DE102016115485A1 - Innovative helicopter - Google Patents
Innovative helicopter Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016115485A1 DE102016115485A1 DE102016115485.7A DE102016115485A DE102016115485A1 DE 102016115485 A1 DE102016115485 A1 DE 102016115485A1 DE 102016115485 A DE102016115485 A DE 102016115485A DE 102016115485 A1 DE102016115485 A1 DE 102016115485A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- helicopter
- helicopter according
- control device
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
- B64C27/58—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
- B64C27/59—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical
- B64C27/605—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical including swash plate, spider or cam mechanisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
- B64C13/24—Transmitting means
- B64C13/38—Transmitting means with power amplification
- B64C13/50—Transmitting means with power amplification using electrical energy
- B64C13/503—Fly-by-Wire
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
- B64C27/14—Direct drive between power plant and rotor hub
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/46—Blades
- B64C27/473—Constructional features
- B64C27/48—Root attachment to rotor head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
- B64C27/58—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
- B64C27/68—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades using electrical energy, e.g. having electrical power amplification
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D17/00—Parachutes
- B64D17/80—Parachutes in association with aircraft, e.g. for braking thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/82—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft
- B64C2027/8209—Electrically driven tail rotors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/82—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft
- B64C2027/8263—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft comprising in addition rudders, tails, fins, or the like
Abstract
Die Erfindung offenbart einen Helikopter, aufweisend – zumindest ein Bedienelement, das ein Verwender des Helikopters betätigt, um den Helikopter zu steuern; – zumindest einen Sensor, der eine Größe des Bedienelementes erfasst und in ein elektrisches Signal wandelt; – zumindest eine Taumelscheibe, die eine Mehrzahl Rotoren des Helikopters ansteuert, wobei die Rotoren den Auftrieb des Helikopters erzeugen; – zumindest drei Hauptrotor-Aktoren, die durch ein elektrisches Signal angesteuert werden, das von dem Sensor erzeugt wurde und drahtgebunden zu den Hauptrotor-Aktoren übertragen wird, wobei die Hauptrotor-Aktoren dazu ausgebildet sind, zumindest eine mechanische Größe der Taumelscheibe zu verändern. Die Erfindung offenbart auch, dass ein Rotorkopf einen Rotorblattbefestigungsbereich aufweist, der einen ersten oberen Vorsprung, einen zweiten oberen Vorsprung, einen ersten unteren Vorsprung und einen zweiten unteren Vorsprung aufweist, wobei das Rotorblatt Gelenkelemente aufweist, an denen je ein Teil der Vorsprünge angeordnet sind.The invention discloses a helicopter comprising - at least one control element operating a user of the helicopter to control the helicopter; - At least one sensor that detects a size of the control element and converts into an electrical signal; - At least one swash plate which drives a plurality of rotors of the helicopter, wherein the rotors generate the buoyancy of the helicopter; At least three main rotor actuators driven by an electrical signal generated by the sensor and transmitted by wire to the main rotor actuators, the main rotor actuators being arranged to vary at least one mechanical size of the swash plate. The invention also discloses that a rotor head has a rotor blade attachment portion having a first upper projection, a second upper projection, a first lower projection, and a second lower projection, the rotor blade having hinge elements on each of which a portion of the projections are disposed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen innovativen und verbesserten Helikopter, insbesondere einen verbesserten Leicht-Helikopter. The present invention relates to an innovative and improved helicopter, in particular an improved light helicopter.
Stand der Technik State of the art
Dem Fachmann ist bekannt, dass Helikopter besonders leicht gebaut sein müssen, da der Auftrieb des Helikopters durch eigene Antriebskraft und die bewegten Flügel (Rotoren) erzeugt werden muss. Daher ist bekannt, die Helikopter durch Verwendung von Materialien mit einer niedrigen Masse leicht zu bauen. It is known to the person skilled in the art that helicopters must be built particularly easily, since the buoyancy of the helicopter must be generated by its own driving force and the moving wings (rotors). Therefore, helicopters are known to be easy to build using low mass materials.
Ferner ist ein wichtiger Aspekt bei Leicht-Helikopter die Sicherheit der Passagiere des Helikopters bei einem Ausfall der Antriebsmaschine. Furthermore, an important aspect of light helicopters is the safety of the passengers of the helicopter in case of failure of the prime mover.
Bei einem Helikopter des Standes der Technik erfolgt die Ansteuerung der Rotorblätter mittels einer so genannten Taumelschreibe, deren Funktion und Aufbau einem Fachmann bekannt ist. Die Taumelschreibe ist mittels eines Gestänges mit den Bedienelementen in der Kanzel des Helikopters verbunden. Ein derartiges Gestänge ist unerwünscht, da es das Gewicht des Helikopters erhöht. In a helicopter of the prior art, the control of the rotor blades by means of a so-called Taumelschreibe, the function and structure of which is known to a person skilled in the art. The Taumelschreibe is connected by means of a linkage with the controls in the cockpit of the helicopter. Such a linkage is undesirable because it increases the weight of the helicopter.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung General description of the invention
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, einen verbesserten Helikopter zu schaffen. The invention has as its object to provide an improved helicopter.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Helikopter nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte Ausführungsformen. The object of the invention is achieved by a helicopter according to claim 1. The dependent claims claim preferred embodiments.
Ein erfindungsgemäßer Helikopter umfasst zumindest ein Bedienelement, das ein Verwender des Helikopters betätigt, um den Helikopter zu steuern. Das Bedienelement kann einen Hebel, beispielsweise für die kollektive Blattverstellung (Pitch), einen Steuerknüppel, beispielsweise für die zyklische Blattverstellung, und/oder Pedale, beispielsweise für den Anstellwinkel des Heckrotors (Steuerung der Gierachse), umfassen. Der Helikopter umfasst ferner zumindest einen Sensor, der eine Größe des Bedienelementes erfasst und in ein elektrisches Signal wandelt. Der Sensor kann ein Positionssensor und/oder ein Kraftsensor sein, der mit dem Bedienelement gekoppelt ist. Der Helikopter umfasst ferner zumindest eine Taumelschreibe, die die Mehrzahl Rotoren des Helikopters ansteuert, wobei die Rotoren den Auftrieb des Helikopters erzeugen. Der Helikopter umfasst ferner zumindest drei Hauptrotor-Aktoren, die durch ein elektrisches Signal angesteuert werden, das von dem Sensor erzeugt wurde und drahtgebunden zu den Hauptrotor-Aktoren übertragen wird. Die Hauptrotor-Aktoren sind dazu ausgebildet, zumindest eine mechanische Größe der Taumelscheibe zu verändern. A helicopter according to the invention comprises at least one operating element which actuates a user of the helicopter in order to control the helicopter. The operating element may comprise a lever, for example for the collective pitch, a control stick, for example for the cyclic pitch adjustment, and / or pedals, for example for the angle of attack of the tail rotor (control of the yaw axis). The helicopter further comprises at least one sensor that detects a size of the operating element and converts it into an electrical signal. The sensor may be a position sensor and / or a force sensor which is coupled to the operating element. The helicopter further comprises at least one wobble letter that drives the plurality of rotors of the helicopter, wherein the rotors generate the lift of the helicopter. The helicopter further comprises at least three main rotor actuators driven by an electrical signal generated by the sensor and wired to the main rotor actuators. The main rotor actuators are designed to change at least one mechanical size of the swash plate.
Durch die erfindungsgemäße Ansteuerung der Taumelschreibe mittels Hauptrotor-Aktoren, die durch ein elektrisches Signal angesteuert werden, das drahtgebunden von der Kanzel über Steuerungseinrichtungen übertragen wird, kann das Gestänge entfallen, das bei Helikopter und des Standes der Technik verwendet wird. Dadurch kann das Gewicht des Helikopters reduziert werden. By the inventive control of Taumelschreibe means of main rotor actuators, which are controlled by an electrical signal that is transmitted by wire from the pulpit via control devices, the linkage can be omitted, which is used in helicopters and the prior art. This can reduce the weight of the helicopter.
Die mechanische Größe der Taumelscheibe kann die Position der Taumelscheibe in Richtung der Achse des Rotors, an dem die Taumelscheibe angeordnet ist, den Gierwinkel der Taumelscheibe, den Nickwinkel der Taumelscheibe und/oder den Rollwinkel der Taumelscheibe umfassen. The mechanical size of the swash plate may include the position of the swash plate in the direction of the axis of the rotor on which the swash plate is arranged, the swash plate yaw angle, the swash plate pitch angle, and / or the swash plate roll angle.
Zum Einstellen dieser vier mechanischen Grüßen der Taumelscheibe sind drei Hauptrotor-Aktoren ausreichend. To set these four mechanical terms of the swash plate, three main rotor actuators are sufficient.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Helikopter vier Hauptrotor-Aktoren aufweisen, die durch ein elektrisches Signal angesteuert werden, das von dem Sensor erzeugt wurde und drahtgebunden zu den Hauptrotor-Aktoren übertragen wird. Die Hauptrotor-Aktoren sind dazu ausgebildet, zumindest eine mechanische Größe der Taumelscheibe zu verändern. Durch die vier Hauptrotor-Aktoren wird eine Redundanz gebildet. Folglich ist der Helikopter auch dann noch steuerbar, wenn ein Hauptrotor-Aktor und/oder dessen Ansteuerung ausgefallen ist. Die Erfindung schafft folglich einen Helikopter mit einer erhöhten Sicherheit im Betrieb. In a further embodiment of the invention, the helicopter may have four main rotor actuators which are driven by an electrical signal generated by the sensor and transmitted by wire to the main rotor actuators. The main rotor actuators are designed to change at least one mechanical size of the swash plate. The four main rotor actuators form a redundancy. Consequently, the helicopter is still controllable even if a main rotor actuator and / or its control has failed. The invention thus provides a helicopter with increased safety during operation.
Bei wieder einer anderen Ausführungsform kann der Heckrotor durch einen Elektromotor angetrieben sein. Die Anmelderin behält sich vor, auf diesen Aspekt separat Schutz zu beanspruchen, beispielsweise in Form einer Teilanmeldung. Durch Verwenden des Elektromotors wird die Antriebswelle und das Getriebe für den Heckrotor eingespart, wodurch das Gewicht des Helikopters reduziert werden kann. In yet another embodiment, the tail rotor may be driven by an electric motor. The Applicant reserves the right to separately claim protection for this aspect, for example in the form of a divisional application. By using the electric motor, the drive shaft and the transmission for the tail rotor are saved, whereby the weight of the helicopter can be reduced.
Der Winkel der Blätter des Heckrotors kann durch einen Heckrotor-Aktor gesteuert werden, der durch ein elektrisches Signal angesteuert wird, das von dem Sensor an dem Bedienungselement erzeugt wurde und drahtgebunden zu dem Heckrotor-Aktor übertragen wird. Das Bedienungselement kann Pedale umfassen. Durch diese Ausführungsform der Erfindung wird das Gewicht des Helikopters reduziert. Die Anmelderin behält sich vor, auf diesen Aspekt der Erfindung separat Schutz zu ersuchen, beispielsweise mittels einer Teilanmeldung. The angle of the blades of the tail rotor may be controlled by a tail rotor actuator which is driven by an electrical signal generated by the sensor on the operator and wired to the tail rotor actuator. The control element may comprise pedals. By this embodiment of the invention, the weight of the helicopter is reduced. The Applicant reserves the right to request separate protection for this aspect of the invention, for example by means of a divisional application.
Die Hauptrotor-Aktoren und/oder die Heckrotor-Aktoren können einen elektromagnetischen Linearaktor umfassen. Der Linearaktor kann aus einer Spule, die einen Elektromagnet bildet, und in der ein Permanentmagnet oder ein beliebiger anderer ferromagnetischer Werkstoff angeordnet ist, gebildet sein. Ein derartiger Linearaktor weist eine vergleichsweise hohe Kraft bei einer niedrigen Masse auf und lässt sich hinreichend genau positionieren. The main rotor actuators and / or the tail rotor actuators may include an electromagnetic linear actuator. The linear actuator may be formed from a coil which forms an electromagnet and in which a permanent magnet or any other ferromagnetic material is arranged. Such a linear actuator has a comparatively high force at a low mass and can be positioned with sufficient accuracy.
Auf einem Rotorkopf des Helikopters kann ein Behälter für einen Fallschirm angeordnet sein. Der Fallschirm kann im Behälter zusammen gefaltet sein. Der Behälter kann zum Entfalten des Fallschirms geöffnet werden. On a rotor head of the helicopter, a container for a parachute can be arranged. The parachute can be folded together in the container. The container can be opened to deploy the parachute.
Der Behälter des Fallschirms kann mittels eines ersten Befestigungselementes, das durch den Rotormast verläuft, am Rahmen des Helikopters befestigt sein. Das erste Befestigungselement kann eine Welle sein, beispielsweise eine Hohlwelle sein. The container of the parachute may be secured to the frame of the helicopter by means of a first fastener passing through the rotor mast. The first fastening element may be a shaft, for example a hollow shaft.
Der Fallschirm kann mittels eines zweiten Befestigungselements mit dem Rotor gekoppelt sein. Das zweite Befestigungselement kann ein Geflecht, ein Seil, ein Kabel oder dergleichen umfassen. Das erste Befestigungselement kann eine Hohlwelle sein, in der das zweite Befestigungselement verläuft. Das zweite Befestigungselement kann mit einem rotierenden Bauteil gekoppelt sein, beispielsweise mit der Rotorwelle, der Kurbelwelle, einem Getriebe, einem Rotoruntersetzungsgetriebe oder dergleichen. The parachute can be coupled to the rotor by means of a second fastening element. The second fastening element may comprise a braid, a rope, a cable or the like. The first fastening element may be a hollow shaft in which the second fastening element extends. The second fastener may be coupled to a rotating component, such as the rotor shaft, the crankshaft, a transmission, a rotor reduction gear, or the like.
Der Fallschirm dreht sich folglich mit der Drehzahl der Rotorwelle oder Kurbelwelle. Das wird dadurch erreicht, dass das zweite Befestigungselement mit einem Bauteil gekoppelt ist, das mit der Drehzahl der Kurbelwelle oder der Drehzahl des Rotors rotiert. Durch die Verwendung eines Getriebes sind beliebige andere Drehzahlen möglich. Dadurch wird ein schnelles Entfalten des Fallschirms im Einsatz ermöglicht. Eine Rutschkupplung oder einen andere mechanische Entkopplung, die beim überschreiten eines vorbestimmten Drehmomentes eine Entkopplung bewirkt, kann zwischen dem rotierenden Bauteil und dem zweiten Befestigungselement oder zwischen dem zweiten Befestigungselement und dem Fallschirm vorgesehen sein, um eine Beeinträchtigung des Rotors durch den Fallschirm zu vermeiden. The parachute thus rotates at the speed of the rotor shaft or crankshaft. This is achieved in that the second fastening element is coupled to a component which rotates with the rotational speed of the crankshaft or the rotational speed of the rotor. By using a gearbox, any other speeds are possible. This allows a quick deployment of the parachute in use. A slip clutch or other mechanical decoupling which causes decoupling when a predetermined torque is exceeded may be provided between the rotating member and the second attachment member or between the second attachment member and the parachute to avoid damaging the rotor by the parachute.
Durch den Fallschirm und dessen Anordnung und Befestigung wird die Betriebssicherheit des Helikopters erhöht. Die Anmelderin behält sich vor, für diesen Aspekt separat nach Schutz zu beanspruchen, beispielsweise in Form einer Teilanmeldung. By the parachute and its arrangement and attachment, the reliability of the helicopter is increased. The Applicant reserves the right to separately claim protection for this aspect, for example in the form of a divisional application.
Ein Antriebsmotor des Helikopters kann mittels einer Fliehkraftkupplung mit dem Rotor gekoppelt sein. Beim Ausfall der Antriebsmaschine dreht sich die Antriebsmaschine mit einer niedrigeren Drehzahl als der Rotor. Folglich wird der ausgefallene Antriebsmotor durch die Fliehkraftkupplung vom Antriebsmotor getrennt. Dadurch wird die Sicherheit des Helikopters erhöht. Die Anmelderin behält sich vor, auf diesen Aspekt ein separates Patentbegehren zu richten, beispielsweise mittels einer Teilanmeldung. A drive motor of the helicopter may be coupled to the rotor by means of a centrifugal clutch. In case of failure of the prime mover, the prime mover rotates at a lower speed than the rotor. Consequently, the failed drive motor is separated by the centrifugal clutch from the drive motor. This increases the safety of the helicopter. The Applicant reserves the right to address this aspect separately, for example by means of a divisional application.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der Helikopter einen ersten elektrischen Generator, der mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist, und einen zweiten elektrischen Generator, der mit dem Rotor und der Fliehkraftkupplung gekoppelt ist. Nach dem Ausfall des Antriebsmotors dreht sich der Rotor weiter, um Auftrieb zu erzeugen, damit der Helikopter sicher die Oberfläche erreicht. Mittels des zweiten Generators, der mit dem Rotor gekoppelt und durch die Fliehkraftkupplung beim Ausfall des Antriebsmotors vom Antriebsmotor entkoppelt ist, wird elektrische Energie für die elektrische Steuerung erzeugt. Der zweite Generator kann zwischen dem Rotor und dem Behälter des Fallschirms, also über dem Rotor, angeordnet sein. Der Stator des zweiten Generators kann mit dem ersten Befestigungselement gekoppelt sein. Der Rotor des zweiten Generators kann mit der Rotorwelle gekoppelt sein. In another embodiment, the helicopter includes a first electrical generator coupled to the drive motor and a second electrical generator coupled to the rotor and the centrifugal clutch. After the failure of the drive motor, the rotor continues to rotate to create lift for the helicopter to safely reach the surface. By means of the second generator, which is coupled to the rotor and decoupled by the centrifugal clutch in case of failure of the drive motor from the drive motor, electrical energy is generated for the electrical control. The second generator can be arranged between the rotor and the container of the parachute, that is above the rotor. The stator of the second generator may be coupled to the first fastener. The rotor of the second generator may be coupled to the rotor shaft.
Die Erfindung offenbart ferner eine Drehzahlüberwachungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, beim Ausfall des Antriebsmotors die Drehzahl des Rotors zu steuern, beispielsweise zu beschränken. Beim Ausfall des Antriebsmotors halten viele Piloten die Drehzahl des Helikopters in einem zu hohen Bereich. Dadurch entsteht Unfallgefahr. Die Drehzahlüberwachungseinrichtung ändert den Anstellwinkel (Pitch) der Rotorblätter so, dass sich die Drehzahl des Rotors in einem vorbestimmten Bereich befindet. Der vorbestimmte Drehzahlbereich ist der Drehzahlbereich des Rotors, den der Hersteller für einen Gleitflug des Helikopters bei ausgefallenem Antriebsmotor vorschreibt. The invention further discloses a speed monitoring device, which is designed to control the speed of the rotor in case of failure of the drive motor, for example, to limit. When the drive motor fails many pilots keep the helicopter speed too high. This creates the risk of accidents. The speed monitor changes the pitch of the rotor blades so that the rotational speed of the rotor is within a predetermined range. The predetermined speed range is the speed range of the rotor, the manufacturer prescribes for a gliding flight of the helicopter with failed drive motor.
Die Anmelderin behält sich vor, für diesen Aspekt separat Schutz zu beanspruchen, beispielsweise mittels einer Teilanmeldung. The Applicant reserves the right to claim separate protection for this aspect, for example by means of a divisional application.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Rotorblätter ohne Gelenk, dessen Drehachse in Längsrichtung des Rotorblattes verläuft, am Rand des Rotorkopfes befestigt. Dadurch kann zum einen die Masse des Rotors reduziert werden. Ferner wird die Wartung vereinfacht. Die Anmelderin behält sich vor, auf diesen Aspekt separat Schutz zu beanspruchen, beispielsweise in Form einer Teilanmeldung. In a further embodiment of the invention, the rotor blades are hinged without hinge, whose axis of rotation extends in the longitudinal direction of the rotor blade, at the edge of the rotor head. As a result, on the one hand the mass of the rotor can be reduced. Furthermore, the maintenance is simplified. The Applicant reserves the right to separately claim protection for this aspect, for example in the form of a divisional application.
Ein Rotorkopf kann einen Rotorblattbefestigungsbereich aufweisen, der einen ersten oberen Vorsprung, einen zweiten oberen Vorsprung, einen ersten unteren Vorsprung und einen zweiten unteren Vorsprung aufweist, wobei das Rotorblatt Gelenkelemente aufweist, an denen je ein Teil der Vorsprünge angeordnet sind. Die Vorsprünge erstrecken sich in einer Richtung senkrechet zur Ebene der Rotorblattes. Die Gelenkelemente weisen an der Oberseite des Rotorblattes und an der Unterseite des Rotorblattes Anlageflächen für die Vorsprünge auf. Die Gelenkelemente ermöglichen ein Kippen des Rotorblattes in der Pitch-Richtung. Die Gelenkelemente und Vorsprünge sind in Längsrichtung des Rotorblattes versetzt angeordnet. Durch diese Gelenkanordnung können die Rotorblätter während des Umlaufes um die Hauptachse gekippt werden, um den Anstellwinkel (Pitch) zu ändern. Eine derartige Gelenkanordnung kann mit einem geringeren Aufwand als herkömmliche Gelenkanordnungen hergestellt werden und weist eine geringere Masse als Gelenkanordnungen des Standes der Technik auf. A rotor head may include a rotor blade attachment portion having a first upper projection, a second upper projection, a first lower projection, and a second lower projection Projection, wherein the rotor blade has joint elements, on each of which a part of the projections are arranged. The projections extend in a direction perpendicular to the plane of the rotor blade. The hinge elements have on the upper side of the rotor blade and on the underside of the rotor blade contact surfaces for the projections. The hinge elements allow tilting of the rotor blade in the pitch direction. The hinge elements and projections are arranged offset in the longitudinal direction of the rotor blade. Through this joint arrangement, the rotor blades can be tilted during the revolution about the major axis to change the pitch (pitch). Such a hinge assembly can be manufactured with less effort than conventional hinge assemblies and has a lower mass than prior art hinge assemblies.
Der erste obere Vorsprung kann dem ersten unteren Vorsprung gegenüber liegende und der zweite obere Vorsprung kann den zweiten unteren Vorsprung gegenüber liegen. The first upper protrusion may be opposite the first lower protrusion and the second upper protrusion may be opposite the second lower protrusion.
Die Spitze des ersten oberen Vorsprunges kann in Richtung der Spitze des ersten unteren Vorsprunges gerichtet sein und die Spitze des zweiten oberen Vorsprunges kann in Richtung der Spitze des zweiten unteren Vorsprunges gerichtet sein. Dadurch wird erreicht, dass das Rotorblatt sicher durch die beiden Paare aus Vorsprüngen und gehalten wird. The tip of the first upper projection may be directed towards the tip of the first lower projection and the tip of the second upper projection may be directed towards the tip of the second lower projection. This ensures that the rotor blade is securely held by the two pairs of projections and.
Die Vorsprünge können eine in Längsrichtung der Vorsprünge verlaufende Längsöffnung aufweisen, wobei durch die Längsöffnungen der Vorsprünge ein Bolzen verläuft, der auch durch eine Öffnung im Rotorblatt verläuft, um das Rotorblatt am Rotorkopf zu befestigen. Der Bolzen kann eine Schraube oder dergleichen sein. The projections may have a longitudinal opening extending in the longitudinal direction of the projections, wherein a bolt extends through the longitudinal openings of the projections, which also extends through an opening in the rotor blade in order to fasten the rotor blade to the rotor head. The bolt may be a screw or the like.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Rotorblatt eine Durchgangsöffnung aufweisen, die senkrecht zur Blattebene verläuft. Ein äußerer Teil des Gelenkelementes ist in der Durchgangsöffnung des Rotorblattes befestigt, wobei ein innerer Teil des Gelenkelementes in dem äußeren Teil des Gelenkelementes befestigt ist und an dem inneren Teil des Gelenkelementes ein oberer Vorsprung und ein unterer Vorsprung angeordnet sind. In another embodiment of the invention, the rotor blade may have a passage opening which is perpendicular to the plane of the page. An outer part of the hinge member is fixed in the through hole of the rotor blade, wherein an inner part of the hinge member is fixed in the outer part of the hinge member and on the inner part of the hinge member, an upper projection and a lower projection are arranged.
Der innere Teil des Gelenkelementes kann eine weitere Durchgangsöffnung aufweisen, in der ein Bolzen zum Befestigen des Rotorblattes verläuft. Der Bolzen kann ferner durch Öffnungen in den Vorsprüngen verlaufen. Der Bolzen wird mittels Muttern und/oder Sicherungsstiften am Rotorkopf befestigt. The inner part of the joint element may have a further passage opening in which a bolt extends for fastening the rotor blade. The bolt may also extend through openings in the projections. The bolt is fastened by means of nuts and / or locking pins on the rotor head.
Der innere Teil des Gelenkelementes kann an der Außenseite eine teilkugelförmige Oberfläche und der äußere Teil des Gelenkelementes kann an der Innenseite eine teilkugelförmige Oberfläche aufweisen. Dadurch kann der innere Teil des Gelenkelementes gegenüber dem äußeren Teil des Gelenkelementes und/oder umgekehrt gekippt werden. The inner part of the joint element may have on the outside a part-spherical surface and the outer part of the joint element may have on the inside a part-spherical surface. As a result, the inner part of the joint element can be tilted relative to the outer part of the joint element and / or vice versa.
Die Erfindung offenbart auch einen Helikopter mit einer Mehrzahl Steuerungseinrichtungen, die je mit einem Sensor und der Mehrzahl Hauptrotor-Aktoren und/oder dem Heckrotor-Aktor gekoppelt sind, wobei sich die Steuerungseinrichtungen wechselseitig überwachen. Durch die Mehrzahl von Steuerungseinrichtungen wird die Sicherheit des Helikopters erhöht. Die Anmelderin behält sich vor, auf diesen Aspekt separat Schutz zu beanspruchen, beispielsweise in Form einer Teilanmeldung. The invention also discloses a helicopter having a plurality of controllers each coupled to a sensor and the plurality of main rotor actuators and / or the tail rotor actuator, the controllers monitoring each other. By the plurality of control devices, the safety of the helicopter is increased. The Applicant reserves the right to separately claim protection for this aspect, for example in the form of a divisional application.
Eine Überwachungssteuerungseinrichtung kann die Arbeitsweise der Mehrzahl Steuerungseinrichtungen überwachen. Die Überwachungssteuerungseinrichtung kann Elementarfunktionen der Steuerungseinrichtungen überwachen. Eine Elementarfunktion kann das periodische Absenden von Triggerimpulsen umfassen. A monitoring controller may monitor the operation of the plurality of controllers. The monitoring controller may monitor elementary functions of the controllers. An elementary function may include the periodic sending of trigger pulses.
Bei einer ersten Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung eine erste Variablentabelle erzeugen, die Konfigurationswerte, Sollwerte und Istwerte aufweist, wobei die zweite Steuerungseinrichtung fallweise auf die erste Variablentabelle zugreifen kann. In a first embodiment, the controller may generate a first variable table having configuration values, setpoints, and actual values, wherein the second controller may access the first variable table on a case-by-case basis.
Die zweite Steuerungseinrichtung kann eine zweite Variablentabelle erzeugen, die Konfigurationswerte, Sollwerte und Istwerte aufweist, wobei die erste Steuerungseinrichtung fallweise auf die zweite Variablentabelle zugreifen kann. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die beiden Steuerungseinrichtungen überwachen. The second controller may generate a second variable table having configuration values, setpoints, and actual values, the first controller being able to access the second variable table on a case-by-case basis. This ensures that the two control devices monitor each other.
Bei wieder einer weiteren Ausführungsform kann eine dritte Steuerungseinrichtung eine dritte Variablentabelle erzeugen, die Konfigurationswerte, Sollwerte und Istwerte aufweist. Die erste Steuerungseinrichtung kann fallweise auf die zweite Variablentabelle und die dritte Variablentabelle zugreifen. Die zweite Steuerungseinrichtung kann fallweise auf die erste Variablentabelle und die dritte Variablentabelle zugreifen. Die dritte Steuerungseinrichtung kann fallweise auf die erste Variablentabelle und die zweite Variablentabelle zugreifen. Dadurch wird ermöglicht, dass sich die drei Steuerungseinrichtungen gegenseitig kontrollieren können. In yet another embodiment, a third controller may generate a third variable table having configuration values, setpoints, and actual values. The first controller may occasionally access the second variable table and the third variable table. The second control device may occasionally access the first variable table and the third variable table. The third controller may access the first variable table and the second variable table on a case-by-case basis. This allows the three controllers to control each other.
Die erste Variablentabelle, die zweite Variablentabelle und die Variablentabelle können Netzwerkvariablentabellen sein, deren Inhalt durch ein Netzwerkprotokoll synchronisiert wird bzw. überwacht wird. Beispielsweise könne über das Netzwerkprotokoll Prüfsummen der Variablen, die in der Variablentabelle gespeichert sind, überwacht werden. The first variable table, the second variable table and the variable table may be network variable tables whose contents are synchronized or monitored by a network protocol. For example, checksums of the variables used in the Variable table are stored, to be monitored.
Die erste Steuerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die von der zweiten Steuerungseinrichtung berechneten Werte zu prüfen und/oder die zweite Steuerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die von der ersten Steuerungseinrichtung berechneten Werte zu prüfen. The first control device may be designed to check the values calculated by the second control device and / or the second control device may be configured to check the values calculated by the first control device.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die erste Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, die von der zweiten Steuerungseinrichtung und der dritten Steuerungseinrichtung berechneten Werte zu prüfen. Die zweite Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, die von der ersten Steuerungseinrichtung und der dritten Steuerungseinrichtung berechneten Werte zu prüfen. Die dritte Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, die von der ersten Steuerungseinrichtung und der zweiten Steuerungseinrichtung berechneten Werte zu prüfen. Ein Wert gilt als korrekt berechnet, wenn zumindest zwei Steuerungseinrichtungen Werte ermitteln, die identisch sind und/oder sich innerhalb eines Toleranzbandes befinden. In another embodiment, the first control device is designed to check the values calculated by the second control device and the third control device. The second control device is designed to check the values calculated by the first control device and the third control device. The third control device is designed to check the values calculated by the first control device and the second control device. A value is considered correctly calculated if at least two control devices determine values that are identical and / or within a tolerance band.
Die Überwachungssteuerungseinrichtung kann den Zustand der ersten Steuerungseinrichtung, der zweiten Steuerungseinrichtung und/oder der dritten Steuerungseinrichtung mittels von den Steuerungseinrichtungen gesandten Triggersignalen überwachen, wobei eine Steuerungseinrichtung als Master ausgewählt wird, die ein vorbestimmtes Signal in einem vorbestimmten Toleranzbereich um einem vorbestimmten Zeitpunkt sendet. Das vorbestimmte Signal kann ein Signal sein, das jede der Steuerungseinrichtungen periodisch sendet, beispielsweise ein Triggersignal. The monitoring control means may monitor the state of the first control means, the second control means and / or the third control means by means of trigger signals sent from the control means, selecting a control means as master which transmits a predetermined signal in a predetermined tolerance range by a predetermined time. The predetermined signal may be a signal that periodically transmits each of the controllers, for example, a trigger signal.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Unter Bezugnahme auf die Figuren wird eine exemplarische und nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung erläutert, wobei With reference to the figures, an exemplary and non-limiting embodiment of the invention is explained, wherein
Detaillierte Beschreibung der Figuren Detailed description of the figures
Es versteht sich, dass die Figuren lediglich veranschaulichend sind und nicht maßstabsgerecht und nicht beschränkend sind. It should be understood that the figures are merely illustrative and are not to scale and are not limiting.
Die Fliehkraftkupplung
Der Rotorkopf umfasst eine Taumelscheibe
Der Rotorkopf
Das Rotorblatt
Der innere Teil
Die Vorsprünge
Wie zuvor beschrieben wurde, kann der innere Teil
Sind die Vorsprünge als Kegelstümpfe
Die Vorsprünge
Bei einer Ausführungsform kann das Rotorblatt
Die Blattverstellungsstange
Bei dem erfindungsgemäßen Rotorkopf ist das Rotorblatt
Am oberen Ende des Rotormastes
Ferner ist mit dem Rotormast
Der erfindungsgemäße Helikopter umfasst einen ersten Generator
Der Behälter
Die Hohlwelle kann durch ein Befestigungselement
Es wird auf
Ein Kabel bzw. Seil
Da sich der Fallschirm mit der Drehzahl der Fliehkraftkupplung bzw. der Motorwelle dreht, kann er sich besonders schnell entfalten, da sich die Fliehkraftkupplung mit einer hohen Drehzahl dreht. Das Seil bzw. Kabel
Die Hardyscheibe
Bei einer Ausführungsform können die Befestigungselemente
Es wird auf
Das Bezugszeichen
Die Komponenten
Die Komponenten
Die erste Steuerungseinrichtung
Die Steuerungseinrichtungen
Die Steuerungseinrichtungen
Die Linearaktoren
Die Steuerungseinrichtungen
Die Netzwerkvariablentabellen
Eine der Steuerungseinrichtung
Die Master-Steuerungseinrichtung
Die Master-Steuerungseinrichtung gibt die Master-Funktionalität an eine andere Steuerungseinrichtung (Slave-Steuerungseinrichtung) ab, falls ermittelt wird, dass sich der von der Master-Steuerungseinrichtung berechneten Wert außerhalb des Toleranzbandes der von den beiden Slave-Steuerungseinrichtung ermittelten Werte befindet. Folglich hat die Master-Steuerungseinrichtung einen so genannten „Ausreißer" ermittelt. The master control device outputs the master functionality to another control device (slave control device) if it is determined that the value calculated by the master control device is outside the tolerance band of the values determined by the two slave control devices. Consequently, the master controller has detected a so-called "outlier".
Dadurch kann eine redundante Steuerung der Aktoren des Helikopters erreicht werden, wodurch die Sicherheit des Betriebes erhöht wird. As a result, a redundant control of the actuators of the helicopter can be achieved, whereby the safety of the operation is increased.
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass ein Gestänge zum Ansteuern der Rotorblätter des Hauptrotors und ein weiteres Gestänge zum Ansteuern des Heckrotors entfallen. Dadurch schafft die Erfindung einen leichteren Helikopter. Die Erfindung schafft mittels des Fallschirms, der Fliehkraftkupplung, des zweiten Generators und der Drehzahlüberwachungseinrichtung einen Helikopter mit einer erhöhten Sicherheit im Falle des Ausfalls des Antriebsmotors. Der erfindungsgemäße Helikopter ist aufgrund der erfindungsgemäßen Lagerung des Rotorblattes einfacher und kostengünstiger herzustellen. The present invention has the advantage that a linkage for driving the rotor blades of the main rotor and a further linkage for driving the tail rotor omitted. As a result, the invention provides a lighter helicopter. The invention provides by means of the parachute, the centrifugal clutch, the second generator and the speed monitor a helicopter with increased safety in the event of failure of the drive motor. The helicopter according to the invention is easier and less expensive to produce due to the inventive storage of the rotor blade.
Claims (27)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016115485.7A DE102016115485A1 (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Innovative helicopter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016115485.7A DE102016115485A1 (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Innovative helicopter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016115485A1 true DE102016115485A1 (en) | 2018-02-22 |
Family
ID=61082627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016115485.7A Ceased DE102016115485A1 (en) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Innovative helicopter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016115485A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020124731A1 (en) | 2020-09-23 | 2022-03-24 | Volocopter Gmbh | Method for operating an aircraft, control architecture for an aircraft and aircraft with such an architecture |
US11745885B2 (en) | 2020-09-25 | 2023-09-05 | Volocopter Gmbh | Method for operating an aircraft, flight control device for an aircraft, and aircraft having multiple drive units |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3767323A (en) * | 1972-06-21 | 1973-10-23 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Control means primarily for rotary-wing aircraft |
DE2941258A1 (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-30 | Textron Inc | SWASH DISC CONTROL FOR A HELICOPTER ROTOR |
DE3240814A1 (en) * | 1981-11-06 | 1983-05-19 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc., 02139 Cambridge, Mass. | CONTROL SYSTEM FOR THE SWASHPLATE OF A HELICOPTER |
DE3241754A1 (en) * | 1982-11-11 | 1984-05-17 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | ROTOR, ESPECIALLY A ROTATING PLANE |
DE2925368C2 (en) * | 1979-06-22 | 1988-01-21 | Alfred Dipl.-Ing. 7730 Villingen De Vogt | |
JPH0740896A (en) * | 1993-07-30 | 1995-02-10 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | Steering device for industrial unmanned helicopter |
US5738494A (en) * | 1996-07-18 | 1998-04-14 | Sikorsky Aircraft Corporation | Optimized composite flexbeam for helicopter rotors |
DE20016732U1 (en) * | 1999-09-21 | 2001-02-15 | Light S American Sportscopter | Parachute device for helicopters |
US20090102413A1 (en) * | 2007-10-22 | 2009-04-23 | Honeywell International, Inc. | Electromechanical flight control system and method for rotorcraft |
DE102008028866A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-31 | Eads Deutschland Gmbh | Swashplate actuator for a helicopter |
US20100084517A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-08 | Honeywell International Inc. | Electromechanical actuation system and method |
DE102011054849B3 (en) * | 2011-10-27 | 2013-01-31 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Tail rotor assembly for helicopter to generate power thrust for compensating turning moment generated by main rotor of helicopter, has tail rotor with multiple rotor blades arranged in rotatable rotor spindle |
CN104590559A (en) * | 2015-01-30 | 2015-05-06 | 北京万户空天科技有限公司 | Cyclic pitch hybrid-control system for large unmanned helicopter or manned helicopter |
-
2016
- 2016-08-22 DE DE102016115485.7A patent/DE102016115485A1/en not_active Ceased
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3767323A (en) * | 1972-06-21 | 1973-10-23 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Control means primarily for rotary-wing aircraft |
DE2941258A1 (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-30 | Textron Inc | SWASH DISC CONTROL FOR A HELICOPTER ROTOR |
DE2925368C2 (en) * | 1979-06-22 | 1988-01-21 | Alfred Dipl.-Ing. 7730 Villingen De Vogt | |
DE3240814A1 (en) * | 1981-11-06 | 1983-05-19 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc., 02139 Cambridge, Mass. | CONTROL SYSTEM FOR THE SWASHPLATE OF A HELICOPTER |
DE3241754A1 (en) * | 1982-11-11 | 1984-05-17 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | ROTOR, ESPECIALLY A ROTATING PLANE |
JPH0740896A (en) * | 1993-07-30 | 1995-02-10 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | Steering device for industrial unmanned helicopter |
US5738494A (en) * | 1996-07-18 | 1998-04-14 | Sikorsky Aircraft Corporation | Optimized composite flexbeam for helicopter rotors |
DE20016732U1 (en) * | 1999-09-21 | 2001-02-15 | Light S American Sportscopter | Parachute device for helicopters |
US20090102413A1 (en) * | 2007-10-22 | 2009-04-23 | Honeywell International, Inc. | Electromechanical flight control system and method for rotorcraft |
DE102008028866A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-31 | Eads Deutschland Gmbh | Swashplate actuator for a helicopter |
US20100084517A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-08 | Honeywell International Inc. | Electromechanical actuation system and method |
DE102011054849B3 (en) * | 2011-10-27 | 2013-01-31 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Tail rotor assembly for helicopter to generate power thrust for compensating turning moment generated by main rotor of helicopter, has tail rotor with multiple rotor blades arranged in rotatable rotor spindle |
CN104590559A (en) * | 2015-01-30 | 2015-05-06 | 北京万户空天科技有限公司 | Cyclic pitch hybrid-control system for large unmanned helicopter or manned helicopter |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020124731A1 (en) | 2020-09-23 | 2022-03-24 | Volocopter Gmbh | Method for operating an aircraft, control architecture for an aircraft and aircraft with such an architecture |
US11745885B2 (en) | 2020-09-25 | 2023-09-05 | Volocopter Gmbh | Method for operating an aircraft, flight control device for an aircraft, and aircraft having multiple drive units |
DE102020125095B4 (en) | 2020-09-25 | 2024-02-29 | Volocopter Gmbh | Method for operating an aircraft, flight control device for an aircraft and aircraft with multiple drive units |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60101928T2 (en) | Rotary wing airplane with electric blade angle control | |
EP1985536B1 (en) | Control device for a helicopter main rotor | |
EP1943143B1 (en) | Aircraft | |
DE60202924T2 (en) | Aircraft control system | |
EP1640265B1 (en) | Horizontal stabilizer trim device | |
EP2435308B1 (en) | Aircraft with a high-lift system | |
DE102009040278B4 (en) | gyrocopter | |
DE3613197A1 (en) | AVIATION ELECTRONICS CONTROL - CONTROL SYSTEM | |
DE102009001393B4 (en) | Control rod arrangement for adjusting rotor blades of a helicopter | |
EP2891827B1 (en) | Electromechanically actuated decoupling device for actuators | |
DE102008028866B4 (en) | Swashplate actuator for a helicopter | |
WO2018007010A1 (en) | High-lift system | |
EP2837556B1 (en) | Pneumatically activated decoupling device | |
DE10037537A1 (en) | Maintaining the pre-load between relatively movable members particularly in a tilt rotor aircraft using an actuator to provide the force used to create the pre-load | |
EP2449288B1 (en) | Electromechanical linear actuator | |
WO2021151129A1 (en) | Device for adjusting the inclination of rotor blades of a rotor | |
DE102016115485A1 (en) | Innovative helicopter | |
EP3356091B1 (en) | Joint device | |
DE102005007129B4 (en) | Device for controlling rotor blades of a helicopter | |
DE3010903C2 (en) | ||
DE102016015705A1 (en) | Innovative helicopter | |
DE102008038434A1 (en) | Helicopter with transverse double propeller, which can be operated in four frequency ranges | |
DE102010037695A1 (en) | Method for deceleration of wind energy plant, involves performing actuation of holding brake by servo motor so as to hold position of rotor blade during emergency | |
DE102018212769A1 (en) | Aircraft propulsion system with thrust-dependent control | |
DE102015101336A1 (en) | Method for adjusting the clearance in a high-lift system of an aircraft |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: WITTMANN, GUENTHER, DIPL.-ING. UNIV., DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R130 | Divisional application to |
Ref document number: 102016015705 Country of ref document: DE |
|
R082 | Change of representative | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |