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Drehflügelflugzeug mit einem Heckrotor und einem Seitenleitwerk Die
Erfindung betrifft ein Drehflugelflugzeug mit einem Heckrotor und einem Seitenleitwerk
mit verstellbarer Flosse bzw. einem Seitenleitwerk mit verstellbarem Ruder, bei
dem die Verstelleinrichtung durch die Ruder- bzw. Flossenbetätigung mit der Einrichtung
zurVerstellung desAnstellwinkels derHeckrotorblätter gekoppelt ist.
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. Drehflügelflugzeuge, bei welchen die Verstelleinrichtung
für die Ruderbetätigung mit einer Einrichtung zur Vorstellung des Anstellwinkels
der Heckrotorblätter gekoppelt ist, sind bereits bekannt. Bei diesen Flugzeugen
wird jedoch eindeutig die Leitwerkssteuerung bevorzugt, und nur in den Fällen, in
denen der Verstellbereich des Leitwerks bzw. die Wirksamkeit des Leitwerks nicht
ausreicht, eine Blattwinkelverstellung am Heckrotor vorgenommen. Dies geschieht
dadurch, daß der Verstellbereich des Leitwerks durch Anschläge festgelegt ist. Wenn
in einem bestimmten Flugzustand die Leitwerkswirkung nicht ausreicht,
d. h., wenn bei der Steuerung die Anschläge erreicht werden, wird bei einer
Weiterbewegung des Betätigungsorgans nach Überwindung einer vorgespannten Feder
die Blattverstellungseinrichtung am Heckrotor betätigt. Ruderwinkel und Heckrotorblattwinkel
worden bei den bekannten Drohflügelflugzeugen also niemals gleichzeitig verstellt.
Entweder steht der Heekrotorblattwinkel auf Null, dann wird nur mit dem Leitwerk
gesteuert, oder aber das Leitwerk bzw. Ruder befindet sich am Anschlag, dann erfolgt
die weitere Steuerung nur mit dem Heekrotor.
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Die vorerwähnten Steuerungseinrichtungen besitzen jedoch den Nachteil,
daß ohne Bevorzugung einer bestimmten Steuerungsart ein kontinuierlicher Übergang
von der Leitwerks- bzw. Rudersteuerung zur Rotorsteuerung und eine im Fluge veränderliche
Koppelung zwischen Heckrotoreinstellung und Rudereinstellung nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen
und schlägt zu diesem Zweck vor, daß die Koppelung über einen Mischhebel, dessen
wirksames Hebellängenverhältnis im Fluge veränderbar ist, derart erfolgt, daß im
kontinuierlichen übergangsbereich von der Steuerung durch den Heckrotor zur Steuerung
mittels Leitwerk und umgekehrt der Anstellwinkel des Heckrotors und der Ruder- bzw.
Flossenwinkel gleichzeitig veränderbar sind.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Drohflügelflugzeuges läßt
sich für jeden Flugzu-L s d die günstigste Koppelung zwischen Heckrotor II
Rudereinstellung wählen, wobei im langsamen Geschwindigkeitsbereich die Steuerung
weitgehend vom Heckrotor übernommen wird und erst mit zunehmendem Fortschrittsgrad
das Seitenleitwerk immer stärker wirksam und der Heckrotor in gleichem Maße
zunehmend -entlastet wird.
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Um einen besonders kontinuierlichen Übergang bei einem Wechsel von
der einen Steuerungsart zur anderen zu erzielen, kann nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung die Verstellung des Hebellängenverhältnisses des Mischhebels auch
selbsttätig in Ab-
hängigkeit vom Staudruck erfolgen.
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Der kontinuierliche Übergang wird hierbei dadurch gewährleistet, daß
beispielsweise bei zunehmendem Staudruck der Anstellwinkel der Rotorblätter verkleinert
und proportional dazu die Steuerwirksamkeit des Ruders durch Vergrößerung seines
möglichen Ausschlages zwangläufig erhöht wird.
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In den Figuren ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
dargestellt. Alle nicht unmittelbar zum Erfindungsgegenstand gehörenden Teile eines
Drehflügelflugzeuges sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren weggelassen
bzw. nur schematisch dargestellt. Unter Drehflügelflugzeugen sind im vorliegenden
Fall Hubschrauber, Tragschrauber, Flugschrauber und Verwandlungsflugzeuge zu verstehen.
Fig.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht das Heck eines gemäß der Erfmdung ausgebildeten
Drehflugel flugzeuges mit der Verstelleinnchtung für das Seitenruder und der Einrichtungzum
Verstellen des Anstellwinkels, der Rotorbrätter; Fig. 2- zeigt schematisch die Wirkungsweise
der Koppelung der Verstelleinrichtungen gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist
mit 1 das Seitenleitwerk eines Drehflügelflugzeuges bezeichnet welches -eine,
Flosse la und ein Ruder 1 b besitzt. An der Flosse 1 a ist
in an sich bekannter Weise ein Heckrotor 2 mit seinen Rotorblättorn 2 a drehbar
gelagert. Der Antrieb des Heckrotors erfolgt von einem nicht naher gezeigten Triebwerk
über eine im Rumpf 3 des Drehflugelflugzeuges gelagerte Hauptantriebswelle
4 sowie Über eine ebenf alls niä cht dargestellte, durch die Flosse 1
a
gehende Wolle, welche die mit 5 bezeichnete Rotor-Wolle antreibt.
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Die Verstellung des Anstellwinkels der Rotorbrätter 2 a wird
durch eine Steuerstange 6 vorgenommen, die bei Betätigung in an sich bekannter
Weise über einen im Rotorkopf 7 angeordneten Verstellmechanismus, auf dessen
nähere Darstellung aus Gründen der übfflichtlichkeit gleichfalls verzichtet worden
ist, eine Vorstellung der Rotorblätter bewirkt.
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Das am hinteren Ende der Flosse la angelenkte Ruder 1 b ist
über eine Steuerstange 8 betätigbar. Um nunmehr zu erreichen, daß bei einer
Steuerbetatigung Leitwerk 1 und Heckrotor 2 gleichsinnig wirkende Kräfte
-ergeben, ist gemäß der Erfindung die Steuerstange 8 zum Verstellen des Ruders
1 b mit der Steuerstange 6 zum Verstellen des Anstellwinkels
der Rotorblätter durch einen Nlischhebel 9 gekoppelt, dessen wirksames Hebellangenverhaltnis
verandert werden kann. Hierdurch werden die eingangs erwähnten Vorteile erzielt
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist im Ausführungsbeispiel der Mischhebel
9 als Winkelhebel ausgebildet, an dessen einem Arm 9a die Steuerstange
6 und an dessen anderem Arm 9 b die Steuerstange 8 in
je
einem Kugelgelenk 10 angelenkt ist. Der Hebel 9 ist in einer
Gabel lla schwenkbar gelagert, die am oberen Ende einer um ihre Achse vordrehbaren,
in einem flugzeugfesten Lager 12 aufgenommenen Welle 11 ausgebildet
ist Unterhalb des gabelförmigen Tolles der Welle, 11
sind seitlich zwei diametral
gegenüberliegende und mit der Wolle 11 auf Drehmitnahnie fest verbundene
Hebelarme 13 angeordnet, an deren freien Enden Steuerseile 14 angreifen,
die mit den Seitensteuerpedalen des Dräähflugelflugzeuges, verbunden sind.
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Zur Verstellung der wirksamen Länge des Mischhebels9 ist dessen mit
dem Hebel fest verbundene Lagerwell-- 15 außerhalb der Gabel 11 a
winklig abgekropft. Bei einemVerschwenken des abgekröpften Teds15a wird der Mischhebe19,
mit verschwenkt, wobei in den Endlagen jeweils der Hebelarm 9 a oder
der Hebelarm 9 b eine senkrechte, annähernd koaxiale Lage zur Welle
11 einnimmt. In diesen Stellungen des Ms-,hhebols wird bei einer Steuerbetattgung
mittels der Seile 14 die Steuerkraft um die Flugzeughochachse ausschließlich vom
Seitenruder oder vom Heckrotor erzeugt, je nachdem, welcher Hebelarm senkrecht
und welcher quer zur Welle 11
steht. In den Stellungen des Mischhebels zwischen
den beiden Endlagen erfolgt die Steuerung dagegen sowohl durch das Seitenruder als
auch durch den Heckrotor, wobei sich der Anteil der Steuerkraft nach der jeweiligen
Stellung des Mischhebels 9 richtet.
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Im Ausfährungsbeispiel ist angenommen, daß die Betätigung der abgekröpften
Lagerwelle 15 in nicht näher gezeigter Weise durch den Piloten erfolgt, z.
B. in Abhängigkeit von der Anzeige des Fahrtmessers, wobei die Verstellbetätigung
nicht kontinuierlich vorgenommen wird, sondern schrittweise. Um jedoch einen weitgehenden
kontinuierlichen Übergang bei emem Wechsel in der Steuerung vom Heckrotor zum Seitenleitwerk
sicherzustellen, kann in Weiterbildung der Erfindung das Hebellängenverhältnis des
Nfischhebels 9 auch in Abhängigkeit vom Staudruck selbsttätig veränderbar
sein.
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Dies kann in der Weise erfolgen, daß der mit dem Seitensteuer gekoppelte,
einerseits vom Staudruck und andererseits durch den Steuerpedalausschlag in Pfeilrichtung
schwenkbare und um die Welle 11 drehbare Mischliebel 9 bei niedrigem
Staudruck die in Fig. 1 gezeigte Lage einnimmt, bei der eine große Anstell::winkeländerung
der Rotorblatter und kein oder nur ein geringer Rudorausschlag bewirkt wird, während
der Hebel 9 bei anwachsendem Staudruck in die entgegengesetzte Lage wandert
und hierbei die Anstellwinkeländerung der Rotorbrätter verkleinert, dagegen den
Ausschlag des Seitenruders 1 b vergroßert. Die bei einem staudruckabhängigen
Verstellen des Mischliebels notwendigen, mit der Welle 15 verbundenen Steuereinrichtungen
sind nicht Gegenstand der Erfindung und deshalb nicht näher in den Figuren gezeigt.
In Fig. 2 ist die bereits beschriebene Wirkungsweise der Koppelung der Verstelleinrichtung
für das Ruder mit der Einrichtung zum Verstellen des Anstellwinkels der Rotorblätter
nocheinmal schematisch gezeigt. Die in dieser Figur mit 16 bezeichneten,
sich kreuzendeil Bewegungspfeile entsprechen der Wirkungsweise der die Teile
10 bis 15 umfassenden Koppelung. Im Hinblick auf die Beschreibung
der Fig. 1 kann auf eine nochmalige Erläuterung der Wirkungsweise nach Fig.
2 verzichtet werden.
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Unabhängig davon welche konstruktive Ausgestal tung der Erfind:ungsgegenstand
im einzelnen erfahren kann und unabhängig davon, ob der Heekrotor außerhalb des
Seitenleitwerkes oder in einem tunnelförmigen Kanal der Flosse la angeordnet ist,
stets worden durch die Koppelung der Einrichtung zum Verstellen des Anstellwinkels
mit der Verstelleinrichtung für das Ruder bzw. für die Leitwerksflosse bei einer
Steuerbetätigung Leitwerk und Heckrotor gleichännig wirkende und gleich große Steuerkräfte
ergeben, wobei die Vorteile des Drehmomentenausgleichs bzw. einer Seitensteuerung
durch den Heckrotor bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten einerseits und die, Vorzüge
einer Rudersteuerung bei hohen Fluggeschwindigkeiten andererseits in vollem Umfang
gewahrt bleiben.