Das Potential lokaler Pitchwinkeländerungen zur Leistungssteigerung von Hubschrauberrotoren mit Mehrfachtaumelscheibe

Abstract

Hubschrauber weisen spezifische, rotorinduzierte Probleme auf -- darunter starke Vibrationen, hohe Lärmemissionen und einen vergleichsweise hohen Leistungsbedarf. Die aktive Rotorsteuerung begegnet diesen Problemen direkt an ihrem Ursprungsort: dem Hauptrotor. Die vorliegende Arbeit behandelt die lokale Pitchwinkelsteuerung (LPC) als Methode der aktiven Rotorsteuerung mit besonderem Fokus auf Leistungssteigerung von Hubschrauberrotoren im schnellen Vorwärtsflug. Mit dem Ziel der Leistungs- sowie der simultanen Leistungs- und Vibrationsreduktion werden unterschiedliche LPC-Varianten numerisch optimiert und die Ergebnisse ausführlich diskutiert. In einem Windkanalversuch mit der am DLR entwickelten Mehrfachtaumelscheibe (META) wurde darüber hinaus das Potential von LPC Einsteuerungen zur Reduktion der benötigten Rotorleistung experimentell nachgewiesen. Die Arbeit zeigt dass eine lokale Pitchwinkelsteuerung eine sinnvolle Alternative zur Höherharmonischen Steuerung (HHC) für die Leistungssteigerung von Hubschrauberrotoren sein kann und mit vorhandenen Rotorsteuerungssystemen wie der META praktisch umsetzbar ist.