DE1279476B

DE1279476B - Mechanical rotor brake for helicopter rotors with articulated or elastically connected rotor blades

Info

Publication number: DE1279476B
Application number: DED47960A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Theodor Laufer
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1965-08-13
Filing date: 1965-08-13
Publication date: 1968-10-03

Description

Mechanische Rotorbremse für Hubschrauberrotoren mit gelenkig oder elastisch angeschlossenen Rotorblättern Die Erfindung betrifft eine mechanische Rotorbremse für Hubschrauberrotoren mit gelenkig oder elastisch angeschlossenen Rotorblättern, wobei ein Teil des Rotorkopfes als Bremskörper ausgebildet ist.Mechanical rotor brake for helicopter rotors with articulated or elastically connected rotor blades The invention relates to a mechanical one Rotor brake for helicopter rotors with articulated or elastically connected Rotor blades, part of the rotor head being designed as a brake body.

Bei Hubschraubern der heute üblichen Baugröße -und bekannter Bauart vergeht nach der Landung eine geraume Zeit, bis die drehenden Rotoren zum Stillstand kommen. Während dieser Zeit neigen sich die Rotorblätter unter der Eigenlast in gewissen Grenzen nach unten, wenn am Rotorkopf die Rotorblätter über Schlaggelenke oder Federpakete befestigt sind. Dadurch wird der Pilot oder ein Fluggast gezwungen, den Stillstand der Rotoren abzuwarten, da durch den Durchhang der drehenden Rotorblätter eine Glocke entsteht, die der Pilot nur schwer verlassen kann. Es ist daher erforderlich, eine Rotorbremse vorzusehen.With helicopters of today's standard size and design It takes a long time after landing for the rotating rotors to come to a standstill come. During this time, the rotor blades tilt in under their own weight certain limits downwards, if the rotor blades on the rotor head over flapping joints or spring assemblies are attached. This forces the pilot or a passenger to Wait for the rotors to come to a standstill because of the sagging of the rotating rotor blades a bell arises that the pilot can hardly leave. It is therefore necessary to provide a rotor brake.

Die bekannten mechanischen Rotorbremsen sind meist in Scheibenbauweise ausgeführt, die entweder mechanisch oder hydraulisch betätigt werden. Ein Teil des Rotorkopfes ist dabei als Bremskörper ausgebildet beispielsweise ist am drehenden Teil des Rotorkopfes eine Bremsscheibe angeordnet, und die zugehörigen Bremsbacken sind an einem Festteil des Hubschrauberrumpfes befestigt. Diese Bremsen haben den Nachteil, daß sie vom Piloten bedient werden müssen und daß es unter Umständen nötig wird, ein Kraftaggregat vorzusehen. Ferner stellen sie einen Bauaufwand dar, und es sind Sicherheitsmaßnahmen erforderlich, um zu verhindern, daß die Bremse im Fluge versehentlich eingeschaltet wird. Andererseits darf der Rotor nicht überbremst werden, da sonst die Bremsmomente die Standsicherheit gefährden, besonders bei Hubschraubern kleiner Baugröße. Eine selbsttätige progressive Bremsdruckregelung ist bei diesen Rotorbremsen nicht gegeben.The known mechanical rotor brakes are mostly of the disc type which are operated either mechanically or hydraulically. Part of the The rotor head is designed as a brake body, for example, is rotating Part of the rotor head arranged a brake disc, and the associated brake shoes are attached to a fixed part of the helicopter fuselage. These brakes have that Disadvantage that they have to be operated by the pilot and that it may be necessary is to provide a power unit. Furthermore, they represent a construction expense, and There are safety measures required to prevent the brake from being used in flight accidentally turned on. On the other hand, the rotor must not be over-braked, otherwise the braking torques endanger the stability, especially with helicopters small size. An automatic progressive brake pressure control is with these Rotor brakes not given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Rotorbremse für Hubschrauberrotoren mit gelenkig oder elastisch angeschlossenen Rotorblättern zu finden, die auch für kleine Hubschrauber geeignet ist und sich durch besonders einfache Konstruktion und Arbeitsweise auszeichnet. Vor allem soll die Rotorbremse selbsttätig arbeiten und stets den richtigen Bremsdruck aufweisen.The invention is based on the object of a mechanical rotor brake for helicopter rotors with hinged or elastically connected rotor blades to find one that is also suitable for small helicopters and that stands out particularly simple construction and working method. Above all, the rotor brake should work independently and always have the correct brake pressure.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Anschläge, die in bekannter Weise das allmähliche Absenken der Rotorblätter beim übergang zum Stillstand begrenzen, als feststehender Bremsring ausgebildet sind und die damit zusammenwirkenden umlaufenden Bremsorgane von den Rotorblättern auf den Bremsring gedrückt werden. Der Grundgedanke der Erfindung liegt also darin, daß die Differenz zwischen der Auftriebskraft der drehenden Rotorblätter einerseits und der Schwerkraft der Rotorblätter andererseits als Bremsdruck ausgenutzt wird. Dies ergibt den Vorteil eines völlig selbsttätig ablaufenden Bremsvorganges. Der Bremsdruck wird ebenfalls mit abnehmender Rotordrehzahl größer, und man erhält somit eine progressive, von der Drehzahl abhängige Bremswirkung. Der Rotor kann also nicht mehr gleich zu Beginn des Bremsvorganges zu stark abgebremst werden. Dabei ist die gesamte Anordnung sehr einfach, und es werden keinerlei zusätzlichen Bauteile benötigt.According to the invention this is achieved in that stops that are in as is known, the gradual lowering of the rotor blades during the transition to a standstill limit, are designed as a fixed brake ring and the interacting therewith rotating brake elements are pressed by the rotor blades onto the brake ring. The basic idea of the invention is that the difference between the The lift force of the rotating rotor blades on the one hand and the force of gravity of the rotor blades on the other hand is used as a brake pressure. This gives the benefit of a totally automatically running braking process. The brake pressure is also decreasing The rotor speed is greater, and thus a progressive one that is dependent on the speed is obtained Braking effect. The rotor can no longer immediately start the braking process be braked too much. In doing so, the whole arrangement is very simple and it no additional components are required.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Bremsorgane als am Fuß der Rotorblätter gelenkig angeschlossene Stützarme ausgebildet. Dabei sind Begrenzungen für die Relativbewegung zwischen Stützarm und Rotorblatt vorgesehen. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Stützarme federnd an den Rotorblättern zu befestigen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der feststehende Bremsring elastisch mit dem stillstehenden Teil des Rotorkopfes verbunden.According to a further embodiment of the invention, the braking elements are as on Articulated support arms formed at the foot of the rotor blades. There are limitations intended for the relative movement between the support arm and the rotor blade. Furthermore is it is advantageous to resiliently attach the support arms to the rotor blades. After a Another feature of the invention is the fixed brake ring elastic with the stationary part of the rotor head connected.

Als weitere Vorteile der Erfindung sind anzuführen, daß eine unbeabsichtigte Bremsbetätigung während des Fluges ausgeschlossen ist, da die Bremsorgane sich bei drehendem Rotor vom Bremsring abheben. Ferner die Tatsache, daß ein besonderes Nachstellen und Nachregeln der Bremse entfällt, da es unter der Wirkung des Rotorblattgewichtes automatisch erfolgt. Bei Abnutzung sind die Bremsorgane leicht auszuwechseln bzw. neue Bremsbeläge aufzubringen. Der maximale Bremsdruck ist durch das Gewicht der Rotorblätter ein für alle Mal gegeben. Jedes Festfressen der Bremse ist ausgeschlossen, da die Bremsorgane auf einem frei liegenden Bremsring drehen. Die im Bremsring erzeugte Wärme kann bequem nach außen abgeführt werden. Dieser Umstand ist besonders bei Hubschraubern mit Rotorantrieb durch Strahlreaktion wichtig, da dort die Antriebsgase durch die Rotornabe geleitet werden und die Rotomabe dabei erwärmt wird. Schließlich ist bei Stillstand des Rotors die Rotorbremse stets eingeschaltet, was eine weitere Sicherheit darstellt.As further advantages of the invention are to be cited that an unintentional Brake actuation during the flight is excluded, since the braking organs are at Lift off the rotating rotor from the brake ring. Furthermore, the fact that a special readjustment and readjustment of the brake is not necessary, as it is under the effect of the weight of the rotor blade takes place automatically. If the brake elements are worn, they can easily be replaced or replaced. to apply new brake pads. The maximum brake pressure is determined by the weight of the Rotor blades given once and for all. Any seizure of the brake is excluded, because the brake organs rotate on an exposed brake ring. The one generated in the brake ring Heat can be easily dissipated to the outside. This Circumstance is especially important for helicopters with rotor drive due to jet reaction, because there the drive gases are passed through the rotor hub and the rotor hub is heated in the process will. After all, the rotor brake is always switched on when the rotor is at a standstill, which is another security.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachstehend erläutert.An embodiment of the invention is illustrated below with reference to the drawing explained.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht die Rotorbremse aus einem im Schnitt dargestellten festen Ring 5, der am stillstehenden Teil 8 des Rotorkopfes befestigt ist und als Träger für einen Bremsring 2 dient. Dieser Bremsring 2 ist mit dem festen Ring 5 so verschraubt oder vernietet, daß durch einen elastischen Zwischenring 7 noch eine gewisse Beweglichkeit zur Anpassung des Bremsringes 2 durch die je- weilige Lage der Bremsorgane 4 möglich ist. Die Rotorblätter 1 sind an der Rotornabe 9 gelenkig oder elastisch über Federpakete angeschlossen. In einem gewissen Abstand von den Rotorblattgelenken sind die Gelenke 10 von Stützannen 3 so angebracht, daß der Hebelarm möglichst kurz ist, um eine maximale Bremskraft zu erzielen.As can be seen from the drawing, the rotor brake consists of a fixed ring 5, shown in section, which is fastened to the stationary part 8 of the rotor head and serves as a carrier for a brake ring 2. This brake ring 2 is screwed to the fixed ring 5 or riveted that is possible by an elastic intermediate ring 7 still has a certain flexibility to adjust the brake ring 2 by the JE stays awhile position of the braking members. 4 The rotor blades 1 are connected to the rotor hub 9 in an articulated or elastic manner via spring assemblies. At a certain distance from the rotor blade joints, the joints 10 of support tubs 3 are attached so that the lever arm is as short as possible in order to achieve maximum braking force.

Am Fuß der Rotorblätter 1 sind Begrenzungen 6 angebracht, die die Aufgabe haben, die Relativbewegang zwischen den Stützarmen 3 und den Rotorblättem 1, das heißt z. B. die Auslenkung der Stützarme -unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft bei Drehung des Rotors zu begrenzen bzw. ein zu weites Abheben der Bremsorgane 4 vom Bremsring 2 zu verhindern.At the foot of the rotor blades 1 limits 6 are attached, which have the task of the relative movement between the support arms 3 and the rotor blades 1, that is, for. B. to limit the deflection of the support arms under the action of centrifugal force when the rotor rotates or to prevent the braking members 4 from lifting too far from the brake ring 2.

Während des Fluges befinden sich die Stützarme 3 in leicht abgehobener Stellung vom Bremsring 2. Fällt nun nach dem Abstellen der Antriebsmaschine die Rotordrehzahl des Hubschraubers ab, so beginnen die Bremsorgane 4 sich auf den Bremsring 2 aufzulegen und gleiten auf dessen Bremsfläche.During the flight, the support arms 3 are in a slightly raised position from the brake ring 2. If the rotor speed of the helicopter drops after the engine has been switched off, the brake elements 4 begin to rest on the brake ring 2 and slide on its braking surface.

Da beini Abstellen der Maschine die Drehzahl des Rotors durch den Luftwiderstand, zunächst sehr rasch fällt, nimmt die anfänglich geringe Bremskraft rasch zu. Unterhalb einer bestimmten Drehzahl, die etwa der halben Normaldrehzahl des Rotors entspricht, kann der Luftwiderstand der Rotorblätter durch Blattwinkelverstellung weiter erhöht und somit die Drehzahl in verhältnismäßig kurzer Zeit von '/4 bis 115 der Norinaldrehzahl gebracht werden. Jetzt sind die Rotorblätter 1 bereits so weit gesunken, daß die Bremsorgane 4 voll zur Wirkung kommen.Since the speed of the rotor falls very quickly due to air resistance when the machine is switched off, the initially low braking force increases rapidly. Below a certain speed, which corresponds to about half the normal speed of the rotor, the air resistance of the rotor blades can be further increased by adjusting the blade angle and thus the speed can be brought from 1/4 to 115 of the normal speed in a relatively short time. Now the rotor blades 1 have already sunk so far that the braking elements 4 come into full effect.

Claims

- Claims: 1. Mechanical rotor brake for helicopter rotors with articulated or elastically connected rotor blades, part of the rotor head is formed on the brake body, d a - characterized in that stops, which in a known manner, the gradual lowering of the rotor blades (1) during the transition to Limit standstill, are designed as a stationary brake ring (2) and the rotating brake elements (3, 4) that interact with them are pressed onto the brake ring (2) by the rotor blades (1).

2. Rotor brake according to claim 1, characterized in that the braking elements (3, 4) are designed as support arms (3) articulated at the foot of the rotor blades (1) . 3. Rotor brake according to claim 2, characterized in that delimitations (6) are provided for the relative movement between the support arm (3) and the rotor blade (1) . 4. Rotor brake according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support arms (3) are resiliently attached to the rotor blades (1) . 5. Rotorbrenise according to claim 1, characterized in that the stationary brake ring (2) is elastically connected to the stationary part (5) of the rotor head. Documents considered: German Patent No. 567 585; German interpretative document No. 1166 628.