-
Rotorflügel für Drehflügelflugzeuge mit Ausgleichsgewichten Die Erfindung
betrifft Rotorflügel für Drehflügelflugzeuge mit Ausgleichsgewichten, die sich in
Form von Stangen über einen wesentlichen Teil der Flügelspannweite erstrecken.
-
Es ist bekannt, Vorrichtungen zum Ausgleichen oder Auswuchten von
Rotorflügeln in Richtung der Flügeltiefe vorzusehen. Beispielsweise ist gemäß dem
USA-Patent 2 451441 ein Gewicht in einem in Richtung der Flügeltiefe angeordneten
Rohr angebracht, in dem es einstellbar ist, um das Gleichgewicht des Flügels in
Richtung der Flügeltiefe zu ändern. Infolge der extremen Länge der zur Zeit verwendeten
Rotorflügel und ihrer Biegsamkeit erweist sich eine solche Vorrichtung, wie sie
in dem obigen Patent dargestellt ist, zum Auswuchten des Flügels an nur einer Stelle
in Richtung der Spannweite als unzufriedenstellend, da sie eine schwerwiegende Verwindung
des Flügels und infolgedessen eine Änderung der Flügelsteigung an verschiedenen
Punkten der Länge ergibt.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Rotorflügels
der obigen Art, bei dem das Gleichgewicht in Richtung der Flügeltiefe eingestellt
werden kann, das im wesentlichen über seine Gesamtlänge wirksam ist.
-
Dies wird erfindungsgemäß durch Einrichtungen erreicht, die es ermöglichen,
die Lage der Stangen in Richtung der Flügeltiefe zu verändern. An einem Rotorflügel
der erwähnten Art mit einem hohlen, kastenförmigen Holm, der im Innern an der oberen
und unteren Wand eine Anzahl sich gegenüberliegender, in Richtung der Spannweite
sich erstreckender Rippen aufweist, sind erfindungsgemäß längs der Spannweite mit
Abstand angeordnete, von einem Paar sich gegenüberliegender Rippen gehaltene Blöcke
mit je einem Durchgang in Richtung der Spannweite zur Aufnahme der Stangen vorgesehen.
In Richtung der Spannweite des Flügels sich erstreckende Rohre sind in verschiedener
Tiefe des Flügels zur Aufnahme der Stangen angeordnet. Die Rohre können in der Mittelebene
des Flügels liegen oder gegenüber dieser Ebene versetzt sein.
-
Bei einem Rotorflügel mit hohlem kastenförmigen Holm, der an der Flügelspitze
durch eine Platte verschlossen ist, ist erfindungsgemäß eine Stange oder Röhre am
wurzelseitigen Ende des Holmes um eine Hochachse lenkbar gelagert, während das andere
Ende der Stange oder Röhre in einem Schlitz der Verschlußplatte des Holmes an der
Flügelspitze in Richtung der Flügeltiefe verschiebbar gelagert ist.
-
Die Erfindung liefert ein Mittel, um ein verstellbares, gleichmäßiges
Gleichgewicht in Richtung der Flügeltiefe über einen wesentlichen Teil des Flügels
in Richtung der Spannweite zu erhalten. Da die Stange über die gesamte Flügellänge
in Richtung der Spannseite verläuft,- kann die Lage des Flügelschwerpunktes in Richtung
der Flügeltiefe in jedem Abschnitt längs des Holmes mit der Lage des Auftriebsmittelpunktes
in Übereinstimmung gebracht werden. Bei den zur Zeit verwendeten Flügeln großer
Länge ist größere Anpassungsfähigkeit bei der Verteilung der Ausgleichsgewichte
erforderlich, um Verwindungen des Flügels zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäß
erreicht.
-
Die Erfindung ist an verschiedenen Ausführungsbeispielen an Hand der
Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Grundriß eines Rotorflügels für
Drehflügelflugzeuge gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine vergrößerte
perspektivische Ansicht des Flügels nach Fig. 1, wobei Teile weggebrochen sind,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Elementes des Flügeläusgleichmechanismus
nach Fig.2 in Einzelheiten,
Fig.4 einen Grundriß einer abgeänderten
Ausführungsform des Flügelausgleichmechanismus, wobei Teile weggebrochen sind, um
die Veranschaulichung zu erleichtern, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der
Fig. 4, Fig.6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
wobei der Flügel teilweise im Schnitt dargestellt ist und Teile weggebrochen sind,
um den Flügelausgleichmechanismus besser zu veranschaulichen, Fig. 7 einen Schnitt
nach der Linie 7-7 der Fig. 6, Fig.8 einen Grundriß eines Rotorflügels für Drehflügelflugzeuge
gemäß der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, wobei sich
die Gewichtsvorrichtung nur über einen Teil der Flügelspannweite erstreckt, und
Fig.9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Flügels nach Fig. 8, wobei Teile
weggebrochen sind, welche die Gewichtsvorrichtung zeigen, die sich über einen Teil
der Flügelspannweite erstreckt.
-
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist der allgemein mit der Bezugsziffer
10 bezeichnete Flügel eine Ganzmetallkonstruktion und besteht aus einem stranggepreßten
Holmelement 12, das sich über die gesamte Länge des Flügels erstreckt und dessen
Hauptfestigkeitselement bildet. Das Holmelement stimmt über seine gesamte Erstreckung
in Richtung der Flügeltiefe mit dem Flügelumriß des Flügels überein, während der
übrige Teil des Flügelumrisses von einem leichteren Blechhinterkantenteil 14 vervollständigt
ist, der an dem Holmelement 12 befestigt ist.
-
Der Flügel ist an der Rotornabe mittels eines Wurzelanbringungselementes
16 befestigt, das an dem Holmelement 12 durch Klebstoff. und/oder Schrauben 18 angebracht
ist. Der hohle Innenraum des Flügels ist an seinem Wurzelende mit einem Plattenelement
20 und an seiner Spitze mit einer gleichartigen Platte 21 geschlossen, wobei ein
Spitzenelement 22 den Flügel in mehr oder weniger üblicher Weise vervollständigt.
Diese allgemeine Rotorflügelbauart ist in dem USA.-Patent 2 469 480 dargestellt,
auf das zwecks weiterer ausführlicher Offenbarung dieses Flügeltyps hingewiesen
wird.
-
Das Holmelement 12 ist mit einer inneren Vorderkantennut 24 ausgepreßt,
in der eine Stange 26 aus Material hoher Dichte angeordnet ist. Diese Stange kann
von der Wurzel zur Spitze des Flügels ununterbrochen verlaufen oder aus einer Anzahl
kurzer Abschnitte bestehen, so daß diese einen überhaupt nicht zur Konstruktion
gehörenden Teil des Flügels bilden, sondern nur als Flügelausgleichelemente dienen.
-
An der oberen und unteren Innenfläche des Holmelementes 12 sind sich
gegenüberliegende, in Richtung der Spannweite verlaufende Rippen 28 ausgepreßt,
die auch dazu dienen, das Holmelement zu verstärken, die aber im wesentlichen zu
dem Zweck vorgesehen sind, eine Reihe von Abstandsblöcken 30 (Fig. 3) festzulegen,
die in den Holmelementhohlraum gepreßt werden können und an in Richtung der Spannweite
in Abstand befindlichen Stellen längs des Holmelementes liegen, wie in Fig. 2 gezeigt
ist. Jeder Block 30 hat obere und untere Flächen 32 und 34, die in geringem Maße
bogenförmig sind und den inneren bogenförmigen Flächen des Holmelementes entsprechen,
wobei in den Flächen 32 und 34 Nuten 36 und 37 vorgesehen und zur Aufnahme einer
Rippe eines aus einer oberen und unteren Rippe 28 bestehenden Paares bestimmt sind.
Dies ermöglicht, daß eine Reihe Blöcke 30 in den Holmelementhohlraum in einer Anzahl
von Stellungen in Richtung der Flügeltiefe gepreßt werden kann, wie man aus Fig.
2 erkennt.
-
Die Abstandsblöcke 30 haben einen axialen Durchgang 38; durch den
eine in Richtung der Spannweite verlaufende Auswuchtstange 40 eingefügt ist. Diese
Stange, die beispielsweise eine Stahlstange mit 4,763 mm Durchmesser sein kann,
erstreckt sich durch ausgerichtete Öffnungen in der Wurzelendplatte 20 und der Spitzenendplatte
21 und ist an ihrem Platz mit Muttern 42 befestigt, die an den entgegengesetzten
mit Gewinde versehenen Enden aufgenommen werden. Zusätzliche Durchgänge, von denen
einer bei 43 in Fig. 2 dargestellt ist, sind in den Verschlußplatten 20 und 21 vorgesehen,
um den Stab 40 aufzunehmen, wenn die Reihe von Blöcken 30 an irgendeinem anderen
Paar Rippen 28 des Holmelementes als dem in Fig. 2 veranschaulichten angeordnet
ist.
-
Es ist offensichtlich, daß durch Schaffung einer geeigneten Anzahl
Blöcke 30 und durch Festlegung der Anordnung, die aus diesen Blöcken und der Stange
40 besteht, an verschiedenen Rippenpaaren 28 der Schwerpunkt des Flügels in Richtung
der Flügeltiefe über die Gesamtflügellänge geändert werden kann, ohne das Gleichgewicht
in Richtung der Spannweite zu ändern da die Blöcke und die Stange 40, die in die
Löcher 38 in den Blöcken eingefügt ist, unterschiedliche Stellungen in Richtung
der Flügeltiefe annehmen. Mit dieser Anordnung wird, da die Stange 40 über die gesamte
Flügellänge in Richtung der Spannweite verläuft, die Lage des Flügelschwerpunktes
in Richtung der Flügeltiefe in jedem Abschnitt längs des Holmes in Übereinstimmung
mit der Lage des Auftriebsmittelpunktes gebracht. Das Flügelgleichgewicht in Richtung
der Spannweite kann dadurch geändert werden, daß der Abstand der Blöcke in dem Holmelement
geändert wird, und das Gesamtgewicht des Flügels kann auf das Gewicht eines Vergleichsflügels
durch Ändern .der Anzahl der Blöcke gebracht werden. Auf diese Weise ändert die
Festlegung der Gesamtanordnung der Abstandsblöcke und der Stange in Richtung der
Flügeltiefe, die Festlegung des Schwerpunktes in Richtung der Flügeltiefe, und die
veränderbare Anzahl der Blöcke und ihre Festlegung in Richtung der Spannweite ändert
die Festlegung des Flügelschwerpunktes in Richtung der Spannweite sowie das Flügelgewicht,
wenn austauschbare Flügel hergestellt werden sollen.
-
In Fig. 4 und 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht, die zur Verwendung in stoffbespannten Flügeln geeignet ist. Wie
in Fig. 4 dargestellt ist, umfaßt der Flügel den gewöhnlichen röhrenförmigen Metallholm
50, Rippen 52 in Richtung der Flügeltiefe und eine Stoffbespannung 54. Der Flügel
ist auch mit einer Wurzelendverschlußplatte 56 und einem Wurzelanbringungsteil 58
versehen. Eine Verschlußplatte (nicht dargestellt), die der Platte 56 entspricht,
ist auch an dem Außenbordende des Holmes vorgesehen. Eine Anzahl Führungsröhren
60 in Richtung der Spannweite, die vorzugsweise aus Aluminium bestehen, sind vor
und hinter dem Holm 50 parallel zu diesem angeordnet. Diese Röhren werden in Lagerbuchsen
62 in den Flügelrippen, an denen die Röhren 60 angebracht sind, und in den Erndverschlußplatten
getragen und in ihrer Lage durch Muttern 64 gehalten, die auf entgegengesetzte vortretende
Enden der Röhren geschraubt :sind. Die Röhren 60 sind in geringem Maße mit Bezug
auf die Flügeltiefenebene versetzt, wie in Fig. 5 dargestellt ist, sie verlaufen
aber in allen Fällen parallel zu dem Holm. Obgleich die Röhren versetzt dargestellt
sind, können
sie auch in einer Ebene ausgerichtet sein, wo es die
innere Flügelkonstruktion zuläßt. Eine Stahlausgleichsstange 66, die darstellungsgemäß
in die hinterste Röhre 60 eingesetzt ist, kann in jede der Röhren 60 eingefügt und
an ihrem Platz mit Müttern 68 an den entgegengesetzten Stangenenden befestigt werden,
von denen eines in Fig. 4 dargestellt ist. Es ist erkennbar, daß bei dieser Konstruktion
das Flügelgleichgewicht in Richtung der Flügeltiefe durch Einfügung der Stange 66
in eine andere Röhre geändert werden kann, während das Flügelgleichgewicht in Richtung
der Spannweite ungeändert bleibt. Die Lagerbuchsen 62 verteilen die Fliehkräfte,
da diese Buchsen an den Röhren angebracht sind.
-
In Fig. 6 und 7 ist eine weitere abgeänderte Ausführungsform veranschaulicht.
In dieser Konstruktion ist der Holm 70 ein stranggepreßtes Element, das der in Fig.
1 dargestellten Form entspricht, und der Flügel wird durch eine oder mehrere hintere
Blechtaschen 72 vervollständigt. An einer bestimmten Stelle in dem Holm 70, vorzugsweise
außenbords der Wurzelendverschlußplatte, ist ein Drehzapfen 74 vorgesehen und an
seinen Enden in der oberen bzw. unteren Wand des Holmes geeignet gelagert. Dieser
Stift bildet einen schwenkbaren Halter für eine in Richtung der Spannweite verlaufende
Stange oder Röhre 76, die vorzugsweise aus Aluminium oder Stahl besteht und. mit
einem vergrößerten Auge 78 versehen ist, durch das sich der Zapfen 74 erstreckt.
Die Stange 76 verläuft an ihrem Außenbordende durch einen in Richtung der Flügeltiefe
in der Außenbordendverschlußplatte 82 befindlichen Schlitz 80. Dieses Außenbordende
der Stange 76 ist mit Gewinde versehen, das eine Mutter 86 aufnimmt, die innenbords
der Verschlußplatte 82 liegt und einen Schwammgummi- oder ähnlichen Schutzüberzug
84 trägt, der mit der Stange 76 gegen nach außen gerichtete Bewegung infolge Fliehkraft
festgeklebt sein kann und derart wirkt, daß er das Gewicht zwischen der oberen und
unteren Oberfläche des Holmes abstützt. Eine gleichartige Mutter 88 ist auf die
Stange 76 an der entgegengesetzten Seite der Endverschlußplatte 82 geschraubt und
dient als Haltemutter, um die hohle Stange 76 und ihren Überzug 84 in einer gewählten
Einstellung in Richtung der Flügeltiefe innerhalb des Schlitzes 80 zu befestigen.
Die Mutter 88 ist auch geeignet, um Ausgleichs- oder Unterlegscheiben 89 zu sichern,
die ein Mittel zum Ausgleichen des Flügels in Richtung der Spannweite bilden. Dieses
in Richtung der Spannweite liegende Gewicht kann auch an der Spitze in bekannter
Weise befestigt werden, wie in Fig. 6 des USA.-Patentes 2 620 884 gezeigt ist. Da
sich die röhrenförmige Gewichtsstange 76 und ihr Überzug 84 im wesentlichen über
die gesamte Flügelspannweite erstrecken, ändert die Bewegung des Außenbordendes
der Stange 76 in dem Schlitz 80 das Flügelgleichgewicht in Richtung der Flügeltiefe,
ohne das Gleichgewicht in Richtung der Spannweite zu beeinflussen.
-
Fig. 8 und 9 zeigen eine Konstruktion, die den Fig. 1 und 2 entspricht,
wobei sich die in Richtung .der Spannweite angeordnete Ausgleichstange 40,a über
angenähert 20 0/o der Flügelspannweite erstreckt. Die Stange 40a kann in ihrer Lage
durch Muttern 42, die auf das Außenbordende der Stange 40a geschraubt sind, wobei
eine Mutter auf jeder Seite der Endplatte 21 angebracht ist, oder durch irgendein
anderes gewünschtes Mittel festgehalten werden. Jedes Mittel, wie beispielsweise
Stellschrauben 39, kann zum Festhalten der Blöcke 30 an ihrem Platz verwendet werden.
Außerdem kann jede gewünschte Anzahl von Blöcken 30 benutzt werden, wobei die einzige
Begrenzung die Länge der Stange 40a ist. Obgleich Fig. 8 und 9 Abänderungen der
Fig. 1 und 2 zeigen, ist zu bemerken, daß die Gewichtsvorrichtung der anderen beiden
modifizierten Ausführungsformen ebenfalls geändert werden kann. Die Blöcke 30 können
im Bedarfsfalle auch mit mehreren axialen Durchgängen 38 ausgebildet sein.
-
Obgleich die Stange 40a an einem Außenbordabschnitt von angenähert
200/o der Flügelspannweite dargestellt ist, kann sich diese Stange über jeden beliebigen
Flügelabschnitt, wie beispielsweise über die Hälfte der Flügelspannweite erstrecken,
wodurch eine wesentliche Länge für ein verteiltes Gewicht vorgesehen wird. Beispielsweise
könnte eine Stange zwischen den bei 50 und 80 0/0 der Flügelabmessung liegenden
Stellen angeordnet werden. Diese Stange kann durch jedes gewünschte Mittel befestigt
werden. Beispielsweise könnte ein Block 30 in dem Holmelement befestigt sein, wobei
dann die darin enthaltene Stellschraube 39 zum Festhalten der Stange verwendet wird,
oder der Axialdurchgang des Blockes könnte mit Gewinde versehen sein, um einen Gewindeabschnitt
der Stange aufzunehmen.
-
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung ergibt sich deutlich, daß
eine Vorrichtung geschaffen wurde, welche die Auswuchtung oder den Ausgleich eines
Rotorflügels sowohl in Richtung der Flügeltiefe als auch in Richtung der Spannweite
ermöglicht, und daß im besonderen diese Vorrichtung so entwickelt wurde, daß die
Bahn des Flügelschwerpunktes in Richtung der Flügeltiefe verstellbar ist, ohne das
Flügelgleichgewicht in Richtung der Spannweite zu beeinflussen. Die Erfindung ermöglicht
auch, das Gleichgewicht eines Rotorflügels in Richtung der Spannweite und in Richtung
der Flügeltiefe so einzustellen, daß er mit einem Vergleichsflügel übereinstimmt,
wodurch die Massenfertigung austauschbarer Rotorflügel wesentlich erleichtert wird.