H. Focke

Die Gleichungen für die dynamische Stabilität der Hubschrauber enthalten im wesentlichen erste Ableitungen von Kräften und Momenten, und zwar von Luft- wie von Massenkräften und -momenten. Dynamische Stabilität verlangt, daß die Koeffizienten der charakteristischen Gleichung dritten Grades und außerdem die Routhsche Diskriminante positiv sind. Ein normaler, isoliert arbeitender Hubschrauberrotor mit gelenkig an die Nabe angeschlossenen Blättern erfüllt ohne besondere Maßnahmen diese Bedingungen nicht, wenn er - wie gewöhnlich - über dem Schwerpunkt des ganzen Hubschraubers liegt. Die bisherigen Versuche, diesen Übelstand zu beseitigen, gingen vom Kreiseiprinzip aus. Die Anstellwinkel der Rotorblätter wurden von dem Kreisel so gesteuert, daß die Momentenänderungen den richtigen Sinn erhielten, um die Stabilitätsbedingungen zu erfüllen. Man hat dabei aber übersehen, daß man damit nicht den Hubschrauber selbst dynamisch stabil macht, sondern ihn an ein im Raum lagenfestes Organ, den Kreisel, fesselt, so daß eine gewollte und notwendige Lagenänderung unmöglich wird. Man mußte also eine Möglichkeit schaffen, den Kreisel vorsätzlich in eine andere Lage im Raum bringen zu können und von dieser neuen Lage aus wieder wirken zu lassen. Das geschah mittels einer Reibungsdämpfungsfesselung an das Flugzeuggerüst und brachte zweifellos einen gewissen Erfolg, indem Hubschraubertypen mit schlechter Stabilität überhaupt erst "fliegbar" wurden. Es ist aber unverkennbar, daß damit ein Kompromiß zwischen · Stabilität und Steuerbarkeit geschlossen werden mußte. Man hatte eigentlich einen übersteuerbaren Autopiloten gebaut. Ein neuer Weg zu echter dynamischer Stabilität, der nicht vom raumfesten, sondern vom flugzeugfesten System ausgeht, wurde durch die Überlegung gefunden, in den störenden aufschaukelnden Momenten die Hebelarme aufzusuchen und deren Änderungen mit der Geschwindigkeit zu beseitigen, also die Größe [Formel] zu beeinflussen. In der hinzukommenden Erkenntnis, daß die Luftkraftresultierende eines Gelenkrotors im wesentlichen in der Achse des von den umlaufenden Blättern gebildeten Konus liegt, fand sich ein Mittel, das als Geber einer ölhydraulischen Steuerung der Blattwinkel dienen konnte. Diese macht die Hebelarmänderungen der Luftkraftresultierenden zum Schwerpunkt theoretisch zu Null, in der Praxis so klein, daß nur ein Rest als ohnehin notwendige schwache statische Stabilität übrigbleibt. Will man dynamische Längs- und Querstabilität, so muß man die Lage der Luftkraftresultierenden in beiden Ebenen abfühlen und auf zwei rechtwinklig zueinander an der Kippscheibe des Rotorkopfes angreifende Servozylinder einwirken lassen. Eine wichtige Wirkung der geschilderten Anordnung ist die starke Verlängerung (Größenordnung 1/2 Minute) der Schwingungsdauer gegenüber bisherigen Stabilisierungen, die die sehr unangenehmen kurzen Schwingungsdauern auch dann nicht wesentlich ändern, wenn sie die dynamische Stabilität sonst erheblich bessern.

WGL-Tagung, Hamburg 1959

Conference Paper

deutsch

A4, 7 Seiten

Jahrbuch der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt, 1959; S.242-248; 1959; Braunschweig : Vieweg

NA

Das Dokument enthält eine zusätzliche Seite über die anschließende Diskussion

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