DE102006028671A1

DE102006028671A1 - Regulated rotor brake

Info

Publication number: DE102006028671A1
Application number: DE200610028671
Authority: DE
Inventors: Henry Hartmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2007-12-27
Also published as: WO2007147650A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für eine Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers, der eine Sensoreinrichtung (90), eine Bremseinrichtung (40) und eine Regelungseinrichtung (30) umfasst, wobei die Regelungseinrichtung (30) anhand von durch die Sensoreinrichtung (90) erfassten Daten die Bremseinrichtung (40) automatisch steuern kann. Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bremsen einer Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers bereit.The present invention relates to a brake system for a rotor shaft of a helicopter rotor of a helicopter, comprising a sensor device (90), a braking device (40) and a control device (30), wherein the control device (30) based on data detected by the sensor device (90) the brake device (40) can control automatically. Furthermore, the present invention provides a method for braking a rotor shaft of a helicopter rotor of a helicopter.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem und insbesondere ein Bremssystem für eine Rotorwelle eines Hubschrauberrotors. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bremsen einer Rotorwelle eines Hubschraubers.The The present invention relates to a brake system, and more particularly a braking system for a rotor shaft of a helicopter rotor. Furthermore it concerns the present invention a method for braking a rotor shaft a helicopter.

Bei Hubschraubern werden Bremssysteme eingesetzt, um die Rotoren eines gelandeten Hubschraubers abzubremsen und sie gegen ein unbeabsichtigtes Drehen in einer Parkposition zu sichern. Je nach Hubschraubertyp und Einsatzbereich werden für die Bremssysteme die Parameter Bremszeit, Bremsmoment und Bremsleistung festgelegt, die im wesentlichen die Auslegung der Systeme beeinflussen. So stellt bei Hubschraubern mit Radlandewerke die Bremszeit den kritischen Parameter dar. Bei Hubschraubern mit Kufenlandewerke ist der kritische Parameter in der Regel das maximale Bremsmoment.at Helicopters are used to brake the rotors of a brake system decelerated landed helicopter and against unintentional To secure turning in a parking position. Depending on the helicopter type and field of application will be for the brake systems have the parameters braking time, braking torque and braking power which essentially influence the design of the systems. For example, in helicopters with Radlandewerke the braking time is the critical parameters. For helicopters with skid landing gear the critical parameter is usually the maximum braking torque.

Beim Abbremsen der Rotorwelle wirkt ein entsprechendes Reaktionsmoment auf den Hubschrauber. Dieses Reaktionsmoment muss an der Kontaktfläche zwischen Rad- bzw. Kufenlandewerk und Untergrund aufgenommen werden. Das an dieser Kontaktstelle maximal aufnehmbare Moment wird durch die auf den Untergrund wirkende Normalkraft und den Reibungskoeffizienten zwischen Landewerk und Untergrund bestimmt. Wird beim Abbremsen des Rotors dieses Maximalmoment überschritten, dreht sich der Hubschrauber auf dem Untergrund. Unter Umständen kann es dabei sogar zu einem Umkippen des Hubschraubers kommen.At the Braking the rotor shaft acts a corresponding reaction torque on the helicopter. This reaction moment must be at the contact surface between Rad- or Kufenlandewerk and underground are included. The At this contact point maximum recordable moment is determined by the acting on the ground normal force and the coefficient of friction between land and subsoil. Will when braking of the rotor exceeded this maximum torque, the helicopter turns on the ground. Under certain circumstances can it even comes to a tip over of the helicopter.

Um ein Drehen des Hubschraubers unter allen Umständen zu vermeiden, werden die Rotoren im Vergleich zu bspw. Kraftfahrzeugen nur mit relativ niedrigen Bremsmomenten gebremst. Daraus resultiert dann allerdings eine relativ hohe Bremszeit.Around To avoid turning the helicopter under any circumstances, the Rotors in comparison to, for example, motor vehicles only with relatively low Braking torques braked. This, however, then results in a relative high braking time.

Da aufgrund gängiger Sicherheitsvorschriften der Aufenthalt von Personen unter drehenden Rotorblättern untersagt ist, ist ein Be- und Entladen des Hubschraubers während des Abbremsvorgangs nicht möglich. Dies ist insbesondere bei zeitkritischen Hubschraubereinsätzen, z.B. bei Rettungseinsätzen, nachteilig.There due to common Safety regulations prohibiting the stay of persons under rotating rotor blades is a loading and unloading of the helicopter during the Deceleration process not possible. This is especially true for time-critical helicopter inserts, e.g. in rescue operations, disadvantageous.

Es besteht daher ein Bedarf an einem Bremssystem, das die Zeit zum Abbremsen eines Hubschrauberrotors verkürzt, ohne das maximal mögliche Bremsmoment zu überschreiten und ein Verdrehen des Hubschraubers hervorzurufen.It There is therefore a need for a braking system that provides the time to Braking a helicopter rotor shortens, without the maximum possible braking torque To exceed and to cause the helicopter to twist.

In dem von Podratzky und Bansemir veröffentlichten Artikel "Die Rotorbremsen der Hubschrauber BO105, EC135, EC145 und Tiger", Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2004, Dresden, ist ein Beispiel für eine Rotorbremse des Standes der Technik angegeben. Diese Rotorbremse ist auch in 1 dargestellt.In the article published by Podratzky and Bansemir "The rotor brakes of helicopters BO105, EC135, EC145 and Tiger", German Aerospace Congress 2004, Dresden, an example of a rotor brake of the prior art is given. This rotor brake is also in 1 shown.

Der Bremsvorgang ist bei Podratzky in zwei Abschnitte aufgeteilt. Im ersten Abschnitt wird der Rotor allein aufgrund seines Luftwiderstands abgebremst. Diese aerodynamische Bremswirkung wird bis zu einem Abfallen der Rotordrehzahl auf 50% der Nenndrehzahl genutzt. Die aerodynamische Bremswirkung lässt bei niedrigeren Drehzahlen jedoch stark nach, so dass für den zweiten Bremsabschnitt eine mechanische Bremse genutzt wird.Of the Braking is divided into two parts at Podratzky. in the first section is the rotor alone due to its air resistance braked. This aerodynamic braking effect is up to a Fall of the rotor speed used to 50% of the rated speed. The aerodynamic braking effect leaves However, at lower speeds, it drops sharply, leaving for the second Brake section is a mechanical brake is used.

Das mechanische Abbremsen wird dabei manuell durch den Piloten ausgelöst. Die Bremse ist bei Podratzky als hydraulische Bremse ausgelegt, bei der das maximale Bremsmoment durch einen Bremskraftbegrenzer eingeschränkt ist. Durch diese Beschränkung der Bremskraft bzw. des maximalen Bremsmoments wird ein Drehen des Hubschraubers aufgrund des hervorgerufenen Reaktionsmoments verhindert.The Mechanical braking is triggered manually by the pilot. The Brake is designed as a hydraulic brake at Podratzky, at the maximum braking torque is limited by a brake force limiter. By this restriction the braking force or the maximum braking torque is a turn of the Helicopter prevented due to the evoked reaction torque.

Die Betätigung der Bremse wird dem Piloten dabei über eine Warnlampe angezeigt, so dass ihm eine unerwünschte Bremswirkung, bspw. während des Flugs, angezeigt ist. Bei einer derartigen Bremse muss der Pilot den Zeitpunkt zum Beginn des mechanischen Abbremsvorgangs selbstständig erkennen. Leitet er den mechanischen Abbremsvorgang zu früh ein, besteht die Gefahr einer Überhitzung und Beschädigung der Bremse. Leitet er den mechanischen Abbremsvorgang zu spät ein, wird die Zeit bis zum vollständigen Stillstand des Rotors unnötig verlängert.The activity the brake is displayed to the pilot via a warning lamp, making him an unwanted one Braking effect, eg. During the Flight, is displayed. In such a brake, the pilot recognize the time to start the mechanical braking process independently. forwards If the mechanical braking process is too early, there is a risk of overheating and damage the brake. If it initiates the mechanical braking process too late, it will the time to complete Standstill of the rotor unnecessary extended.

Aus der DE 101 51 950 A1 ist eine automatisch ansteuerbare mechanische Bremse bekannt, die elektromechanisch und selbstverstärkend wirkt. Die dort offenbarte Bremse kann vollautomatisch geregelt werden und stellt darüber hinaus eine Reibmomentenermittlung bereit. Dadurch ist es möglich, nicht nur eine Bremswirkung an sich zu erfassen, sondern die tatsächlich wirkende Reibkraft zu messen.From the DE 101 51 950 A1 is an automatically controllable mechanical brake is known, which acts electromechanically and self-reinforcing. The disclosed there brake can be controlled fully automatically and also provides a Reibmomentenermittlung ready. This makes it possible not only to detect a braking effect per se, but to measure the actually acting frictional force.

Entsprechend ist es wünschenswert, eine automatisch geregelte Bremse bereitzustellen, die von dem Piloten nach der Landung betätigt werden kann und dann einen zeitlich optimierten Bremsvorgang ausführt, ohne eine Verdrehen des Hubschraubers oder ein Überhitzen der Bremse zu bewirken.Corresponding it is desirable to provide an automatically controlled brake by the pilot operated after landing can be and then performs a time-optimized braking, without to cause a twisting of the helicopter or overheating the brake.

Daher wird ein Bremssystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Bremsen nach Anspruch 14 vorgeschlagen.Therefore is a braking system according to claim 1 and a method for braking proposed according to claim 14.

Ein erfindungsgemäßes Bremssystem für eine Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers umfasst eine Sensoreinrichtung, eine Bremseinrichtung und eine Regelungseinrichtung, wobei die Regelungseinrichtung anhand von durch die Sensoreinrichtung erfassten Daten die Bremseinrichtung automatisch steuern kann.An inventive brake system for a rotor shaft of a helicopter rotor of a helicopter comprises a sensor device, a Brake device and a control device, wherein the control device can automatically control the brake device based on data detected by the sensor device.

Des weiteren kann eine Betätigungseinrichtung zum Auslösen eines durch die Regelungseinrichtung geregelten Bremsvorgangs vorgesehen sein. Der Bremsvorgang kann dabei an einer Heckrotorwelle eines Heckrotors des Hubschraubers ausgelöst werden, die mit einem Hauptrotor des Hubschraubers mechanisch gekoppelt ist.Of another can be an actuator to trigger be provided by the control device regulated braking process. The braking process can be done on a tail rotor shaft of a tail rotor of the helicopter which are mechanically coupled to a main rotor of the helicopter is.

Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung kann zur Erfassung der Messgrößen Rotordrehzahl, Gierrate, Bremskraft, Anstellwinkel der Rotorblätter, Temperatur der Bremsscheibe und auf ein Landewerk des Hubschraubers wirkende Normalkraft ausgestaltet sein. Bei dem Landewerk kann es sich bspw. um Kufen oder ein Radlandewerk handeln. Selbstverständlich können weitere Sensoren zur Erfassung anderer für die Regelung benötigter Daten vorgesehen sein. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die ohnehin im Hubschrauber vorhandenen Sensoren zur Bestimmung der Lage des Hubschraubers, wie etwa eine Kreiselplattform, über die etwa die Gierrate des Hubschraubers bestimmt wird, zur Regelung des Bremsvorgangs verwendet werden.The Sensor device according to the invention can for the measurement of the variables rotor speed, yaw rate, Braking force, angle of attack of the rotor blades, temperature of the brake disc and designed on a landing gear of the helicopter acting normal force be. The Landewerk can be, for example, runners or a Radlandewerk act. Of course can additional sensors for detecting other required for the control data provided be. Furthermore, it can be provided that the anyway in the helicopter existing sensors to determine the position of the helicopter, like a gyro platform, over which is about the yaw rate of the helicopter is determined, for regulation be used of the braking process.

Die Regelungseinrichtung des Bremssystems kann die Bremseinrichtung so steuern, dass ein konstantes Bremsmoment auf den Hubschrauberrotor des Hubschraubers wirkt.The Control device of the brake system, the braking device so that control a constant braking torque on the helicopter rotor the helicopter acts.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung die Bremseinrichtung automatisch so steuert, dass ein aufgrund eines auf den Hubschrauberrotor wirkenden Bremsmoments auf den Hubschrauber wirkendes Reaktionsmoment gerade keine Drehbewegung des am Boden befindlichen Hubschraubers bewirkt. Dies bedeutet, dass bei einer entsprechenden Regelung das Bremsmoment solange erhöht wird, bis durch die Gierratensensorik ein Verdrehen des Hubschraubers erfasst wird. Das Bremsmoment wird dann wieder abgesenkt, bis die Drehung gestoppt ist. Auf diese Weise wird das maximal mögliche Bremsmoment geregelt.alternative can be provided that the control device, the braking device Automatically controls that one due to one on the helicopter rotor acting braking torque acting on the helicopter reaction torque just no rotation of the helicopter on the ground causes. This means that with a corresponding regulation the Braking torque increased as long is, until by the yaw rate sensor twisting the helicopter is detected. The braking torque is then lowered again until the Rotation is stopped. In this way, the maximum possible braking torque regulated.

Des weiteren können in der Regelungseinrichtung abgelegte bzw. gespeicherte Kennlinien vorgesehen sein, wobei für verschiedene Hubschraubertypen individuell angepaßte Kennlinien vorgesehen sind. Diese Kennlinien sind dann als Vorgaben zur Regelung des Bremskraft- bwz. des Bremsmomentverlaufs vorgesehen.Of others can Characteristics stored or stored in the control device be provided for different types of helicopters individually adapted characteristics are provided. These characteristics are then as specifications for regulation the braking force bwz. provided the braking torque curve.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den Anstellwinkel der Hauptrotorblätter des Hauptrotors des Hubschraubers steuern kann. Die Regelungseinrichtung steuert den Anstellwinkel dann entsprechend so, dass der am Boden befindliche Hubschrauber einen minimalen Auftrieb erfährt, um eine möglichst große, auf das Laufwerk wirkende Normalkraft bereitzustellen, die ein entsprechend großes Bremsmoment ermöglicht.Of Furthermore, it can be provided that the regulating device is so is designed to be the angle of attack of the main rotor blades of the main rotor the helicopter can control. The control device controls then the angle of attack accordingly so that the helicopter located on the ground experiencing a minimum buoyancy, one as possible size, To provide the normal force acting on the drive, the correspondingly large braking torque allows.

Des weiteren kann die Regelungseinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie einen Anstellwinkel der Heckrotorblätter des Heckrotors des Hubschraubers steuert. So kann durch den Heckrotor eine Querkraft auf den Hubschrauber ausgeübt werden, die dem Reaktionsmoment entgegenwirkt. Bei der Regelung ist jedoch zu beachten, dass die Querkraft von dem Landewerk des Hubschraubers aufgenommen werden kann, und der Hubschrauber durch die Querkraft nicht verschoben oder gekippt wird.Of Furthermore, the control device can be designed so that it controls an angle of attack of the tail rotor blades of the helicopter's tail rotor. Thus, by the tail rotor a lateral force on the helicopter exercised be counteracts the reaction torque. In the scheme is however, note that the lateral force from the helicopter's landing gear can be included, and the helicopter by the lateral force is not is moved or tilted.

In einer möglichen Ausführungsform kann die vorgesehene Bremseinrichtung eine elektromechanische selbstverstärkende Keilbremse sein.In a possible embodiment the proposed braking device can be an electromechanical self-energizing wedge brake be.

Des weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem ein Notöffnungsmechanismus zum Öffnen der Bremseinrichtung vorgesehen sein. Der Notöffnungsmechanismus ist dazu vorgesehen, die Bremse zu öffnen, falls ein ungewünschtes Abbremsen des Hubschrauberrotors auftritt.Of Further, in the brake system according to the invention, an emergency opening mechanism for opening the Be provided braking device. The emergency opening mechanism is to provided to open the brake, if an unwanted Braking the helicopter rotor occurs.

Auf diese Weise ist es möglich, die Bremse im Notfall bspw. mechanisch zu öffnen, so dass keine Reibkraft auf den Hubschrauberrotor wirkt. Der Notöffnungsmechanismus kann natürlich auch über einen Motor angetrieben und über ein Bedienelement auslösbar sein. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Bremse im Flug generell in einen notgeöffneten Zustand versetzt ist, um ein Zuspannen der Bremse im Flugbetrieb zu verhindern. Es kann vorgesehen sein, dass eine einmal notgeöffnete Bremse in ihrem notgeöffneten Zustand verbleibt, bis eine entsprechende Wartung des Bremssystems vor genommen wurde. Am Boden wird der Hubschrauberrotor dann lediglich durch seinen aerodynamischen Widerstand abgebremst.On this way it is possible For example, to open the brake in an emergency, mechanically, so that no frictional force acts on the helicopter rotor. Of course, the emergency opening mechanism can also have one Motor driven and over a control element can be triggered be. Furthermore, it can be provided that the brake in flight generally in a not open Condition is offset to apply the brake in flight mode to prevent. It can be provided that a once emergency brake in her not-open Condition remains until proper maintenance of the braking system was made. At the bottom of the helicopter rotor is then only slowed down by its aerodynamic resistance.

Selbstverständlich kann das Notöffnungssystem auch manuell auslösbar sein. Dem Piloten kann über ein optisches und/oder akustisches Warnsignal angezeigt werden, dass der Notöffnungsmechanismus ausgelöst ist.Of course you can the emergency opening system also manually triggered be. The pilot can over an optical and / or acoustic warning signal is displayed, that the emergency opening mechanism triggered is.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bremsen einer Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers werden zunächst Daten mittels einer Sensoreinrichtung erfasst und die erfassten Daten dann an eine Regelungseinrichtung gesendet. Anhand der erfassten Daten wird mittels einer Regelungseinrichtung eine maximal mögliche Bremskraft bestimmt und eine Bremseinrichtung dann mittels einer Regelungseinrichtung so gesteuert, dass die tatsächliche Bremskraft im wesentlichen der maximal möglichen Bremskraft entspricht. Auf diese Weise wird ein zeitoptimierter Bremsvorgang erlangt.In a method according to the invention for braking a rotor shaft of a helicopter rotor of a helicopter, first data are detected by means of a sensor device and the recorded data are then sent to a control device. Based on the acquired data, a maximum possible braking force is determined by means of a control device and a braking device then controlled by means of a control device so that the actual braking force substantially corresponds to the maximum possible braking force. In this way, a time-optimized braking process is achieved.

In einer möglichen Ausführungsform erfolgt der Bremsvorgang an einer Heckrotorwelle eines Heckrotors des Hubschraubers, die mit einem Hauptrotor des Hubschraubers mechanisch gekoppelt ist.In a possible embodiment the braking process takes place on a tail rotor shaft of a tail rotor of the helicopter, which with a main rotor of the helicopter mechanical is coupled.

Des weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem sowie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Energiemanagement mit Temperaturmodell vorgesehen sein, anhand dessen die Regelungseinrichtung basierend auf bekannten Trägheiten, Rotationsenergien, Wärmekapazitäten usw. die Temperaturentwicklung in der Bremse bestimmt und regelt. So wird eine verbesserte Bremsensteuerung erlangt, bei der eine Überhitzung von Bremsscheiben vermieden und eine verbesserte Ausnutzung der Bremswirkung erlangt werden kann.Of Another can in the brake system according to the invention and in the inventive method an energy management with temperature model be provided, based of which the control device is based on known inertias, Rotational energies, heat capacities, etc. the Temperature development in the brake determines and regulates. So will an improved brake control attained, in which overheating avoided by brake discs and improved utilization of Braking effect can be obtained.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and attached drawing.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on an embodiment schematically shown in the drawing and is below under Referring to the drawings described in detail.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Bremssystems des Standes der Technik. 1 shows a schematic view of a brake system of the prior art.

2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bremssystems. 2 shows a schematic view of a brake system according to the invention.

1 zeigt ein bekanntes Bremssystem des Standes der Technik. Vorgesehen ist ein Hebel 100, mit dem ein Pilot eine Bremse manuell betätigen kann. Der Hebel 100 ist über einen Bowdenzug 110 mit einem Bremskraftbegrenzer 120 verbunden. In dem Bremskraftbegrenzer 120 ist eine Feder vorgesehen, wobei die maximal mittels des Hebels 100 ausübbare Kraft durch den maximalen Federweg festgelegt ist. 1 shows a known braking system of the prior art. A lever is planned 100 with which a pilot can manually apply a brake. The lever 100 is over a Bowden cable 110 with a brake force limiter 120 connected. In the brake force limiter 120 a spring is provided, the maximum by means of the lever 100 exercisable force is determined by the maximum travel.

Über einen Hydraulikzylinder 130 wird eine Kraft auf eine Bremsscheibe 140 ausgeübt, mittels der ein Hubschrauberrotor (nicht dargestellt) gebremst wird.About a hydraulic cylinder 130 becomes a force on a brake disc 140 exerted by means of a helicopter rotor (not shown) is braked.

Bei dem Bremssystem des Standes der Technik muss der Pilot selbst entscheiden, wann er den Bremsvorgang einleitet. Dabei kann ein zu frühes Einleiten des Bremsvorgangs ein Überhitzen und somit eine Beschädigung der Bremsscheibeneinheit 140 zur Folge haben. Ein zu spätes Einleiten des Bremsvorgangs hat eine unnötig lange Bremszeit, d.h. eine lange Stellzeit, des Hubschraubers zur Folge.In the brake system of the prior art, the pilot has to decide for himself when to initiate the braking operation. In this case, too early initiation of the braking process, overheating and thus damage to the brake disc unit 140 have as a consequence. Too late initiation of the braking operation has an unnecessarily long braking time, ie a long operating time, the helicopter result.

In 2 ist ein erfindungsgemäßes Bremssystem 10 dargestellt. Es umfasst eine Betätigungseinrichtung 80, Leitungen 20, eine Regelungseinrichtung 30, eine Sensoreinrichtung 90 und eine Bremseinrichtung 40.In 2 is a brake system according to the invention 10 shown. It comprises an actuating device 80 , Cables 20 , a control device 30 , a sensor device 90 and a braking device 40 ,

Die Bremseinrichtung 40 weist des weiteren mindestens eine Bremsscheibe 70 und Bremsbeläge 60 auf, mit denen eine Bremsscheibe 50 des Hubschrauberrotors (nicht dargestellt) abgebremst wird.The braking device 40 further comprises at least one brake disc 70 and brake pads 60 on, with which a brake disc 50 the helicopter rotor (not shown) is braked.

Sobald ein Hubschrauber auf den Boden aufgesetzt hat, kann ein Pilot den Bremsvorgang für den Hubschrauberrotor mittels der Betätigungseinrichtung 80 starten. Der gesamte Bremsvorgang läuft nun vollautomatisch und zeitoptimiert ab. Dabei ist es egal, wann der Pilot den Bremsvorgang mittels der Betätigungseinrichtung 80 aktiviert, da das Bremssystem 10 den Bremsvorgang ausgehend von einem beliebigen Momentanzustand zeitoptimiert regeln kann.Once a helicopter has landed on the ground, a pilot can control the helicopter rotor braking by means of the actuator 80 start. The entire braking process is now fully automatic and time-optimized. It does not matter when the pilot the braking operation by means of the actuator 80 activated, because the brake system 10 can control the braking process time-optimized starting from any instantaneous state.

Der Kern des Bremssystems 10 ist die Regelungseinrichtung 30. Die Sensoreinrichtung 90 kann mehrere einzelne Sensoren umfassen, die unterschiedliche Messgrößen aufnehmen, die zur Regelung des Bremsvorgangs notwendig sind. Die durch die Sensoreinrichtung 90 erfassten Daten werden über Leitungen 20 zur Regelungseinrichtung 30 übertragen, die wiederum mit der Bremseinrichtung 40 zum Bremsen der Bremsscheibe 50 verbunden ist.The core of the braking system 10 is the control device 30 , The sensor device 90 may include a plurality of individual sensors that receive different measurement quantities that are necessary to control the braking process. The through the sensor device 90 recorded data are transmitted via lines 20 to the control device 30 transferred, in turn, with the braking device 40 for braking the brake disc 50 connected is.

Die Regelungseinrichtung 30 kann dabei wahlweise ein konstantes Bremsmoment regeln oder aber das Bremsmoment abhängig von anderen Messgrößen, wie bspw. der Drehzahl regeln.The control device 30 can either regulate a constant braking torque or regulate the braking torque depending on other parameters, such as, for example, the speed.

Des weiteren kann eine Regelung des Bremsmoments entlang vorbestimmter, für den jeweiligen Hubschraubertyp festgelegter Kennlinien vorgesehen sein.Of Furthermore, a regulation of the braking torque along predetermined, for the be provided each helicopter type specified characteristics.

Eine dritte Möglichkeit stellt eine intelligente Regelung dar, die das Bremsmoment jeweils so lange erhöht, bis mittels eines Gierratensensors eine Drehung des Hubschraubers am Boden festgestellt wird. Das Bremsmoment wird dann entlang die ser maximal möglichen Drehmomentgrenzlinie geregelt, so dass der Hubschrauberrotor schnellstmöglichst zum Stillstand kommt.A third option is an intelligent control that increases the braking torque each time until a rotation of the helicopter is detected on the ground by means of a yaw rate sensor. The braking torque is then controlled along the maximum possible torque limit line, so that the helicopter rotor as fast as possible comes to a standstill.

Falls bspw. aufgrund einer Fehlfunktion der Regelungseinrichtung die Bremseinrichtung während des Flugs aktiviert werden sollte, ist ein Notöffnungsmechanismus vorgesehen, der die Regelungseinrichtung 30 außer Kraft setzt und die Bremseinrichtung 40 vollständig öffnet. Dieser Notöffnungsmechanismus wird über die Betätigungseinrichtung 80 ausgelöst. Der Notöffnungsmechanismus ist dann solange geöffnet, bis der Fehler im Rahmen einer Wartung beseitigt worden ist. Der Hubschrauberrotor wird in diesem Fall am Boden lediglich über seinen aerodynamischen Widerstand abgebremst.If, for example, due to a malfunction of the control device, the braking device should be activated during the flight, an emergency opening mechanism is provided which controls the control device 30 overrides and the braking device 40 completely opens. This emergency opening mechanism is via the actuator 80 triggered. The emergency opening mechanism is then opened until the fault has been eliminated during maintenance. The helicopter rotor is decelerated in this case on the ground only via its aerodynamic resistance.

Durch das erfindungsgemäße Bremssystem und das erfindungsgemäße Verfahren wird somit ein vollautomatischer zeitoptimierter Bremsvorgang bereitgestellt, der ein schnelles Abbremsen des Hubschrauberrotors bereitstellt, ohne dass die Gefahr eines Verdrehens oder Kippens des Hubschraubers oder eines Überhitzens der Bremsscheibe des Hubschrauberrotors besteht.By the brake system according to the invention and the inventive method Thus, a fully automatic time-optimized braking process is provided, which provides a quick deceleration of the helicopter rotor, without the risk of twisting or tipping the helicopter or overheating the brake disk of the helicopter rotor consists.

100100: Hebellever
110110: BowdenzugBowden
120120: Bremskraftbegrenzerstress reducer
130130: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
140140: Bremsscheibebrake disc
1010: Bremssystembraking system
2020: Leitungencables
3030: Regelungseinrichtungcontrol device
4040: Bremseinrichtungbraking means
5050: Bremsscheibe des Hubschrauberrotorsbrake disc the helicopter rotor
6060: BremsbelägeBrake pads
7070: Bremsscheibe der Bremseinrichtungbrake disc the braking device
8080: Betätigungseinrichtungactuator
9090: Sensoreinrichtungsensor device

Claims

Brake system for a rotor shaft of a helicopter rotor of a helicopter, comprising a sensor device ( 90 ), a braking device ( 40 ) and a control device ( 30 ), wherein the control device ( 30 ) by means of the sensor device ( 90 ) recorded data the braking device ( 40 ) can control automatically.

A braking system according to claim 1, further comprising an actuating device ( 80 ) for triggering by the control device ( 30 ) includes controlled braking.

Braking system according to Claim 1 or 2, in which the sensor device ( 90 ) at least one measured variable from a rotor speed, yaw rate, acting on a landing gear of the helicopter normal force, braking force, angle of attack of rotor blades of the helicopter rotor and temperature of a brake disc of the braking device ( 40 ) detected existing group of measured variables.

Braking system according to one of Claims 1 to 3, in which the regulating device ( 30 ) the braking device ( 40 ) so that a constant braking torque acts on the helicopter rotor of the helicopter.

Braking system according to one of Claims 1 to 3, in which the regulating device ( 30 ) the braking device ( 40 ) controls so that acting due to a force acting on the helicopter rotor braking torque acting on the helicopter just does not cause yaw movement of the helicopter located on the ground helicopter.

Braking system according to one of claims 1 to 5, in which in the control device ( 30 ) Characteristics are stored, which are intended as guidelines for regulation.

Braking system according to one of Claims 1 to 6, in which the regulating device ( 30 ) is configured to control an angle of attack of main rotor blades of a helicopter main rotor such that the ground-level helicopter experiences minimal lift.

Braking system according to one of Claims 1 to 7, in which the regulating device ( 30 ) is configured to control an angle of attack of tail rotor blades of a helicopter tail rotor so that a lateral force exerted on the helicopter by the tail rotor causes a moment to counteract the reaction moment caused by the braking torque without the lateral force being a transverse movement of the one located on the ground Helicopter causes.

Braking system according to one of claims 1 to 8, in which the braking device ( 40 ) is an electromechanical self-energizing wedge brake.

Brake system according to one of claims 1 to 9, wherein an emergency opening mechanism for opening the brake device ( 40 ) is provided.

A braking system according to claim 10, wherein the emergency opening mechanism manually triggered is.

A braking system according to claim 10, wherein the emergency opening mechanism is triggered automatically If a braking force is applied to the rotor shaft while the helicopter not on the ground.

Brake system according to one of claims 9 to 11, in which a visual and / or audible warning signal indicates to a helicopter pilot that the emergency opening mechanism is triggered.

Method for braking a rotor shaft of a helicopter rotor of a helicopter, comprising the following steps: - acquisition of data by means of a sensor device ( 40 ), - transmitting the acquired data to a control device ( 30 ), - Determining a maximum possible braking force on the basis of the detected data by means of a control device ( 30 ), - controlling a braking device ( 40 ) by means of the control device ( 30 ), so that the actual braking force substantially corresponds to the maximum possible braking force.