De hoofdrotor:
Grofweg kunnen we hierin twee hoofdgroepen onderscheiden t.w. de fixed pitch en de collectieve pitch rotors al dan niet voorzien van een stuur(hulp)rotor.
De rotors komen voor in zowel links als rechtsomdraaiende uitvoeringen.

De fixed pitch rotor:
Bij dit type rotor wordt het stijgen en dalen bepaald door bij een vast ingestelde hoek (invalshoek) van de rotorbladen t.o.v. de luchtinstroom het toerental te verhogen of te verlagen.
Hoofdzakelijk komt de fixed-pitch rotor voor bij de kleinere elektro modelhelikopters.
De reden is dat in het algemeen de elektromotor simpeler en beter in toeren  regelbaar is dan de brandstofmotor en daardoor dus meer geschikt is voor de fixed-pitch rotor.
Het voordeel van de fixed-pitch rotor is dat meestal gebruikt gemaakt kan worden van een simpelere constructie met minder onderdelen en het geheel hierdoor dan lichter en goedkoper wordt.
Omdat bij dit type rotor de hoogte variatie tijdens het vliegen wat minder goed controleerbaar is (zeker bij de brandstof heli) dan de collectieve pitch wordt meestal dan ook de voorkeur gegeven aan een ook meestal duurdere collectieve pitch rotor.

De collectieve pitch rotor:
Bij de collectieve-pitch rotor wordt het stijgen en dalen geregeld door bij een constant blijvend toerental de invalshoek van de rotorbladen te verstellen en hierdoor meer of minder lift te creëren.

De coaxiale rotor:
Dit type rotor bestaat uit twee rotors die tegengesteld draaien.
Het voordeel hiervan is niet alleen dat dit type rotor een hoge eigenstabiliteit bezit maar ook dat hier geen extra tegen kracht nodig is om de de kracht te compenseren die de motor uitoefent op de romp die daardoor de andere kant op wil draaien.
Dit betekend dus een beter rendement van het verbruikte vermogen.
Het nadeel van dit type rotor is de beperking in voorwaartse snelheid door deze rotor opstelling.

De technieken die gebruikt worden bij de rotor:

Het rotorblad is basis van een vliegende heli:
Een rotor bezit een of meerdere bladen die de zelfde basis werking bezitten als een vliegtuig vleugel.
Het blad t.o.v. de inkomende luchtstroom (A) zorgt voor een tweedeling (B en C) die gedeeltelijk over en gedeeltelijk onder de vleugel door gaat.
Afhankelijk van de invalshoek en luchtsnelheid vindt een drukverdeling plaats aan boven en onderzijde van de vleugel.
Aan de onderzijde wordt de lucht samengedrukt (C) en ontstaat een langzamere luchtstroom met overdruk die de vleugel naar boven drukt.
Aan de bovenzijde ontstaat het omgekeerde en versneld de lucht (B) omdat de luchtmoleculen de neiging hebben de kromming te blijven volgen (Coanda effect).
Hierdoor ontstaat een snellere luchtstroom met een lagere luchtdruk.
Is de inkomende luchtsnelheid groot genoeg en wordt de invalshoek niet te groot dan is dit de basis voor een goed werkende vleugel.
Het kan echter ook verkeerd gaan.
Is nu de luchtsnelheid te laag en / of wordt de invalshoek te groot,ontstaat de volgende situatie:
De luchtstroom aan de bovenzijde kan het profiel niet meer kan volgen.
Achter de vleugel ontstaan altijd wervelingen veroorzaakt door de wrijving tussen de snellere en langzamere luchtstroom.
Laat de luchtstroom aan de bovenzijde te vroeg los dan wordt dit effect verder terug gevoerd naar voren dan wenselijk is.
De hierdoor ontstaan luchtwervelingen die dusdanig gericht zijn dat de achterzijde van de vleugel omlaag gedrukt wordt veroorzaakt het z.g. "overtrekken" van de vleugel c.q. rotorblad.
Omdat de omtreksnelheid van de rotor en de snelheid van de heli rechtstreeks de snelheid van toegevoerde luchtstroom bepaald zie je het gevaar van overtrekken groter wordt naar mate je korter bij het middelpunt van de rotor komt.
Om dit effect beter te kunnen begrijpen de onderstaande tekening.
 

Dit verschijnsel zal zeker moeten mee genomen bij het bepalen van maximale pitch en rotortoeren.

De ophanging en bewegingen van de hoofdrotorbladen:
Behalve voor de hoekverdraaiing voor de pitch te regelen (hierover later meer) komen we voor de ophanging en bewegingen van de hoofdrotorbladen komen we meerdere technische oplossingen tegen.
Om een inzicht in de constructiemethode te kunnen verkrijgen zal eerst duidelijk moeten zijn welke bewegingen de rotorbladen moeten kunnen maken om een goed vliegende heli te krijgen.
In de onderstaande schematische voorstelling voor de noodzakelijke bewegingsvrijheden wordt dit weergegeven.
.
Een verdere toelichting:
Behalve de cirkelvormige beweging die iedereen kent moeten de rotorbladen zich ook naar voor, achter en omhoog en naar beneden (in beperkte mate) kunnen bewegen.
Bij de grote broers zijn dan ook deze scharnierpunten ook in werkelijkheid aanwezig.
Voor de modelheli kunnen wat compromissen gesloten worden zoals bij de praktische uitvoering verder wordt toegelicht.
Bij het op toeren komen van de heli moeten de bladen zich door de centrifugaalkracht kunnen richten zodat de in een lijn kunnen gaan staan die de rotor in balans brengt.
Om nu te verduidelijken waarom dit niet altijd in een lijn is die in eerste instantie wordt gedacht, heb ik een ander tekeningentje toegevoegd en zal er wat uitleg bij geven.
Om de krachten op de bladen te kunnen verwerken moeten de rotorbladen moeten ook met een bepaalde vrijheid omhoog en omlaag kunnen bewegen.
Als dit niet zou kunnen, zouden door de altijd aanwezige variatie in mechaniek en variërende luchtstromingen rond de bladen het geheel gewoon afbreken.
Deze variatie wordt bij de modelheli gedeeltelijk opgevangen door de buffers in de rotorkop.
Ook zit er nog een bepaalde doorbuiging in het blad (lees stijfheid), waardoor beweging mogelijk is.
Als nu de heli een voorwaartse vliegbeweging maakt moeten de bladen zich anders kunnen gedragen.
Immers de rotor draait rond iets wat betekend dat bij een voorwaartse snelheid het ene rotorblad wat zich tegen de wind in beweegt meer lift zou krijgen door de hogere luchtsnelheid dan het blad wat zich van de wind af beweegt wat een lagere luchtsnelheid ondervindt.
Door de extra luchtweerstand gaat het blad dat zich tegen de vliegrichting in beweegt wat naar achter draaien t.o.v. draaipunt 2 en zal het blad wat zich tegenovergesteld beweegt dus de andere kant op draaien.
Je zou denken dat dit effect dan zou resulteren in een zijwaartse kantelbeweging van de heli een rolbeweging dus.
Om dit nu te verduidelijken heb ik een ander tekeningentje toegevoegd en zal er wat uitleg bij proberen te geven waarom dit niet het geval is.

De rotorbladen moeten dus ook met een bepaalde vrijheid omhoog en omlaag kunnen bewegen. Ook zit er nog een bepaalde doorbuiging in het blad (lees stijfheid), waardoor de beweging mede mogelijk is.
Krijgt het naar voren bewegend blad nu meer luchtweerstand zal het ook naar boven buigen en draaien het geen weer resulteert in een kleinere invalshoek met minder lift. Bij het naar achter bewegend blad is het effect omgekeerd en veroorzaakt weer vermindering van lift.
Het is dus een soort "flappende" beweging die ontstaat met de frequentie van het toerental.
Hieruit kunt U tevens zien dat de bewegingsvrijheid die de rotor moet bezitten erg belangrijk zijn voor een goed vliegende heli.
Dus zowel de verdraaiing naar voor en achteren (as 2) als omhoog en omlaag (as 1) moet mogelijk zijn.
Een tweede oorzaak:
Laten we nu eens kijken naar wat er gebeurd als de heli voorwaarts moet gaan vliegen.
Als eerste kantelt bij het aansturen de tuimelschijf naar voren waardoor (bij een rechtsom draaiende rotor) het linker rotorblad een kleinere invalshoek krijgt dan het rechter rotorblad.
Het gevolg is dat rechts meer lift gecreëerd wordt dan links.
Dit effect is pas na 90 graden verdraaiing merkbaar waardoor de heli naar voren gaat hellen en dus naar voren gaat vliegen omdat er dan meer lift aan de achterkant ontstaat i.p.v. aan de rechterkant.
Door de voorwaartse snelheid die dan plaats gaat vinden wordt de luchtsnelheid over het linker tegen de wind in bewegend blad groter dan het rechterblad wat zich van de wind af beweegt.
Hierdoor krijgt dus het linkerblad weer wat meer lift en het rechterblad weer wat minder waardoor de heli zich min of meer gaat terug kantelen, het z.g. "opbomen" van de heli.
Dit heeft dan ten gevolge dat het aansturen naar voor (nick) wat meer moet worden en de hoogte (pitch) wat moet worden verminderd om de heli toch verder rechtdoor naar voren te laten vliegen.
Hoe hoger de voorwaartse snelheid hoe erger dit effect is.
Het lijkt misschien dat de rotor op dat moment minder lift behoeft te leveren omdat de pitch aansturing verminderd maar de heli blijft toch zijn zelfde gewicht behouden en dus is de te leveren liftkracht door de rotor nog steeds even groot.

De praktische uitvoering hiervan:
In de praktijk komen we bij de modelheli waarbij zowel draaipunt 1 als draaipunt 2 (schema bewegingsvrijheden) buiten het hart van de rotor valt zoals boven getekend niet zo vaak tegen.
Soms ziet U de bovenstaande constructie wel bij meer dan 2 bladige modelrotors.
Ook kwam deze constructie voor in de pionierfase bij de eerste modelhelikopters.
Bij de huidige constructies wordt er meestal wordt er gekozen voor een meer eenvoudige constructie waarbij "flappende" beweging wordt verkregen door een bladhouderas uit een stuk te kiezen en deze aan beide zijde op te hangen in rubbers.


De rubbers (bufferringen)  worden opgesloten door aandruk ringen aan de zijde van de bladhouder.
( Zichtbaar in de doorkijk foto hier naast.)
De drukkracht uitgeoefend tegen de rubbers door de aandruk ringen in combinatie met de rubberdikte en rubbersamenstelling bepalen de
 demping van de rotorbeweging.
Immers een stuggere rubber geeft meer demping dan een meer flexibele rubber.
De buffer komt voor als enkele ring of meerdere ringen achter elkaar of als een cilindervormige rubber per bladhouder.
De werking hiervan is bij allen echter gebaseerd op het zelfde principe.

 

 

 

 

Op de onderstaande tekening is te zien hoe dit er uit zou kunnen zien.
Ook hier zijn natuurlijk weer meerdere manieren denkbaar voor zowel bevestigen als de ophanging in de buffers.
Pitch regeling en bufferwerking:
Bij een fixed-pitch rotor waarbij de bladhouders een vaste hoek hebben is het niet nodig dat er ook een verdraaiing van de bladhouder om zijn as mogelijk is en wordt er tevens bij dit type meestal ook gekozen voor een vast kantelpunt van de bladhouderas in het centrum van de kop.
Bij de collectieve pitchrotor moet de verdraaiing van de bladhouder om zijn as wel mogelijk zijn en wordt b.v. gekozen voor de constructie zoals hieronder aangegeven waarbij dan aan de bladhouder een aanstuurarm vast zit (zie doorlijk foto hierboven) om de hoekverdraaiing (pitch) te kunnen regelen.



Door de bewegingsvrijheid in de rubbers kan de rotor op die manier dus de gewenste beweging maken.
Een andere methode is om bladhouders in een soort "schommel" te hangen met een centraal draaipunt waardoor de bladen dan op en neer kunnen.
Hierbij moet dan gedacht worden aan een constructie waarbij de bladhouders met as samen met het gedeelte van de kop waarin ze bevestigd zitten in zijn  geheel kunnen kantelen om het kantelpunt.
Ook komt een combinatie van beide bovengenoemde methode voor met een lager als draaipunt (kantelpunt) en rubbers aan beide zijde denk maar aan b.v. het Raptor concept.
 

Periodieke bladverstelling en tuimelschijf :
Voor het besturen van de rotor met de bedoeling dat de heli alle kanten op kan vliegen moeten de rotorbladen zich bij elk stukje verdraaiing (per periode of graad verdraaiing) van de roterende beweging zicht kunnen verstellen naar een grotere of kleinere invalshoek.
Hier komt de naam periodieke bladverstelling dus vandaan.
Het tot stand komen hiervan gebeurd door een tuimelschijf die uit twee gedeelte bestaat, een niet mee draaiend gedeelte waaraan de besturing stangen (A) gekoppeld zitten die (soms direct of indirect) naar de servo's gaan en een gelagerd meedraaiende gedeelte waarvan de besturingstangen (B) naar het gedeelte van de rotorbladen en stuurrotor gaan (via de pitchtcompensator m.u.v. het "moving flybar type").
Bij een rotor zonder extra stuurrotor gaat de aansturing (B) rechtstreeks naar de aanstuurarmen van de bladhouders.
Het aantal aanstuurarmen (B) op de tuimelschijf is dan afhankelijk van het aantal hoofdrotorbladen op de rotor.
De tuimelschijf komt voor wat het stilstaande gedeelte betreft (hierover later meer) in verschillende uitvoeringen voor .
De meest voorkomende zijn met de armen verdeeld met een hoek van 120 graden (3 armen) en verdeelt met een hoek van  90 graden ( 3 of 4 armen).
De keuze hierin hangt af van de gekozen stuur methode en verdere aanstuur constructie.



Door de tuimelschijf in zijn geheel op te hangen in een kogelscharnier (bollager) kan de tuimelschijf in alle richtingen kantelen en zal de hoek van de rotorbladen zich dus aanpassen aan de stand van de tuimelschijf.
Dit wil dus zeggen dat als de schijf gekanteld staat de grootste invalshoek van de rotorbladen zich NIET op het hoogste punt van de gekantelde schijf bevinden en de kleinste invalshoek van de rotorbladen zich ook NIET op het laagste punt van de gekantelde schijf bevinden (zie onderstaande tekening) maar juist hier precies tussen in.
Het is wel zo dat als de tuimelschijf naar voor kantelt de heli wel vooruit gaat vliegen dit komt omdat het effect van de aansturing pas 90 graden later effectief is.
Een poging om dit effect uit te leggen is ook al vermeld bij de pagina over de werking van de helikopter maar voor de duidelijkheid heb ik hem hier ook nog maar even toegevoegd omdat dit de basis vormt van de rotoraansturing.

De uitleg van het 90 graden effect :

Om je een voorstelling te hiervan te kunnen vormen kan je dit vergelijken met een roterend kruis met 4 even zware bollen van een redelijk gewicht.
(Links of rechtsom draait maakt voor de werking niet uit.)
Als deze bollen roteren  wordt door de centrifugaalkracht de bollenrotor in evenwicht gehouden en is door het gewicht van de bollen ook moeilijk uit zijn baan te brengen (figuur 1).
Dit is gebaseerd op de traagheidswet.

De traagheidswet is de eerste wet van Newton: Een deeltje blijft in rust of het beweegt met constante snelheid zolang er geen externe krachten op werken

Gaan we nu een kleine kracht uitoefenen om de as van de rotor te kantelen ( kracht F van figuur 3) dan wordt de baan van de bollen 1 en 2 in lichte mate verstoord waardoor de bollen 1 en 2 uit zijn oorspronkelijke baan raken (figuur 2 en 3).
Door de massatraagheid van de bollen samen met de werkende centrifugaal krachten op de bollen wordt dit versterkt tot 90 graden verschoven van het punt waar de aansturing plaats vond (punt A en B).
Dit is het punt waar de centrifugaal krachten elkaar weer compenseren.
Op deze manier is het dus mogelijk met een betrekkelijk kleine kracht, omdat de bollen alleen maar uit hun baan gebracht hoeven te worden de rotor waarin zich grote centrifugaalkrachten bevinden toch te kunnen kantelen maar komt het effect hiervan pas 90 graden (1/4 omwenteling) verdraaid later en kantelt de rotor dus richting punt A en B.
Einde uitleg 90 graden effect

Het meedraaiende gedeelte van de  gekantelde tuimelschijf blijft dus onder die schuine hoek ronddraaien en alle tussen liggende hoeken worden dus per graad verdraaiing automatisch aangepast.
Let op !! In de verdere tekeningen voor uitleg van de rotorwerking wordt voor de duidelijkheid alleen het meedraaiende gedeelte weergegeven.
Indien nodig zal ook het onderste niet meedraaiende gedeelte erbij weergegeven worden (hierover meer bij de aanstuur methodes op de andere pagina) .

De stuurrotor:
Voor het rechtstreeks aansturen van de hoofdrotorbladen zonder stuurrotor hulp is een kleine heli te onstabiel doordat de eigenstabiliteit te laag is.
Bij de kleinere modelheli is dan ook de stuurrotor vrijwel onmisbaar voor een stabiel vliegende heli te krijgen.
Bij een grotere heli wordt de eigenstabiliteit groter en neemt daardoor ook de behoeften aan een stuur(hulp)-rotor af.
De stuurrotor komt voor in hoofdzakelijk twee type.
De boven liggende stuurrotor en de onder liggende stuurrotor maar ook anderen varianten komen voor zoals een 'moving  flybar' op een variabele hoogte en een stuurrotor die op gelijke hoogte van de hoofdrotorbladen ligt.
Voorlopig beperken we ons even tot de boven en onder liggende stuurrotor.
 

Voorbeelden van de  onderliggende en bovenliggende stuurrotor 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De keuze hierin (boven of onder liggend) wordt bepaald door fabrikant en consument en de vliegeigenschappen van de twee type is naar mijn mening meer een kwestie van gevoel en afstelling dan de invloed van de daadwerkelijke hoogte positie van de stuurrotor.
Een ander verhaal is natuurlijk de eigenschappen van de stuurrotor zelf.
Wat kunnen we in het algemeen zeggen over de eigenschappen van de stuurrotor ?

         

 

 

 

 

 

 

 

 

De bewegingen van de stuurrotor
De bewegingen van de stuurrotor kunnen we herleiden tot drie bewegingen:
1: De beweging om Rotatie As 1 is een beweging die we zien bij een wip.
Dit is dan ook de reden waarom het mechaniek waarin de as (stabilisatorstang) zit ook wel een stabilisatie-wip wordt genoemd.
Hoe dat mechaniek er uit kan zien komen we later op terug.
2: De tweede beweging is de beweging om Rotatie As 2 waarbij moet worden opgemerkt dat de paddels vast zitten op de as, dus t.o.v. de as niet kunnen verdraaien.
3: Beweging 3 is de roterende beweging van de complete rotor (om punt CG 1) waarvan de stuurrotor deel uit maakt en waardoor de rotatie (centrifugaal) krachten worden opgebouwd.

 Schematische voorstelling van de stuurrotorarmen
Om de stuurrotor te kunnen sturen zijn aan de stuurrotor zelf ook armen vast op de as gemonteerd die de Paddels rechtstreeks aansturen.
Dit gebeurd d.m.v. het verdraaien van de stuurrotoras in zijn geheel op de tekening van de stuurrotor as 2 genoemd.
Omdat de armen vast op de as gemonteerd zitten kunnen ze ook niet t.o.v. elkaar en t.o.v. de paddels verdraaien.
Voor de vorm wordt soms gekozen voor twee losse armen maar soms wordt ook i.v.m. de stabiliteit wat bij langere armen zeker van toepassing is voor een brug aansturing zoals gestippeld op de tekening.
Het aanstuurpunt van de armen is zo gekozen dat ze t.o.v. de wip beweging bij het aansturen geen invloed uitoefenen op de wip beweging maar alleen zorgen voor een rotatie van as 2.
De lengte van de arm is niet bepalend voor de aansturing wat wel invloed heeft is de afstand vanaf het hart van de stuurrotoras naar het aanstuurpunt.
De opstelling is in zijn geheel met de as opgehangen in een mechaniek die de verdraaiingen om zowel rotatieas 1 (wip beweging) als rotoatieas 2 (roll beweging) kan bewerkstelligen wordt de z.g. "stabilisatie wip" genoemd.

De stabilisatie wip met zijn overbrengingen
Een voorbeeld van een stabilisatorwip is hier op de foto te zien zonder stang en bijbehorende stuurrotor armen .
In dit voorbeeld gaat het om een stabilisatiewip die "inwendig" in de rotorschacht draait
Er zijn ook gevallen denkbaar die "uitwendig" om de schacht heen draaien.
Voor de werking maakt het niet uit.
De paddel as (2) kan hier draaibaar opgehangen worden in twee lagers die aan de linker en rechter zijde in een aluminium huis zitten
In het midden aan de voor en achterzijde zitten twee lagers die als draaipunt voor de wip beweging (om as 1) dienen.
De aankoppel punten op de foto zijn dus niet de aankoppelpunten van de stuurarmen naar de stuurrotor maar de aan koppelpunten die naar de mixerarm gaan.
Dit is te zien op een van de foto's van "de onderliggende stuurrotor" wat verder op de pagina..
Deze punten maken dus alleen een wip beweging en geen draaiende beweging.
Bij andere constructies is het soms ook mogelijk om de aankoppeling naar de mixerarm rechtstreeks op de stuurrotoras te maken zoals b.v. te zien is op de foto van "de bovenliggende stuurrotor" wat verder op de pagina. In dit geval vereist dit dan wel een andere opstelling (90 graden draaien) van de mixerarmen.
Voor de mate van terugkoppeling van het stuurrotor effect naar de mixerarm is hier de afstand van het hart van het draaipunt van de wip (as 1) naar de aankoppeling verantwoordelijk.

Het stabiliserende effect van de stuurrotor
Door de stuurrotor perfect uit te balanceren op Rotatie As 1 (wip beweging) zal hij bij het roteren van de hoofdrotor door de optredende centrifugaal krachten zich naar buiten gaan uitrichten.
Door de krachten die als een soort vliegwiel werken is het geheel moeilijk te kantelen en heeft de neiging zich zelf te stabiliseren.
Dit noemen we het stabiliserende effect.
Het stabiliserende effect van de stuurrotor wordt in hoofdzaak dus bepaald door de centrifugaalkrachten op de stuurrotor.
Omdat dit stabiliserende effect ook tevens inhoud dat het geheel moeilijk uit balans te brengen is zijn de paddels toegevoegd, later hierover meer.
Dus het gewicht van de paddels + het gewicht van de stabilisatiestang + de rotatiesnelheid van de rotor bepalen de centrifugaal kracht.
Om de centrifugaalkracht van de stang te kunnen berekenen moet het gewicht van de stang door twee worden gedeeld met een CG punt de afstand tussen CG1 en CG2 ( 1/4 L ) en rotortoerental.
Om de centrifugaalkracht van de paddel te kunnen berekenen moet het gewicht van de paddel worden genomen met als afstand punt CG3  (1/2 paddel lengte) + 1/2 Lengte (L) en rotortoerental.
Door deze krachten samen te tellen kom je dan op de stabiliserende centrifugaal kracht van de stuurrotor.
Op punt CG 1 staat dus twee maal deze kracht waaraan de as dus minimaal moet voldoen.
Met deze gegevens zijn de stabilisatie krachten uit te rekenen.
U kunt dit eventueel bij te weinig theoretische kennis doen met het programma "heliberekeningen" elders op de site.
Het sturende effect van de paddels op de stuurrotor
Zonder de paddels dus alleen met gewicht i.p.v. paddels zou de stuurrotor de heli wel goed stabiliseren door het boven vernoemde effect maar is de stuurrotor ook tevens moeilijk uit zijn baan te brengen en is de heli dus ook moeilijker uit zijn ingenomen positie te sturen door dit zelfde effect.
De stuurmethodes:
Bij eerdere modelheli's werd gebruik gemaakt van deze stuur methode  (Bell control systeem).



Om deze methode nu te verbeteren zijn de gewichten die dit effect veroorzaken vervangen door paddels van het zelfde gewicht.
Hierdoor blijven de stabiliserende eigenschappen dus gehandhaafd.
Wat je ook tegen komt is een methode waarbij ook nog eens extra gewicht toegevoegd wordt bij de paddels om Bell-effect te vergroten.

De paddels hebben de vorm van een symmetrisch vleugelprofiel waarbij de invalshoek van de lucht instroming op nul graden wordt ingesteld.
Bij deze nul-graden invalshoek blijft het boven vermelde effect gehandhaafd.
Wordt nu echter door het verdraaien van rotatie as 2 de invalshoek versteld dan krijgt door de luchtdruk op de ene paddel een neerwaartse en de andere een opwaartse druk waardoor hij dus zonder zelf veel kracht te moeten leveren uit zijn baan wordt gedrukt en een andere positie gaat in nemen afhankelijk van de hoeveelheid invalshoek verdraaiing (aansturing).
Hieruit kun je dus opmaken dat de grote van het paddel oppervlak bepalend is voor felheid en kracht waarmee de aansturing plaats moet vinden en het gewicht van de paddel dus een grote rol speelt in het stabiliserende effect.
 

De overbrengingen naar de rotorbladen en stuurrotor
Als we nu zouden kiezen zelf de stuurrotor rechtstreeks aan te sturen en de stuurrotor zelf de hoofdrotorbladen rechtstreeks te laten aansturen zou dat dus een oplossing zijn om een stabiel vliegende modelheli te krijgen (Hiller principe) die goed bestuurbaar is echter doen we dit liever niet.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De reden waarom we dit liever niet doen is de trage reactie tijd die ontstaat door de indirecte aansturingen immers eerst wordt de stuurrotor dan aangestuurd en deze stuurt op zijn beurt weer de hoofdrotorbladen aan.
De reden waarom we niet zelf de rotorbladen rechtstreeks willen aansturen is al uitgelegd bij de inleiding van de stuurrotor.
Om deze twee reden is er gekozen voor een tussen oplossing:
De mixerarm (ook wel Bell-Hiller arm genoemd)
Deze tussen oplossing is gevonden in de vorm van een tuimelende arm waaraan aan de stuurrotor gekoppeld zit,  de aansturing naar de hoofdrotorbladen en de rechtstreekse aansturing vanaf de tuimelschijf (het Bell-Hiller systeem).

. 

Je kunt het dus het beste beschouwen als dat de hoofdrotorbladen door twee dingen tegelijk aan gedeeltelijk gestuurd worden tijdens het vliegen het enen is de aansturing die je zelf doet en het tweede is de corrigerende werking van de stuurrotor hierop die mee helpt om de rotor in de goede positie te houden.
Deze drie aansturingen zitten gekoppeld aan de drie draaipunten op de arm.

Schematische voorstelling v.d. mixer-arm:
De armen komen in verschillende varianten voor en worden op verschillende posities op de rotorkop gemonteerd echter allemaal met het zelfde doel: het mixen van de aansturingen.
Ook het draaipunt waaraan de arm bevestigd is zit niet altijd op zelfde plaats.
Dit is ook een beetje afhankelijk van de creativiteit van de constructeur en type stuurrotor.
Het is wel zo dat waar de arm ook zit en hoe hij ook draait de afstanden A en B de mix verhouding bepalen.
Dus welke invloed het grootst is, de invloed van de stuurrotor of de invloed van de rechtstreekse aansturing op het rotorblad.
Als afstand A  3x de afstand B bedraagt zal de invloed dus ook 3x zo groot zijn.
Dat deze afstanden erg veel invloed hebben op het stuurgedrag van de heli zal duidelijk zijn.
Bij de veel rotorkoppen zit de mixer-arm rechtstreeks op de bladhouderarm gemonteerd.
Dit gebeurd zowel evenwijdig aan de bladhouderarm als haaks op de bladhouderarm zoals op de foto's van de bovenliggende en onderliggende stuurrotor te zien is.
Bij dit type zit het draaipunt op punt 2 op de bladhouderarm gemonteerd, punt 1 aan de tuimelschijf en punt 3 gaat naar de stuurrotor.
De mix verhouding hiervan is in dit geval ongeveer 1 : 1,2 
Dit is afhankelijk van de vereiste felheid van de aansturing en eigenstabiliteit van de stuurrotor.
De varianten zoals ze voorkomen en voor zover ze mij bekend zijn:
Type 1: Punt 3 naar de stuurrotorstabiwip                     
              Punt 2 als draaipunt van de mixerarm op de bladhouderarm       
              Punt 1 naar de tuimelschijf
Type 2: Punt 1 naar de tuimelschijf                                
              Punt 2 als draaipunt van de mixerarm op de stuurrotorstabiwip    
              Punt 3 naar de bladhouderarm
Type 3: Punt 1 als draaipunt op de stuurrotorstabiwip    
              Punt 2 naar de bladhouderarm                                                   
              Punt 3 naar de tuimelschijf

Enkele voorbeelden van deze type ziet U hier onder weergegeven.
Het voorbeeld bij type 3 is zowel als type 2 en 3 uitvoerbaar

   
Voorbeeld type 1                                                        Voorbeeld type 2                                                Voorbeeld type 3

Het hoe en waarom van de pitchcompensator bij de collectieve pitch rotor
Bij een collectieve pitch rotor wordt zoals al eerder vermeld het stijgen en dalen geregeld door de hoofdrotorbladen een grotere of  kleinere invalshoek te geven.
Kijken we nu naar de boven staande schematische voorstellingen van de verschillende systemen dan valt op dat als we de tuimelschijf in zijn geheel omhoog bewegen om de invalshoek van de hoofdrotorbladen te verstellen zoals bij een collectieve pitch rotor het geval is, de stuurrortor in zijn geheel ook mee omhoog en omlaag moet om dit te bewerkstellingen.
Als we hier niets aan veranderen hebben we te maken met een type rotor met "moving flybar" (komen we later op terug).
Bij de andere typen collectieve pitch rotors moet dit op de een of andere manier "gecompenseerd" worden.
Dit compenseren gebeurd met de pitchcompensator.

                              De schematische werking van de pitchcompensator
De pitchcompensator bestaat meestal uit een over de hoofdas beweegbare huls waaraan aan de zijkanten twee schaararmen gemonteerd zitten.
Zoals ook te zien op de foto's van type 1,2 en 3.
De armen zitten aan een draaipunt opgehangen.
De ene zijde van de arm gaat naar de tuimelschijf en de andere zijde van de arm gaat naar de stuurarm van de stuurrotor.
Beweegt nu de tuimelschijf omhoog of omlaag bij het geven van meer pitch zal dit geen invloed hebben op de stand van de stuurrotor echter als deze gaat kantelen bij een stuurbeweging zal de stand van de stuurrotor wel veranderen en dus de stuurrotor meesturen.
Door de afstand van het aankoppelpunt A t.o.v. het draaipunt kleiner te kiezen dan de afstand van punt B naar het draaipunt wordt de kantelbeweging versterkt.
Op deze wijze kan ook de aanstuurverhouding worden geregeld.
Een goed uitgangspunt is een verhouding van 1 : 2.
Het principe van de werking maakt niet uit of we te maken hebben met een boven liggende of onderliggende stuurrotor.
Dit is voor beide gelijk. 

Voor de aansturing van het vaste gedeelte van de tuimelschijf verwijs is naar een andere pagina "aanstuur methodes"
      
Wilt U info zien toegevoegd vermeld dit even op het mail-adres !