DE1177010B

DE1177010B - helicopter

Info

Publication number: DE1177010B
Application number: DEG37017A
Authority: DE
Inventors: Murray Whitfield Gould
Original assignee: MURRAY WHITFIELD GOULD
Current assignee: MURRAY WHITFIELD GOULD
Priority date: 1962-02-08
Filing date: 1963-02-08
Publication date: 1964-08-27

Description

Hubschrauber Die Erfindung bezieht sich auf einen Hubschrauber, bei dem das Mitdrehen der Kabine und des Antriebsmotors für die Hubschraube durch Leitschaufeln verhindert wird, die sich nicht mit der Hubschraube mitdrehen.Helicopter The invention relates to a helicopter at the turning of the cabin and the drive motor for the lifting screw by means of guide vanes that does not turn with the lifting screw is prevented.

Bei einem bekannten Hubschrauber dieser Art wird dir Luft von oben her von einem kombinierten Radial-Axial-Gebläse angesaugt und durch einen Leitschaufelkranz nach unten gedrückt, der das Mitrotieren der Kabine verhindert.In a known helicopter of this type, you get air from above sucked in by a combined radial-axial fan and through a guide vane ring pressed down, which prevents the car from rotating.

Bei anderen bekannten Hubschraubern ist es erforderlich, den Anströmwinkel der Schaufeln der Hubschraube zu ändern, um den Unterschied des Luftdrucks auf entgegengesetzten Schaufeln bei waagerechter Bewegung auszugleichen. Diese Notwendigkeit ergibt viele bewegliche Teile und mehrere Steuereinrichtungen, wodurch das Flugzeug kompliziert zu bedienen und teuer herzustellen ist.In other known helicopters, it is necessary to adjust the angle of attack the blades of the jack screw change to the difference in air pressure on opposite Compensate for the blades when moving horizontally. This necessity results in many moving parts and multiple controls, making the aircraft complicated is to use and expensive to manufacture.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Hubschrauber zu schaffen, der von einer einzigen Hubschraube gehoben und in der gewünschten Richtung im Horizontalflug bewegt wird.The object of the invention is to create a helicopter, lifted by a single jack screw and level flight in the desired direction is moved.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem erfindungsgemäß die Nabe der Hubschraube als Glocke ausgebildet ist, deren Symmetrieachse die Hochachse der Hubschraube ist und deren kalottenförmiges geschlossenes oberes Ende eine Lagerschale für die Aufhängung der unter der Hubschraube getrennt vom Motor angeordneten und frei hängenden Kabine bildet und indem Einrichtungen vorgesehen sind, um die Längsachse der Aufhängung relativ zur Hochachse der Luftschraube zu verschwenken.This object is achieved by the hub of the lifting screw according to the invention is designed as a bell whose axis of symmetry is the vertical axis of the lifting screw and its dome-shaped closed upper end a bearing shell for the suspension the freely suspended cabin, which is arranged under the lifting screw and separated from the engine forms and in that means are provided around the longitudinal axis of the suspension to pivot relative to the vertical axis of the propeller.

Dadurch wird die Verschwenkung der Hochachse der Luftschraube relativ zur Schwerachse des Luftfahrzeugs ermöglicht. Die Luftschraube kann dadurch nicht nur einen vertikal nach unten gerichteten Schub ausüben, sondern sie ist auch in der Lage, einen Schub mit horizontaler Komponente zu erzeugen, der eine Bewegung des Flugzeugs in der Horizontalen ermöglicht. Die als Glocke ausgebildete Nabe der Hubschraube ermöglicht, daß in der Mitte der Luftschraube die relativ zur Hochachse der Luftschraube verschwenkbare Aufhängung angeordnet ist. Das kalottenförmige, geschlossene Ende dieser Glocke ermöglicht auf einfache Weise eine Lagerung der Aufhängung, die sich nicht mit der Nabe mitdreht.This makes the pivoting of the vertical axis of the propeller relative allows for the center of gravity of the aircraft. The propeller cannot do this only exert a vertically downward thrust, but it is also in able to generate a thrust with a horizontal component that causes movement of the aircraft in the horizontal. The bell-shaped hub of the Lift screw allows that in the middle of the propeller relative to the vertical axis the propeller pivotable suspension is arranged. The dome-shaped, closed end of this bell allows easy storage of the Suspension that does not rotate with the hub.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail, for example, with reference to the drawings.

F i g. 1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Flugzeugs; F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf das in F i g. 1 dargestellte Flugzeug, und F i g. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch das erfindungsgemäße Luftfahrzeug.F i g. 1 shows a view of an aircraft according to the invention; F i g. FIG. 2 shows a top view of the FIG. 1 illustrated aircraft, and FIG. 3 shows a vertical section through the aircraft according to the invention.

In allen Figuren werden gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Das Flugzeug weist eine Traglastgondel 10 auf, welche von beliebiger Größe und Form sein kann und Räder, Kufen oder Schwimmer zur Berührung mit dem Boden oder dem Wasser aufweisen kann. Sie ist hier mit einem Luftkissen 12 und mit einem sie tragenden Kardangelenk 14 mit beschränkter Bewegungsmöglichkeit dargestellt.In all figures, the same parts are denoted by the same reference numerals. The aircraft includes a load cable 10 which may be of any size and shape, and may have to contact with the ground or water wheels, skids or float. It is shown here with an air cushion 12 and with a cardan joint 14 carrying it with limited freedom of movement.

Das Kardangelenk 14 ist mit einem Rohr 16 verbunden, welches in einer Kugel 18 endet, die in der Fassung 20 gelagert ist. Ein Schacht 22 ist mit einem halbkugelförmigen Ende 24 versehen, welches in der Mitte eine öffnung 26 enthält. Auf dem Schacht ist eine Mehrzahl von Propellerschaufeln 28 befestigt. Die Schaufeln 28 erstrecken sich unter rechten Winkeln zum Schacht und sind an ihm befestigt, drehen sich mit ihm und behalten ihre rechtwinklige Stellung ungeachtet des Winkels zwischen dem Schacht und der Senkrechten bei. Der Schacht ist mit einem Ringgetriebe 30 dargestellt, welches über Antriebsräder 32 von einem Motor 34 angetrieben wird. Es sind zwar zwei Motoren dargestellt, es könnte jedoch auch einer oder eine beliebige Anzahl verwendet werden. In Paaren angeordnet ergeben sie eine ausgelastete Einheit..The universal joint 14 is connected to a tube 16 which ends in a ball 18 which is mounted in the socket 20. A shaft 22 is provided with a hemispherical end 24 which contains an opening 26 in the middle. A plurality of propeller blades 28 are attached to the shaft. The blades 28 extend at right angles to the shaft and are attached to it, rotate with it and maintain their perpendicular position regardless of the angle between the shaft and the vertical. The shaft is shown with a ring gear 30 which is driven by a motor 34 via drive wheels 32. While two motors are shown, one or any number could be used. Arranged in pairs, they result in a fully utilized unit.

Ein zylindrisches Gehäuse 36 trägt die Motoren und ist über Lager 38 drehbar auf dem Schacht gelagert. Die Lager schaffen eine Drehverbindung zwischen den hohlen Teilen und verhindern gleichzeitig eine gegenseitige Längsbewegung des Schachtes und des zylindrischen Gehäuses. Auf der Innenseite des Gehäuses ist unterhalb des Schachtes eine Mehrzahl von hydraulisch betätigten Zylindern 40 angeordnet, welche sich gegen die Mitte zu erstrecken und an dem lasttragenden Rohr 16 befestigt sind. Eine Einrichtung zur Betätigung der hydraulischen Zylinder ist in der Gondel 10 angeordnet und kann von irgendeiner bekannten Art sein.A cylindrical housing 36 carries the motors and is rotatably mounted on the shaft via bearings 38. The bearings create a rotary connection between the hollow parts and at the same time prevent mutual longitudinal movement of the shaft and the cylindrical housing. On the inside of the housing, below the shaft, a plurality of hydraulically operated cylinders 40 are arranged, which extend towards the center and are attached to the load-bearing pipe 16 . Means for actuating the hydraulic cylinders is located in the nacelle 10 and can be of any known type.

Das Gehäuse 36 trägt weiterhin Rippen 42, welche so einstellbar sind, daß sie mehr oder weniger weit aus dem Gehäuse hervorstehen. Diese Rippen sind unter einem Winkel angeordnet, um auf den Luftstrom aus dem Propeller zu treffen und jeder durch die Lager auf das zylindrische Gehäuse übertragenen Drehung entgegenzuwirken. Durch Einstellung der Rippenlänge kann die Drehung des Gehäuse in bezug auf den rotierenden Schacht gesteuert werden. Ähnliche Rippen 44, welche an der Gondel 10 befestigt sind, wirken in einer ähnlichen Weise, um jeder Neigung der Gondel zur Drehung entgegenzuwirken oder um eine leichte Drehung zur Ausrichtung der Gondel zur Ausführung einer gerichteten Bewegung zu gestatten.The housing 36 also carries ribs 42 which are adjustable so that they protrude more or less far from the housing. These ribs are angled to meet the flow of air from the propeller and counteract any rotation imparted to the cylindrical housing by the bearings. By adjusting the length of the ribs, the rotation of the housing with respect to the rotating shaft can be controlled. Similar ribs 44 attached to the nacelle 10 act in a similar manner to counter any tendency for the nacelle to rotate or to permit slight rotation to orient the nacelle for directional movement.

Gelagert auf dem halbkugelförmigen Ende 24 des Schachtes trägt eine mit der Fassung 20 einstückige Haube 46 die Last. Haube und Last sind auf Lagern 48 gelagert, welche eine Nichtdrehung der Last gestatten, während sich das halbkugelförmige Ende dreht. Eine zweite Lagerplatte 50, welche von dem Rohr 16 getragen wird, berührt die Innenseite des halbkugelförmigen Endes 24, um eine Längsbewegung des Rohres 16 zu verhindern.Mounted on the hemispherical end 24 of the shaft, a hood 46 integral with the socket 20 carries the load. The hood and load are supported on bearings 48 which permit the load not to rotate while the hemispherical end rotates. A second bearing plate 50 carried by the tube 16 contacts the inside of the hemispherical end 24 to prevent longitudinal movement of the tube 16 .

Ein ringförmiger Schild 52, welcher durch Stangen 54 und Streben 56 getragen wird, umgibt den Propeller, führt die einströmende Luft in einen Kanal und gibt dem aus dem Propeller tretenden Luftstrom eine Richtung. Hilfsflügel 58, welche unter einem geeigneten Winkel angeordnet sind, um das Flugzeug zu tragen, wenn der Schacht mit der Senkrechten einen Winkel einschließt, sind an dem Schirm befestigt. Diese Flügel können benutzt werden oder nicht. Sie können bei waagrechtem Flug eine Tragwirkung ausüben, sind aber nicht notwendig.An annular shield 52, which is carried by rods 54 and struts 56 , surrounds the propeller, guides the incoming air into a duct and gives direction to the air flow emerging from the propeller. Auxiliary wings 58, which are arranged at a suitable angle to support the aircraft when the duct is at an angle with the vertical, are attached to the screen. These wings may or may not be used. They can have a supporting effect when flying horizontally, but are not necessary.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Flugzeuges kurz geschildert.The operation of the aircraft is briefly described below.

Die Steuereinrichtung in der Gondel, welche nicht gezeigt Cr ist, ist von einer bekannten Art und besteht in einer gewöhnlichen Steuereinrichtung für Motoren mit Beschleuniger, Kupplung oder selbsttätiger Kupplung und Anlasser. Wenn die Motoren angelassen sind, dreht sich der Propeller genügend schnell, um das Flugzeug in senkrechter Richtung in jede gewünschte Höhe zu heben. Die Rippen werden der Geschwindigkeit des Motors angepaßt, so daß das zylindrische Gehäuse und die Gondel zur Ausführung einer gerichteten Bewegung ausgerichtet werden und sich nicht drehen. Die hydraulischen Zylinder werden betätigt und ziehen das Tragerohr und die Gondel aus der senkrechten Mitte, wodurch sie den Schwerpunkt des Flugzeuges verlagern. Dabei bleiben das Rohr und die Gondel im wesentlichen senkrecht, während das zylindrische Gehäuse, der Schacht, der ringförmige Schirm und die Flügel einen Winkel mit der Senkrechten einschließen. Der Luftstrom wird unter einem beliebigen Winkel in bezug auf die Senkrechte ausgestoßen und dem Flugzeug wird ein waagrechter Schub erteilt, welcher genügte um es in waagrechter Richtung zu bewegen, während es noch die senkrechte Stellung über dem Boden beibehält.The control device in the nacelle, which is not shown Cr, is of a known type and consists of an ordinary control device for motors with accelerator, clutch or automatic clutch and starter. When the engines are started, the propeller turns fast enough to raise the aircraft vertically to any desired height. The ribs are adapted to the speed of the motor so that the cylindrical housing and the nacelle are aligned for directional movement and do not rotate. The hydraulic cylinders are actuated and pull the support tube and the nacelle out of the vertical center, thereby shifting the aircraft's center of gravity. The tube and the nacelle remain essentially vertical, while the cylindrical housing, the shaft, the annular screen and the wings enclose an angle with the vertical. The air stream is expelled at any angle with respect to the vertical and the aircraft is given a horizontal thrust sufficient to move it horizontally while still maintaining its vertical position above the ground.

Durch abgestufte Einstellung der Rippen können Gondel und zylindrisches Gehäuse teilweise gedreht werden, wobei die Gondel einen vorderen Abschnitt und einen rückwärtigen Abschnitt aufweisen kann, so daß die Gondel in Richtung der waagrechten Bewegung ausgerichtet werden kann.Graduated adjustment of the ribs allows gondola and cylindrical Housing partially rotated, with the nacelle having a front section and may have a rear portion, so that the gondola in the direction of the horizontal Movement can be aligned.

Jederzeit kann die waagrechte Bewegung angehalten werden, indem die durch das Rohr getragene Gondel so verschoben wird, daß der Winkel verändert wird, unter welchem der Luftstrom ausgestoßen wird.The horizontal movement can be stopped at any time by pressing the the gondola carried by the tube is shifted in such a way that the angle is changed, under which the air flow is expelled.

Die unter geeignetem Winkel angeordneten Hilfsflügel können zum teilweisen Tragen des Flugzeuges dienen, wenn der Winkel des Luftstrornes eine Unterstützung erfordert.The auxiliary wings arranged at a suitable angle can be used to partially Carrying the plane will serve when the angle of the air flow is a support requires.

Claims

Claims: 1. Helicopter, in which the rotation of the cabin and the drive motor for the helical screw is prevented by guide vanes not rotating with the helical screw, characterized in that the hub of the helical screw (28) is designed as a bell (22), the axis of symmetry of which is the vertical axis of the lifting screw and its dome-shaped closed upper end forms a bearing shell for the suspension (16) of the freely suspended cabin, which is arranged under the lifting screw and separated from the motor, and that devices (40) are provided around the longitudinal axis of the suspension (16) to pivot relative to the vertical axis of the lifting screw.

2. Helicopter according to claim 1, characterized in that the cabin (10) is articulated in a cardanic manner on the suspension (16). 3. Helicopter according to claim 1 or 2, characterized in that the means for pivoting the suspension (16) relative to the vertical axis of the helical screw are several, arranged symmetrically around the suspension, with a non-rotating with the propeller, concentric to the hub (22) Cylinders (36) are connected and adjustable pistons (40). 4. Helicopter according to one of the preceding claims, characterized in that the co-rotation of the cylinder (36) and the engine attached to this on the one hand and the cabin (10) on the other hand takes place by two separate guide vane rings (42 and 44). Documents considered: German Patent No. 963 751.