Helikopter

Schon immer haben mich Hubschrauber fasziniert. Sie stehen auf der Stelle und heben dann einfach so ab. Ersten Experimenten, bei denen kleine gummiaufgezogene Holzhubschrauber gebastelt wurden, folgten dann schon aufwendigere Projekte wie Sie z.B. in den ersten beiden Bildern sehen koennen.

Dieser Tetra-Rotor wurde 1991 konstruiert und gebaut. Die Grundidee war einfach. Auf vier Auslegern befand sich je ein Rotor. Von diesen drehten sich zwei links und zwei rechts herum. Damit koennen alle notwendigen Steuermanoever durchgefuehrt werden. Bei einer gleichmaessigen Erhoehung der Rotordrehgeschwindigkeit beginnt der Hubschrauber abzuheben und zu schweben. Erhoeht man die Drehgeschwindigkeit der beiden hinteren Rotoren und verringert die der beiden vorderen, bleibt der Auftrieb erhalten, aber der Hubschrauber kippt nach vorn und beschleunigt so in diese Richtung. Dieser Vorgang funktioniert fuer jede der vier Richtungen. Steigt die Drehgeschwindigkeit der beiden links drehenden Rotoren und faellt gleichermassen die der rechts drehenden, bleibt wieder der Gesamtauftrieb erhalten, aber so entsteht ein zusaetzliches Drehmoment um die Hochachse. Der Hubschrauber dreht auf der Stelle.

Herz dieses Tetra-Helikopters war ein analoger elektronischer Mischer, der aus den vier moeglichen Steuersignalen die notwendige Drehgeschwindigkeit fuer die vier Elektromotore ermittelt hat. Schwachpunkt dieser Konstruktion war die Tatsache, dass die Zweiblattrotoren jeweils um die mittlere Traegheitsachse drehten. Fachleute wissen was das heisst. Ich wusste es damals nicht. Doch dieses Problem wurde erst viel spaeter erkannt. Ausserdem stellte sich heraus, dass es nicht gut ist, wenn man die zur Verfuegung stehende Leistung, auf so viele Rotoren aufteilt. Da befinden sich die aerodynamischen Profile in einen niedrigen Reynolds-Zahl-Bereich und haben somit unguenstigere Verhaeltnisse von Auftrieb und Widerstand. Es ist guenstiger die Leistung auf so wenig Rotoren wie nur moeglich zu verteilen. Naechstes Projekt war ein Koaxialhubschrauber.

Er hat eine Antriebseinheit, die fast kein Drehmoment auf die Hubschrauberzelle uebertraegt. Diese Einheit beinhaltet Akkus, Motor und Steuerung. Sie wird optisch von aussen angesteuert und dreht die beiden Rotoren gegeneinander.  Der erste so aufgebaute Hubschrauber ist in dem oberen Bild dargestellt. Dabei wurde versucht, die Steuerbarkeit durch schwenkbare Ruder im Luftstrahl zu verwirklichen. Das stellte sich sehr schwierig dar. Das Geraet flog zwar, aber war kaum steuerbar. Hinzu kam auch bei diesem Modell die Tatsache, dass die Rotoren wieder um die mittlere Traegheitsachse drehten. Erst spaeter wurde erkannt, dass das nicht stabil sein kann und so wurde der Nachfolger mit drei Rotoren je Ebene konzipiert, aber bisher nicht weiter entwickelt, als zu einer neuen Antriebseinheit mit neuen Blaettern. Ich arbeite noch an neuen Ideen hinsichtlich der Steuerungsmoeglichkeit dieser Konstruktion mit fest eingestellten Anstellwinkel. Vielleicht haben Sie eine Idee?
 

© 2000 Klaus - Peter Neitzke