DE1174620B

DE1174620B - Rotary wing powered by compressed gas

Info

Publication number: DE1174620B
Application number: DEH39829A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Goetz Heidelberg
Original assignee: GOETZ HEIDELBERG DIPL PHYS
Current assignee: GOETZ HEIDELBERG DIPL PHYS
Priority date: 1958-06-23
Filing date: 1959-08-06
Publication date: 1964-07-23
Also published as: DE1118612B

Description

Drehflügel mit Antrieb durch Druckgas Gegenstand der Hauptpatentanmeldung ist ein Drehflügel mit Antrieb durch Druckgas, das aus einem schlitzförmigen Spalt längs der Drehflügelhinterkante austritt, wobei die Richtung und/oder Stärke des austretenden. Strahls gesteuert wird und für die Richtung desselben eine starre Strahlführungsfläche dem schlitzförmigen Spalt nachgeordnet ist.Rotary vane driven by pressurized gas is the subject of the main patent application is a rotary vane driven by compressed gas that emerges from a slit-shaped gap emerges along the trailing edge of the rotary vane, the direction and / or strength of the exiting. Beam is controlled and for the direction of the same a rigid Beam guiding surface is arranged downstream of the slot-shaped gap.

Gemäß Anspruch 6 der Hauptpatentanineldung ist vorgeschlagen worden, daß für die Steuerung der Stuerluft an der Propellernabe den Querschnitt der Steuerluftleitungen verändernde Vorrichtungen vorgesehen sind.According to claim 6 of the main patent application it has been proposed that devices which change the cross section of the control air lines are provided for controlling the control air at the propeller hub.

Gemäß der Erfindung läßt sich in besonders einfacher und vorteilhafter Weise der Querschnitt der Steuerluftleitungen mittels verstellbarer Klappen verändern, wobei die Klappen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zyklisch und bzw. oder kollektiv verstellbar sind.According to the invention can be in a particularly simple and advantageous Change the cross-section of the control air lines by means of adjustable flaps, wherein the flaps according to a further feature of the invention cyclically and / or are collectively adjustable.

Es ist zwar bereits bekannt, bei Drehflügeln mit Antrieb durch Druckgas, welches aus Kaltluft und Heißgas besteht, in der Hauptluftleitung eine zyklisch betätigbare Steuereinrichtung anzuordnen, mittels welcher die Luftzufuhr zu den Blättern in richtiger Phasenlage geregelt und eine bestimmte Gasmischung erzielt werden kann. Diese bekannten Steuereinrichtungen lassen sich jedoch zur Lösung der gestellten Aufgabe bei Drehflügeln der eingangs genannten Art nicht heranziehen.It is already known, in the case of rotary leaves driven by pressurized gas, which consists of cold air and hot gas, one cyclically in the main air line to arrange actuatable control device, by means of which the air supply to the Scrolling regulated in the correct phase position and achieved a certain gas mixture can be. However, these known control devices can be used to solve the Do not use the task set for rotary sashes of the type mentioned at the beginning.

Die Erfindung läßt sich vorteilhaft für Hubstrahler mit Rotoren oder Propellern mit senkrechter Achse verwenden. Die Momente um die Achse senkrecht zu den Propellern bzw. deren Achsen und die Momente zur Einstellung einer anderen Rotor- oder Propellerebene werden dabei durch zyklische, über dem Azimutwinkel unterschiedliche Einstellungen des Strahlaustrittswinkels oder der Austrittsmenge des Gases erzeugt, während die Einstellung unterschiedlicher Schübe zwischen den Rotorblättern durch kollektive, über dem Azimutwinkel konstant bleibende Verstellung des Blattschubes erfolgt.The invention can be advantageous for lifting radiators with rotors or Use propellers with a vertical axis. The moments about the axis perpendicular to the propellers or their axes and the moments for setting another rotor or propeller plane are thereby characterized by cyclical, different over the azimuth angle Settings of the jet exit angle or the exit quantity of the gas generated, while setting different thrusts between the rotor blades collective adjustment of the blade thrust that remains constant over the azimuth angle he follows.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Querschnittsveränderung der Steuerluftleitungen erlaubt eine Strahlsteuerung ohne mechanisch bewegte Teile an den Propellern oder Rotorblättem, wobei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung für das zyklische Verstellen der Klappen ein Steuerknüppel und für das kollektive Verstellen ein zusätzlicher Verstellhebel angeordnet sind.The device according to the invention for changing the cross section of the control air lines allows jet control without mechanically moving parts on the propellers or Rotor blades, according to a further feature of the invention for the cyclical Adjustment of the flaps with a joystick and an additional one for collective adjustment Adjusting levers are arranged.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drehflügels dargestellt und beschrieben sind. Alle nicht unmittelbar zum Erfindungsgegenstand gehörenden Teile des Drehflügels und seiner Strahlsteuereinrichtung sind aus Gründen einer besseren übersichtlichkeit nicht näher gezeigt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen mit der erfindungsgemäßen Strahlsteuereinrichtung versehenen Drehflügel, F i g. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Drehflügels gemäß F i g. 1, F i g. 3 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht eines DrehflügeK F i g. 4 die im vergrößerten Maßstab dargestellte Steuereinrichtung für die Steuerluft nach der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2, F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Steuereinrichtung für die Steuerluft, F i g. 6 die Seitenansicht eines Hubstrahlers unter Verwendung eines Rotors gemäß der Erfindung, F i g. 7 eine Draufsicht auf den Hubstrahler gemäß F i g. 6. Further details of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawings, in which some exemplary embodiments of the rotary vane according to the invention are shown and described. All parts of the rotary vane and its jet control device that do not directly belong to the subject matter of the invention are not shown in more detail for reasons of clarity. It shows F i g. 1 shows a section through a rotary vane provided with the jet control device according to the invention, FIG . 2 shows a section through another embodiment of the rotary vane according to FIG. 1, Fig. 3 is a partially sectioned side view of a rotary flight K F i g. 4 shows the control device for the control air, shown on an enlarged scale, according to the embodiment according to FIGS. 1 and 2, FIG. 5 shows another embodiment of the control device for the control air, FIG . 6 shows the side view of a lifting radiator using a rotor according to the invention, FIG. 7 shows a plan view of the lifting radiator according to FIG . 6th

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Schnitt durch den mit einem Strahlschlitz 10 versehenen Propellerblattabschnitt 11 ist die eine Düsenkontur außerhalb der engsten Düsenstelle in Form einer im Querschnitt stetig gekrümmten Strahlführungsfläche 12 verlängert.In the case of the one shown in FIG. 1 through the propeller blade section 11 provided with a jet slot 10 , the one nozzle contour is extended outside the narrowest nozzle point in the form of a jet guide surface 12 which is continuously curved in cross section.

Die Strahlführungsfläche 12 besitzt eine Steuerleitung 13, die durch öffnungen 14 mit der Außenkontur der Strahlführungsfläche 12 verbunden ist. Die öffnungen 14 sind untereinander durch eine durchgehende Nut 15 verbunden. Der aus dem Strahlschlitz 10 austretende energiereiche Gasstrahl legt sich an die Fläche 12 an und hat hierbei eine Austrittsrichtung, die etwa der Tangente am Ende dieser gekrümmten Fläche entspricht. Wird nun durch die Steuerleitung 13 Luft an den Öffnungen 14 ausgeblasen, so reißt normalerweise der an der Strahlführungsfläche anliegende Strahl an dieser Stelle ab und erhält so eine andere Austrittsrichtung, die der Tangente am Ort der Austrittsöffnung entspricht. Es hat sich gezeigt, daß hierzu nur eine kleine Luftmenge erforderlich ist, die die Druckverhältnisse an der gekrümmten Strahlführungsfläche genügend verändert.The beam guiding surface 12 has a control line 13 which is connected to the outer contour of the beam guiding surface 12 through openings 14. The openings 14 are connected to one another by a continuous groove 15 . The high-energy gas jet emerging from the jet slot 10 rests against the surface 12 and has an exit direction which corresponds approximately to the tangent at the end of this curved surface. If air is blown out through the control line 13 at the openings 14, the jet lying on the beam guiding surface normally breaks off at this point and is thus given a different exit direction which corresponds to the tangent at the location of the exit opening. It has been shown that only a small amount of air is required for this, which changes the pressure conditions on the curved jet guide surface sufficiently.

Statt einer einzigen Reihe von öffnungen 14 können gemäß F i g. 2 auch mehrere Reihen von hintereinanderliegenden öffnungen 16, 17 angeordnet sein, durch die der aus dem Strahlschlitz 10 austretende Strahl stufenweise verschieden abgelenkt werden kann.Instead of a single row of openings 14, according to FIG . 2, several rows of openings 16, 17 lying one behind the other can also be arranged, through which the jet emerging from the jet slot 10 can be deflected differently in stages.

Die Krümmung der Strahlführungsfläche 12 kann beispielsweise so stark gewählt werden, daß der aus dem Strahlschlitz 10 austretende Strahl normalerweise abreißt, so daß erst durch Absaugen von Luft, beispielsweise über die öffnungen 14 (F i g. 1) bzw. 16, 17 (F i g. 2) der austretende Strahl zum Anliegen bis zu dieser Stelle der Strahlführungsfläche gebracht wird.The curvature of the beam guiding surface 12 can, for example, be selected so strongly that the beam emerging from the beam slot 10 normally breaks off, so that only by sucking off air, for example via the openings 14 (Fig . 1) or 16, 17 (F i g. 2) the exiting beam is brought to rest up to this point on the beam guiding surface.

In F i g. 4 und 5 ist in vergrößertem Maßstab die Steuerung der Steuerluft an einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die in dieser Figur mit 20 bezeichneten Öffnungen sind innerhalb der Rotornabe 21 angeordnet und gemäß der Erfindung durch bewegliche Klappen 24, 25 kontinuierlich verschließbar. Die Klappen werden über Hebel 26 betätigt, die von an ihren oberen Enden je eine Rolle 27 aufweisenden Stößelstangen 28 beaufschlagt werden. Die Rollen 27 wirken jeweils mit Kippscheiben 29 zusammen, mit denen Steuerhebel 30 verbunden sind.In Fig. 4 and 5 , the control of the control air is shown on an enlarged scale in an exemplary embodiment. The openings designated by 20 in this figure are arranged within the rotor hub 21 and, according to the invention, can be continuously closed by movable flaps 24, 25. The flaps are actuated via levers 26 which are acted upon by push rods 28 each having a roller 27 at their upper ends. The rollers 27 each cooperate with tilting disks 29 , with which control levers 30 are connected.

Über eine Scheibe 31 werden die Steuerhebel 30 und damit die Klappen 24 bzw. 25 im Ausmaß der Einstellung mittels des in F i g. 3 schematisch dargestellten Steuerknüppels 32 zyklisch verändert, während durch Betätigen des Pitcfihebels 33 eine kollektive Steuerung der Klappen erfolgt. Um die Nullstellung der Klappen festzulegen. ist jede von ihnen mit einem Fortsatz 34 (F i g. 4 und 5) versehen, an dem jeweils eine Feder 35 angreift.The control lever 30 and thus the flaps 24 and 25 are in g F i in the amount of adjustment by means of a disc 31st 3 schematically shown control stick 32 changed cyclically, while a collective control of the flaps takes place by actuating the pitcher lever 33. To determine the zero position of the flaps. each of them is provided with an extension 34 ( FIGS. 4 and 5) on which a spring 35 engages.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Klappe 24 so gestaltet, daß die Steuerluft bei zyklischer Verstellung nicht sinusförinig verändert wird, sondern nach einer für die Funktion der Steuerung erwünschten angenäherten Trapezfonn.In the case of the one shown in FIG. 4, the flap 24 is designed so that the control air is not changed sinusoidally during cyclical adjustment, but according to an approximated trapezoidal shape desired for the function of the control.

Die Steuerluft wird bei der Ausführungsforin gemäß F i g. 4 der Antriebsdruckluft entnommen, während gemäß F i g. 5 als Steuerluft Außenluft am Rotorkopf durch die Öffnung 22 angesaugt wird, die durch Zentrifugalbeschleunigung im drehenden Propeller bzw. Rotorblatt ihren erforderlichen überdruck erhält, um an den öffnungen 14 bzw. 16, 17 austreten zu können.The control air is in the execution form according to F i g. 4 taken from the drive compressed air, while according to FIG. 5 as control air, outside air at the rotor head is sucked in through the opening 22, which is given the overpressure required by centrifugal acceleration in the rotating propeller or rotor blade in order to be able to exit at the openings 14 or 16, 17 .

Das Maß der Anlage des aus dem Strahlschlitz 10 austretenden Strahles an der Strahlführungsfläche 12 ist aber auch ohne die in F i g. 1 dargestellten öffnungen 14 zu erzielen, wenn die Daten des austretenden Strahles entsprechend gewählt werden. Hierbei wird von dem Gesetz der Abhängigkeit der Strahlanlage an eine gekrümmte Fläche Gebrauch gemacht - in der Fachliteratur als Coandaeffekt bezeichnet -, das die Abhängigkeit von Krümmungsradius, von Strahlgeschwindigkeit und Strahldicke sowie Strahlimpuls betrifft. Die Steuerung des Strahlwinkels wird also hierbei durch Änderung des Druckes vor dem Strahlschlitz bei konstantem Krümmungsradius der Strahlführungsfläche 12 erzielt.The extent to which the beam exiting from the beam slot 10 is in contact with the beam guiding surface 12 is, however, also without the measures shown in FIG. 1 to achieve openings 14 if the data of the exiting beam are selected accordingly. Use is made of the law of the dependence of the blasting system on a curved surface - referred to in the specialist literature as the Coanda effect - which relates to the dependence of the radius of curvature, the beam speed and beam thickness as well as the beam pulse. The control of the jet angle is thus achieved by changing the pressure in front of the jet slot with a constant radius of curvature of the jet guide surface 12.

In den F i g. 6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hubstrahlers mit einem Druckluftreaktionsantrieb unter Verwendung der erfindungsgemäßen Strahlsteuerung dargestellt. Da der Reaktionsantrieb nur bei Verwendung großer Gasmassen bei kleiner Gasgeschwindigkeit einen guten Wirkungsgrad hat, sind große Zuleitungsquerschnitte der Gasführung zu den Propellern erforderlich. Es ist daher vorteilhaft, den Hauptträger 50 als Zuleitungsrohr zu den Propellern 51 und 52 zu verwenden, was eine weitere Vereinfachung und Einsparung an Gewicht bedeutet. Im Schwerpunkt des Hubstrahlers ist das der Erzeugung der Druckluft dienende Gebläse 53 angeordnet.In the F i g. 6 and 7 show an embodiment of a lifting jet with a compressed air reaction drive using the jet control according to the invention. Since the reaction drive only has a good degree of efficiency when using large gas masses at low gas speeds, large feed line cross-sections of the gas guide to the propellers are required. It is therefore advantageous to use the main carrier 50 as a feed pipe to the propellers 51 and 52 , which means a further simplification and saving in weight. The fan 53, which is used to generate the compressed air, is arranged in the center of gravity of the lift radiator.

Claims

Claims: 1. Rotary vane with drive by pressure, glass, which emerges from a slit-shaped gap along the rear edge of the rotary vane, whereby the direction and / or strength of the exiting jet is controlled and for the direction of the exiting gas jet, a rigid jet guide surface of the slot-shaped gap is arranged downstream of the slot-shaped gap, for the control the control air on the propeller hub, the cross-section of the control air lines changing devices are provided, according to patent application H 33626 XI / 62 b-. d a d urc h that the cross section of the control air lines can be changed by means of adjustable flaps (24, 25) .

2. Rotary vane according to claim 1, characterized in that the flaps (24, 25) are cyclically and / or collectively adjustable. 3. Rotary wing according to claim 1 or 2, characterized in that a control stick (32) and for the collective adjustment of the flaps an additional adjusting lever (33) are arranged for the cyclical adjustment of the flaps.

References considered: U.S. Patent Nos. 2,799,353, 2,650,666.