DE102010025718A1 - Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hubschrauber-Steuereinrichtung (1) mit einem Rotorkopf (5), der an einer mittels einer Antriebseinheit (4) antreibbaren Rotorwelle (3) drehfest angeordnet ist und eine Mehrzahl von Rotorblattaufnahmen (6) an dem Umfang des Rotorkopfs (5) aufweist, wobei die Rotorblattaufnahmen (6) zur Aufnahme von um ihre Längsachse drehbaren Rotorblättern (7) vorgesehen sind, und eine zur Flugsteuerung vorgesehene Taumelscheibenanordnung (8), die eine erste Taumelscheibe (9) und wenigstens eine zweite Taumelscheibe (10) aufweist, die einen nicht drehenden und zur Achse der Rotorwelle axial verschiebbaren und kippbar gelagerten stationären Teil und einen gegenüber dem stationären Teil drehbar gelagerten und zur Rotorwelle rotationsfest angeordneten drehbaren Teil haben, der über Steuerelemente (11) zur Verdrehung der Rotorblätter (7) mit diesen verbindbar ist. Die Hubschrauber-Steuereinrichtung (1) hat unterhalb der Taumelscheibenanordnung (8) und die Rotorwelle umfassend eine Taumelscheibenansteuereinheit (12), die nicht drehend und zur Achse der Rotorwelle (3) axial verschiebbar und kippbar gelagert ist, wobei die Taumelscheibenansteuereinheit (12) mit den stationären Teilen der ersten und der wenigstens zweiten Taumelscheibe (9, 10) mittels Taumelscheibenstellgliedern (13) verbunden ist und eine Mehrzahl von Stellgliedaufnahmen (14) hat, die zur Aufnahme von Primärstellgliedern (15) derart vorgesehen sind, dass Steuersignale zur Flugsteuerung an die Taumelscheiben (9, 10) übertragbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung mit einem Rotorkopf, der an einer mittels einer Antriebseinheit antreibbaren Rotorwelle drehfest angeordnet ist und eine Mehrzahl von Rotorblattaufnahmen an dem Umfang des Rotorkopfes aufweist, wobei die Rotorblattaufnahmen zur Aufnahme von um ihre Längsachse drehbaren Rotorblättern vorgesehen sind, und eine zur Flugsteuerung vorgesehene Taumelscheibenanordnung, die eine erste und wenigstens eine zweite Taumelscheibe aufweist, die einen nicht drehenden und zur Achse der Rotorwelle axial verschiebbar und kippbar gelagerten stationären Teil und einen gegenüber dem stationären Teil drehbar gelagerten und zur Rotorwelle rotationsfest angeordneten drehbaren Teil haben, der über Steuerelemente zur Verdrehung der Rotorblätter mit diesen verbindbar ist.
  • Der als Rotor bezeichnete Teil eines Hubschraubers besteht in der Regel aus einem Rotorkopf und an diesen angeordneten Rotorblättern, die ähnlich wie bei Flugzeugtragflächen aufgrund der Anströmung der Luft einen entsprechenden Auftrieb erzeugen. Der Rotorkopf ist dabei mittels einer Rotorwelle in der Regel über ein Getriebe mit einem oder mehreren Triebwerken des Hubschraubers verbunden, die den Rotorkopf und somit die daran angeordneten Rotorblätter in eine Drehung versetzen. Durch diese Drehung der Rotorblätter erfolgt die notwendige Anströmung, so dass ein Hubschrauber, anders als beim Flugzeug, auch ohne jegliche Vorwärtsgeschwindigkeit den notwendigen Auftrieb erzeugt. Die an den Rotorkopf angelenkten Rotorblätter weisen dabei in der Regel eine gewölbte Profilform auf, welche für den Auftrieb förderlich ist.
  • Neben der Profilform der Rotorblätter ist auch der Einstellwinkel der Rotorblätter bezüglich ihrer Rotorebene ein wesentliches, wenn nicht gar das wichtigste Mittel, um einen entsprechenden Auftrieb zu erzeugen. Dazu sind die Rotorblätter an dem Rotorkopf um ihre Längsachse drehbar angeordnet, so dass ihre Anstellwinkel auch während eines Fluges verändert werden können. Die Anstellung erfolgt dabei über entsprechende Steuerelemente, beispielsweise Steuerstangen, die mit einer Taumelscheibe verbunden werden können, um die Steuersignale zur Flugsteuerung in Änderungen des Anstellwinkels umzusetzen.
  • Eine Taumelscheibe hat dabei die Aufgabe, die zur Flugsteuerung notwendigen Steuersignale von dem nicht drehenden System des Hubschraubers in das drehende System des Rotors mechanisch zu übertragen. Dies bedeutet, dass die zur Flugsteuerung vorgesehenen Steuersignale, die eine Änderung der Einstellwinkel der Rotorblätter und somit eine Änderung des Auftriebes bewirken sollen, in das drehende System mechanisch übertragen werden müssen. Dazu weisen die Taumelscheiben in der Regel einen stationären Teil und einen drehbaren Teil auf, wobei der stationäre Teil um die Rotorwelle nicht drehend und zur Achse der Rotorwelle axial verschiebbar und kippbar gelagert ist, während der drehende Teil gegenüber dem stationären Teil drehbar gelagert und zur Rotorwelle rotationsfest angeordnet ist. Die zur Änderung der Einstellwinkel vorgesehenen Steuerelemente (beispielsweise Steuerstangen) werden dann mit dem drehbaren Teil der Taumelscheibe und den Rotorblättern verbunden, so dass auf den stationären Teil aufgeprägte Steuersignale zur Einstellwinkeländerung an die Rotorblätter übertragen werden können.
  • Durch eine gegenüber der Rotorwelle axialen Verschiebung der Taumelscheibe wird der Einstellwinkel an den an dem Rotorkopf befestigten Rotorblättern kollektiv geändert, so dass sich eine gleichmäßige Auftriebsveränderung in der gesamten Rotorebene ergibt. Wird die Taumelscheibe jedoch gegenüber der Rotorwelle gekippt, so entsteht eine zyklische Einstellwinkeländerung derart, dass sich der Einstellwinkel eines Rotorblattes während des gesamten Umlaufes zyklisch verändert. Dadurch wird es möglich, den Hubschrauber zu steuern und in gewünschte Richtungen zu lenken.
  • Gegenüber diesen Vorteilen der vertikalen Start- und Schwebeflugfähigkeiten haben Hubschrauber im Vergleich zu Flächenflugzeugen eine Reihe von Nachteilen, wie beispielsweise eine hohe Lärmbelastung insbesondere im Landeanflug und im Bereich der Höchstgeschwindigkeit, hohe Kabinenvibrationen sowie einen relativ hohen Leistungsbedarf. Die Hauptursachen dieser Nachteile sind systembedingt, denn sie entstehen im Vorwärtsflug in erster Linie aus der Ungleichförmigkeit der Anströmung der Rotorblätter sowie flugzustands- und geschwindigkeitsabhängig auch durch Interaktionen der von den Rotorblättern abgehenden Blattspitzenwirbeln mit nachfolgenden Rotorblättern (BVI) oder anderen Baugruppen des Hubschraubers.
  • Mit Hilfe einer individuellen Rotorblattsteuerung (Individual Blade Control – IBC) können bei Mehrblattrotoren alle der oben genannten Probleme positiv beeinflusst werden. Ziel ist es dabei, jedes Rotorblatt eines Mehrblattrotors individuell kollektiv und zyklisch anzusteuern zu können, so dass sich für jedes Rotorblatt eine entsprechend individuelle Auftriebsverteilung innerhalb der Rotorebene erzielen lässt. Jedem Rotorblatt kann dadurch an einer bestimmten Umdrehungsposition eine individuelle Einstellwinkelveränderung aufgeprägt werden.
  • Zur individuellen Blattsteuerung (IBC) wurden eine Reihe von verschiedenen Ansätzen entwickelt, wie beispielsweise das so genannte Blattwurzel-IBC mit hydraulischen Stellern anstelle der herkömmlichen Steuerstangen im drehenden System, die aktive Klappensteuerung mit in den Rotorblättern integrierten diskreten Blatthinter- oder -vorderkantenklappen und die aktive Blattverwindung, wo die Blatthaut oder auch der Blattholm mit speziellem aktiven Material bestückt ist. Bei all den vorgenannten Systemen sitzen die aktiven Steuerorgane im drehenden Rotorsystem, was bekannte Nachteile mit sich bringt, wie beispielsweise Zentrifugallasten, Übertragung von elektrischer und/oder hydraulischer Energie ins drehende System sowie bei den beiden letztgenannten Systemen zusätzliche lokale Blattmassen.
  • Um diese Nachteile zu umgehen, wird beispielsweise in der DE 10 2006 030 089 B3 eine Mehrfachtaumelscheibe vorgeschlagen, mit deren Hilfe bei einem Mehrblattrotor die Rotorblätter in Gruppen voneinander unabhängig angesteuert werden können. Die Mehrfachtaumelscheibe weist dabei eine Taumelscheibenanordnung auf, die zwei oder mehr unabhängig voneinander angeordnete Taumelscheiben aufweist. Jede Taumelscheibe ist dabei mit maximal drei Rotorblättern zwecks Ansteuerung des Einstellwinkels verbunden, so dass sich beispielsweise bei einem Vierblattrotor jeweils zwei Paar unabhängig voneinander ansteuerbare Rotorblätter ergeben. Jede Taumelscheibe muss dabei mit den drei Primärsteuerorganen des Hubschraubers verbunden werden, so dass der Hubschrauber bei einer Taumelscheibenanordnung mit zwei unabhängigen Taumelscheiben bereits sechs Primärsteuerorgane aufweisen muss, um die Taumelscheiben ansteuern zu können. Demnach wird die Integration einer solchen Mehrfachtaumelscheibe umso aufwendiger, je mehr Taumelscheiben die Taumelscheibenanordnung aufweist, da für jede Taumelscheibe drei Primärsteuerorgane vorzusehen sind.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung zu schaffen, die bei der Verwendung von Mehrfachtaumelscheiben die Anzahl der Primärorgane reduziert und somit eine einfache Integration von Mehrfachtaumelscheiben in bestehende Hubschraubersysteme ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird mit der Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung einen unterhalb der Taumelscheibenanordnung angeordnete und die Rotorwelle zumindest teilweise umfassende Taumelscheibenansteuereinheit hat, die nicht drehend und zur Achse der Rotorwelle axial verschiebbar und kippbar gelagert ist, wobei die Taumelscheibenansteuereinheit mit den stationären Teilen der ersten und der wenigstens zweiten Taumelscheibe mittels Taumelscheibenstellgliedern verbunden ist und eine Mehrzahl von Stellgliedaufnahmen hat, die zur Aufnahme von Primärstellgliedern derart vorgesehen sind, dass Steuersignale zur Flugsteuerung an die Taumelscheiben übertragbar sind.
  • Die Primärsteuerorgane (Primärstellglieder) des Hubschraubers werden mit einer Taumelscheibenansteuereinheit verbunden, die ebenfalls nicht drehend um die Rotorwelle angeordnet ist und zur Achse der Rotorwelle axial verschiebbar und kippbar gelagert ist. Die Taumelscheibenansteuereinheit, die vorteilhafterweise ringförmig ausgebildet ist, kann dabei die gleichen Freiheitsgrade wie die darüber angeordneten Taumelscheiben aufweisen. Zum Verbinden der Primärsteuerorgane des Hubschraubers weist die Taumelscheibenansteuereinheit entsprechende Aufnahmen auf, mit der die Primärsteuerglieder des Hubschraubers mit der Taumelscheibenansteuereinheit verbunden werden können.
  • Die Taumelscheibenansteuereinheit ist mit den jeweiligen stationären Teilen der Taumelscheiben verbunden, so dass die von den Primärstellgliedern des Hubschraubers ausgehenden Steuersignale auf die einzelnen Taumelscheiben der Taumelscheibenanordnung übertragen werden. Von den einzelnen Taumelscheiben aus werden Steuersignale dann in das drehende System mechanisch derart übertragen, dass die Steuersignale in entsprechenden Einstellwinkeländerungen resultieren.
  • Vorteilhafterweise weist die Taumelscheibenansteuereinheit auf ihrer Oberseite entsprechende Aufnahmen bzw. Anlenkpunkte auf, damit die Taumelscheibenansteuereinheit mittels der Taumelscheibenstellglieder gelenkig verbunden werden kann. Da in der Regel eine Taumelscheibe eines Hubschraubers von drei Primärsteuergliedern angesteuert wird, ist es in diesem Fall erforderlich, wenn die Taumelscheibenansteuereinheit für jede Taumelscheibe drei Aufnahmepunkte nach oben hin aufweist. Besteht die Taumelscheibenanordnung beispielsweise aus zwei voneinander unabhängigen Taumelscheiben, so sind demnach sechs Anlenkpunkte an der Oberseite der Taumelscheibenansteuereinheit notwendig, damit jede Taumelscheibe mit drei Taumelscheibenstellgliedern angesteuert werden kann.
  • Die Taumelscheibenstellglieder, die sich zwischen der Taumelscheibenansteuereinheit und der jeweiligen Taumelscheibe der Taumelscheibenanordnung befinden, können beispielsweise feste Steuerstangen sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn diese Taumelscheibenstellglieder Aktuatoren sind, die sich in ihrer Länge ändern können. Dadurch werden zusätzliche Steuerglieder bereitgestellt, die zusätzliche Steuersignale an die mit ihnen verbundenen Taumelscheiben übertragen können, um so beispielsweise vorteilhafterweise das Primärsteuersignal von den Primärsteuergliedern zum Zwecke der individuellen Blattsteuerung zu überlagern. Damit wird es möglich, ohne die Anzahl der Primärsteuerglieder des Hubschraubers zu erweitern, eine Mehrfachtaumelscheibe zum Zwecke der individuellen Blattsteuerung zu verwenden. Die Aktuatoren können dabei elektrische oder hydraulische Aktuatoren sein. Somit wird das durch die Mehrfachtaumelscheibe beschriebene Prinzip der höherharmonischen Steuerung (HHC) mit Aktuatoren im nicht drehenden System genutzt, um individuelle Blattsteuerwinkel im drehenden System zu erzeugen.
  • Die Taumelscheibenansteuereinheit kann dabei sowohl direkt von unten mit den primären Steuergliedern verbunden werden, wobei die primären Steuerglieder beispielsweise elektrische oder hydraulische Steuerglieder (Booster) sein können. Die primären Steuerorgane können aber auch aus elektrischen oder hydraulischen Stellgliedern und einem mechanisch damit verbundenen Mischhebeigetriebe bestehen, wobei das Mischhebelgetriebe wiederum mechanisch mit der Taumelscheibenansteuereinheit verbunden ist. Über die hydraulischen Stellglieder werden dann die Steuersignale mechanisch über das Mischhebelgetriebe auf die Taumelscheibenansteuereinheit gelenkt.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stellgliedaufnahmen zur Aufnahme der Primärstellglieder und die Stellgliedaufnahmen zur Aufnahme der Taumelscheibenstellglieder derart an der Taumelscheibenansteuereinheit angeordnet sind, dass sie in einer Ebene liegen, um den Steueraufwand nicht zu verkompliziern. So ist es denkbar, dass sowohl die Stellgliedaufnahmen zur Aufnahme der Primärstellglieder als auch die Stellgliedaufnahmen zur Aufnahme der Taumelscheibenstellglieder, beispielsweise die Aktoren, an einem äußeren Umfang der Taumelscheibenansteuereinheit angeordnet sind und somit in der gleichen Ebene liegen.
  • Darüber hinaus wird die Aufgabe auch mit einer Taumelscheibenansteuereinheit der vorstehenden Art erfindungsgemäß gelöst, die zur Ansteuerung einer Taumelscheibenanordnung mit einer ersten und wenigstens einer zweiten Taumelscheibe derart vorgesehen ist, dass Steuersignale zur Flugsteuerung eines Hubschraubers an die Taumelscheiben übertragbar sind. Mit Hilfe einer solchen Taumelscheibenansteuereinheit lassen sich demnach Hubschrauber, die für eine mehrfach Taumelscheibe nicht ausgelegt sind, individuell und kostengünstig mit einer Mehrfachtaumelscheibe zur individuellen Blattsteuerung nachrüsten, ohne die Primärsteuerorgane grundsätzlich zu verändern oder große und teure Umbaumaßnahmen an der Flugsteuerung vorzunehmen.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 – Skizze einer Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung;
  • 2 – Darstellung der Taumelscheibenansteuereinheit.
  • 1 lässt eine Hubschrauber-Steuereinrichtung 1 erkennen. Die Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung 1 hat einen Rotor 2, der über eine Rotorwelle 3 mittels einer Antriebseinheit 4 in eine durch die Pfeile gekennzeichnete Drehrichtung antreibbar ist. Dazu weist der Rotor 2 einen Rotorkopf 5 auf, an dem die Rotorwelle 3 drehfest verbunden ist. Der Rotor 2 weist des Weiteren entsprechende Rotorblätter 7 (in diesem Beispiel 4 Rotorblätter) auf, die über an dem Umfang des Rotorkopfes 5 befindlichen Rotorblattaufnahmen 6a, 6b, 6c und 6d (6d ist nicht gezeigt) an dem Rotorkopf 5 angeordnet sind. Über die Rotorblattaufnahmen 6a, 6b, 6c und 6d sind die jeweiligen Rotorblätter 7 um ihrer Längsachse drehbar an dem Rotorkopf 5 angeordnet, damit so für die Rotorblätter 7 der Einstellwinkel verändert werden kann. Die entsprechende Drehung der Rotorblätter 7 um ihre Längsachse ist durch die Pfeile gekennzeichnet.
  • Des Weiteren weist die Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung 1 eine Taumelscheibenanordnung 8 auf, die aus einer ersten Taumelscheibe 9 und zumindest einer weiteren zweiten Taumelscheibe 10 besteht. Für Mehrblattrotoren sind darüber hinaus auch weitere Taumelscheiben denkbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Taumelscheibe 10 an dem Umfang der ersten Taumelscheibe angeordnet, so wie es beispielsweise aus der DE 10 2006 030 089 B3 bekannt ist. Es sind aber auch andere Mehrfachtaumelscheibenanordnungen denkbar.
  • Die erste Taumelscheibe 9 der Taumelscheibenanordnung 8 weist einen stationären Teil 9a auf, der nicht drehend und zur Achse der Rotorwelle 3 axial verschiebbar und kippbar gelagert ist. Darüber hinaus weist die Taumelscheibe 9 einen zweiten, drehbaren Teil 9b auf, der gegenüber dem stationären Teil 9a drehbar gelagert und zur Rotorwelle 3 rotationsfest angeordnet ist. Der drehbare Teil 9b ist dabei mit Hilfe von entsprechenden Steuerelementen 11 derart mit den Rotorblattaufnahmen 6a, 6b, 6c, 6d verbunden, das durch eine axiale oder gekippte Bewegung der Taumelscheibe 9 der Anstellwinkel der Rotorblätter 7 zwecks Auftriebsveränderung verändert werden kann. Die Steuerelemente 11, die sich im drehenden System befinden, sind in diesem Ausführungsbeispiel einfache Steuerstangen, wie sie bei konventionellen Hubschraubersteuerungen Verwendung finden.
  • An der ersten Taumelscheibe 9 der Taumelscheibenanordnung 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel herum eine zweite Taumelscheibe 10 angeordnet, die ebenfalls einen stationären Teil 10a und einen drehbaren Teil 10b aufweist. Auch hier sind wieder mittels entsprechender Steuerelemente 11 der drehbare Teil 10b mit den entsprechenden Rotorblattaufnahmen 6a, 6b, 6c und 6d des Rotorkopfes 5 zwecks Anstellwinkeländerung verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Taumelscheibe 10 mit den Rotorblattaufnahmen 6a und 6b verbunden, während die erste Taumelscheibe 9 mit den Rotorblattaufnahmen 6c und 6d (6d ist nicht gezeigt) verbunden ist. Damit sind die beiden Taumelscheiben 9 und 10 derart unabhängig voneinander, dass der Anstellwinkel jeweils unterschiedlich von der jeweils anderen Taumelscheibe eingestellt werden kann.
  • Unterhalb der Taumelscheibenanordnung 8 ist die erfindungsgemäße Taumelscheibenansteuereinheit 12 angeordnet, die nicht drehend zur Achse der Rotorwelle 3 axial verschiebbar und kippbar gelagert ist. Die Taumelscheibenansteuereinheit 12 weist dabei die gleichen Freiheitsgrade auf, wie die der Taumelscheiben 9 und 10.
  • In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich an der Unterseite der Taumelscheibenansteuereinheit 12 entsprechende Stellgliedaufnahmen 14a, 14b und 14c (14c ist nicht gezeigt), mit denen die Taumelscheibenansteuereinheit 12 mit den entsprechenden Primärstellgliedern 15a, 15b und 15c (15c ist nicht gezeigt) des Hubschraubers verbunden werden kann. An der Oberseite weist die Taumelscheibenansteuereinheit 12 ebenfalls Stellgliedaufnahmen 16a bis 16f (16e und 16f sind nicht gezeigt) auf. Für jede weitere Taumelscheibe kämen weitere 3 Stellgliedaufnahmen hinzu. Über diese Stellgliedaufnahmen 16a bis 16f kann dann die Taumelscheibenansteuereinheit 12 mittels entsprechender Taumelscheibenstellglieder 13a bis 13f (13e und 13f sind nicht gezeigt) mit den jeweiligen stationären Teilen 9a und 10a der Taumelscheiben 9 und 10 verbunden werden.
  • Die Taumelscheibenstellglieder 13a bis 13f sind in der 1 als Aktuatoren ausgebildet, die sich hinsichtlich ihrer Länge verändern können, so dass neben den primären Steuerbefehlen auch zusätzliche Steuerbefehle mit geringerer Steuerautorität auf die Taumelscheiben übertragen werden können. Die Taumelscheibenstellglieder 13a bis 13f können aber auch als feste Steuerstangen ausgebildet sein.
  • Wird nun ein kollektives Steuersignal auf die Primärstellglieder 15a bis 15c übertragen, so wird die Taumelscheibenansteuereinheit 12 gegenüber der Rotorwelle 3 axial verschoben. Aufgrund der axialen Verschiebung werden nun auch die stationären Teile 9a, 10a der darüber angeordneten Taumelscheiben 9 und 10 ebenfalls kollektiv gegenüber der Rotorwelle 3 axial verschoben, was auf die daran gelagerten drehenden Teile 9b und 10b der Taumelscheiben 9 und 10 übertragen wird. Mittels der Steuerelemente 11 in dem drehenden System wird dann der Anstellwinkel der Rotorblätter 7 kollektiv, d. h. in der Gesamtheit für alle Rotorblätter 7 verändert. Da in der Regel ein Hubschrauber über drei Primärstellglieder 15a, 15b und 15c bzw. Primärsteuerorgane verfügt, lässt sich mit Hilfe dieser Taumelscheibenansteuereinheit 12 ein Hubschrauber ohne Erweiterung der Primärsteuerorgane auf das Prinzip der Mehrfachtaumelscheiben erweitern.
  • Das im vorherigen Absatz beschriebene Prinzip der kollektiven Anstellwinkeländerung ist somit auch auf die zyklische Anstellwinkeländerung übertragbar, wenn die Taumelscheibenansteuereinheit 12 gegenüber der Achse der Rotorwelle 3 gekippt wird. In diesem Falle werden dann die entsprechenden Einstellungen bzw. Steuerbefehle von der Taumelscheibensteuereinheit 12 auf die darüber liegenden Taumelscheiben 9 und 10 übertragen.
  • Sind die Taumelscheibenstellglieder 13a bis 13f als Aktuatoren ausgebildet, so lassen sich zusätzliche Steuersignale mit geringer Steuerautorität aufprägen. Dabei können die Primärsteuersignale, die von den Primärstellgliedern 15a bis 15c auf die Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung 1 übertragen werden sollen, mit Hilfe der zusätzlichen Steuersignale, die durch die Taumelscheibenstellglieder 13a bis 13f auf die Taumelscheiben 9 und 10 aufgeprägt werden können, überlagert werden, so dass beide Taumelscheiben 9 und 10 um das Primärsteuersignal herum geringfügig unterschiedliche Bewegungen ausführen können. Somit lassen sich entsprechende IBC-Funktionalitäten für herkömmliche Hubschrauber mit Hilfe einer Mehrfachtaumelscheibenanordnung nachrüsten.
  • 2 zeigt die erfindungsgemäße Taumelscheibenansteuereinheit 12 mit drei Primärstellgliedern 15a bis 15c und sechs Taumelscheibenstellglieder 13a bis 13f, jeweils drei für eine Taumelscheibe (nicht gezeigt). In diesem Ausführungsbeispiel der 2 sind die Stellgliedaufnahmen 14a bis 14c für die Primärstellglieder 15a bis 15c und die Stellgliedaufnahmen 16a bis 16f für die Taumelscheibenstellglieder 13a bis 13f (hier als Aktuatoren) am äußeren Umfang der Taumelscheibenansteuereinheit 12 angeordnet und liegen somit alle in der gleichen Ebene, so dass die Steuersignale für die Flugsteuerung 1:1 auf die Taumelscheiben übertragbar sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung
    2
    Rotor
    3
    Rotorwelle
    4
    Antriebseinheit
    5
    Rotorkopf
    6a bis 6d
    Rotorblattaufnahmen
    7
    Rotorblätter
    8
    Taumelscheibenanordnung
    9
    erste Taumelscheibe
    9a
    stationärer Teil der ersten Taumelscheibe
    9b
    drehender Teil der ersten Taumelscheibe
    10
    zweite Taumelscheibe
    10a
    stationärer Teil der zweiten Taumelscheibe
    10b
    drehender Teil der zweiten Taumelscheibe
    11
    Steuerelemente zu den Rotorblattaufnahmen
    12
    Taumelscheibenansteuereinheit
    13a bis 13f
    Taumelscheibenstellglieder
    14a bis 14c
    Stellgliedaufnahmen für die Primärstellglieder
    15a bis 15c
    Primärstellglieder
    16a bis 16f
    Stellgliedaufnahmen für die Taumelscheibenstellglieder
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006030089 B3 [0009, 0023]

Claims (12)

  1. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) mit einem Rotorkopf (5), der an einer mittels einer Antriebseinheit (4) antreibbaren Rotorwelle (3) drehfest angeordnet ist und eine Mehrzahl von Rotorblattaufnahmen (6) an dem Umfang des Rotorkopfes (5) aufweist, wobei die Rotorblattaufnahmen (6) zur Aufnahme von um ihre Längsachse drehbaren Rotorblättern (7) vorgesehen sind, und eine zur Flugsteuerung vorgesehene Taumelscheibenanordnung (8), die eine erste Taumelscheibe (9) und wenigstens eine zweite Taumelscheibe (10) aufweist, die einen nicht drehenden und zur Achse der Rotorwelle axial verschiebbaren und kippbar gelagerten stationären Teil (9a, 10a) und einem gegenüber dem stationären Teil (9a, 10a) drehbar gelagerten und zur Rotorwelle (3) rotationsfest angeordneten drehbaren Teil (9b, 10b) haben, der über Steuerelemente (11) zur Verdrehung der Rotorblätter (7) mit diesen verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) eine unterhalb der Taumelscheibenanordnung (8) angeordnete und die Rotorwelle (3) zumindest teilweise umfassende Taumelscheibenansteuereinheit (12) hat, die nicht drehend und zur Achse der Rotorwelle (3) axial verschiebbar und kippbar gelagert ist, wobei die Taumelscheibenansteuereinheit (12) mit den stationären Teilen (9a, 10a) der ersten und der wenigstens zweiten Taumelscheibe (9, 10) mittels Taumelscheibenstellglieder (13) verbunden ist und eine Mehrzahl von Stellgliedaufnahmen (14) hat, die zur Aufnahme von Primärstellgliedern (15) derart vorgesehen sind, dass die Steuersignale zur Flugsteuerung an die Taumelscheiben (9, 10) übertragbar sind.
  2. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibenansteuereinheit (12) eine Mehrzahl von Stellgliedaufnahmen (16) an einer Oberseite hat, die zur Aufnahme der an den stationären Teilen (9a, 10a) der Taumelscheiben (9, 10) angeordneten Taumelscheibenstellglieder (13) vorgesehen sind.
  3. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibenansteuereinheit (12) für jede Taumelscheibe (9, 10) der Taumelscheibenanordnung (8) jeweils drei Stellgliedaufnahmen (16) an der Oberseite hat, die zur Aufnahme der jeweiligen Taumelscheibenstellglieder (13) der Taumelscheiben (9, 10) vorgesehen sind.
  4. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgliedaufnahmen (14) zur Aufnahme der Primärstellglieder (15) an einer Unterseite der Taumelscheibenansteuereinheit (12) angeordnet sind.
  5. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgliedaufnahmen (14) zur Aufnahme der Primärstellglieder (15) und die Stellgliedaufnahmen (16) zur Aufnahme der an den stationären Teil (9a, 10a) der Taumelscheiben (9, 10) angeordneten Taumelscheibenstellglieder (13) derart an der Taumelscheibenansteuereinheit (12) angeordnet sind, dass sie in einer Ebene liegen.
  6. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgliedaufnahmen (14, 16) an einem Umfang der Taumelscheibenansteuereinheit (12) angeordnet sind.
  7. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Taumelscheibenstellglieder (13) ein Aktuator ist, wobei der Aktuator zur Längenänderung derart eingerichtet ist, dass zusätzliche Steuersignale an die Taumelscheiben (9, 10) übertragbar sind.
  8. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren elektrische oder hydraulische Aktuatoren sind.
  9. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren zur Überlagerung von primären Steuersignalen zwecks Aufprägung von sekundären IBC-Steuersignalen ausgelegt sind.
  10. Hubschrauber-Rotorsteuereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärstellglieder (15) elektrische oder hydraulische Stellglieder (Booster) sind, die mit oder ohne Mischhebelgetriebe an der Taumelscheibenansteuereinheit (12) angeschlossen sind.
  11. Taumelscheibenansteuereinheit (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zur Ansteuerung einer Taumelscheibenanordnung (8) mit einer ersten (9) und wenigstens einer zweiten Taumelscheibe (10) derart vorgesehen ist, dass Steuersignale zur Flugsteuerung eines Hubschraubers an die Taumelscheibe (9, 10) übertragbar sind.
  12. Taumelscheibenansteuereinheit (12) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Taumelscheibenansteuereinheit (12) für jede Taumelscheibe (9, 10) jeweils drei Aktuatoren (13) angeordnet sind, die jeweils zur Verbindung mit der entsprechenden Taumelscheibe (9, 10) vorgesehen sind, wobei die Aktuatoren (13) zur Längenänderung derart eingerichtet sind, dass zusätzliche Steuersignale an die Taumelscheiben (9, 10) übertragbar sind.
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