli geht in Autorotation und stabilisiert die Sinkrate; aus dieser Fluglage ist eine AR-Landung aber eine sehr schlechte Wahl:001:.

 

Zum Thema Vortexring (Wirbelringstadium) und Bladestall (Strömungsabriss am Profil des Rotorblattes) welche nichts miteinander zu tun haben.

 

Vortexring (Für den Piloten eindeutig:mad: ): Jedes Tragflächenprofil erzeugt am äusseren Ende eine Wirbelschleppe, welche Widerstand erzeugt und Auftrieb reduziert (innen ist halt der Rumpf im Weg oder ein langsamer Rotorkopf). Beim Heli also auch, nur halt im Kreis herum und bei "normalen" Flugzuständen stören sie nicht, weil sich diese Luftwirbelschläuche vom Rotor entfernen:

 

1. Bodeneffekt: Nach unten und zur Seite weg

2. Schweben ausserhalb Bodeneffekt: Nach unten weg

3. Reiseflug: Nach hinten weg

4. Autorotation: Nach oben und hinten weg

 

Ein Heli im Endanflug kann klopfen, weil das vorlaufende Rotorblatt den Randwirbel des vorangehenden Blattes zerschneidet (Peitschenknalleffekt). Damit telefonische reklamationen ausbleiben ist der Anflug flacher oder steiler zu wählen

 

Wer jetzt aber versucht aus dem AR-Zustand wie oben beschrieben (Vertical autorotation) nur mit Pitchziehen herauszukommen, der erreicht, dass die Wirbelringe nicht mehr abströmen (weg)und sich an der Rotorkreisebene etablieren, verstärken und immer grösser werden (Rückkoppelungseffekt); die Sinkrate nimmt wieder zu und der Pilot zieht instinktiv am Pitch um Leistung zu geben und verschlimmert die Situation da der immer grösser werdende Wirbelring den Auftrieb und die Manövrierbarkeit vernichtet. Bei genügend Höhe ist Pitch bis zum unteren Anschlag zu reduzieren und mit Nose down Fahrt aufzunehmen.

Es kann aber auch in einem steilen Endanflug, hoher Beladung, descendspeed > 300ft/min. und mit Rückenwind auftreten, wobei die Recoveryheight nicht reicht. Auch Landungen in Mulden können diesen Effekt hervorrufen.

Hat ja schliesslich beides mit Strömungsabriss zu tun.

:001:

Bladestall (Strömungsabriss am Rotorblatt): Aerodynamische Strömungsabrisse erfolgen bei allen Profilen aufgrund eines zu hohen Anstellwinkels, wobei der Auftrieb sich mehr oder weniger abrupt verabschiedet. Beim Heli ist ein partieller Stall im Reiseflug üblich (Anströmung des Profils von hinten am rücklaufenden Blatt in Rotorkopfnähe bis zu einem Drittel der Blattlänge) und äussert sich aufgrund der Präzession durch ein hochkommen der Nase, welches durch den Piloten mit dem Stick weggedrückt wird beziehungsweise durch die Kopflastigkeit aufgrund des Luftwiderstandes an der Zelle kompensiert wird. Fliegen mit hoher Geschwindigkeit in böiger Luft kann ein abreissen der Strömung über fast die ganze Länge des rücklaufenden Rotorblattes verursachen, welches nicht mehr weggedrückt werden kann und so heftig sein, dass ein Aufbäumen mit rolltendenz eintritt oder bei freischwingenden Zweiblattrotoren (R22/R44, Bell ältere Modelle bis Cobra) ein touchieren der Rotornabe mit dem Rotormast (Mastbumping) passiert. Schlimmste variante: Tailstrike (Blatteinschlag im Heckausleger)

Deshalb ein Tip der nicht in Lehrbüchern steht und eigentlich für alle Helis gilt: Aufwinde, egal ob thermisch oder Hangaufwinde, sollten mit Pitchreduktion pariert werden und nicht nur mit wegdrücken mit dem Stick.

Hier gibts noch mehr infos :008: ist halt english.

 

Ich hoffe das war nicht zuviel aber verständlich sonst frag halt nochmal nach:008:

 

Schöne Grüsse Andi

[kettlermartin]

Danke Andi,für die ausführliche Erklärung.

 

Adi vielleicht noch zum CBi,dies hat mit "schlecht" programmierter Software zu tun und nicht mit realem Flugverhalten.Die AddOn-Schmieden lassen die Air-Files bei den kleinen Quirls oft in ziemlich sensible Regionen hochschrauben um so etwas wie Realismus zu simulieren.Man könnte meinen,ist aber nicht:005:

 

Die Verzögerung findet tatsächlich statt,ist aber kaum spürbar.Auf jedenfall hat sie nicht erhebliche Auswirkungen auf das Flugverhalten,und ist auch vernachlässigbar.Beim CBi wird das extrem herausgeschält,tippe mal drauf dass dies nicht Absicht war.

[Markus Epp]

Heckrotorleistung abhängig von Pitch:confused:

Salüü

Wie erkennst du dass sich die Heckrotorleistung ändert?

Falls du den Effekt meinst, dass sich der Helikopter bei einer änderung des Piches um die Hochachse dreht, dann ist dies durchaus real. Hat aber nichts mit einer ändernden Heckrotorleistung zu tun, sondern lediglich damit, dass durch das anstellen der Rotorblätter mehr Leistung benötigt wird uns somit ein grösseres Drehmoment zwischen Kabine und Rotor entsteht welches du mit den Pedals kompensieren musst.

 

Gruess Markus

 

PS:Kann mir aber durchaus vorstellen, dass der Flugsimulator gerade bei den Helikptern einige Defizite hat. Alle Effekte zu simulieren is oba au sau schwer.... :p

[AdrianD]

Hallo zusammen

 

Ich danke euch dreien für eure Feedbacks und vor allem Andi für die sehr ausführliche, fachmännische und interessante Erläuterung :005: .

 

Natürlich bin ich mir dies völlig bewusst und bilde ich mir jeweils beim Anwählen meiner virtuellen Helis nicht ein, dass ich da eine 100% Simulation geboten kriege (schon gar nicht bei den Helis von Herrn Gates und seiner Truppe :006: ).

Auch ein Dodosim (ich kann es zwar leider nicht gänzlich beurteilen) wird sicher nicht und vorraussichtlich vorerst niemals eine hundertprozentige Simulation sein, hat aber sicherlich an vielen Stellen gute Ansätze getroffen (auch ein Zeichen dafür, dass trotzdem noch Möglichkeiten bestehen).

 

Die AddOn-Schmieden lassen die Air-Files bei den kleinen Quirls oft in ziemlich sensible Regionen hochschrauben um so etwas wie Realismus zu simulieren.Man könnte meinen,ist aber nicht

Ja, hier hast du den Nagel wohl voll getroffen :) :confused: . Wobei, eine Simulation hat ja immer mit "meinen" zu tun, dann lasst es uns doch meinen, es sei so... :009: :rolleyes:. Ich bin auch kein Fan von instabilen Simulationen, aber der CBi fühlt sich meiner Meinung nach gar nicht mal so schlecht an (natürlich immer angesichts der Möglichkeiten betrachtet). In der Luft zerreissen möchte ich natürlich die Flugdynamik des Helis auch nicht (sonst müsste man das Helifliegen im FS wohl ganz beenden). Da haben wir schon schlimmeres gesehen und ist natürlich der FS für die Helisimulation keine Grundlage :001:.

 

Aufgrund von Andis Erklärungen würde ich also mal auf eine Art versuchten Vortex-Wirbelring tippen. Das Problem tritt effektiv nur auf, wenn die Sinkrate im Vergleich zur Geschwindikeit zu hoch ist. Dass der FS sich nur annähernd mit rückläufigen Rotorblättern auskennt ist ja wohl in anbetracht dieser Flächenflieger Simulation ganz auszuschliessen (Auch Rückenwind oder Wind von oben sollte meines Wissens den FS-Flächenflugzeugen keine Auftriebsprobleme bereiten).

 

Gruss

Adrian

[Andi Rotorchopf]

Salü zäme,

 

@Markus,

 

Bei Autorotationen oder Quickstop-flares bei denen der Pitch sich im unteren Anschlag befindet, zeigt der Heckrotor keine Wirkung (Pedale in beide Richtungen ausgetreten). Kurven in der AR sind nur mit "Querruder" und dem Windfahneneffekt der Vertical-fin auszuführen.

 

...dass durch das anstellen der Rotorblätter mehr Leistung benötigt wird uns somit ein grösseres Drehmoment zwischen Kabine und Rotor entsteht welches du mit den Pedals kompensieren musst.

 

Deshalb sollte sich der Jethanger bei brutal gezogener Pitch >100% Torque gar nicht mehr gerade halten lassen sondern unbändig die Nase nach rechts drehen.

Desweiteren nimmt mit zunehmender Flughöhe die Luftdichte und somit die Triebwerksleistung ab, was sich in einem ansteigen der Abgastemperatur (T.urbine O.utlet T.emperature) äussert, bis die T.O.T.- Anzeige die Leistungslimite anzeigt obwohl die Torqueanzeige noch Grün hat:eek: Wird aber nicht simuliert:001:

Mit dem richtigen Jetty kannst du auch kein Looping oder Rolle machen, aber macht trotzdem Spass:p

 

Gruess Andi