Analysen meiner Rotorblätter
06.12.2018
nachdem der Argos ja wieder auf 700er Größe zurückgebaut wird (siehe Modellbauseite 1), habe ich die dort verwendeten 800er Blätter nochmal genauer unter die Lupe genommen. Dasselbe werde ich mit den neuen 700er Blättern ebenfalls machen. Wenn der T-Rex600 wieder neu aufgebaut wird, werde ich die Blätter hier auch nochmal beschreiben.
800er Blätter
Die Blätter sind von CR-Modelltechnik. Bezeichnung: 800S
Sie sind mit einem Wuchtgewicht versehen.
Vermessung der Blätter so wie vom Hersteller gewuchtet:
Gewicht [g] SP-Lage [mm] UW [gmm] UW-200mm-Kopf [gmm]
Blatt 1 215,9 442,375 95508,7625 117098,763
Blatt 2 216,2 442,175 95598,235 117218,235
Unterschied 0,3 0,2 89,4725 119,4725
Das Gewicht habe ich nur mit der 0,1g-Waage ermittelt. Dafür ist hier die Wiederholgenauigkeit sehr gut.
Die Schwerpunktlage habe ich auf meiner optimierten Drahtvorrichtung á la Siggi mehrfach (je 10x) gemessen.
Hierbei ist vorrangig wichtig, dass der Unterschied in der Schwerpunktlage 0,2mm beträgt.
Ich habe den Absolutwert eines Blattes mit dem Metermaß gemessen und dann den Unterschied der Blätter entsprechend dazu gerechnet.
Mit diesen Werten und einem 200mm Rotorkopf entsteht bei einer Drehzahl von 1600U/min eine Unwuchtskraft von über 335g.
Dabei spielt es keine große Rolle, ob die Schwerpunkte nun bei 442mm oder 445mm liegen. Die Unwuchtskraft ändert sich dadurch nur um ca. 2,5g.
Glücklicherweise liegt der Schwerpunkt des leichteren Blattes auch etwas weiter außen, sonst wären die Kräfte noch höher (ca. 580g).
Übrigens wird diese Unwucht bei Schwebepitch wieder fast aufgehoben.
Da selbst die optimierte Drahtvorrichtung an den ersten Messungen die Schwerpunktlage auf ca. 0,025mm ermitteln kann, möchte ich das nochmal mit der Blattwaage durchführen. Dazu werde ich die Blätter miteinander verschrauben und auf einer Blattwaage ausbalancieren. Dort wuchte ich dann im Schwerpunkt. So verschiebe ich den Schwerpunkt des Blattes kaum und kann über das genau gemessene Gewicht die Schwerpunktlagen sehr genau ermitteln.
Bei meiner optimierten Drahtvorrichtung habe ich eine Umdrehung (1mm Vorschub) in 10 Abschnitte mit je vier Unterteilungen eingeteilt.
D.h. von einer Zahl zur nächsten bewegt sich das Blatt 0,1mm, von einem Strich auf der Skala zum anderen 0,025mm über den Draht.
Das Blatt kippt eindeutig innerhalb der Bewegung zwischen zwei Strichen, also innerhalb eines Bewegungsraumes von 0,025mm.
Der Vorlauf der Blätter stimmt sehr gut überein. Zur Ermittlung des Unterschiedes habe ich die Blätter an einem Nagel (von dem ich den Kopf abgezwickt habe) aufgehängt.
Sie berühren weder die Wand, noch sich gegenseitig.
Man muss aufpassen, dass der Nagel schön senkrecht zur Wand eingeschlagen wurde.
Und das ist der Vorlaufunterschied der Blätter: ca. 1mm am Blattende. Das der Wand zugewandte Blatt liegt am Geodreieck an, dass vordere nicht.
07.12.2018
das Auswuchten der Blätter auf der normalen Blattwaage erspare ich mir. Durch ein wenig Nachdenken kommt man darauf, dass die Methode nicht so viel genauer sein kann.
Angenommen ich wuchte die Blätter auf der Blattwaage. Dann muss ich sie im Nachgang wiegen um die jeweiligen Schwerpunkte ermitteln zu können. Ich habe eine Briefwaage, die auf 0,01g genau wiegen kann. Selbst mit einer reibungsfreien Blattwaage kommt 0,02mm Schwerpunkttoleranz heraus.
So würde das dann nach dem Wuchten vielleicht aussehen:
Gewicht [g] SP-Lage [mm]
Blatt 1 216,20 (angezeigt) 216,195 (tatsächlich) 442 (gemessen)
Blatt 2 216,20 (angezeigt) 216,204 (tatsächlich) 441,981 (errechnet)
Der Unterschied in den Schwerpunktlagen wäre dann ca. 0,02mm. Dazu kommt dann noch die (Un-)Genauigkeit der Blattwaage.
Damit ist diese Methode nicht sehr viel genauer, als die Methode mit der optimierten Drahtvorrichtung.
Nachtrag 09.12.2018:
die Aussage, dass hier das Auswuchten auf der Blattwaage nicht genauer ist, als die Drahtmethode, darf nicht verwechselt werden mit dem Thema Wuchten oder Wiegen.
Auf dieser Unterseite hier geht es darum, die Schwerpunktlagen so genau wie möglich zu ermitteln.
Beim Wuchten oder Wiegen geht es darum, die Schwerpunktlagen so genau wie möglich zu erzeugen.
Fazit aus der ersten Analyse der 800er Blätter:
um die Blätter auszuwuchten berechnet mein Wuchtinator-Programm, dass das Differenzgewicht so angebracht werden könnte, dass der Schwerpunkt gleich an die richtige Stelle geschoben wird.
Dazu müsste ich 0,3g Gewicht (das entspricht ca. 370mm Tesa) an der Position 298mm von der Bohrung weg anbringen, um den Schwerpunkt des leichteren Blattes zu korrigieren.
Nachtrag 14.12.2018:
die Blätter haben, direkt miteinander verschraubt, eine Unwucht von knapp 90g*mm, die sich am Kopf (200mm Ø) auf 120gmm erhöht.
13.12.2018
700er Blätter
Railblades 716
für den Argos habe ich neue Blätter gekauft und vermessen. Die Railblades 716 haben mir gut gefallen. Leider muss ich die falsch herum am Argos montieren, weil das ein Linksdreher ist.
Vermessung der Blätter so wie vom Hersteller geliefert:
Gewicht [g] SP-Lage [mm] UW [gmm] UW-200mm-Kopf [gmm]
Blatt 1 199,4 365,65 72910,61 92850,61
Blatt 2 198,9 366,475 72891,8775 92781,8775
Unterschied 0,5 0,825 18,7325 68,7325
Wie oben, habe ich die SP-Lage wieder mit der Drahtvorrichtung ermittelt.
Bei diesen Blättern ist das Gewicht mit 0,5g und die Schwerpunktlage mit 0,825mm deutlich unterschiedlich!
Ein Auswuchten durch direktes Aufbringen des Differenzgewichtes ist nicht möglich.
Hier müsste der SP erst durch ca. 0,6g Zusatzgewicht an der Blattwurzel bei Blatt 2 verschoben und danach auf Blatt 1 im SP mit ca. 0,1g das Gewicht wieder angeglichen werden.
Um nur mit meiner Einblattwaage auszuwuchten (ohne das Blattgewicht gleich zu machen), ist mir der Schwerpunktunterschied eigentlich doch schon zu groß.
Außerdem war bei der Kontrolle des Vorlaufes festzustellen, dass dieser zwar wieder bei etwa 1mm lag, eine der Hülsen aber schief in ein Blatt eingearbeitet war. Das konnte durch einen passenden 5mm CFK-Stab auch bestätigt werden. Die Blätter waren, beide darauf gesteckt, nicht parallel zueinander.
Diese Blätter werde ich zurücksenden. Um den Schwerpunkt sauber zu korrigieren, ist mir der Wuchtaufwand zu groß. Ich müsste direkt an der Blattwurzel ein Loch bohren um das Gewicht einzusetzen. Dem traue ich wegen der Schwächung des CFK-Gewebes im kritischen Bereich nicht.
14.12.2018
diese Blätter haben eine Unwucht von gerade mal 19g*mm. Sie erhöht sich beim Verbau am Kopf (200mm Ø) auf 69gmm.
Die müsste man wahrscheinlich gar nicht wuchten. Das fällt auch dadurch auf, dass das Wuchtgewicht sehr nahe an der Rotorachse sein muss. Dort kann es aber nur eine geringe Unwucht erzeugen und damit muss es auch nur eine geringe Unwucht ausgleichen.
Die unterschiedliche Schwerpunktlage von 0,8mm wäre wahrscheinlich nicht so gravierend. Ich entscheide mich doch die Blätter nicht zurückzusenden und probiere die Blätter am Argos aus.
Ich werde die auf meiner Einblattwaage wuchten und den Schwerpunktversatz von 0,8mm in Kauf nehmen. Ich glaube, dass der Effekt 2 nicht besonders auffällig werden wird. Die schief eingesetzte, etwas zu kleine Hülse reibe ich auf 5mm auf. Vielleicht kann man dadurch auch den Winkel etwas korrigieren.
Vielleicht kann ich auch ein 0,6g Wuchtgewicht an der Blattwurzel anbringen, so dass es die Struktur des Blattes nicht beeinträchtigt.
900er Blätter
Witte Helicopters
Jetzt wird es interessant. Die Blätter meiner Hughes. Von Witte Helicopters so gewuchtet, dass der 5-Blatt Satz perfekt zusammenpasst.
Einzelne Blätter können nicht nachbestellt werden, weil sonst der Blattsatz nicht mehr zusammenpasst.
erstmal die trockenen Blattdaten:
Gewicht [g] SP-Lage [mm] UW [gmm] UW_200mm-Kopf [gmm]
Blatt 1 284,6 413 117539,8 145999,8
Blatt 2 282,9 416,55 117841,995 146131,995
Blatt 3 284,9 412,5 117521,25 146011,25
Blatt 4 284,3 414 117700,2 146130,2
Blatt 5 283,1 415,5 117628,05 145938,05
WorstCase 2 4,05 320,745 193,945
mit dem Worstcase habe die jeweils ungünstigste Kombination verrechnet. Also das leichteste mit dem schwersten Blatt, das Blatt mit dem SP am weitesten außen mit dem Blatt mit dem SP am weitesten innen, usw.
Welche Blätter das jeweils sind, ist durch die Schriftfarbe markiert.
Leute, ich bin erstmal entsetzt.
Die Blätter sind vom leichtesten zum schwersten 2g unterschiedlich schwer.
Der Schwerpunkt liegt dabei über 4mm auseinander.
Dass die so voneinander abweichen, hätte ich von gewuchteten Blättern nicht erwartet.
Und ich habe die Aufkleber am Blattende auf 0,001g genau abgewogen.
Wie auf meiner Homepage immer geschrieben, ist das aber noch kein Grund für Unwuchten. Dazu muss man sich ja m*r anschauen.
Würden sich die beiden ungünstigsten Blätter, direkt miteinander verschraubt, gegenüberstehen, käme eine Unwucht von über 320g*mm heraus. Die reduzieren sich hier durch Verschrauben am Kopf (200mm Ø) auf 194g*mm.
Dagegen sind meine bisherigen Blätter harmlos. (Deshalb behalte ich auch die 700er Railblades!)
Wie die genaue Unwucht des Satzes ist, muss ich noch ermitteln. Ich muss dazu ja alle fünf Blätter betrachten. Blöderweise kann man die auf vielfältige Weise miteinander kombinieren. Ob und wie ich die Blätter Auswuchten kann, weiß ich noch nicht.
Vielleicht kann ich berechnen, welche Blattanordnung am Kopf ideal ist.
15.12.2018
Wenn man den Blatthaltern am Rotorkopf eine feste Nummer gibt und jedem Blatt auch eine, dann gibt es 120 mögliche
Kombinationen (5! = 5Fakultät) .
Da sind aber auch diejenigen Kombinationen enthalten, die am Ende dieselbe Unwucht erzeugen, weil alle Blätter am Kopf nur eine Position weitergerutscht sind oder es sich um gespiegelte Versionen handelt.
Am Ende gibt es nur noch 12 verschiedene Kombinationen (4! /2)
Daraus habe ich zwei gefunden, die ein gutes Ergebnis erwarten lassen, ohne die Blätter auswuchten zu müssen.
Jede der beiden Kombinationen kann im oder gegen den Uhrzeigersinn montiert werden. Wichtig ist nur, dass die Blattreihenfolge ab sofort eingehalten wird.
Die Berechnung habe ich hier eingefügt.
Ob die Blätter so zusammengewuchtet wurden, dass sich das gute Ergebnis der Berechnung ergibt weiß ich nicht.
Wenn ja, dann hätte man die Blätter bereits vom Hersteller her durchnummerieren müssen, so dass ein Vertauschen untereinander verhindert werden kann. Da das aber nicht der Fall war, werde ich das nun nachholen.
Es zeigt sich aber auch bei diesen Blättern, dass offenbar von den Herstellern große Toleranzen akzeptiert werden.
09.05.2019
600er Blätter von Align
Für meinen T-Rex600 habe ich mir Blätter von Align bestellt.
Mit diesen möchte ich dann auch die Versuche am Rotorprüfstand durchführen.
Ich habe die Blätter im Neuzustand gewogen und ihre Schwerpunktlage auf der optimierten Drahtvorrichtung ermittelt:
Masse[g] SP[mm]
Blatt 1 136,2 315
Blatt 2 136,12 314,4
Delta 0,08 0,6
Man sieht, dass die neuen Blätter einen Schwerpunkt-Unterschied von 0,6mm haben. Das Gewicht ist dabei nur 0,08 g unterschiedlich.
Würde ich diese Blätter einfach so auf den Heli bauen und fliegen, ergäbe sich eine Unwucht von 113 gmm und damit eine Fliehkraft von 4,95N (495g) bei einer Drehzahl von 2000U/min!
Direkt miteinander verschraubt, auf der Blattwaage gewuchtet, verbessert sich die Situation hier etwas.
Durch den Effekt 1 ergibt sich aber immer noch eine Unwucht von 8 gmm und damit eine Fliehkraft von 0,33N (33 g) bei 2000U/min.
Um sie nur auf der Einblattwaage mit Kopfabstand zu wuchten, benötige ich am Blattende von Blatt 2 ca. 20cm Tesa, was in etwa 0,2g entspricht. Die Schwerpunkte liegen dann noch 0,26mm auseinander.
Wenn ich die Schwerpunkte richtig angleichen möchte, dann müsste ich auf Blatt 1 ca. 30cm(!) Tesa anbringen und auf Blatt 2 nochmal 22cm im Schwerpunkt. Dann wäre die Schwerpunktlage beider Blätter auf 315mm angeglichen.
So habe ich das erstmal für die Untersuchungen am Rotorprüfstand gemacht.
Zuerst habe ich auf Blatt 1 am Blattende Tesa (30cm) aufgewickelt und die Schwerpunktlagen beider Blätter auf der optimierten Drahtvorrichtung kontrolliert. Danach habe ich die Einblattwaage auf das Blatt 1 eingestellt.
Am zweiten Blatt habe ich ca. 22cm Tesa aufgebracht und damit gleich auf der Einblattwaage an Blatt 1 angepasst.
Nach diesem Vorgehen waren die Massen:
Blatt 1 136,55g
Blatt 2 136,52g
Ein viel besseres Ergebnis wird kaum machbar sein.
Für meine Untersuchung am Rotorprüfstand sind die Blätter aber nun gar nicht so schlecht. Hier möchte ich ja untersuchen, welchen Einfluss eine unterschiedliche SP-Lage hat. Ich hab also genau die richtigen Blätter für diese Versuche erhalten.