Aerodynamik im Hubschrauber - Aerodynamik des Fluges

Die auf die Masse (die Menge an Materie) eines Objekts wirkende Schwerkraft erzeugt eine Kraft namens Gewicht. Das Rotorblatt unten wiegt 100 lbs. Es ist 20 Fuß lang (Spannweite) und 1 Fuß breit (Sehne). Dementsprechend beträgt seine Fläche 20 Quadratmeter.

Das Blatt ist auf einem punktgenauen Ständer perfekt ausbalanciert, wie Sie in der Abbildung sehen können, wenn Sie es von hinten betrachten (die Flügelansicht). Das Ziel ist, dass die Klinge der Schwerkraft trotzt und genau dort bleibt, wo sie ist, wenn wir den Ständer entfernen. Wenn wir nichts tun, bevor wir den Ständer entfernen, fällt die Klinge einfach zu Boden. Können wir eine Kraft (einen Druck oder Zug) entgegen der Schwerkraft ausüben, die dem Gewicht der Klinge von 100 Pfund entspricht? Ja, zum Beispiel könnte eine elektromagnetische Kraft verwendet werden. Bei Helikoptern nutzen wir jedoch die aerodynamische Kraft, um dem Gewicht entgegenzuwirken und zu manövrieren. 

Jedes Objekt in der Atmosphäre ist von einem Gas umgeben, das auf Meereshöhe eine statische Kraft von 2.116 Pfund pro Quadratfuß (eine Kraft mal einer Flächeneinheit, Druck genannt) ausübt. Dieser Druck wird jedoch gleichmäßig über die gesamte Klinge (oben und unten) ausgeübt und erzeugt daher keine nützliche Kraft auf die Klinge. Wir müssen nur eine Differenz von einem einzigen Pfund statischer Druckdifferenz pro Quadratfuß Blattoberfläche erzeugen, um eine Kraft gleich dem Gewicht des Blattes zu haben (100 lb Aufwärtsdruck gegenüber 100 lb Abwärtsgewicht).

Der Gesamtdruck besteht aus statischem Druck und, wenn sich die Luft bewegt, aus dynamischem Druck (ein Druck in Richtung der Luftbewegung). Wie in Abbildung gezeigt, nimmt der statische Druck ab, wenn der dynamische Druck erhöht wird. Aufgrund der Konstruktion des Strömungsprofils ist die Geschwindigkeit der über die obere Fläche strömenden Luft größer als die der unteren Fläche, was zu einem höheren dynamischen Druck auf der oberen Fläche als auf der unteren Fläche führt. Der höhere dynamische Druck auf der oberen Fläche verringert den statischen Druck auf der oberen Fläche. Der statische Druck auf der Unterseite ist jetzt größer als der statische Druck auf der Oberseite. Die Klinge erfährt eine nach oben gerichtete Kraft. Wenn genau die richtige Luftmenge über die Klinge strömt, entspricht die Aufwärtskraft einem Pfund pro Quadratfuß. Diese Aufwärtskraft ist gleich

Die Kraft, die entsteht, wenn sich Luft über ein Objekt bewegt (oder ein Objekt durch die Luft bewegt), wird als aerodynamische Kraft bezeichnet. Aero bedeutet Luft. Dynamisch bedeutet Bewegung oder Bewegung. Dementsprechend können wir, indem wir die Luft über ein Strömungsprofil bewegen, die statischen Drücke auf der Ober- und Unterseite verändern, wodurch eine nutzbare Kraft (eine aerodynamische Kraft) erzeugt wird. Der Anteil der aerodynamischen Kraft, der normalerweise senkrecht zur umströmenden Luft gemessen wird, wird als Auftrieb bezeichnet und dient dazu, Gewicht entgegenzuwirken. Der Luftwiderstand ist der Anteil der aerodynamischen Kraft, der als Widerstand gemessen wird, der von einem Objekt erzeugt wird, das durch die Luft strömt (oder über das Luft strömt). Der Widerstand wirkt in Strömungsrichtung, wobei der Wind über das Strömungsprofil streicht und die Vorwärtsbewegung verzögert.

Auf das Flugzeug einwirkende Kräfte

Sobald ein Hubschrauber den Boden verlässt, wirken vier aerodynamische Kräfte auf ihn ein; Schub, Widerstand, Auftrieb und Gewicht. Zu verstehen, wie diese Kräfte funktionieren, und zu wissen, wie man sie mit Kraft und Flugsteuerung kontrolliert, ist für den Flug unerlässlich. Sie sind wie folgt definiert:

• Auftrieb – wirkt der nach unten gerichteten Gewichtskraft entgegen, wird durch die dynamische Wirkung der Luft erzeugt, die auf das Tragflächenprofil einwirkt, und wirkt senkrecht zur Flugbahn durch das Zentrum des Auftriebs.

• Gewicht – die kombinierte Ladung des Flugzeugs selbst, der Besatzung, des Treibstoffs und der Fracht oder des Gepäcks. Das Gewicht zieht das Flugzeug aufgrund der Schwerkraft nach unten. Es wirkt dem Auftrieb entgegen und wirkt vertikal nach unten durch den Schwerpunkt (CG) des Flugzeugs.

• Schub – die vom Triebwerk/Propeller oder Rotor erzeugte Kraft. Es wirkt der Widerstandskraft entgegen oder überwindet sie. Sie wirkt in der Regel parallel zur Längsachse. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, wie später erläutert wird.

 Luftwiderstand – eine nach hinten gerichtete, bremsende Kraft, die durch eine Unterbrechung des Luftstroms durch die Tragfläche, den Rotor, den Rumpf und andere hervorstehende Objekte verursacht wird. Der Widerstand wirkt dem Schub entgegen und wirkt parallel zum relativen Wind nach hinten.

Aufzug

Auftrieb entsteht, wenn ein Objekt die Strömungsrichtung eines Fluids ändert oder wenn das Fluid durch das hindurchtretende Objekt gezwungen wird, sich zu bewegen. Wenn sich das Objekt und die Flüssigkeit relativ zueinander bewegen und das Objekt die Flüssigkeitsströmung in eine Richtung senkrecht zu dieser Strömung dreht, erzeugt die für diese Arbeit erforderliche Kraft eine gleiche und entgegengesetzte Kraft, die Auftrieb ist. Das Objekt kann sich durch eine stationäre Flüssigkeit bewegen oder die Flüssigkeit kann an einem stationären Objekt vorbeiströmen – diese beiden sind praktisch identisch, da sich im Prinzip nur der Bezugsrahmen des Betrachters unterscheidet. Der von einem Flügel erzeugte Auftrieb hängt von folgenden Faktoren ab: 

• Geschwindigkeit des Luftstroms 

• Dichte der Luft 

• Gesamtfläche des Segments oder Schaufelblatts 

• Anstellwinkel (AOA) zwischen Luft und Tragfläche

Der AOA ist der Winkel, in dem das Schaufelblatt auf den entgegenkommenden Luftstrom trifft (oder umgekehrt). Bei einem Helikopter ist das Objekt das Rotorblatt (Tragfläche) und das Fluid die Luft. Der Auftrieb entsteht durch Ablenkung einer Luftmasse und wirkt immer senkrecht zum resultierenden Relativwind. Ein symmetrisches Schaufelblatt muss einen positiven AOA haben, um einen positiven Auftrieb zu erzeugen. Bei einem AOA von Null wird kein Auftrieb erzeugt. Bei negativem AOA wird negativer Auftrieb erzeugt. Ein gewölbtes oder nicht symmetrisches Schaufelblatt kann einen positiven Auftrieb bei Null oder sogar einen kleinen negativen AOA erzeugen.

Das Grundkonzept des Aufzugs ist einfach. Die Einzelheiten, wie die relative Bewegung von Luft und Tragfläche zusammenwirken, um die Drehbewegung zu erzeugen, die Auftrieb erzeugt, sind jedoch komplex. In jedem Fall, der einen Auftrieb, eine abgewinkelte flache Platte, einen rotierenden Zylinder, ein Strömungsprofil usw. verursacht, wird die Strömung, die auf die Vorderkante des Objekts trifft, gezwungen, sich über und unter dem Objekt aufzuteilen. 

Durch die plötzliche Richtungsänderung über dem Objekt bildet sich hinter der Vorderkante auf der Oberseite des Objekts ein Unterdruckgebiet. Aufgrund dieses Druckgradienten und der Viskosität des Fluids wiederum wird die Strömung über das Objekt nach unten entlang der oberen Oberfläche des Objekts beschleunigt. Gleichzeitig wird die unter das Objekt gezwungene Strömung schnell verlangsamt oder stagniert, wodurch ein Bereich mit hohem Druck entsteht. Dies bewirkt auch, dass die Strömung entlang der oberen Oberfläche des Objekts beschleunigt wird.

Bernoullis Prinzip

Das Bernoulli-Prinzip beschreibt die Beziehung zwischen Flüssigkeitsinnendruck und Flüssigkeitsgeschwindigkeit. Es ist eine Aussage über das Energieerhaltungsgesetz und hilft zu erklären, warum ein Tragflügel eine aerodynamische Kraft entwickelt. Das Konzept der Erhaltung von Energiezuständen Energie kann nicht erzeugt oder zerstört werden, und die Energiemenge, die in ein System eintritt, muss auch austreten. In diesem Fall ist die „Energie“, auf die Bezug genommen wird, insbesondere der dynamische Druck (die kinetische Energie der Luft – mehr Geschwindigkeit, mehr kinetische Energie) und der statische Luftdruck (potentielle Energie). Diese ändern sich untereinander, aber die Gesamtdruckenergie bleibt innerhalb des Rohres konstant.

Ein einfaches Rohr mit einem eingeschnürten Abschnitt nahe der Mitte seiner Länge veranschaulicht dieses Prinzip. Ein Beispiel ist fließendes Wasser durch einen Gartenschlauch. Die Durchflussmasse pro Flächeneinheit (Querschnittsfläche des Rohrs) ist die Massendurchflussrate. In der Abbildung ist die Strömung in das Rohr konstant, weder beschleunigend noch verlangsamend; Daher muss der Massendurchfluss durch das Rohr an den Stationen 1, 2 und 3 gleich sein. Wenn die Querschnittsfläche an einer dieser Stationen – oder an einem beliebigen Punkt – im Rohr verringert wird, muss die Fluidgeschwindigkeit verringert werden erhöhen, um eine konstante Massendurchflussrate aufrechtzuerhalten, um die gleiche Flüssigkeitsmenge durch einen kleineren Bereich zu bewegen. Die Kontinuität des Massenstroms bewirkt, dass sich die Luft schneller durch das Venturi bewegt. Mit anderen Worten beschleunigt sich die Flüssigkeit direkt proportional zur Flächenverringerung.

Bernoulli (Gesamtdruck = dynamischer Druck + statischer Druck) gibt an, dass die Erhöhung der Geschwindigkeit den dynamischen Druck in Strömungsrichtung erhöht. Da der Gesamtdruck im Rohr konstant bleiben muss, nimmt der statische Druck an den Seiten des Venturi ab. Venturi-Effekt ist der Begriff, der verwendet wird, um dieses Phänomen zu beschreiben.

Die Abbildung zeigt Platten von einem Quadratfuß in der dynamischen Strömung und an den Seiten des Rohrs, die den statischen Druck mit entsprechendem Druck anzeigen. An Punkt 2 ist es einfacher, die Verringerung des statischen Drucks auf der Oberseite des Schaufelblatts im Vergleich zur Unterseite des Schaufelblatts zu visualisieren, die außerhalb des Rohrs und daher bei statischem Umgebungsdruck dargestellt ist. Denken Sie daran, dass es bei tatsächlichen Blättern nicht so einfach ist wie in diesem Beispiel, da der statische Bodendruck unter anderem durch das Blattdesign und den Blattwinkel beeinflusst wird. Die Grundidee ist jedoch, dass es die statische Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite multipliziert mit der Oberfläche der Schaufel ist, die die aerodynamische Kraft erzeugt.

Venturi-Strömung

Während sich die Menge der Gesamtenergie innerhalb eines geschlossenen Systems (der Röhre) nicht ändert, kann die Form der Energie geändert werden. Der Druck strömender Luft kann insofern mit Energie verglichen werden, als der Gesamtdruck strömender Luft immer konstant bleibt, es sei denn, Energie wird hinzugefügt oder entfernt. Der Flüssigkeitsströmungsdruck besteht aus zwei Komponenten – dem statischen und dem dynamischen Druck. Statischer Druck ist die Druckkomponente, die in der Strömung gemessen wird, sich aber nicht mit der Strömung bewegt, wenn der Druck gemessen wird. 

Der statische Druck wird auch als die auf eine Fläche wirkende Kraft pro Flächeneinheit bezeichnet. Dynamischer Strömungsdruck ist die Komponente, die als Ergebnis der Luftbewegung entsteht. Die Summe dieser beiden Drücke ist der Gesamtdruck. Wenn Luft durch die Verengung strömt, nimmt der statische Druck mit zunehmender Geschwindigkeit ab. Dadurch erhöht sich der dynamische Druck. Die Abbildung zeigt die untere Hälfte des verengten Bereichs des Rohrs, der der oberen Hälfte eines Tragflügels ähnelt. 

Selbst wenn die obere Hälfte des Rohrs entfernt ist, beschleunigt die Luft immer noch über den gekrümmten Bereich, weil die oberen Luftschichten die Strömung einschränken – genau wie die obere Hälfte des verengten Rohrs. Diese Beschleunigung verursacht einen verringerten statischen Druck über dem gekrümmten Abschnitt und erzeugt eine Druckdifferenz, die durch die Variation von statischem und dynamischem Druck verursacht wird.

Newtons drittes Bewegungsgesetz

Für zusätzlichen Auftrieb sorgt die Unterseite des Rotorblatts, da die auf die Unterseite auftreffende Luft nach unten abgelenkt wird. Gemäß Newtons drittem Bewegungsgesetz „gibt es für jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion“, erzeugt die nach unten abgelenkte Luft auch eine nach oben gerichtete (hebende) Reaktion.

Da Luft sehr ähnlich wie Wasser ist, kann die Erklärung für diese Auftriebsquelle mit dem Gleiteffekt von Skiern auf Wasser verglichen werden. Der Auftrieb, der die Wasserski (und den Skifahrer) trägt, ist die Kraft, die durch den Aufpralldruck und die Ablenkung von Wasser von den unteren Oberflächen der Ski verursacht wird.  

Unter den meisten Flugbedingungen liefern der Aufpralldruck und die Ablenkung der Luft von der Unterseite des Rotorblatts einen vergleichsweise kleinen Prozentsatz des Gesamtauftriebs. Der größte Teil des Auftriebs ist das Ergebnis des verringerten Drucks über dem Blatt und nicht des erhöhten Drucks darunter. 

Gewicht

Normalerweise wird das Gewicht als ein bekannter fester Wert angesehen, wie beispielsweise das Gewicht des Hubschraubers, des Treibstoffs und der Insassen. Um den Hubschrauber vertikal vom Boden abzuheben, muss die Rotorscheibe genügend Auftrieb erzeugen, um das Gesamtgewicht des Hubschraubers und seiner Insassen zu überwinden oder auszugleichen. Newtons erstes Gesetz besagt: „Jedes Objekt in einem Zustand gleichförmiger Bewegung neigt dazu, in diesem Bewegungszustand zu bleiben, es sei denn, es wird eine äußere Kraft auf es ausgeübt.“ In diesem Fall ist das Objekt der Hubschrauber, ob im Schwebeflug oder am Boden, und die darauf ausgeübte externe Kraft ist der Auftrieb, der durch Erhöhen des Anstellwinkels der Hauptrotorblätter erreicht wird. Diese Aktion zwingt den Helikopter in einen Bewegungszustand, ohne den der Helikopter entweder am Boden bleiben oder schweben würde.

Das Gewicht des Helikopters kann auch durch aerodynamische Belastungen beeinflusst werden. Wenn Sie einen Helikopter in Schräglage bringen, während Sie eine konstante Höhe beibehalten, erhöht sich die „G“-Last oder der Lastfaktor. Der Belastungsfaktor ist die tatsächliche Belastung der Rotorblätter zu jedem Zeitpunkt geteilt durch die Normallast oder das Bruttogewicht (Gewicht des Hubschraubers und seiner Ladung). Jedes Mal, wenn ein Hubschrauber auf einer gekrümmten Flugbahn mit konstanter Höhe fliegt, ist die von den Rotorblättern getragene Last größer als das Gesamtgewicht des Hubschraubers. Je enger die gekrümmte Flugbahn ist, desto steiler ist die Bank; Je schneller das Aufflackern oder Herausziehen aus einem Tauchgang ist, desto größer ist die vom Rotor getragene Last. Daher muss der Lastfaktor umso größer sein.

Um diesen zusätzlichen Belastungsfaktor zu überwinden, muss der Hubschrauber mehr Auftrieb erzeugen können. Wenn keine überschüssige Motorleistung verfügbar ist, sinkt der Hubschrauber entweder ab oder muss verlangsamen, um die gleiche Höhe beizubehalten. Der Ladefaktor und damit die scheinbare Gesamtgewichtszunahme ist bei Schräglagen bis 30° relativ gering. Trotzdem kann unter den richtigen widrigen Umständen, wie z. B. Höhe mit hoher Dichte, turbulenter Luft, hohem Bruttogewicht und schlechter Technik des Piloten, keine ausreichende oder überschüssige Leistung verfügbar sein, um Höhe und Fluggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. All diese Faktoren müssen Piloten während des gesamten Fluges vom Steigflug über den Schwebeflug bis zur Landung berücksichtigen. 

Oberhalb von 30° Querneigung steigt die scheinbare Zunahme des Gesamtgewichts an. Bei 30° Querneigung oder Neigung beträgt der scheinbare Anstieg nur 16 Prozent, aber bei 60° es ist die doppelte Belastung der Flügel und der Rotorscheibe. Wenn beispielsweise das Gewicht des Hubschraubers 1.600 Pfund beträgt, würde das von der Rotorscheibe getragene Gewicht in einer Querneigung von 30° bei einer konstanten Höhe 1.856 Pfund (1.600 + 16 Prozent (oder 256)) betragen. Bei einer Neigung von 60° wären es 3.200 Pfund; bei einer 80°-Böschung wären es fast sechsmal so viel oder 8.000 Pfund. 

Es ist wichtig zu beachten, dass jedes Rotorblatt einen Prozentsatz des Bruttogewichts tragen muss. In einem Zweiblattsystem müsste jedes Blatt des 1.600-Pfund-Hubschraubers, wie oben angegeben, 50 Prozent oder 800 Pfund anheben. Wenn derselbe Hubschrauber drei Rotorblätter hätte, müsste jedes Blatt nur 33 Prozent oder 533 Pfund anheben. Eine weitere Ursache für große Lastfaktoren ist raue oder turbulente Luft. Die durch Turbulenzen erzeugten starken vertikalen Böen können einen plötzlichen Anstieg der AOA verursachen,

Jeder Hubschraubertyp hat seine eigenen Einschränkungen, die auf der Struktur, Größe und den Fähigkeiten des Flugzeugs basieren. Unabhängig davon, wie viel Gewicht man tragen kann oder welche Motorleistung es haben mag, sie alle sind anfällig für aerodynamische Überlastung. Wenn der Pilot versucht, die Leistungsgrenze zu überschreiten, kann dies leider fatale Folgen haben. 

Aerodynamische Kräfte wirken bei jeder Bewegung in einem Helikopter, egal ob Kollektiverhöhung oder starke Querneigung. Das Vorhersehen von Ergebnissen aus einem bestimmten Manöver oder einer Anpassung einer Flugsteuerung ist keine gute Pilotentechnik. Stattdessen müssen Piloten die Fähigkeiten des Hubschraubers unter allen Umständen wirklich verstehen und planen, den Flugbereich für keine Situation zu überschreiten.

Schub

Schub wird wie Auftrieb durch die Drehung der Hauptrotorscheibe erzeugt. Bei einem Hubschrauber kann der Schub vorwärts, rückwärts, seitwärts oder vertikal erfolgen. Der resultierende Auftrieb und Schub bestimmt die Bewegungsrichtung des Hubschraubers. 

Das Festigkeitsverhältnis ist das Verhältnis der gesamten Rotorblattfläche, die die kombinierte Fläche aller Hauptrotorblätter ist, zur gesamten Rotorscheibenfläche. Dieses Verhältnis stellt ein Mittel dar, um das Potenzial einer Rotorscheibe zu messen, Schub und Auftrieb bereitzustellen. Die mathematischen Berechnungen, die zur Berechnung des Soliditätsverhältnisses für jeden Hubschrauber erforderlich sind, sind für die meisten Piloten möglicherweise nicht von Bedeutung, was jedoch wichtig sein sollte, sind die Fähigkeiten der Rotorscheibe, Auftrieb zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. 

Viele Hubschrauberunfälle werden durch eine Überlastung der Rotorscheibe verursacht. Einfach ausgedrückt versuchen Piloten Manöver, die mehr Auftrieb erfordern, als die Rotorscheibe erzeugen kann, oder mehr Leistung, als das Triebwerk des Hubschraubers liefern kann. Der Versuch, mit einer hohen Nase zu landen, zusammen mit anderen ungünstigen Bedingungen (z. B. hohes Gesamtgewicht oder Windböen), endet höchstwahrscheinlich in einer Katastrophe.

Auch der Heckrotor erzeugt Schub. Die Schubmenge ist durch die Verwendung der Antidrehmomentpedale variabel und wird verwendet, um das Gieren des Hubschraubers zu steuern.

Ziehen

Die Kraft, die der Bewegung eines Hubschraubers durch die Luft widersteht und erzeugt wird, wenn Auftrieb entwickelt wird, wird Luftwiderstand genannt. Der Widerstand muss vom Motor überwunden werden, um den Rotor zu drehen. Der Widerstand wirkt immer parallel zum relativen Wind. Der Gesamtwiderstand setzt sich aus drei Arten von Widerstand zusammen: Profil, Induziert und Parasit.

Profil ziehen

Der Profilwiderstand entsteht aus dem Reibungswiderstand der durch die Luft strömenden Schaufeln. Sie ändert sich nicht wesentlich mit der AOA des Tragflügels, steigt aber moderat an, wenn die Fluggeschwindigkeit zunimmt. Der Profilwiderstand setzt sich aus Formwiderstand und Mantelreibung zusammen. Der Formwiderstand resultiert aus dem turbulenten Nachlauf, der durch die Ablösung des Luftstroms von der Oberfläche einer Struktur verursacht wird. Die Höhe des Widerstands hängt sowohl von der Größe als auch von der Form der Struktur ab, die in den relativen Wind ragt.

Hautreibung wird durch Oberflächenrauhigkeit verursacht. Obwohl die Oberfläche glatt erscheint, kann sie unter dem Mikroskop betrachtet ziemlich rau sein. Eine dünne Luftschicht haftet an der rauen Oberfläche und erzeugt kleine Wirbel, die zum Luftwiderstand beitragen.

Induzierter Widerstand

Der induzierte Widerstand wird durch die Zirkulation des Luftstroms um das Rotorblatt herum erzeugt, wenn er Auftrieb erzeugt. Das Hochdruckgebiet unterhalb des Blattes mündet an der Hinterkante und an den Rotorspitzen in das Niederdruckgebiet oberhalb des Blattes. Dies verursacht eine Spirale oder einen Wirbel, der hinter jedem Blatt nachzieht, wenn Auftrieb erzeugt wird. Diese Wirbel lenken den Luftstrom in der Nähe des Flügels nach unten ab und erzeugen eine Verstärkung des Abwinds. 

Daher arbeitet das Blatt bei einem durchschnittlichen relativen Wind, der in der Nähe des Blattes nach unten und hinten geneigt ist. Da der vom Blatt erzeugte Auftrieb senkrecht zum relativen Wind steht, ist der Auftrieb um den gleichen Betrag nach achtern geneigt. Die nach hinten wirkende Auftriebskomponente ist der induzierte Widerstand.

Wenn die Luftdruckdifferenz mit zunehmendem AOA zunimmt, bilden sich stärkere Wirbel und der induzierte Widerstand nimmt zu. Da der AOA des Rotorblatts normalerweise bei höheren Fluggeschwindigkeiten niedriger und bei niedrigen Geschwindigkeiten höher ist, nimmt der induzierte Widerstand ab, wenn die Fluggeschwindigkeit zunimmt, und nimmt zu, wenn die Fluggeschwindigkeit abnimmt. Der induzierte Luftwiderstand ist die Hauptursache für den Luftwiderstand bei niedrigeren Fluggeschwindigkeiten.

Parasiten ziehen

Parasitenwiderstand ist immer dann vorhanden, wenn sich der Hubschrauber durch die Luft bewegt. Diese Art von Luftwiderstand nimmt mit der Fluggeschwindigkeit zu. Nicht hebende Komponenten des Hubschraubers, wie beispielsweise die Kabine, der Rotormast, das Heck und das Fahrwerk, tragen zum parasitären Luftwiderstand bei. Jeglicher Impulsverlust durch den Luftstrom, beispielsweise aufgrund von Öffnungen für die Motorkühlung, erzeugt zusätzlichen parasitären Luftwiderstand. Aufgrund seines schnellen Anstiegs mit zunehmender Fluggeschwindigkeit ist der Parasitenwiderstand die Hauptursache für den Luftwiderstand bei höheren Fluggeschwindigkeiten. Der Parasitenwiderstand variiert mit dem Quadrat der Geschwindigkeit; Daher erhöht eine Verdoppelung der Fluggeschwindigkeit den Parasitenwiderstand um das Vierfache.

Gesamtwiderstand

Der Gesamtwiderstand eines Hubschraubers ist die Summe aller drei Widerstandskräfte. Mit zunehmender Fluggeschwindigkeit nimmt der Parasitenwiderstand zu, während der induzierte Widerstand abnimmt. Der Profilwiderstand bleibt über den gesamten Geschwindigkeitsbereich relativ konstant, mit einer gewissen Zunahme bei höheren Fluggeschwindigkeiten. Die Kombination aller Widerstandskräfte ergibt eine Gesamtwiderstandskurve. Der Tiefpunkt auf der Gesamtwiderstandskurve zeigt die Fluggeschwindigkeit, bei der der Widerstand minimiert ist. Dies ist der Punkt, an dem das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand am größten ist und als L/DMAX bezeichnet wird. Bei dieser Geschwindigkeit ist die Gesamtauftriebskapazität des Hubschraubers im Vergleich zum Gesamtwiderstand des Hubschraubers am günstigsten. Dies ist ein wichtiger Faktor für die Leistung von Hubschraubern.