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Drehflügelflugzeug Das Hauptpatent betrifft ein Drehflügelflugzeug
mit einer aus starren Betrieblichen Mitteln bestehenden Vorrichtung zur Erzeugung
von periodisch unterschiedlichen Blattumlaufgeschwindigkeiten, bei welchen den vorlaufenden
Blättern eine verringerte und den rücklaufenden Blättern eine vergrößerte Umlaufgeschwindigkeit
erteilt wird, wobei die Betrieblichen Mittel winklig zu den Rotorblättem angeordnete,
starr mit diesen verbundene Arme aufweisen, die ihrerseits über Pleuelstangen mit
einer Antriebseinrichtung zur Erzielung der Schwenkbewegung in Wirkungszusammenhang
stehen. Gegenstand des Hauptpatentes ist, daß die während eines Rotorumlaufes durch
die Verkürzung der wirksamen Länge der Arme entstehende Vergrößerung der Schwenkbeschleunigung
der Blätter durch eine Vorrichtung derart ausgeglichen wird, daß die Schwenkbewegung
der Blätter harmonisch verläuft.
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Gemäß Anspruch 4 des Hauptpatentes ist als Antriebseinrichtung zur
Erzielung der Schwenkbewegung der Rotorblätter eine konzentrisch zur Rotorachse
angeordnete ringförmige Taumelscheibe vorgesehen, deren oszillierende Bewegung von
je einem Hebelgestänge auf jedes Rotorblatt übertragen wird.
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Ein gemäß dem Hauptpatent ausgebildetes Drehflügelflugzeug besitzt
den Vorteil, daß zwischen der erzwungenen Bewegung der Rotorblätter durch das Getriebe
und der Bewegung des frei schwingenden Rotorblattes als Zentrifugalpendel eine annähernde
Übereinstimmung herbeigeführt ist, wobei sich durch die Verwendung einer Taumelscheibe
gemäß Anspruch 4 als Antriebsvorrichtung zur Erzielung der Schwenkbewegung den Rotorblättern
in einfacher und funktionssicherer Weise gleichzeitige periodische Bewegungen erteilen
lassen, die eine Phasenverschiebung aufweisen und deren Amplitude gleichzeitig vergrößert
oder verkleinert werden kann.
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Drehflügelflugzeuge der vorgenannten, nach Anspruch 4 des Hauptpatentes
ausgebildeten Art zeichnen sich jedoch durch eine große und in vielen Fällen ungünstige
Bauhöhe ihres Rotors aus, so daß durch den verhältnismäßig großen Abstand zwischen
Rotorebene und Triebwerksmitte die Verwendung der nach Anspruch 4 aufgebauten Rotoren
nur auf bestimmte Typen von Drehflügelflugzeugen beschränkt ist. Außerdem wird durch
die vorgenannte Anordnung die Schwenkbewegung der Rotorblätter durch die Schlagbewegung
ungünstig beeinflußt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehflügelflugzeug der im Anspruch
4 des Hauptpatentes geschützten Art so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der
Vorteile eines gemäß dem Hauptpatent ausgebildeten Drehflügelflugzeuges die vorgenannten
Nachteile vermieden sind. Insbesondere soll ein Drehflügelflugzeug gemäß der Erfindung
einen technisch einfachen, nur einen geringen Aufwand an Bauraum und Gewicht besitzenden
Aufbau aufweisen, und außerdem soll die Schwenkbewegung von der Schlagbewegung nicht
beeinflußt werden.
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Eine Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt,
daß die Taumelscheibe zur Erzielung der Schwenkbewegung der Rotorblätter im Innenraum
des Rotorkopfes an einer über ein Kardangelenk mit dem Gestell des Drehflügelflugzeuges
fest verbundenen, konzentrisch zur Rotorachse gelagerten Hülse oberhalb des Kardangelenkes
schwenkbar angeordnet ist. .
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Ein in dieser Weise ausgebildetes Drehflügelflugzeug besitzt gegenüber
den gemäß dem Hauptpatent ausgebildeten Drehflügelflugzeugen den Vorteil, daß die
Bauhöhe des Rotors wesentlich kleiner ist, wodurch der Anwendungsbereich dieser
Rotoren eine bedeutende Erweiterung erfährt und für alle Größen und Typen von Drehflügelflugzeugen
verwendbar ist. Dieser Vorzug ergibt sich insbesondere daraus, daß der Rotor mit
der Taumelscheibe und dem zur Übertragung der oszillierenden Bewegung der Taunnelscheibe
auf die Rotorblätter dienenden Mittel, die im Innenraum des Rotorkopfes .angeordnet
sind, eine kompakte, in sich geschlossene und in einfacher Weise an jeder Zelle
eines Drehflügelflugzeuges anbringbare Baugruppe darstellt. Darüber hinaus läßt
sich durch die erfindungsgemäße Anordnung der Taumelscheibe der Durchmesser des
Rotorkopfes kleiner gestalten, so daß damit eine für die Antriebserhöhung des Drehflügels
günstige Verlängerung der Rotorblätter erzielt wird.
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In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher gezeigt.
Alle nicht unmittelbar zum Erfindungsgegenstand
gehörenden Teile
eines Drehflügelflugzeuges sind aus Gründen der übersichtlichkeit nicht näher dargestellt.
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In der Figur ist der als ein an seinem oberen Ende geschlossener Behälter
ausgebildete Rotorkopf 1 über eine an seiner Stirnfläche 1 a befestigte Welle
2 und ein Kardangelenk 3 mit der Rotorwelle 4 verbunden. Konzentrisch zur Rotorwelle
4 ist auf dieser ein Tragrohr 5 gelagert, welches in an sich bekannter und daher
nicht näher gezeigter Weise am Gestell des Drehflügelflugzeuges starr befestigt
ist und somit an der Drehung der Rotorwelle 4 nicht teilnimmt.
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An der oberen Stirnfläche des Tragrohres 5 ist ein Bügel 6 befestigt,
an dessen Arme 6 a und 6 b mittels Zapfen 7 ein Kardanring 8 aufgehängt ist. An
letzterem sind rechtwinklig zum Bügel 6 mittels Zapfen 10 die Arme 9 a und 9 b eines
zweiten Bügels 9 gelagert. Durch die Teile 6, 8 und 9 ist damit ein weiteres Kardangelenk
gebildet. Am Bügel 9 ist eine Hülse 11
angeordnet, die mittels Wälzlager 12
und 13 an der mit der Rotorwelle 4 verbundenen Welle 2 geführt ist.
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Gemäß der Erfindung sind das erste Kardangelenk 3 und das aus den
Teilen 6, 8 und 9 gebildete zweite Kardangelenk so zueinander angeordnet, daß beide
Gelenke einen gemeinsamen Mittelpunkt besitzen, wobei das Kardangelenk 3 von dem
aus den Teilen 6, 8 und 9 bestehenden Gelenk konzentrisch umschlossen ist.
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Gemäß der Erfindung ist ferner die in der Figur mit 14 bezeichnete
Taumelscheibe zur Erzielung der Schwenkbewegung der Rotorblätter 15, von denen in
der Figur aus Gründen der übersichtlichkeit nur eines gezeigt ist, im Innenraum
des Rotorkopfes 1
oberhalb des Kardangelenkes 6, 8, 9 an der Hülse 11 mittels
diametral gegenüberliegender Zapfen 16 konzentrisch zur Rotorachse 4 schwenkbar
gelagert.
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Die Verstellung der Taumelscheibe 14 um die Zapfen 16 erfolgt im Ausführungsbeispiel
mittels einer hydraulischen Arbeitsstrebe 17, deren eines Ende an einem Auge 18
der Taumelscheibe und deren anderes Ende an einem an der Hülse 11 ausgebildeten
Auge 19 angreift. Der Zylinder der hydraulischen Arbeitsstrebe 17 ist über
Druckleitungen 17a
und 17b an das nicht weiter dargestellte hydraulische Steuersystem
angeschlossen. Bei einer Verlängerung der Strebe wird die Neigung der Taumelscheibe
14 gegenüber ihrer zur Welle 2 senkrechten Achse vergrößert.
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Wenngleich im Ausführungsbeispiel zur Verstel-Lung der Taumelscheibe
14 eine hydraulische Arbeitsstrebe 17 vorgesehen ist, so ist die Erfindung
hierauf jedoch keineswegs beschränkt. Vielmehr könnte in gleich vorteilhafter Weise
an Stelle einer hydraulischen auch eine mechanische oder elektrische Betätigungseinrichtung
an sich bekannter Art angeordnet sein.
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Am Innenumfang des zylindrischen Behältermantels des Rotorkopfes 1
sind eine der Anzahl der Roorblätter entsprechende Anzahl von senkrecht zur Etotorwelle
4 stehende Zapfen 20 angeordnet, auf welchen zweiarmige Hebel 21 schwenkbar gelagert
sind, von denen in der Figur nur einer gezeigt ist. Am einen Arm 21 a des zweiarmigen
Hebels ist ein senkrecht zur Rotorwelle gerichteter Zapfen 22 befestigt, auf welchem
zwei kegelig ausgebildete Laufollen 23 und 24 koaxial gelagert sind. Von den Rollen
23 und 24 wälzt sich die zuerst genannte auf einer in der Taumelscheibe 14 ausgebildeten,
der Kegelform der Laufrollen angepaßten unteren Führungsleiste 14a und die zuletzt
genannte, innenliegende Laufrolle 24 auf einer oberen Führungsleiste
14 b ab. Durch diese Anordnung wird der in seiner Mittellage eine im wesentlichen
senkrechte Stellung aufweisende Hebelarm 21a in formschlüssigem Wirkungseingriff
mit der stillstehenden Taumelscheibe 14 gehalten.
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Am anderen Arm 21 b des Hebels 21 ist eine Pleuelstange
25 angelenkt, deren eines Ende an einem senkrecht zum Rotorblatt 15 angeordneten
Hebelarm 26 angreift. Wie aus der Figur weiterhin ersichtlich, ist das Rotorblatt
15 in an sich bekannter Weise an einem am Arm 1 b des Rotorkopfes ausgebildeten
Schwenkgelenk 27 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung
ist folgende: Bei einer Drehung des Rotorkopfes 1 wird der zweiarmige Hebel 21 durch
den Zapfen 220 mitgpnommen. Dabei werden die Rollen 23 und 24 bei einer geneigten
Taumelscheibe während einer Umdrehung des Rotors jeweils aufwärts und abwärts bewegt,
wodurch eine Schwenkbewegung des Hebelarmes 21a entsteht. Diese Schwenkbewegung
wird über den Arm 21 b, die Pleuelstange 25 und den Hebelarm 26 auf das Rotorblatt
15 übertragen.
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Der Taumelscheibeninnenteil wird durch das außenliegende Kardangelenk,
das aus den Teilen 6, 8 und 9 besteht, gegenüber dem Gestell des Drehflügel-Flugzeuges
festgehalten. Wenn der Rotorkopf 1 mit seiner Welle 2 eine andere Richtung aufweist
als die Rotorwelle 4, wie dies bei Schlagbewegungen von halbstarren Rotoren der
Fall ist, so wird die Taumel-Scheibe 14 relativ zum Rotorkopf 1 nicht geneigt. Daher
weist die erfindungsgemäße Anordnung der Taumelscheibe den bedeutsamen Vorteil auf,
daß die Schwenkbewegung durch eine Schlagbewegung da ganzen Rotors nicht beeinflußt
wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß
das Getriebe zur Erzeugung der Schwenkbewegung der Rotorblätter vorwiegend über
dem Kardangelenk 3 zum Anschluß des Rotors liegt. Dadurch ist eine Einsparung von
Bauraum erzielt, welcher beispielsweise der Anordnung einer Steueranlage zum Verstellen
des Einstellwinkels der Rotorblätter dienen könnte. Darüber hinaus kann bei einer
Ausbildung des Rotorkopfes in der in der Figur gezeigten Weise das nicht näher dargestellte
Hauptgetriebe in vorteilhafter Weise bis nahe an den Rotorkopf 1 herangeführt sein.
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Unabhängig davon, welche Ausgestaltung ein gemäß der Erfindung ausgebildetes
Drehflügelflugzeug im einzelnen erfahren mag, stets sind hierdurch die eingangs
erwähnten Vorzüge, hinsichtlich eines freizügigen, raum- und gewichtsparenden sowie
funktionssicheren und technisch einfaches Aufbaues gewährleistet, wobei sich ein
in dieser Weise ausgebildetes Drehflügelflugzeug durch geringen Stirnwiderstand
im Vorwärtsflug auszeichnet.