-
Vorrichtung zur Stabilisierung von Hubschraubern Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung von Hubschraubern, durch die, beispielsweise
mittels hydraulischer Betätigung, der Aufkippwinkel des Blattlaufkonus gelenkig
angeschlossener Blätter beeinflußt wird.
-
Bei der Stabilisierung von Hubschraubern kommt es darauf an, die Luftkräfte
des Rotors immer möglichst durch den Schwerpunkt gehen zu lassen.. Es ist bekannt,
die Stabilisierung eines Hubschraubers durch Beseitigung oder doch Herabsetzung
des sogenannten Aufkippwinkels des Blattlaufkonus gelenkig angeschlossener Blätter
- z. B. durch ölhydraulische Betätigung - zu erreichen. Die Beseitigung des Aufkippwinkels
in, der Längsrichtung hat jedoch das Entstehen einer Querneigung, also ein seitliches
Kippen des Blattlaufkonus zur Folge. Da die Resultierende der Rotorkräfte im wesentlichen
in die Konusachse fällt, so ist also auch sie quer geneigt und damit der Zweck der
Stabilisierung, nämlich die Rotorkraftrichtung stets durch den Schwerpunkt gehen
zu lassen, wohl bezüglich der Beseitigung der Längsneigung erreicht, aber auf Kosten
einer Auswanderung gegenüber dem Schwerpunkt in der Querrichtung, wodurch Querstabilitätsschwierigkeiten
hervorgerufen werden, was die fliegerische Handhabung erschwert.
-
Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil und besteht im wesentlichen
darin, daß außer dem in an sich bekannter Weise an einem Kippring angreifenden,
zur Beeinflussung des Aufkippwinkels des Blattlaufkonus dienenden Betätigungsorgan
ein weiteres Organ zur Beeinflussung der Querneigung des Blattlaufkonus der Rotorblätter
vorgesehen ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung greifen die die allseitige
Neigung des Blattlaufkonus beeinflussenden Betätigungsorgane im Grundriß vorzugsweise
rechtwinklig zueinander an dem Kippring an. Eine weitere Erfindung besteht in der
besonderen. Ausbildung eines das Betätigungsorgan steuernden Ventils. Durch die
Erfindung wird dem Hubschrauber in einfacher Weise eine ihm innewohnende Gesamtstabilität
erteilt, und, zwar unter Verzicht auf die zur Erreichung dieses Zieles bislang erforderlichen
aufwendigen Zusatzapparate, wie Kreiselstabilisatoren, Autopiloten, usw. Für die
Verwirklichung der Erfindung sind im wesentlichen an sich vorhandene Einrichtungen
verwendbar. Abgesehen von der einfachen und damit billigen Herstellung werden also
auch eine erhebliche Verringerung dies Gewichts sowie räumliche Ersparnisse durch
die Erfindung erzielt.
-
Die Erfindung läßt sich in, verschiedener Weise ausführen. In der
Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
Abb. 1 die Ansicht eines Rotorkopfes mit der erfindungsgemäßen Stabilisatorvorrichtung,
Abb. 2 das durch den Kippstab betätigte Steuerventil im Längsschnitt, Abb. 3 einen
Schnitt nach Linie I-I der Abb. 2.
-
In Abb. 1 sind die Rotorblätter 1 in au sich bekannter Weise mit einem
Kippring 2 verbunden, wobei die Blätter in nicht dargestellter, aber ebenfalls üblicher
Weise allseitig gelenkig an den Nebenkörper des Rotorkopfes angeschlossen sind.
Die Verbindung zwischen jedem Rotorblatt 1 und dem Kippring 2 erfolgt durch den
Hebel 3 und die mit diesem verbundene Stange 4. Die Stange 4 greift gelenkig an
den um seinen Mittelpunkt M allseitig schwenkbaren Kippring 2 an. An dem Kippring
2 greifen ferner je ein hydraulisch wirkender Zylinder 5, 6 mittels der Stangen
7, 8 allseitig gelenkig an. Die Angriffspunkte der Zylinder 5 und 6 am Kippring
2 liegen dabei im wesentlichen rechtwinklig zueinander.
-
In Abb. 2 ist das Steuerventil 9 im Längsschnitt gezeigt. Im Steuergehäuse
10 ist der Steuerschieber 11 längs verschieblich und drehbar geführt. Im Steuerschieber
sind Längsnuten 12 und Quernuten 13 vorgesehen, die zur Steuerung des Druckmittels
dienen. Im Steuergehäuse 10 sind ferner Ölführungsnuten 14, 14', 14" und 15, 15'
und 15" angebracht, von denen aus Leitungen 16, 16' bzw. 17, 17' zu den beiden Kolbenseiten
der hydraulischen Betätigungszylinder 7 und 8 führen. Die Zuleitung und die Rückleitung
des Druckmittels erfolgt in bekannter Weise durch im Steuergehäuse und im Steuerschieber
vorgesehene Bohrungen. Der Steuerschieber 11 trägt eine Kugelhülse 18, die einen
Ausschnitt des Steuergehäuses 10 durchsetzt, wobei der Ausschnitt derart bemessen
ist, daß eine ausreichende Längs- und Drehbewegung des Steuerschiebers 11 ermöglicht
wird. In die Kugelhülse 18 greift das kugelige Ende des in einem allseitigen Gelenk
20 gelagerten Kippstabes 21 ein. Die
mit den Rotorblättern 1 allseitig
gelenkig verbundenen Stangen oder Seile 22 greifen vorzugsweise allseitig gelenkig
an einer auf dem Kippstab 21 gleitenden Hülse 23 an.
-
Die Wirkungsweise der Stabilisatorvorrichtung ist folgende: Befindet
sich der Hubschrauber im Schwebeflug am Ort und erleidet eine äußere Störung, so
beginnt er nach einer Seite, beispielsweise nach vorn, zu gleiten, also eine Geschwindigkeit
in dieser Richtung anzunehmen. Damit ist bekanntlich ein Aufkippwinkel des Blattlaufkonus
verbunden. Durch die Stangen 22 wird infolgedessen der Kippstab 21 geneigt und verschiebt
über die Hülse 23 den Steuerschieber 11, so daß beispielsweise die Steuerkante der
Kanäle 13 den Zulauf von Öl in die Nuten 15 freigibt. Der Öldruck schiebt infolgedessen
den Kolben des Steuerzylinders 7 nach unten. Damit wird der Kippring 2 um einen
entsprechenden Winkel geneigt. Die Winkel der Blätter i beginnen damit, bei dem
in der Bewegungsrichtung vorlaufenden Blatt sich zu verkleinern und bei dem in der
Bewegungsrichtung rücklaufenden Blatt zu vergrößern. Die Folge davon ist, daß die
bisher durch die Störungsbewegung vorn hochschlagenden Blätter während des Umlaufs
tiefer und umgekehrt bei den hinteren Blättern höher gehalten werden. Damit kehrt
aber der Blattlaufkonus und mit ihm die resultierende Rotorschubkraft in die ursprüngliche
Lage zurück, so daß das Gleichgewicht wiederhergestellt ist und die Bewegung des
Hubschraubers in der Vorwärtsrichtung also verschwindet und der ursprüngliche Gleichgewichtszustand
damit wieder eintritt, womit das Ziel der Erfindung erreicht ist. Da die Blätter
einen beliebigen Konuswinkel einnehmen können, kann die Verbindung der Blätter mit
dem Kippstab 21 nicht starr sein. Die Winkeländerung der Blattlage aber muß dem
Kippstab 21 mitgeteilt werden. Aus diesem Grunde ist die auf dem Kippstab 21 verschiebbare
Hülse 23 vorgesehen. Falls anstatt der Vorwärtsgeschwindigkeit durch die Störung
ein seitliches Rutschen des Hubschraubers auftreten sollte, erfolgt genau der gleiche
Vorgang, nur wird jetzt der Steuerschieber nicht verschoben, sondern gedreht und
damit der hydraulische Zylinder 8 betätigt, der in gleicher Weise, wie bezüglich
der Arbeitsweise des Zylinders 7 erläutert ist, nunmehr die Querneigung wieder beseitigt.
Falls eine Störung in irgendeiner anderen Richtung erfolgt, so arbeiten beide Zylinder
gemeinsam und je nach der zu korrigierenden Richtung in verschiedenem Grade. Jedesmal
dann, wenn der Blattlauf und damit die Luftkraftresultierende ihre Ausgangslage
wieder eingenommen hat, befinden sich auch die Nuten wieder in ihrer Mittelstellung
und schließen mit ihren Steuerkanten den Ölzufluß zu den Zylindern ab. Durch die
damit in den beiden Zylindern 7, 8 eingeschlossenen Ölmengen ist dann die Lage des
Kippringes in beiden Ebenen, d. h. in Längs-und Querrichtung fixiert und ändert
sich wiederum nur dann, wenn eine neue äußere Störung in irgendeiner Richtung erfolgen
sollte.