Einstellung des Heckrotors theck1.jpg (2546 Byte)

Mich erreichen fast täglich E-Mails von verzweifelten Piloten zum Thema Heckrotor. Ein guter Grund hier einmal meine Methoden zur Einstellung zu beschreiben. Diese Beschreibung bezieht sich auf den ECO, ist aber in fast gleicher Weise auch auf die meisten anderen Hubis anwendbar.  (Wenn man einen Hubi mit linksdrehendem Rotor hat, muß man alle Richtungsangaben umkehren).


Theorie:

Um die Einstellungen korrekt durchführen zu können ist ein gewisses Verständnis der Wirkungsweise des Heckrotors unumgänglich.

Ein Hubschrauber, der frei in der Luft schwebt besteht aus dem Rumpf und dem Hauptrotor, welche vom Motor in Drehung versetzt werden. Der Hauptrotor steht also und der Rumpf dreht sich....oder wie, oder was... dreht sich etwa der Hauptrotor und der Rumpf steht ? Genau das ist erstmal völlig unklar, woher sollen auch Rumpf und Hauptrotor wissen wer sich zu drehen hat. Als Schiedsrichter arbeitet hier der Heckrotor. Er zwingt dem Rumpf eine stabile Fluglage auf indem er der Drehbewegung des Rumpfes durch ein kräftiges Gebläse auf die Seite entgegenwirkt.

Daraus kann man erkennen, daß ein stabiler Hubschrauber eine ganz empfindliche Balance zwischen der Drehung des Hauptrotors und der Gebläsewirkung des Heckrotors ist. Nur wenn alle Kräfte richtig dosiert sind, bleibt der Rumpf des Hubschraubers gerade stehen. Ist irgendeine Kraft auch nur minimal zu groß oder zu klein, dreht sich der Rumpf im Kreis herum.

Nehmen wir als Beispiel einen Hubi (Eco-8) mit im Uhrzeigersinn (nach rechts) drehenden Hauptrotor. Würde man den Hauptrotor festhalten, dann würde sich der Rumpf entgegen dem Uhrzeigersinn (nach links) drehen. Im Schwebeflug dreht sich also der Hauptrotor nach rechts und der Rumpf nach links. Da der Rumpf schwerer ist als der Hauptrotor dreht er sich nicht so stark, aber er dreht sich und zwar nach links. Das bedeutet, daß sich die Nase nach links bewegt und entsprechend das Heck nach rechts bewegt. Diese Bewegung muß der Heckrotor verhindern und muß daher kräftig nach rechts blasen. Ist seine Blaswirkung gleich groß der natürlichen Drehung des Rumpfes, so steht der Rumpf still.

Will man absichtlich den Hubi nach links drehen, so muß man nur die Wirkung des Heckrotors verringern und schon dreht sich die Nase nach links.

Will man absichtlich den Hubi nach rechts drehen, so muß die Heckrotorwirkung noch verstärkt werden, der Heckrotor muß stärker blasen.

Daraus ist ersichtlich, daß (beim ECO-8 mit rechtsdrehendem Rotor) Linkskurven mit weniger Energieverbrauch geflogen werden können als Rechtskurven. Will man Langzeitrekorde aufstellen, so sollte man nur Linkskurven fliegen.


Stellung des Heckrotors

Wenn man einen Hubi in die Schwebeflugstellung bringt, dann steht der Heckrotor normalerweise etwa in der Mitte seines Einstellbereiches. In dieser Einstellung muß der Heckrotor bereits Wirkung zeigen.

Steuert man die Nase ganz nach links, so wird der Heckrotor etwas nach links blasen. Steuert man die Nase ganz nach  rechts, so wird der Heckrotor kräftig nach rechts blasen müssen.

Damit soll gezeigt werden, daß die Heckrotorwirkung nicht symmetrisch ist. Links und Rechts benötigen unterschiedlich starke Wirkungen, da eine Richtung ja sowieso schon durch die natürliche Drehbewegung des Rumpfes unterstützt wird.

Genau hier haben viele Anfänger Probleme. Sie glauben, daß der Heckrotor in Mittelstellung nicht blasen darf. Wie beschrieben muß er das aber doch tun.


Wie stark muß der Heckrotor wirken ?

Das ist ein ganz wichtiges Kapitel, da hier die meisten Verständnisprobleme auftreten.

Daß der Heckrotor die natürliche Drehbewegung des Rumpfes ausgleichen muß wurde oben beschrieben. Aber wie stark muß der Heckrotor denn arbeiten, wie stark ist die auszugleichende Drehbewegung des Rumpfes ?

Angenommen, man würde den Hauptrotor abmontieren, dann würde sich der Rumpf gar nicht drehen wollen. Andererseits wenn man sehr große und kräftige Hauptrotorblätter montieren würde, so würde sich der Rumpf sehr stark drehen wollen. Die Drehbewegung die der Rumpf machen will hängt also wesentlich von der Arbeit der Hauptrotorblätter ab.

Wenn der Pitch 0 Grad ist, die Hauptrotorblätter also praktisch keine Wirkung haben, so wird der Rumpf auch so gut wie nicht drehen. Wenn aber der Pitch sehr hoch ist (z.B. 10 Grad) dann arbeiten die Rotorblätter mit großer Kraft und entsprechend wird sich auch der Rumpf entgegengesetzt drehen wollen.

Für die korrekte Einstellung der Heckrotorwirkung ist daher der eingestellte Pitch von größter Bedeutung. Ohne korrekte Pitch/Gas-Kurve ist auch der Heckrotor kaum richtig einzustellen.


Vorgaben der Hersteller

Die Hersteller von Hubis haben dieses Kräftespiel bereits genauestens untersucht und damit die Abstimmung des Getriebes vorgenommen. Um ein stabiles Heck zu bekommen, muß man sich daher genau an die Angaben des Herstellers halten:

1. Schwebepitch
2. Schwebegas
3. Getriebeübersetzung
4. Heckgetriebeübersetzung

Verändert man nur einen dieser Punkte, so muß man die Einstellung des Heckrotors anpassen. Leider sind die Angaben vieler Hersteller unvollständig und es bleiben viele Fragen offen. Daher soll im folgenden versucht werden eine Prozedur zur richtigen Einstellung zu beschreiben.


Drehzahl, Pitch und Gas

Die vom Hersteller vorgegebene Einstellung des Heckrotors stimmt nur bei einer bestimmten Auswahl der Pitch-/Gaskurve.

Man beginnt mit der Festlegung der gewünschten Rotorkopfdrehzahl. Für einen normalen Flugbetrieb mit dem ECO-8 sind z.B. 1200 U/min ein guter Wert. Dann legt man den Schwebepitch fest. Dieser Wert wird in der Regel vom Hersteller vorgegeben, beim ECO-8 sind das +6 Grad. Der Hubi muß mit einer Pitch-Lehre auf genau diesen Wert eingestellt werden.

Das benötigte Schwebegas ergibt sich automatisch aus Drehzahl und Schwebepitch. Bei einem E-Hubi ist das Schwebegas zuerst mal immer zu gering. Man stellt also den Hubi aufs Flugfeld, stellt den Knüppel in Schwebeflugposition und erhöht das Schwebegas so lange bis er fast abhebt. Wenn man einen Drehzahlmesser hat, kann man prüfen ob die 1200 U/min auch tatsächlich eingehalten werden. Ist die Drehzahl zu hoch, dann muß die Einstellung mit höherem Pitch wiederholt werden. Ist die zu niedrig muß man den Pitch verringern und das Gas neu einstellen. Beim ECO-8 passen die +6 Grad recht gut.

Was aber, wenn bereits bei dieser Einstellung das Heck stark wegdreht ? So etwas kann einem Anfänger das Blut gefrieren lassen. In diesem Fall muß man mit dem Heck-Knüppel kräftig dagegenhalten und versuchen es geradezuhalten. Schafft man das nicht, so kann man diese Einstellung nicht machen und muß auf die Herstellerangabe für den Schwebepitch vertrauen.


Kreiselwirkung prüfen

Methode 1:

Meine Methode funktioniert nur bei kleinen E-Hubis, ist nichts für ängstliche Leute, ist aber sehr eindrucksvoll.

Man entfernt den kompletten Rotorkopf incl. aller beweglicher Teile wie Taumelscheibe usw. !!!

Dann hält man den Hubi fest an den Kufen über den Kopf und gibt ca. 1/3 Gas. Der Motor läuft und der Heckrotor dreht sich. (Wer es nicht schafft den Heckrotor vom Kopf fernzuhalten, sollte das lieber nicht machen). Wenn man nun den Heck-Knüppel bedient wird man deutlich spüren, wie der Hubi drehen will. So kann man gut die Wirkung des Heck-Knüppels prüfen.

Jetzt stellt man den Kreisel auf volle Wirkung (NICHT Heading-Hold). Nun versucht man den Hubi schnell zu drehen. Man wird deutlich spüren, wie der Kreisel dagegenarbeitet. Spürt man das nicht, so funktioniert er nicht oder seine Wirkrichtung ist verkehrt. Diese Methode ist sehr anschaulich und man kann den Kreisel und den Heck-Knüppel in kurzer Zeit genau prüfen.

Methode 2:

Für größere Hubis oder Verbrenner-Hubis muß man die einfachere Methode anwenden:

Man entfernt wieder den kompletten Rotorkopf incl. aller beweglicher Teile wie Taumelscheibe usw. Das ist notwendig, da Anfänger sonst unbeabsichtigt abheben würden (was zum Crash führt). Dann stellt man den Hubi auf den Boden und gibt etwas Gas. Jetzt kann man den Heck-Knüppel in seiner Wirkungsweise prüfen. Der Hubi wird sich auch in Knüppelmittelstellung bereits wegdrehen, mit dem Knüppel kann man das beeinflußen.

Indem man die Kreiselwirkung einmal auf Maximum und einmal auf Minimum stellt, kann man das Dreh-Verhalten des Hubis bewerten und die Wirkungsweise des Kreisels prüfen.

Erfahrenere Piloten die schon Schweben können, müssen den Rotorkopf nicht mehr abmontieren.

Noch erfahrenere Piloten können die Wirkungsweise auch im Bastelkeller anhand der Servoausschläge beurteilen, was übrigens ganz einfach ist:

Der Hubi steht mit stehendem Motor am Boden. Man steuert den Heck-Knüppel nach rechts, will also mit der Hubi-Nase nach rechts schauen. Dazu muß der Heckrotor kräftig nach rechts blasen. Wenn man den Heckrotor anschaut und überlegt in welche Richtung er bläst, kann man erkennen ob die Wirkrichtung korrekt ist. Außerdem merkt man sich in welche Richtung sich das Servo bewegt.

Jetzt läßt man den Knüppel wieder in Mittelstellung, packt den Heli  und dreht ihn ruckartig mit seiner Nase nach links. Dabei muß das Servo in der gleichen Richtung ausschlagen wie im vorigen Versuch. Dann ist die Kreiselwirkung korrekt eingestellt.


Schwebeflugeinstellung des Heckrotors

Diese Einstellung macht man OHNE abzuheben. Daher ist sie auch für Anfänger gut ausführbar. Pitch- und Gaskurve müssen bereits eingestellt sein.

Man stellt den Hubi auf den Boden und startet den Motor. Dann nähert man sich mit dem Knüppel der Schwebeflugeinstellung bis der Hubi leicht auf den Kufen wird aber noch nicht abhebt oder umkippt. Der Rumpf wird möglicherweise etwas wegdrehen. Das gleicht man mit dem Heck-Knüppel aus. Hat er die Tendenz stark in eine Richtung wegzudrehen, so muß der Heckrotor besser eingestellt werden.

Man ändert dazu die Länge des Servogestänges oder hängt den Servohebel eine Raste weiter ein. Aber in welcher Richtung ? Wenn man das oben beschrieben verstanden hat, wird man selbst draufkommen. Der Trick ist lediglich zu wissen in welche Richtung der Heckrotor blasen muß um eine Drehbewegung auszugleichen.

Dann prüft man erneut. Das muß man solange machen, bis das Heck in keine bestimmte Richtung mehr wegdreht. Ist alles richtig eingestellt, so wird das Heck zufällig in die eine oder andere Richtung drehen.

Jetzt kann man schon vorsichtig abheben. Vielleicht wird er im Schwebeflug doch noch eine eindeutige Tendenz in eine Richtung zeigen. Dann landet man und korrigiert erneut.


Einstellung des Heading-Hold Modus

Der Normalmodus und der Heading-Hold Modus müssen beide zusammen optimal abgestimmt sein. Ansonsten passiert folgendes:

Ich fliege im Normalmodus. Weil das Heck etwas nach links zieht, muss ich die Hecktrimmung benutzen um es gerade zu halten. So fliege ich eine Weile problemlos. Dann schalte ich am Sender in den Heading-Lock Mode um. Plötzlich kreiselt der Hubi wie wild um seine Achse und mir gefriert das Blut in den Adern. Mit viel Glück rette ich den Hubschrauber.

Um so etwas zu vermeiden, ist eine sorgfältige Abstimmung notwendig:

Im Heading-Hold Modus versucht der Kreisel den Hubschrauber ruhig zu halten wenn der Hecksteuerknüppel und die Trimmung in Mittelstellung stehen (halber Impuls). Jede auch nur geringfügige Abweichung von der Mittelstellung oder eine Trimmkorrektur wird sofort als Steuerkommando interpretiert und der Hubi wird drehen. Daher ist es notwendig, die Hecksteuergestänge bei Knüppelmittelstellung genauestens einzustellen.

Einstellungen im Sender:

Diese Einstellung erfolgt im Heading-Hold Modus. Man schaltet den Kreisel also auf Heading-Hold Modus. Jetzt ermittelt man die "Mittelstellung". Durch Toleranzen im Kreisel, kann diese wenige Trimm-Rasten außerhalb der Mitte liegen. Dazu stellt man den Trimmhebel so ein, dass das Heckservo nicht mehr läuft. (Normalerweise läuft das Heckservo im Heading-Lock Modus immer in eine der beiden Endpositionen). Danach programmiert man die Heckservo-Mittelposition so, dass man den Trimmhebel wieder in Mittelstellung bringen kann (geht nur, falls der Sender diese Programmiermöglichkeit hat - z.B. MC20 oder MC24). Ziel ist es, dass das Heckservo bei Knüppel- und Trimm-Mittelposition nicht, oder nur sehr langsam, läuft.

Achtung: Man darf nicht vergessen, alle Mischer die das Heck betreffen im Heading-Lock Modus auszuschalten ! Ansonsten würden diese als Steuerbefehl interpretiert und der Heli würde unkontrolliert drehen. Im Normalmodus sind die Mischer oft sinnvoll, bei manchen Kreiseln aber ebenfalls nicht notwendig (z.B. Robbe-3D Gyro).

Mechanische Einstellungen am Hubi:

Diese Einstellung erfolgt im Normalmodus. Man schaltet den Kreisel also auf Normalbetrieb und schwebt bei Windstille (!) in ca. 2m Höhe (am besten oberhalb des Bodeneffekts). Jetzt stellt man die Hecktrimmung so ein, dass der Hubschrauber still steht und keine Tendenz zum Drehen hat. Dann landet man. Jetzt wird das Hecksteuergestänge so verändert, dass die Hecktrimmung wieder auf Mittelstellung gebracht werden kann. Dann startet man wieder und überprüft alles nochmals. Diese Prozedur wiederholt man solange, bis der Trimmhebel genau in Mittelstellung bleiben kann.

Sobald diese beiden Einstellungen gemacht sind, kann man während des Fluges zwischen Normal- und Heading-Hold Modus umschalten ohne dass der Hubi dabei wegdrehen wird.


Das klappt alles nicht ?

Manche berichten, daß alle diese Versuche nicht klappen und das Heck wie wild kreiselt.

In diesem Fall hat man sich entweder nicht an die Bauanleitung oder die Vorgaben des Herstellers gehalten oder der Hersteller hat fehlerhafte Angaben gemacht. Versteht man obige Beschreibung, wird man der Sache aber auf den Grund gehen können. Die letzte Fehlermöglichkeit wäre noch eine falsche Getriebeübersetzung oder falsche Heckrotorblätter. Hier hilft nur ein genauer Blick in die originale Bauanleitung.