Hallo, Jürgen.
Selbstverständlich gibt es Methoden, sowas zu berechnen. Bei Mirkos Bemühungen wird das quasi als Nebenprodukt anfallen, aber es gibt natürlich auch Berechnungsverfahren, welche dediziert als Leistungsrechnung gedacht sind.
Ein bekanntes Standardtool dazu wäre Xrotor von Mark Drela.
Das gibts hier als Download
http://web.mit.edu/drela/Public/web/xrotor/
allerdings ist das das Source-Paket in Fortran, und man müsste mal ein entsprechendes Executable compilieren. Leider hab ich dazu hier ad hoc keine Möglichkeit, aber das müsste sich eigentlich bewerkstelligen lassen.
Darüber hinaus gibts noch andere Verfahren; ich hab selbst mal vor vielen jahren eine STudienarbeit dazu betreut, welche eine komplette Leistungsrechnung für Modellhubschrauber beinhaltete - Hauptrotor, Heckrotor, Getriebe und Antriebsstrang, einschließlich Trimmrechnung. Leider ist auch dieses Tool nicht als executable für gängige Betriebssysteme verfügbar, und zudem extrem kryptisch in der Anwendung.
Helmut Schenk hat mal ein schönes DOS-Tool geschrieben, aber das ist glaub ich nicht frei zugänglich.
Ich hab eine BET-Rechnung (Blattelemententheorie) auch mal in Excel implementiert, allerdings maßgeschneidert für einige ausgesuchte manntragende Helis, und im Rahmen meiner berufsmäßigen Tätigkeit entstanden, weshalb ich es nicht weitergeben darf.
Ich würde an deiner Stelle mal auf das Xrotor-Pferd setzen.
*edit* Nachtrag zu deiner Frage nach den Limits...
Bei der Suche nach einem "Optimum" muss man zunächst mal klarstellen, WAS man optimieren will.
Bei der Drehzahl nach oben gibt es eine physikalische Sinnhaftigkeitsgrenze, wenn man in den Bereich der Transsonik vorstößt, d.h. wenn die Blattspitzengeschwindigkeit in den schallnahen Bereich kommt.
Blattspitzenmachzahlen von ca. 0.65 stellen da eine (verhandelbare) Grenze dar. Übersteigt man die zugehörige Drehzahl, dann kommt die vorlaufende Blattspitze in Machzahlrergionen, bei denen teilweise ein Überschreiten der Schallgeschwindigkeit im Strömungsfeld um den Rotor Strömung vorliegt (dabei bewegt sich die Blattspitze selbst aber noch UNTERschallschnell) . Wenn das passiert, steigt die benötigte Antriebsleistung exorbitant an, und man handelt sich flugmechanische Stabilitätsprobleme (z.B. Torsionsabreißflatter - höchstgefährlich) ein, welche sehr schnell zu einem nachhaltigen Zerlegen des Helis führen.
Man sollte also eine (Schwebe)Blattspitzengeschindigkeit von 0,65*Schallgeschwindigkeit=0.65*340m/s=221m, also ungefähr 800km/h nicht überschreiten - zumindest nicht, ohne jemanden vorher zu fragen, der sich damit etwas besser auskennt.
Das entspricht bei 1,8m Rotordurchmesser einer Drehzahl von rund 2350 rpm. Geht man da drüber, dann wird man bezüglich Leistungsaufnahme einen extremen Anstieg erleben, und auch ein stark ansteigendes Risiko der Selbstzerlegung eingehen - von einem perversen Lärmanstieg im Schnellflug mal ganz zu schweigen, aber das scheint ja bei manchen eher gewollt zu sein *kopfschüttel*
Will man eine Schwebeleistung optimieren (d.h. minimale Leistungsaufnahme im Schwebeflug bei vorgegebenem Fluggewicht), so wird man feststellen, dass wir zum jetzigen Zeitpunkt fast immer mit WEIT überhöhter Drehzahl fliegen - d.h. die aerodynamische Tragfähigkeit der Rotorblätter ist noch lange nicht ausgereizt, und wir stecken reichlich viel Leistung in die Überwindung des Profilwiderstandes. Ein Senken der Drehzahl führt fast immer zu Leistungseinsparung, jedoch wird die Fliegbarkeit/Steuerbarkeit schlechter.
Zahlenbeispiel: Ich habe die Leistungskurve eines Logo30 mal detailliert vermessen. Normaler, üblicher Drehzahlbereich war damals 1200 bis 1400rpm. Das Leistungsoptimum war jedoch bei Drehzahlen um 850rpm angesiedelt.
Insofern lauten die von dir gesuchten Grenzen:
Untere Drehzahlgrenze: so weit runter dass der Heli subjektiv noch sicher fliegbar ist... du wirst das Optimum noch nicht erreicht haben
Obere Drehzahlgrenze: Blattspitzenlimit Mach 0,65.... sofern man sich SICHER ist dass das Rotorsystem das strukturell auch aushält.
gruß
andi