Prinzip der Taumelscheibe

Die Taumelscheibe dient dazu, mechanische Steuerbewegungen vom feststehenden Steuergestänge auf den sich drehenden Rotor zu übertragen.

Die drei gezeigten Teile der Taumelscheibe werden ineinander gesteckt.
Am oberen Teil wird der Rotor befestigt. Die Kugel (auf dem Bild in der Mitte) befindet sich im zusammengebauten Zustand in dem zylindrischen Fortsatz des Rotorträgers; diesen treibt sie in der horizontalen Ebene durch eine Verzahnung ihrer äußeren Rillen mit den entsprechenden Gegenstücken im Zylinder des Rotorträgers (im Bild nicht zu sehen) an. Durch das senkrechte Kreuzloch in der Mitte der Kugel wird die Kraft mit einer herkömmlichen Achse auf die Taumelscheibe gebracht.
Der Zylinder kann sich - begrenzt durch die Antriebsachse - in beiden vertikalen Ebenen um die Kugel drehen ("taumeln"). Die Mitnehmer der angesprochenen Verzahnung laufen dabei in den Rillen der Kugel.
Der Ring bildet den feststehenden Teil der Taumelscheibe, an dem mit Hilfe der Kugelköpfe das Steuergestänge befestigt wird.
Er umschließt den Zylinderfortsatz des Rotorträgers. Es handelt ich also sozusagen um ein Lager: Der Rotorträger dreht sich in dem Ring. Durch diese Anordnung werden Kippbewegungen in den beiden vertikalen Ebenen von dem feststehenden Ring auf den Rotorträger übertragen, während dieser sich - angetrieben von der Kugel in seinem Innern - drehen kann!

Hierbei handelt es sich nur um eine Nachbildung des Prinzips: In der Realität besitzt ein Hubschrauber kollektive und zyklische Blattverstellung:

Bei der kollektiven Blattverstellung wird der Anstellwinkel aller Rotorblätter gleichzeitig, gleichsinnig und gleichmäßig verändert und daduch der Auftrieb gleichmäßig über die gesamte Rotorfläche verändert.
Mit der hier gezeigten Taumelscheibe ließe sich das zum Beispiel dadurch realisieren, dass man zwei gegenüberliegende Kugelköpfe gleichzeitig benutzt, um die Taumelscheibe in ihrem Abstand zum Rotor zu variieren, ohne sie dabei zu kippen. Diese Bewegung könnte man dann dazu benutzen, den Anstellwinkel der Rotorblätter zu verstellen.

Die zyklische Blattverstellung verändert den Anstellwinkel der Rotorblätter während eines Umlaufs (Zyklus) je nachdem an welcher Stelle das Blatt sich gerade befindet: Um den Hubschrauber zum Beispiel nach vorne zu bewegen, muss man den Anstellwinkel hinten vergrößern und vorne verkleinern; dadurch wird hinten mehr Auftrieb erzeugt als vorne und in der Folge neigt sich die Rotorebene um die Taumelscheibe herum nach vorne, wodurch eine Kraftkomponente des Auftriebs nach vorne zeigt und den Hubschrauber vorwärts bewegt. Genauso funktioniert das für jede andere Richtung; deshalb kann ein Helikopter auch seitwärts und rückwärts fliegen (zumindest theoretisch).
Diese Form der Blattverstellung soll bei der LEGO Taumelscheibe dargestellt werden; dabei wird die Neigung der Rotorebene aber natürlich direkt über die Taumelscheibe bewirkt, und nicht wie in der Realität über den Umweg einer gesteuerten Auftriebsverteilung.

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