"Physikproblem" aus der Freizeit :)

Henny996 · Anmeldungsdatum: 31.05.2016 Beiträge: 3 Wohnort: NRW

Meine Frage:
Hallöchen zusammen!
Ich möchte die Physik einmal nutzen, um ein Verständnisproblem zu klären, welches sich in meinem Freundeskreis aufgetan hat =)
Als wir neulich zusammensaßen und uns über Modellhelis unterhalten haben, sind wir irgendwie darauf gekommen, wie hoch wohl so ein Modellheli fliegen könnte, wenn er mit etwas mehr als seinem Eigengewicht belastet wird.
Schnell haben wir das auf echte Helikopter bezogen, wobei wir uns das nur als Modell vorstellen wollen, also z.B. vernachlässigen, dass die Luft dünner wird, je höher wir kommen, und somit weniger Auftrieb für den Heli geben kann.
Jedenfalls war ich der Meinung, dass ein Heli mit Zusatzgewicht nicht so hoch fliegen kann, wie einer, bei dem das extra-Gewicht fehlt.
Mein Kollege ist der Meinung, dass der sehr wohl die gleiche Höhe erreichen kann, das Gewicht wird nur dafür sorgen, dass der Heli länger braucht, um die max. Flughöhe zu erreichen.
In unserem Freundeskreis befinden sich zwei Ingenieure, natürlich sind von denen auch beide anderer Meinung Augenzwinkern

Der eine stimmt mir zu, der andere meinem Kollegen, beide wollen sich zeittechnisch nicht näher mit der Berechnung auseinandersetzen, aber ich würde es schon gerne wissen ^^
Viele Leute die von mir gefragt werden, geben mir zwar recht, können das aber nicht begründen, ich bitte daher um eine physikal./mathematische Begründung, sofern jemand die Zeit dafür aufbringen möchte =)

Viele Grüße
Henny

Meine Ideen:
Meine Ideen sind folgende:
Ich habe es über die Energieerhaltung versucht, kinetische Energie = potentielle Energie, allerdings bin ich schnell darauf gekommen, dass sich die Masse beim Gleichstellen der beiden Gleichungen herauskürzt, was mir jetzt sagen würde, dass die Masse eben keine Rolle spielt, was schlecht für meine Theorie wäre.

Allerdings bin ich etwas skeptisch, ob man hier überhaupt mit dieser Energieerhaltung rechnen kann, immerhin berücksichtigt die oben genannte ja nicht die Motorleistung des Helis.

Als Beispiel habe ich mir den Eurocopter EC 135 ausgesucht.

Flughöhe: max. 6095m (bei 2729 kg)
Abfluggewicht: 2910 kg
Steiggeschwindigkeit: 7,6 m/s
Motorleistung: 2x 609 kW
(Quelle: Wikipedia)

Ich würde mich über eine Formel freuen, die diese Daten miteinander in Verbindung setzt, mit der man fehlende Werte berechnen kann

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 869

Ich denke
"vernachlässigen, dass die Luft dünner wird"
ist das entscheidende.

Wenn die Luft immer gleich dick bleibt, und der Hubschrauber genug Power hat um mit dem Gewicht abzuheben, dann kann er theoretisch unendlich hoch fliegen. Was sollte ihn hindern, höher zu fliegen?

Erst durch den abnehmenden Auftrieb mit zunehmender Höhe wird das Gewicht relevant.

Ich · Anmeldungsdatum: 11.05.2006 Beiträge: 913 Wohnort: Mintraching

Genau.

Henny996 · Anmeldungsdatum: 31.05.2016 Beiträge: 3 Wohnort: NRW

willyengland, deine Aussage macht wirklich viel Sinn, allerdings fällt es mir noch etwas schwer, mir das vorzustellen.
Angenommen wir sind wieder beim Spielzeug-Heli und lassen den in einer Halle (die Decke ist ca. 30 m hoch) fliegen und er erreicht mit seinen beispielhaften 100 gramm Gewicht gerade so die Decke.
Angenommen ich hänge jetzt ein Gewicht daran (z.B. 25 gramm), und der Heli kann mit dem Zusatzgewicht noch abheben (außerdem ist die Spannung des Akkus im Heli konstant), würde er wirklich wieder bis zur Decke kommen?

Also nach eurer Aussage ja, aber das ist es halt, was mir nicht in den Kopf gehen will Big Laugh

Ich denke mal, in einem Höhenunterschied von 30 metern kann die Dichte der Luft vernachlässigt werden.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3320

Die Gravitation nimmt mit der Höhe ab und nicht zu, wenn er vom Boden abhebt, dann hebt er in 10000 Metern noch leichter ab, vorausgesetzt die Luftdichte bleibt konstant.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Henny996 · Anmeldungsdatum: 31.05.2016 Beiträge: 3 Wohnort: NRW

Okay, langsam aber sicher habt ihr mich überzeugt...
Was mich gestört hat, waren zum rinen Erfahrungswerte; z.b. wenn man mit gleicherkraft zwei verschiedene bälle hochwirft, der schwerere kommt nicht so hoch.. klar haben die steine keinen eigenen antrieb, aber der grundsatz "schwer= kommt nicht so hoch" hat sich wohl festgesetzt.
Zum anderen: durch die gleiche motorleistung ist die masse der verdrängten luft der Rotorblätter ja gleich und sich von hartem Untergrund "abzustossen" ist ja effektiver als sich von einer masse abzustossen, die sich kompremieren und verdrängen lässt.
Es ist ja eine gewisse verlustleistung, wenn das material nachgibt, von dem man sich abstossen will.
Aber ich fürchte schon,das wirkt sich nur auf die Besichtigung aus Big Laugh

Vielen Dank soweit für die vielen Erklärungen smile