Futuristisches Heli Design

[Kjeld]

Hallo zusammen,

ich möchte mal den "Stammtisch" Charakter dieses Unterforums nutzen und eine etwas gewagte Frage stellen:

Ich habe am Wochenende den Film "Avatar" gesehen, toller Steifen, und in dem Film hat der Regisseur als Entwurf für militärische Transport- und Unterstüzungshubschrauber der Zukunft folgenden Fluggerät erschaffen:

 

Im Film sieht man, dass er mehr oder weniger den Rumpf einer Kreuzung aus Blackhawk und Apache genommen hat und nur den Rotor geändert hat.

Statt eines Großen Rotors gibt es zwei "Luftquirrls" die seitlich am Rumpf angebracht sind und um die Querachse des Hubschraubers beweglich sind.

 

Nun wollte ich euch (und vor allem die Helispezialisten unter euch) mal Fragen:

Denkt ihr so ein Entwurf ist in aerodynamischer Hinsicht realistisch?

Solche Luftquirls hätten ja einige Vorteile:

- Weniger Platzverbrauch, Heli kann auf kleinerem Platz landen

- höhere Sicherheit, in nen großen Rotor kommt man schneller als in so nen Quirl

- kein Heckrotor

- bessere Manövrirbarkeit

 

Musste bei dem Fluggerät sehr zum einen an die ch 47 und aber auch an die V-22 denken...

 

Bin gespannt auch eure Ideen und eure Einschätzung dazu!!

[Eric1108]

Hersteller:

 

http://www.urbanaero.com/ , bzw: http://www.trekaero.com/

 

 

Artikel:

http://www.aviationweek.com/aw/blogs/defense/index.jsp?plckController=Blog&plckScript=blogScript&plckElementId=blogDest&plckBlogPage=BlogViewPost&plckPostId=Blog%3A27ec4a53-dcc8-42d0-bd3a-01329aef79a7Post%3Ae289ce33-5030-4a66-bfde-442ab9dd7b4e

 

Google

mule vtol: http://images.google.at/images?hl=de&source=hp&q=mule%20vtol&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wi

[retoisler]

Hersteller:

 

http://www.urbanaero.com/ , bzw: http://www.trekaero.com/

 

 

Artikel:

http://www.aviationweek.com/aw/blogs/defense/index.jsp?plckController=Blog&plckScript=blogScript&plckElementId=blogDest&plckBlogPage=BlogViewPost&plckPostId=Blog%3A27ec4a53-dcc8-42d0-bd3a-01329aef79a7Post%3Ae289ce33-5030-4a66-bfde-442ab9dd7b4e

 

Google

mule vtol: http://images.google.at/images?hl=de&source=hp&q=mule%20vtol&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wi

Sind alles auch spezielle Entwürfe, haben aber mit dem Avatar-Heli eher wenig zu tun, oder? Wäre allenfalls denkbar, dass sich James Cameron, bzw. das Design-Team, hier inspiriert hat.

 

Reto

[G115B]

Zum Thema Sicherheit; würde da eine Autorotation funktionieren? Auftriebshilfen (kleine Tragflächen oder voll Tragende Flächen wie V-22) hat das Ding auch nicht (Emergency Descend / Land). Wäre "interessant" zu sehen was bei einem Engine Failure passiert. Sieht mir auch relativ schwer aus dieses Gefährt zu diesen Luftsquirls (Mit dieser zusätzlichen Waffenlast). Selbst wenn's zwei Engines hätte, denke ich wärs bei nur einem Failure vorbei.

 

Das ist ein Fantasie Vehikel, mag auf der Leinwand funktionieren, praktisch wahrscheinlich noch mit ein paar Schwierigkeiten behaftet.

 

Gruss Roy

 

PS: Die Waffentragflügel sind zu nah unter den Luftschrauben, würde ein grosser Teil des Auftriebs in Abtrieb umsetzen und die MTOM drastisch herabsetzen.

[Oli88]

...der Regisseur als Entwurf für militärische Transport- und Unterstüzungshubschrauber der Zukunft folgenden Fluggerät erschaffen:

 

Im Film sieht man, dass er mehr oder weniger den Rumpf einer Kreuzung aus Blackhawk und Apache genommen hat und nur den Rotor geändert hat.

Statt eines Großen Rotors gibt es zwei "Luftquirrls" die seitlich am Rumpf angebracht sind und um die Querachse des Hubschraubers beweglich sind.

QUOTE]

 

 

Solch ein Entwurf gab es schon vor über 10 jahren, Comand and Conquer lässt grüssen.

 

Orca nennt sich das Teil:

 

 

Also nicht wirklich neu die Idee...

[Kjeld]

Stimmt, klar, hab die Orcas total vergessen!

[fm70]

Helis mit zwei gegenläufigen Hauptrotoren gibt's ja schon mehrere.

 

Zum Rotordurchmesser: Elementarste Physik sagt, dass der Wirkungsgrad eines Antriebs mit der vom Rotor überstrichenen Fläche steigt. (Das mag im Überschall komplizierter sein, aber Helis fliegen tendenziell eher nicht überschall.) Elementarste Mathematik sagt, dass diese Fläche quadratisch mit dem Rotordurchmesser steigt. Alles in allem also eher eine nicht so effiziente Idee.

[Kjeld]

kann ich das kompensieren indem ich Umdrehung / Minute und Rotorbreite erhöhe?

[MarkusP210]

Teilweise wohl ja, man könnte das Ding aber auch zusätzlich mit einem Strahltriebwerk für den Reiseflug ausstatten (ähnlich einem Gyrokopter).

 

Im Übrigen fliegt so ein Entwurf in Form des Bell V-22 Osprey ja bereits (mit entsprechenden Schwierigkeiten).

 

Markus

[Maxrpm]

Helis mit zwei gegenläufigen Hauptrotoren gibt's ja schon mehrere.

 

Zum Rotordurchmesser: Elementarste Physik sagt, dass der Wirkungsgrad eines Antriebs mit der vom Rotor überstrichenen Fläche steigt. (Das mag im Überschall komplizierter sein, aber Helis fliegen tendenziell eher nicht überschall.) Elementarste Mathematik sagt, dass diese Fläche quadratisch mit dem Rotordurchmesser steigt. Alles in allem also eher eine nicht so effiziente Idee.

 

Stimmt alles - allerdings gilt Cameron als ebensolcher Perfektionist wie Lucas.

Die Atmosphäre auf seinem Filmplaneten Pandora ist so dicht, dass der Sauerstoffpartialdruck für Menschen bereits nach wenigen Minuten tödlich ist (wie beim Gerätetauchen). In einer solchen Atmosphäre ist natürlich der ideale Rotorduchmesser kleiner als in der dünnern Erdatmosphäre.

 

Durchaus möglich, das Cameron soche Gedanken in seine Designs hat einfließen lassen. (ließe sich sogar spasshalber abschätzen. Wenn du Nitrox mit 30% Sauerstoffgehalt tauchst wird der Sauerstoff ab etwa 7 bar giftig - nicht so sehr giftig wie auf Pandora aber immerhin - Pandora sollte also mindestens die 7 fache Dichte der Erdatmosphäre haben - vielleicht gibt es hier im Forum Techniker die daraus den idealen Rotorduchmesser schätzen können)

 

Wolfgang

[fm70]

Die Atmosphäre auf seinem Filmplaneten Pandora ist so dicht …

Ah! Du siehst, ich hab den Film nicht gesehen (und nach dem wenigen, was ich davon weiss, werde ich ihn mir auch nicht antun).

[fm70]

Im Übrigen fliegt so ein Entwurf in Form des Bell V-22 Osprey ja bereits

Das ist aber was komplett anderes: Das ist eigentlich ein ganz normales Flächenflugzeug, bei dem lediglich für Start und Landung die Rotoren um 90° gedreht werden.

[Kjeld]

Stimmt alles - allerdings gilt Cameron als ebensolcher Perfektionist wie Lucas.

Die Atmosphäre auf seinem Filmplaneten Pandora ist so dicht, dass der Sauerstoffpartialdruck für Menschen bereits nach wenigen Minuten tödlich ist (wie beim Gerätetauchen). In einer solchen Atmosphäre ist natürlich der ideale Rotorduchmesser kleiner als in der dünnern Erdatmosphäre.

 

Durchaus möglich, das Cameron soche Gedanken in seine Designs hat einfließen lassen. (ließe sich sogar spasshalber abschätzen. Wenn du Nitrox mit 30% Sauerstoffgehalt tauchst wird der Sauerstoff ab etwa 7 bar giftig - nicht so sehr giftig wie auf Pandora aber immerhin - Pandora sollte also mindestens die 7 fache Dichte der Erdatmosphäre haben - vielleicht gibt es hier im Forum Techniker die daraus den idealen Rotorduchmesser schätzen können)

 

Wolfgang

Hehe, dass erklärt natürlich einiges!! Ich hatte vorher angenommen, dass die Athmosphäre ein giftiges Gas enthält und deswegen für Menschen tödlich ist..

Aber eine Logikfrage ist noch offen (auch wenn es vll stark mit dem Film und weniger mit der Aviatik zu tun hat)

Auf Pandora herrscht eine geringe Schwerkraft als auf der Erde (deswegen muss der Cornel viel trainieren, wie er meint). Warum ist dann die Atmosphäre dichter?

[Maxrpm]

Die Dichte einer Atmosphäre ist nicht unbedingt proprotional zur Schwerkraft. Sie hängt maßgeblich von der Dicke der Luftschicht ab. Wenn aus irgendwelchen Gründen sehr viel schweres Gas (N2 O2) gebildet wurde ist diese Schicht einfach dicker und damit die Luftsäule schwerer. (Nur ganz leichte Gase wie H2 entweichen in den Weltraum). Als Beispiel: Venus hat etwa die gleicht Schwerkraft wie die Erde aber eine sehr viel dichtere Atmosphäre. Merkur dagegen gar keine.

 

Ist also zumindest vorstellbar. Zur dichten Atmosphäre passen auch die schwebenden Berge. Leichte Gesteine haben offensichtlich schon Auftrieb in der dichten Luft von Pandora.

 

Alles sehr phantastisch aber kein wirklicher logischer Bruch.

 

Wolfgang

[Kjeld]

super, danke für die Erklärung, mach Sinn!

[fm70]

DNur ganz leichte Gase wie H2 entweichen in den Weltraum

Das stimmt so nicht. Natürlich entweichen alle Gase in den Weltraum, ist nur eine Frage der Zeit.

 

Man könnte mal nachrechnen, ob es überhaupt möglich ist, eine so dichte Atmosphäre zu basteln, dass leichtes Gestein schwebt, da mit zunehmender Dicke der Luftsäule ja auch die Schwerkraft abnimmt. Dazu müsste man sich dann auch Gedanken über die Temperatur machen. So aus dem hohlen Bauch heraus zweifle ich jetzt mal an der Machbarkeit, aber nachgerechnet hab ich's nicht.

[Hunter58]

Natürlich entweichen alle Gase in den Weltraum, ist nur eine Frage der Zeit.

Da gibt es noch das Ding namens Gravitation. Hat doch seinen Einfluss auf die Ausweitung von Gasen in den Weltraum. Ohne Gravitation keine Gasplaneten oder Sterne.

[fm70]

Da gibt es noch das Ding namens Gravitation.

Richtig. Es gibt aber auch noch ein weiteres Ding namens maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung.

[Maxrpm]

Die Schwerkraft nimmt zwar quadratisch mit der Entfernung ab. Selbst beider 10 fachen Dicke der Erdatmosphäre wäre der Effekt noch völlig zu vernachlässigen. Die Erde ist einfach zu groß und die Armosphäre im Vergleich dagegen nur eine ganz ganz dünne Schicht. Selbstverständlich können alle Gase entweichen - es gibt immer Ausreisser in der Brownschen Bewegung. Aber je schwerer das Molkül desto geringer der Anteil von Molekülen der die Fluchgeschwindigkeit schafft. (also bei H2 sehr sehr viel mehr als bei O2)

 

Fluchgeschwindigkeit ist Gravitationsabhängig - der Rest ist ein Balance zwischen Entweichen und Neubildung. Genau wie auf der Erde.

 

Das mit dem Schweben von Gestein ist allgemein gar nicht so einfach. Prinzipiel schwebt fast gar nichts, auch nicht im Wasser. Aller leichter steigt auf bis ein gleichgewichtszustand erreicht ist (Im Wasser fast immer die Oberfläche). In der Luft ist das nicht so klar (Ein Ballon schwebt in einer gewissen Luftdichte). Im Film hat das Cameron elegant gelöst in dem die Felsen nicht frei schweben sondern durch Wuzeln wie Fesselballone stationär festgehalten werden.

 

Wolfgang

[Kjeld]

In den Felsen könnten ja Heliumvorkommen eingeschlossen sein ;)

[Flying-Andy]

In den Felsen könnten ja Heliumvorkommen eingeschlossen sein ;)

 

Hihihi :D Gasballon-Felsen :007:

 

Gruässs

Andy :)

[Biker]

Hoi Zäme

 

Als experimentelle Plattform bietet "Gress Aerospace" ein günstiges Produkt in verschiedenen Grössen an.

Cool für RC-Fun :-), Surveillance-jobs aber auch zum weiterentwickeln/ Theorie in Praxis umzusetzen.

Die Seite könnt Ihr unter diesem Link finden: http://www.gressaero.com/

 

Lg.

 

Hape

[G115B]

[Moderator on]

Erde an Diskussionsgemeinschaft: Soll das Ding aerodynamisch auf der Erde funktionieren oder auf einem Gasverlierenden, mit 10fach Luftsaeulenstarkem Atmosphere Planeten mit halber Gravitation und Heliumgefuelltem schebendem Gestein in der Balance korrigiert und stabilisiert... Ist ja auch wieder sch***e wenn schwebendes Gestein in den in seinem Durchmesser zZt noch nicht berrechneten Rotor kommt. :D

[/Moderator off]

[MarkusP210]

Das ist aber was komplett anderes: Das ist eigentlich ein ganz normales Flächenflugzeug, bei dem lediglich für Start und Landung die Rotoren um 90° gedreht werden./QUOTE]

 

Das sehe ich nicht ganz so, der Osprey kann an Ort und stelle hoovern und ist deshalb weit davon entfernt ein normales Flächenflugzeug zu sein. Im Weitesten Sinne eben wie im Film.

 

Markus

[G115B]

Es ist ja wurscht ob die Osprey V-22, Bell XV-15 oder Bell/Agusta BA609 ein Heli ist der in ein Flaechenflugzeug "mutieren" kann oder ein Flaechenflugzeug ist das wie ein Heli starten und landen kann. Es ist ein Ding fuer sich, besonders in der uebergangsfase, wenn der Rotor Tilt verstellt wird - so in x-plane. Diese Bell VTOL Hybriden haben herzlich wenig mit den Vehikel dieses Threads zu tun" (behaupt ich mal).

Mich wuerde interessieren wie die V-22 oder die Ursprungsversion XV-15 im Reiseflug steuern. Haben sie Ailerons oder bewegen sie sich durch Tilt um die Laengsachse? Das sie Flaps haben weiss ich. Evtl sind die Ailerons by Flaps?

 

Sind die Tiltrotoren Autorotationsfaehig oder muessen sie im Notfall in die Flaechflugzeugfase uebergehen?

 

Was passiert bei einem Enginefailure? Ich weiss die beiden Turbinen sind jeweils mit beiden Rotorsystemen gekoppelt.

 

Das waere noch interessant zu wissen

 

Gruss Roy