CS227603B1

CS227603B1 - Rudder for helicopters with reactive rotor drive

Info

Publication number: CS227603B1
Application number: CS766372A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Ing Valouch
Original assignee: Lubomir Ing Valouch
Priority date: 1972-11-13
Filing date: 1972-11-13
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynález se týká kormidla řízení polohy podélné osy trupu vrtulníku s reaktivním pohonem rotoru ve vodorovném směru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rudder for controlling the longitudinal axis of a helicopter fuselage with a reactive rotor drive in a horizontal direction.

Dosud známé systémy kormidel a jiných ústrojí, sloužíoh k řízení polohy podélné osy trupu vrtulníku s reaktivním pohonem rotoru ve vodorovném směru se vyznačují určitými nevýhodami, které zvětSují celkovou složitost řídicího ústrojí vrtulníku, případně při své funkci vykazují nežádoucí vedlejší účinky, které ztěžují řízení vrtulníku. Například systém řízení, používající pomocné vrtule umístěné na zadní části trupu vrtulníku má nevýhodu ve složitém ústrojí k pohonu této vrtule a k regulaci velikosti jejího tahu. Jiný známý systém řízení podle francouzského patentového spisu č. 1 256 015 používá jíoí kormidla s deskou, natáčející se kolem osy rovnoběžné s podélnou osou trupu vrtulníku a využívající proudění vzduchu pod rotorem je sice konstrukčně jednodušší, avšak natáčením kormidla se spolu s velikostí a smyslem vodorovné síly, kterou na toto kormidlo působí proud vzduchu a která je k řízení vrtulníku žádoucí, mění i velikost síly svislé, oož má nežádoucí účinek na polohu trupu vrtulníku ve svislém směru. Další známý systém řízení podle patentového spisu USA č. 5,655,426 používá jako kormidla k řízení polohy podélné osy trupu vrtulníku ve vodorovném směru běžné svislé ooasní ploohy se svislou osou natáčení. Protože věak tato svislá ocasní plooha může působit jen při určité větší dopředně rychlosti letu vrtulníku, musí být vrtulník pro případ malé hodnoty rychlosti letu vybaven ještě dalším ústrojím k řízení podélné osy trupu ve vodorovném směru, využívajícím energi© plynů vytékajíoíoh stavitelnými žaluziemi umístěnými na bo227 B03 cích trupu vrtulníku. Tento systém řízení má nevýhodu jak v poměrně veliké oelkové složitosti uvedenýoh ústrojí tak ve změnách vzájemného poměru účinností obou částí ústrojí v závislosti na ryohlosti letu vrtulníku.Previously known systems of rudders and other devices serving to control the position of the longitudinal axis of the helicopter fuselage with reactive propulsion of the rotor in horizontal direction are characterized by certain disadvantages which increase the overall complexity of the helicopter control device or exhibit unwanted side effects which hinder helicopter control. For example, a control system using an auxiliary propeller located at the rear of the helicopter fuselage has the disadvantage of a complex device to power the propeller and regulate its thrust. Another known steering system according to French Patent Specification No. 1 256 015 uses another rudder with a plate pivoting about an axis parallel to the longitudinal axis of the helicopter fuselage and using the air flow below the rotor is structurally simpler, but turning the rudder together with the size and sense of horizontal the force exerted on the rudder by the air flow, which is desirable to control the helicopter, also varies the magnitude of the vertical force, which has an adverse effect on the helicopter fuselage position in the vertical direction. Another known steering system according to U.S. Patent No. 5,655,426 uses as a rudder to control the position of the longitudinal axis of the helicopter's fuselage in the horizontal direction of the conventional vertical axes with a vertical axis of rotation. However, since this vertical tail can only act at a certain forward speed of the helicopter, the helicopter must be equipped with a further horizontal fuselage longitudinal axis using the energy of the gases flowing through the adjustable louvers located on the bo227 B03 helicopter fuselage. This control system has the disadvantage of both the relatively large mesh complexity of the device and the variation in the relative efficiency of the two parts of the device depending on the speed of flight of the helicopter.

Uvedené nedostatky odstraňuje kormidlo podle vynálezu*These deficiencies are eliminated by the rudder according to the invention *

Jeho podstata spočívá v tom, že deska směrového kormidla, ležící ve svislé rovině, je umístěna v blízkosti drah výtokových trysek reaktivních motorů a je zavěšena na vodorovném čepu kolmém k podélné ose vrtulníku, přičemž natáčením kolem tohoto čepu může tato deska zasahovat buá do oblasti proudění vzduchu pod rotorem nebo do oblasti proudu plynů vytékajících z trysek reaktivních motorů nebo do obou těchto oblastí současně. Toto kormidlo i ústrojí k jeho ovládání jsou zoela jednoduché a kormidlem se změnami jeho polohy na rozhraní dvou navzájem v opačných smyslech působícíoh proudění dosahuje pouze žádoucích změn velikosti a smyslu na ně působíoí výsledné vodorovné síly bez jakýchkoliv znatelných nežádoucích účinků vedlejších.Its principle is that the rudder plate, situated in the vertical plane, is located near the nozzle paths of the reactive engines and is suspended on a horizontal pin perpendicular to the longitudinal axis of the helicopter, and by pivoting around the pin the plate can extend into the flow area. air under the rotor or into the region of the gas stream flowing out of the nozzles of the reactive engines or both. This rudder and its actuator are zoelable, and the rudder with changes in its position at the interface of two opposing senses of flow only achieves the desired size changes and the resultant horizontal forces exert them on them without any appreciable side effects.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněn příklad vrtulníku se směrovým kormidlem podle vynálezu, přičemž obr. 1 znázorňuje vrtulník, jehož směrové kormidlo zasahuje do oblasti proudu plynů vytékajících z trysek reaktivních motorů, v nárysu, obr. 2 znázorňuje detail zadní části vrtulníku se směrovým kormidlem zasahujícím do oblasti proudění vzduohu pod rotorem a obr. 3 znázorňuje vrtulník v půdorysu.1 is a front elevational view of a helicopter whose rudder extends into the region of the gas flow from the reactive engine nozzles, FIG. 2 shows a detail of the rear part of a helicopter with a rudder to the air flow area below the rotor and FIG. 3 shows the helicopter in plan view.

Kabina 1 pilota je na své spodní části opatřena lyžinami 2 a v její horní části je uchycen závěsný čep 2» na kterém se pomocí ložisek |a^ otáčí osa £ rotoru, ku které jsou uchyceny nosníky 7 listů 8 rotoru, spojené s osou 6 rotoru též výztužnými táhly 9» Na koncích listů 8 rotoru jsou ve vodorovné nebo mírně šikmé poloze upevněny reaktivní motory 10 s výtokovými tryskami 11. Trup vrtulníku dotvářejí vzpěry 12, upevněné na kabině 1 a nesoucí vodorovně uložený čep 14, na němž je natáčivě zavěšeno směrové kormidlo 13, pohybující se při řízení vrtulníku ve svislé rovině a z této roviny nevybočující. Kormidlo 13 ovládá pilot z kabiny 1 nezakreslenou běžnou soustavou pák a lan nebo táhel. Na vzpěrách 12 je též upevněna dvojice vodorovných ooasních ploch 15.The cockpit 1 is provided on its lower part with skids 2 and in its upper part there is a suspension pin 2 on which the rotor axis 6 is rotated by bearings 1 and 4, to which beams 7 of the rotor blades 8 are connected. At the ends of the rotor blades 8, reactive motors 10 with outflow nozzles 11 are mounted in a horizontal or slightly inclined position. The helicopter fuselage is completed by struts 12 mounted on the cabin 1 and carrying a horizontally mounted pivot 14 on which the rudder hangs. 13, moving in and out of the vertical plane while operating the helicopter. The rudder 13 controls the pilot from the cockpit 1 by an unconstrained conventional system of levers and ropes or linkages. Also mounted on the struts 12 is a pair of horizontal and circumferential surfaces 15.

^Popsané zařízení působí takto: Po uvedení reaktivních motorů v činnost otáčí reakční tlak plynů vytékajících z try3The described apparatus operates as follows: After the reactive engines are activated, the reaction pressure of the gases exiting the nozzle 3 rotates.

227 603 •sek 11 motorů 10 rotorem, na jehož listech 8 vznikne po určité době po dosažení určité rychlosti otáčení vztlak větší než je tíha celého vrtulníku včetně posádky a vrtulník počne stoupat. Po ztrátě dotyku se zemí je kabina 1 unášena vlivem vzdušného víru pod rotorem, působícím na všechny pod ním se nacházející části vrtulníku, do rotace kolem čepu 5 ve smyslu otáčení rotoru. Natočí-li pilot pomocí ovládacího ústrojí desku směrového kormidla 13 tak, že se tato deska dostane do blízkosti dráhy opisované tryskami 11 a tedy do oblasti proudu plynů vytékajících z těchto trysek, působí na tuto desku tlak vytékajících plynů ve smyslu opačném než je smysl otáčení rotoru, tento tlak přemůže unášivý účinek vzdušného víru pod rotorem a kabina 1 se počne otáčet kolem čepu 3 ve smyslu opačném než je smysl otáčení rotoru. Natočí-li pilot pomocí ovládacího ústrojí desku směrového kormidla 13 do její střední polohy tak, že zasahuje zároveň do oblasti proudu plynů vytékajících z trysek 11 i do oblasti vzdušného víru pod rotorem, účinky obou druhů proudění se vzájemně ruší a kabina vrtulníku směr své osy ve vodorovné rovině nemění.227 603 • a section 11 of the motors 10 with a rotor, on whose leaves 8 after a certain time after reaching a certain rotation speed, the buoyancy is greater than the weight of the entire helicopter including the crew and the helicopter starts to rise. After loss of contact with the ground, the cockpit 1 is carried by the vortex under the rotor, acting on all parts of the helicopter located under it, into rotation around the pin 5 in the sense of rotation of the rotor. If the pilot rotates the rudder plate 13 by means of the control device so that it is close to the path of the nozzles 11 and thus to the region of the gas flow from the nozzles, the discharge pressure acts on the plate in a direction opposite to the rotor rotation direction. This pressure overcomes the entrainment effect of the air vortex under the rotor and the cabin 1 begins to rotate about the pin 3 in a sense opposite to the direction of rotation of the rotor. If the pilot rotates the rudder plate 13 to its center position by means of the operating mechanism so that it simultaneously reaches the area of the gas flow from the nozzles 11 and the area of the air vortex below the rotor, the effects of both types of flow cancel each other and the helicopter does not change the horizontal plane.

Claims

Helicopter rudder e by a reactive rotor drive consisting of a plate lying in a vertical plane intersected by the longitudinal axis of the helicopter fuselage and angled to the helicopter fuselage by a pin near the path described by the reactive engine nozzles. to the vertical plane intersected by the longitudinal axis of the helicopter fuselage.