Blattgeschwindigkeit und Kreisflächenbelastung berechnen
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Rotorblätter an Helikoptern müssen starken Belastungen trotzen! Sich bewegende Rotorblätter sind außerdem eine ernst zu nehmende Gefahrenquelle. Bereits leichte Beschädigungen in der Materialstruktur der Rotorblätter können schlimme Folgen nach sich ziehen. Das gilt sowohl für die Haupt- als auch für die Heckrotorblätter von bemannten Helikoptern und Modellhelikoptern in gleicher Weise.
Mit welcher Geschwindigkeit sich die Spitzen der Rotorblätter eines Helikopters bewegen, kannst du hier errechnen. Gib dazu den Rotorkreisdurchmesser und die Drehzahl ein.
Erklärung der Begriffe
Rotorkreisfläche
Die Rotorkreisfläche ist die Fläche, die die Rotorblätter bei Rotation ausfüllen. Es handelt sich hier um eine kreisförmige Fläche deren äußerer durchmesser gleich dem Rotordurchmesser ist. Umso länger die Rotorblätter sind - umso größer ist die Rotorkreisfläche. Die Rotorkreisfläche wird in [m²] angegeben.
Umfangsgeschwindigkeit
Die Umfangsgeschwindigkeit ist gewöhnlich die Bewegungsgeschwindigkeit der Rotorblattspitzen. Sie kann aber auch für jeden beliebigen Punkt auf dem Rotorblatt berechnet werden. Die Umfangsgeschwindigkeit ist natürlich an den Blattspitzen am höchsten. Sie nimmt von den Blattspitzen zur Rotorkopfmitte kontinuierlich ab. Die Umfangsgeschwindigkeit am Rotorblatt von Modellhelikoptern wird gewöhnlich in [km/h] angegeben.
Kreisflächenbelastung
Die Kreisflächenbelastung ist die Belastung der Rotorkreisfläche. Sie errechnet sich aus dem Verhältnis von Abfluggewicht des Helikopters zur Rotorkreisfläche. Sie gibt an, wieviel Abfluggewicht des Helikopters auf einen Quadratmeter Rotorkreisfläche fallen. Die Kreisflächenbelastung wird in [kg/m²] angegeben.
Flächendichte
Die Flächendichte ist das Verhältnis der Oberflächen aller Rotorblätter eines Helikopters im Verhältnis zur Rotorkreisfläche. Umso breiter die Rotorblätter - umso größer ist die Flächendichte. Sie wird in % angegeben.
Fliehkraft
Die Fliehkraft, auch Zentrifugalkraft genannt, ist eine von der Drehachse (Rotorwelle) radial nach außen wirkende Kraft. durch die Fliehkraft werden viele Teile am Rotorkopf, wie Schrauben, Blattlagerwelle, Rotorblattwurzel und die Rotorblätter selbst extrem belastet. Umso höher die Drehzahl des Rotors und umso höher das Gewicht des Rotorblattes - umso größer ist die Fliehkraft. Die Fliehkraft wird in [N] Newton bzw. [kN] KiloNewton angegeben. Zum besseren Verständnis ist sie hier auch in [kg] umgerechnet.
Berechnungsergebnisse:
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