DE1114394B

DE1114394B - Low-resistance casing for the rotor shaft or the gearbox between a helicopter fuselage and the rotor head

Info

Publication number: DE1114394B
Application number: DEU5028A
Authority: DE
Inventors: Leslie Earl Schneiter
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1956-12-31
Filing date: 1957-12-31
Publication date: 1961-09-28

Description

Widerstandsarmer Verkleidungskörper für die Rotorwelle bzw. das Getriebe zwischen einem Hubschrauberrumpf und dem Rotorkopf Die Erfindung betrifft einen widerstandsarmen Verkleidungskörper für die Rotorwelle bzw. das Getriebe zwischen einem Hubschrauberrumpf und dem Rotorkopf mit einer im wesentlichen waagerecht verlaufenden oberen Begrenzungsfläche und im wesentlichen senkrecht verlaufenden Seitenflächen.Low-resistance casing for the rotor shaft or the gearbox between a helicopter fuselage and the rotor head The invention relates to a low-resistance casing body for the rotor shaft or the gearbox between a helicopter fuselage and the rotor head with a substantially horizontal upper boundary surface and substantially perpendicular side surfaces.

Aufgabe der Erfindung ist die Verminderung der zum Vortrieb eines Drehflügelflugzeugs notwendigen Kraft, die Herabsetzung der unkontrollierten seitlichen Schwankungen, die mit großer Amplitude und geringer Frequenz bei manchen Hubschraubern auftreten, Erhöhung der Richtungsstabilität eines Drehflügelflugzeugs, Verringerung der Turbulenz der Luft, in der der Heckrotor arbeitet, Schaffung eines Ausgleichs der auf jeden Tragflügel wirkenden Kräfte und Verminderung der Schwingungsbelastungen der Tragflügel.The object of the invention is to reduce the need for propulsion Rotary wing aircraft necessary force, reducing the uncontrolled lateral Fluctuations with large amplitudes and low frequencies in some helicopters occur, increase in directional stability of a rotary wing aircraft, decrease the turbulence of the air in which the tail rotor operates, creating a balance the forces acting on each wing and the reduction in vibration loads the wing.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Seitenflächen des widerstandsarmen Verkleidungskörpers erfindungsgemäß im Querschnitt konkav gekrümmt sind. In weiterer Ausbildung sind die Übergänge von den senkrechten Seitenflächen in die obere waagerechte Begrenzungsfläche als scharfe, nach außen gerichtete Kanten ausgebildet. Ferner ist die im wesentlichen waagerecht verlaufende obere Begrenzungsfläche im hinteren Teil nach abwärts gebogen, und dieser Abwärtsbiegung ist die Scheitellinie der konkaven Einwärtskrümmung jeder der im wesentlichen senkrecht verlaufenden Seitenflächen angeglichen. Zweckmäßig verläuft die Scheitellinie der konkaven Einwärtskrümmung etwa in drei Vierteln der Höhe der Seitenflächen.This is achieved in that the side surfaces of the low-resistance Fairing body according to the invention are curved concavely in cross section. In further Training are the transitions from the vertical side surfaces to the upper horizontal one The boundary surface is designed as sharp, outwardly directed edges. Further is the essentially horizontal upper boundary surface in the rear Part bent downward, and this downward bend is the apex of the concave Inward curvature of each of the substantially perpendicular side surfaces adjusted. The apex line of the concave inward curve expediently runs about three quarters of the height of the side surfaces.

Die Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig.l eine perspektivische Ansicht eines Hubschraubers, der die Erfindung enthält, Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Verkleidung des Rotors und Rotorträgers, Fig. 3 eine Draufsicht der Rotorträgerverkleidung, Fig.4 eine Seitenansicht der Rotorträgerverkleidung, Fig. 5 eine Zusammenstellung der Schnitte A -F aus Fig. 4 und Fig. 6 eine Zusammenstellung der Schnitte F-M aus Fig. 4.The invention is described below in connection with the drawing. It shows Fig.l a perspective view of a helicopter containing the invention, Fig. 2 an enlarged perspective view of the fairing of the rotor and rotor arm, Compilation of the sections A -F from FIG. 4 and FIG. 6 a compilation of the sections FM from FIG. 4.

Der in Fig. 1 abgebildete Hubschrauber ist von der Art, die in der USA.-Patentschrift 2 755 038 beschrieben ist. Dieser Hubschrauber weist im wesentlichen einen langgestreckten Rumpf 10 auf, der einen stromlinienförmigen Hauptrotorträger 12 und einen Heck- ; rotorträger 14 hat. Auf ihm sind der allgemein mit 16 bezeichnete Hauptrotor und ein allgemein mit 18 bezeichneter Heckrotor befestigt. Der Rumpf hat eine Pilotenkabine 20, die vor dem Hauptrotorträger 12 und im oberen Teil des Bugteils des Rumpfes liegt. Der Raum unter der Pilotenkabine erstreckt sich unter dem Hauptrotorträger nach hinten und weist den Hauptfracht- oder -fahrgastraum 22 des Flugzeugs auf. Der Zugang zur Kabine 22 erfolgt durch ein Paar von Fronttüren 24 im Bugabschnitt des Rumpfes und eine Tür 72 an der Seite.The helicopter depicted in Figure 1 is of the type described in U.S. Patent 2,755,038. This helicopter has essentially an elongated fuselage 10, which has a streamlined main rotor support 12 and a tail; rotor arm 14 has. The main rotor, generally designated 16, and a tail rotor, generally designated 18, are attached to it. The fuselage has a pilot's cabin 20 which lies in front of the main rotor mount 12 and in the upper part of the bow portion of the fuselage. The space below the pilot's cabin extends aft under the main rotor beam and includes the main cargo or passenger compartment 22 of the aircraft. Access to the cabin 22 is through a pair of front doors 24 in the bow portion of the fuselage and a door 72 on the side.

Die Motoren sind in Motorgondeln 28 und 30 untergebracht, die an den Enden der Tragflächen 32 und 34 befestigt sind. Diese Tragflächen ragen in der Nähe des Hauptrotorträgers seitlich aus dem oberen Teil des Rumpfes heraus.The motors are housed in motor pods 28 and 30, which are attached to the Ends of the wings 32 and 34 are attached. These wings stick out nearby of the main rotor arm laterally out of the upper part of the fuselage.

Der gezeigte Hauptrotor hat fünf Tragflügel, die drehbar an dem Rotorkopf der Nabe befestigt sind, die von einer senkrechten Welle angetrieben wird, die sich von einem Getriebekasten aus durch den Träger 12 erstreckt.The main rotor shown has five airfoils that are rotatable on the rotor head attached to the hub, which is driven by a vertical shaft that extends extends through the bracket 12 from a gear box.

Obwohl ein bestimmtes Flugzeug abgebildet und beschrieben ist, kann die Erfindung auch in anderen Flugzeugen benutzt werden. Der Rotorkopf ist durch eine Metallhaube 40 verkleidet, die den Rotorkopf umschließt und mit Öffnungen 42 für jedes Tragflügelblatt versehen ist. Diese Metallhaube erlaubt ein vollständiges -Arbeiten des Rotorkopfes, um die Rotorblätter zu verstellen. Der Boden der Haube 40 ist als flache Fläche 45 ausgebildet, die zur Achse der aufrechtstehenden Antriebswelle senkrecht steht.Although a particular aircraft is illustrated and described, it may the invention can also be used in other aircraft. The rotor head is covered by a metal hood 40 which encloses the rotor head and has openings 42 is provided for each airfoil blade. This metal hood allows a complete -Working the rotor head to adjust the rotor blades. The bottom of the hood 40 is designed as a flat surface 45, which is to the axis of the upright drive shaft stands vertically.

Der Rotorträger 12 enthält einen Bodenteil 44 und eine stromlinienförmige Verkleidung 46, die eine obere Fläche 48 hat. Während zwei Teile abgebildet sind, kann der Träger auch aus einem Teil bestehen, der die gleiche oder ähnliche Form hat. Die Fläche 48 erstreckt sich von einem Punkt F auf dem Träger, dem vordersten Punkt auf dieser Fläche (s. Fig. 3 und 4), bis zu einer Linie, die von der Linie Q wiedergegeben wird, die hinter der senkrechten Antriebswelle als flache Fläche liegt und zur Achse der Antriebswelle senkrecht und zur flachen Fläche 45 der Haube 40 parallel steht. Der Abstand zwischen den Flächen 48 und 45 ist klein gehalten, um die besten Ergebnisse zu erzielen, wenn eine Rotorhaube verwendet wird. Von der Linie Q aus krümmt sich die Fläche 48 nach unten und einwärts bis zu einem Punkt R. Vom Punkt P aus bis zur Linie S biegt sich die Vorderkante 54 auf jeder Seite der Fläche 48 nach außen bis zu einer Breite, wie sie von Linie S in einem Punkt unmittelbar vor der Antriebswelle wiedergegeben wird. Die Seitenränder 56 der Fläche 48 erstrecken sich von Linie S bis Linie Q parallel zur Mittellinie des Hubschraubers. Die Seitenränder 58 der Fläche 48, die sich von Linie Q bis Punkt R erstrekken, verjüngen sich nach einwärts graduell auf etwa die Hälfte der Länge dieses Teils der Fläche 48, während sie sich über die verbleibende Länge dieses Teils nach innen bis zum Punkt R rascher verjüngen.The rotor arm 12 includes a bottom part 44 and a streamlined one Fairing 46 having a top surface 48. While two parts are shown, The carrier can also consist of a part that is the same or similar in shape Has. The surface 48 extends from a point F on the carrier, the foremost Point on this surface (see Figs. 3 and 4), up to a line leading from the line Q is reproduced behind the vertical drive shaft as a flat surface and is perpendicular to the axis of the drive shaft and to the flat surface 45 of the hood 40 stands parallel. The distance between surfaces 48 and 45 is kept small, to get the best results when a rotor hood is used. Of the Line Q of Figure 48 curves down and inward to surface 48 to a point R. From point P to line S, the leading edge 54 bends on each side of surface 48 outwardly to a width as indicated by line S at a point is reproduced immediately in front of the drive shaft. The side edges 56 of the surface 48 extend from line S to line Q parallel to the center line of the helicopter. The side edges 58 of the surface 48, which extend from line Q to point R, gradually taper inward to about half the length of this part of surface 48 as it extends inward for the remainder of that part Taper more rapidly up to point R.

Die Verkleidung 46 hat zwei Seiten 52, von denen jede eine Seite des Bodenteils 44 entlang der Linie 50 berührt. Der Träger 12 hat eine abgerundete vordere Verblendungsfläche, die sich in gerader Linie nach außen verjüngt oder neigt, da sie sich nach unten bis zum Rumpf 10 erstreckt. Die Seiten des Bodenteils 44 des Trägers 12 setzen die geradlinige Verjüngung oder Abschrägung nach außen fort, wenn sie sich nach rückwärts erstrecken, wobei sie im wesentlichen die gleiche Neigung beibehalten, bis ein Punkt hinter der Antriebswelle erreicht ist. Von diesem Punkt ab ist die Verjüngung oder Abschrägung gerade gehalten, aber die Neigung vermindert, bis ein Punkt nahe dem hinteren Ende erreicht ist. Dieses Ende ist in einer ähnlichen Weise wie das vordere Ende abgerundet (vgl. Fig. 5 und 6).The fairing 46 has two sides 52, each of which contacts a side of the bottom portion 44 along the line 50. The carrier 12 has a rounded front facing surface which tapers or slopes in a straight line outwards as it extends downwards to the fuselage 10. The sides of the bottom portion 44 of the bracket 12 continue the straight outward tapering or tapering as they extend rearward, maintaining substantially the same inclination until a point behind the drive shaft is reached. From this point on, the taper or bevel is kept straight but the slope diminishes until a point near the rear end is reached. This end is rounded in a manner similar to the front end (see FIGS. 5 and 6).

Der Vorderteil jeder Seite 52 führt die zusammenwirkenden Teile der Kante 54 der Fläche 48 in den Teil 44 in einer Weise über, die eine glatte, vorstehende Fläche vorsieht. Dieser Teil der Verkleidung erstreckt sich nach rückwärts bis etwa zu der Linie, die den Schnitt C wiedergibt. Von dieser Linie an beginnen die -Seitenteile 52, von den Rändern der Fläche 48 konkave . Flächen zu bilden, um sie mit dem restlichen Teil des Trägers zu verbinden. Diese konkaven Flächen erstrecken sich bis zu den rückwärtigen Enden von jedem der Seitenteile 52. Jede Seite 52 trifft mit der Oberkante ihres konkaven Teils die Kante der Fläche 48 und bildet mit ihr einen spitzen Winkel. Die Kante, die durch das Zusammentreffen der Ränder jeder Seite der Fläche 48 mit der Oberkante des konkaven Teils der zusammenarbeitenden Seite 52 gebildet wird, ist verhältnismäßig scharf. Jeder Seitenteil 52 sorgt mit Teil 44 für eine glatt verkleidete Eingangsfläche in den konkaven Teil jeder Seite 52 zwischen Kante 58 und Linie 50 von Linie Q bis Punkt R.The front portion of each side 52 guides the cooperating parts of the Edge 54 of face 48 over into part 44 in a manner that has a smooth, protruding Area provides. This part of the fairing extends backwards to about to the line showing section C. The side panels start from this line 52, concave from the edges of surface 48. Form areas to connect them with the rest To connect part of the beam. These concave surfaces extend to the rear ends of each of the side panels 52. Each side 52 meets the top edge its concave part the edge of the surface 48 and forms an acute angle with it. The edge created by the meeting of the edges of each side of face 48 with the top edge of the concave portion of the cooperating side 52 is formed, is relatively sharp. Each side part 52 provides with part 44 for a smooth clad entrance surface into the concave portion of each side 52 between edge 58 and line 50 from line Q to point R.

Die Vorwärtsbewegung des Hubschraubers erzeugt einen Wirbel, der von jeder konkaven Seite zur Oberseite des Trägers geht. So wirkt jede Seite in der Weise, daß Luft von hoher Energie in den Abstrom des Rotorkopfes geleitet wird. Die Luft tritt entlang des glatt verkleideten Eintritts ein und wird auf die obere Fläche 48 gefördert.The forward movement of the helicopter creates a vortex that goes from each concave side to the top of the beam. So each side acts in such a way that air of high energy is led into the downstream flow of the rotor head. The air enters along the smoothly lined entrance and is conveyed onto the upper surface 48.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Low-drag fairing body for the rotor shaft or the transmission between a helicopter fuselage and the rotor head with an im essentially horizontally extending upper boundary surface and essentially perpendicular side surfaces, characterized in that the side surfaces (52) are concavely curved in cross section.

2. Low drag fairing body according to claim 1, characterized in that the transitions from the vertical side surfaces (52) in the upper horizontal boundary surface (48) as a sharp, outwardly directed Edges (58) are formed.

3. Low resistance fairing body according to claim 1 and 2, characterized in that the substantially horizontally upper boundary surface (48) is bent downward in the rear part and this Descending curve is the apex of the concave curvature of each of the essentially perpendicular side surfaces (52) is matched.

4. Low drag fairing body according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the apex line of the concave Inward curvature of the side surfaces (52) approximately three quarters of the height of the side surfaces runs.