Flugmechanik Der Hubschrauber: Technologie, Das Flugdynamische System Hubschrauber, Flugstabilitäten, Steuerbarkeit

ISBN-13: 9783642542855 / Niemiecki / Twarda / 2014 / 237 str.

Walter Bittner

Opis

Weltweit ist eine Zunahme neuer Hubschrauberentwurfe zu beobachten. Interne Vibrationsminderung und externe Gerauschentwicklung haben dabei als Entwicklungsziele stark gewonnen. Entscheidend bleiben weiterhin die Fliegbarkeit, als Flugmechanik bezeichnet, sowie die mogliche Nutzlast in Abhangigkeit von der Reichweite. Der Inhalt dieser 4. Auflage beschreibt diesbezugliche Entwicklungserfolge. Der Hubschrauber ist ein hoch komplexes System, im konstruktiven Aufbau sowie auf seine Dynamik bezogen. Die dafur notwendigen grundlegenden Kenntnisse der Besonderheiten fur Ingenieure und Nutzer vermittelt der Autor. Er behandelt die flugmechanischen Zusammenhange auf der Basis der relevanten Bauelemente: Steuerungssystem samt Verstarkungshydraulik, Taumelscheibe und Mischhebelgetriebe, zur Ansteuerung der Rotorblatter und damit zur Kontrolle des Hubschraubers im Normalbetrieb. Schwerpunkt ist die Flugmechanik, die zentrale Wissenschaft der gesamten Flugtechnik, zur Identifizierung der Flugstabilitaten und der notigen Steuerbarkeit. Definitionen und Vereinbarungen werden genannt, im Rahmen der Auslegung werden Abflugmasse und Flugleistungen bestimmt. Die AR (Autorotation) als gefahrloses Landeverfahren wird erklart und der Bodeneffekt wird dargestellt. Die Kosten der Entwicklung und des spateren Betriebes werden ermittelt. Der Autor geht auch auf hubschrauberspezifische Besonderheiten ein: die gewunschte Nahe zu den zahlreichen Blattresonanzen, das Wirbelringstadium, die Flattergrenze, die dynamischen Kopplungen, der Ubergang von den DMZ (Dead Mans Zone beim Flachenflugzeug) zur fast harmlosen AZ (Avoid Zone) des Hubschraubers. Aus den Bewegungsgleichungen entsteht die Dynamikmatrix, in der alle Eigenbewegungen enthalten sind, die Stabilitaten. Dagegen wirken die konstruktiv zu dimensionierenden Steuerbarkeiten, von den traditionellen niedrigen bis zu den heute moglichen hohen Frequenzen. Einige Abschnitte wurden entsprechend neuester Erkenntnisse erweitert, z. B. die der dynamische Kopplungen und der Forschungsergebnisse im Bereich der noch weitgehend unerforschten einstationaren Aerodynamik, hubschraubertypisch, fur die ein Anstoss gegeben wird.Das Buch unterstutzt Leser, die sich mit Hubschrauberentwicklung und deren Betrieb befassen. Die zu erfullenden Forderungen und anzuwendenden Vorschriften lernt er kennen und kann sie rechtzeitig einbringen. Der Leser kann eine sachgerechte Beurteilung der zu erwartenden Flugeigenschaften und Kosten abgeben. "

Spis treści

Verwendete Formelzeichen.- Evolution des Hubschraubers.- Hubschraubermissionen und Markt.- Wesentliche Bauelemente der Hubschrauber.- Grundzüge der Leistungsrechnung.- Die Schlagbewegung der Rotorblätter.- Die Schwenkbewegung der Rotorblätter.- Die höherfrequenten Rotorblattschwingungen.- Leistungsbedarf, Flugleistungen.- Auslegung des Hauptrotors.- Der Hubschrauber als Gesamtsystem.- Flugtechnische Stabilitäten.- Steuerbarkeit.- Spiegelung des Aeronautical Design Standard 33 an Projekten.- Ausblick.- Literatur.- Bildnachweis.- Stichwortverzeichnis.

O autorze

PD Dipl.-Ing. Walter Bittner studierte Luft- und Raumfahrt an der TU Berlin, ehe er 1970 in den Unternehmensbereich Hubschrauber von MBB eintrat. Seit 1973 war er als Leiter im Vorentwurf mitverantwortlich für die Konzeption des UH-Tiger und des NH-90. Anschließend war er in der Entwicklungsabteilung für die Bereiche Ressourcen und Strategie zuständig. Seit 1989 hält er die Vorlesung "Flugmechanik der Hubschrauber" an der TU München und ist Lehrbeauftragter an der Universität der Bundeswehr München.

Blurb

Weltweit ist eine Zunahme neuer Hubschrauberentwürfe zu beobachten. Interne Vibrationsminderung und externe Geräuschentwicklung haben dabei als Entwicklungsziele stark gewonnen. Entscheidend bleiben weiterhin die Fliegbarkeit, als Flugmechanik bezeichnet, sowie die mögliche Nutzlast in Abhängigkeit von der Reichweite. Der Inhalt dieser 4. Auflage beschreibt diesbezügliche Entwicklungserfolge.

Der Hubschrauber ist ein hoch komplexes System, im konstruktiven Aufbau sowie auf seine Dynamik bezogen. Die dafür notwendigen grundlegenden Kenntnisse  der Besonderheiten für Ingenieure und Nutzer vermittelt der Autor. Er behandelt die flugmechanischen Zusammenhänge auf der Basis der relevanten Bauelemente: Steuerungssystem samt Verstärkungshydraulik, Taumelscheibe und Mischhebelgetriebe, zur Ansteuerung der Rotorblätter und damit zur Kontrolle des Hubschraubers im Normalbetrieb. Schwerpunkt ist die Flugmechanik, die zentrale Wissenschaft der gesamten Flugtechnik, zur Identifizierung der Flugstabilitäten und der nötigen Steuerbarkeit. Definitionen und Vereinbarungen werden genannt, im Rahmen der Auslegung werden Abflugmasse und Flugleistungen bestimmt. Die AR (Autorotation) als gefahrloses Landeverfahren wird erklärt und der Bodeneffekt wird dargestellt. Die Kosten der Entwicklung und des späteren Betriebes werden ermittelt. Der Autor geht auch auf hubschrauberspezifische Besonderheiten ein: die gewünschte Nähe zu den zahlreichen Blattresonanzen, das Wirbelringstadium, die Flattergrenze, die dynamischen Kopplungen, der Übergang von den DMZ (Dead Man`s Zone beim Flächenflugzeug) zur fast harmlosen AZ (Avoid Zone) des Hubschraubers. Aus den Bewegungsgleichungen entsteht die Dynamikmatrix, in der alle Eigenbewegungen enthalten sind, die Stabilitäten. Dagegen wirken die konstruktiv zu dimensionierenden Steuerbarkeiten, von den traditionellen niedrigen bis zu den heute möglichen hohen Frequenzen. Einige Abschnitte wurden entsprechend neuester Erkenntnisse erweitert, z. B. die der dynamische Kopplungen und der Forschungsergebnisse im Bereich der noch weitgehend unerforschten einstationären Aerodynamik, hubschraubertypisch, für die ein Anstoß gegeben wird.

Das Buch unterstützt Leser, die die sich mit Hubschrauberentwicklung und deren Betrieb befassen. Die zu erfüllenden Forderungen und anzuwendenden Vorschriften lernt er kennen und kann sie rechtzeitig einbringen. Der Leser kann eine sachgerechte Beurteilung der zu erwartenden Flugeigenschaften und Kosten abgeben.

Der Autor

PD Dipl.-Ing. Walter Bittner studierte Luft- und Raumfahrt an der TU Berlin, ehe er 1970 in den Unternehmensbereich Hubschrauber von MBB eintrat. Seit 1973 war er als Leiter im Vorentwurf mitverantwortlich für die Konzeption des UH-Tiger und des NH-90. Anschließend war er in der Entwicklungsabteilung für die Bereiche Ressourcen und Strategie zuständig. Seit 1989 hält er die Vorlesung "Flugmechanik der Hubschrauber" an der TU München und ist Lehrbeauftragter an der Universität der Bundeswehr München.