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Hubschrauber Die Erfindung bezieht sich auf einen Hubschrauber mit
mindestens einem mit einem Rotor umlaufenden und in radialem Abstand zur Drehachse
des Rotors gelagerten Triebwerk zum Antrieb eines oder mehrerer Rotoren.
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Es sind bereits Hubschrauber mit einem mit dem Rotor umlaufenden und
in radialem Abstand zur Drehachse dieses Rotors gelagerten und mit einer Luftschraube
versehenen Triebwerk zum Antrieb des Rotors bekannt. Infolge der stark unterschiedlichen
Anströmgeschwindigkeiten während des Umlaufes, insbesondere bei zunehmendem Vorwärtsflug,
ist die Wirkungsweise der Luftschraube erheblich herabgesetzt, so daß ein derartiger
Antrieb unbefriedigend ist und unwirtschaftlich arbeitet. Weiterhin ist ein Antriebssystern
für Hubschrauber bekanntgeworden, bei welchem das als Sternmotor ausgebildete
Triebwerk koaxial zur Rotorachse drehbar gelagert ist und in Antriebsuntersetzung
mit dem entgegengesetzt umlaufenden Rotor steht. Das ganze Antriebssystem ist im
Rumpf drehbar gelagert. Eine derartige Triebwerksanordnung macht es nahezu unmöglich,
mehrere Triebwerke zum Antrieb des Rotors anzubringen. Ferner können kaum Untersetzungsgetriebe
vorgesehen werden. Das Triebwerk muß daher mit relativ niedriger Drehzahl umlaufen
und aus diesem Grund langhubig und verhältnismäßig schwer ausgeführt werden. Letzteres
wirkt sich nicht nur ungünstig auf die Schwerpunktslage aus, sondern setzt auch
die Wirtschaftlichkeit herab.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hubschrauber der eingangs genannten
Art in der Weise zu verbessern, daß bei einfacherer und leichterer Ausführungsform
eine Untersetzung zwischen Triebwerk und Rotor erzielt wird, die sowohl einen wirtschaftlichen
Betrieb als auch eine leichte Bauweise des Triebwerks ermöglicht. Die erfindungsgemäße
Lösung wird darin gesehen, daß ein konzentrisch zur Drehachse des Rotors angeordnetes,
starr mit dem Rumpf verbundenes Zahnrad vorgesehen ist, mit welchem das Abtriebsritzel
des Triebwerks in Antriebsverbindung steht.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wirken bei Anordnung von
mehreren Triebwerken alle Abtriebsritzel gemeinsam auf das feststehende Zahnrad.
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Nach einem ferneren Merkmal sind die Triebwerke am Umfang des Rotorkopfes,
vorzugsweise etwa in der Mitte zwischen zwei benachbarten Rotorblättern zngeordnet.
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Durch die erfindungsgemäße Antriebsabordnung für den oder die Rotoren
eines Hubschraubers kann ohne Schwierigkeiten eine entsprechend große Untersetzung
zwischen dem Abtriebsritzel des Triebwerkes und dem rumpffesten, relativ großen
Zahnrad erzielt werden. Andererseits liegen die Triebwerke, wenn sie am Außenumfang
des Rotorkopfes angeordnet sind, in einem Bereich, in welchem die bei der Umdrehung
auftretenden Fliehkräfte noch nicht groß sind. Durch die kreisförmige Umlaufbewegung
wird außerdem eine wirksame Kühlung des Triebwerks erreicht. Auf besondere Gebläse,
zu deren Betrieb Leistung vom Triebwerk abgezweigt werden muß und welche ein zusätzliches
Gewicht darstellen, kann daher verzichtet werden. Es steht somit immer die volle
Motorleistung zur Verfügung, die mit hohem Wirkungsgrad auf den Rotor übertragen
wird.
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Die Rotor-Motor-Einheit nach der Erfindung stellt einen Antrieb für
Hubschrauber dar, welcher einfach herzustellen und dementsprechend billig ist. Der
Antrieb eignet sich insbesondere für kleinere Hubschrauber, um deren bisher sehr
hohen Anschaffungs-und laufenden Wartungskosten zu senken, den Nutzlastanteil zu
vergrößern und bei Verwendung mehrerer Triebwerke die Sicherheit zu erhöhen.
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Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für
sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung. Es zeigt F i
g. 1 einen Schnitt durch eine Motor-Rotor-Einheit nach der Erfindung, F i
g. 2 eine Draufsicht auf einen Rotorkopf mit zwei Rotorblättern und zwei
Triebwerken, F i g. 3 eine Draufsicht auf einen Rotorkopf mit drei Rotorblättern
und drei Triebwerken.
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Der erfindungsgemäße Antrieb frü Hubschrauberrotoren weist gemäß F
i g. 1 eine Rotorwelle 1 auf, die in geeigneter Weise am Rumpf eines
nicht dargestellten Hubschraubers starr befestigt ist. Am oberen Ende dieser Rotorwelle
1 ist der Rotorkopf 2 mittels geeigneter Lager drehbar gelagert. Der Rotorkopf
besteht
im wesentlichen aus einem geschlossenen Gehäuse 3, welches zweckmäßigerweise
aus zwei Halbschalen 4 und 5 zusammengesetzt ist. Das Gehäuse 3 besitzt
radial nach außen verlaufende Arme 6,
in welchen in bekannter Weise die Rotorblätter
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z. B. mittels Schlag- und Schwenkgelenken 8 gelagert sein können.
Weiterhin sind am Gehäuse 3 Anschlußteile vorgesehen, an welchen das Triebwerk
9, hier ein Kolbenmotor, angeflanscht werden kann. Es können auch mehrere
Triebwerke angebracht werden. Die Anordnung am Rotorkopf 2 ist beliebig. Sie kann,
wie in F i g. 1 gezeigt ist, radial sein, doch sind auch tangentiale oder
axiale Anordnungen denkbar. Weiterhin können die Triebwerke 9 am Außenumfang
des Rotorkopfgehäuses 3 und/oder an dessen oberen und/oder unteren Seite,
d. h. an einer der beiden Halbschalen 4 und 5 angeordnet sein. Desgleichen
ist die Art des Triebwerkes bzw. der Triebwerke beliebig, so kann ein Kolben- oder
ein Turbinentriebwerk verwendet werden. Das Abtriebsritzel 10 des Triebwerkes
9 greift in ein feststehendes Zahnrad 11 ein, welches über eine überholkupplung
12 mit der Rotorwelle 1 fest verbunden ist. Bei entsprechender Ausbildung
des Hubschrauberrumpfes kann das Zahnrad 11 auch direkt am Rumpf befestigt
sein. Die Rotorwelle 1 könnte in diesem Fall wegfallen.
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Die Steuerung des Hubschraubers kann nach bekannter Art erfolgen.
In F i g. 1 ist eine Spinne 13
angedeutet, welche mit einem durch die
hohle Rotorwelle 1 geführtem Gestänge in Verbindung steht. Das gleiche gilt
für den Heekrotorantrieb, welcher beispielsweise über ein an der unteren Halbschale
5 des Gehäuses 3 angeordnetes Zahnrad, welches mit einem an der Heckrotor-Antriebswelle
befestigten Zahnrad kämmt, erfolgen kann. Bei Anordnung von zwei übereinanderliegenden,
koaxialen Rotor-Motor-Einheiten kann in gleicher einfacher Weise ein zwischen den
beiden Rotoren liegendes Synchronisierungsgetriebe vorgesehen werden.
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Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Rotorantriebes ist nun so,
daß sich das Abtriebsritzel 10
infolge der Umdrehungen der Kurbelwelle des
Triebwerkes 9 auf dem Zahnrad 11 abwälzt und auf diese Weise den Rotorkopf
2 mit den daran angeordneten Rotorblättem in Umdrehung versetzt. Sollte während
des Fluges die Drehzahl des Triebwerkes 9 auf Leerlauf gedrosselt werden
oder infolge Versagens auf Null herabsinken, kann sich der Rotor infolge der Überholkupplung
12 weiterdrehen, so daß eine anschließende Landung im Autorotationsflug sichergestellt
ist. Für den Fall, daß das Triebwerk 9, wenn mehrere Triebwerke vorhanden
sind, blockieren sollte, ist ein Bruchteil, z. B. ein Scherbolzen, zwischen Abtriebswelle
und -ritzel eingebaut. Dieser Scherbolzen wird zerstört und der Flug kann mit Hilfe
der restlichen Triebwerke fortgesetzt bzw. eine sichere Landung durchgeführt werden.
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Die Anzahl der Triebwerke kann sehr unterschied' lieh sein. So kann
z. B. ein Triebwerk bei einem Rotor mit nur einem Rotorblatt 7 letzterem
gegenüber angeordnet sein und gleichzeitig als Gegengewicht dienen. Sind mehrere
Rotorblätter vorhanden, kann das Triebwerk in der verlängerten Rotorkopfachse auf
dem Rotorkopf selbst befestigt sein. Bei der vorzugsweisen Verwendung mehrerer Triebwerke
kann die Anordnung so erfolgen, wie es in F i g. 2 und 3
dargestellt
ist, also etwa auf der Halbierenden des von zwei benachbarten Rotorblattachsen eingeschlossenen
Winkels. Bei Kolbentriebwerken sind zur Erzielung ?ines ausgeglichenen Umlaufes
des Rotors die sich entsprechenden Kolben der einzelnen Triebwerke so aufeinander
abgestimmt, daß ihre Bewegungsrichtung immer gleich ist und sie z. B. im gleichen
Moment sich am äußeren Totpunkt befinden.