DE1456094A1 - Steuerrotor fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Steuerrotor tür Luftfahrzeuge Die vorliegende Erfindung besieht sieh Auf einen Steuerrotor, besonders für Hubschrauber, Der ummantelte Rotor zur Richtungssteuarung ist vollständig ursteuerbar und besitzt Blätter, die über die Spannweite fast völlig biegesteif, jedoch ausreichend torsionsweioh sind und sich daher zu großen positiven und negativen Anstellwinkeln an der Blattwurzel, an der Blattspitze jedoch nur zu kleinen positiven und negativen Ansteliwinkeln verdrehen lassen. Ein Mechanismus zur kollektiven Steigungsverstellung ist in der Nabe vorgesehen, um die Rotorblätter bis zum gewünschten Anstellwinkel zu verdrehen. Ein rotierender Blatteinspannring hält die Blattspitzen und dichtet sich selbst gegen die ruhende Ummantelung ab und erlaubt gleichseitig die Drehbewegung gegenüber dieser. Der Steuerrotor wird eine maximale Schraubenkreisbelastung und einen maximalen örtlichen Anstellwinkel zulassen. Eine Begrenzung stellt nur die für ein Blattelement zulässige kritische Machzahl dar.
• Der Steuerrotor mit einer Vielzahl von Blättern, die sich radial von einer zentralen Nabe zu einem Umfangseinspannring erstrecken, ist also gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß die Rotorblätter mit ihrer Wurzel an der Nabe und mit der Spitze an der Einspannring gelenkig befestigt sind und daß eine Verdrehung der Blätter an ihrem Spitzen gegenüber der an der Wurzel auf einen vorgegebenen kleinen Winkel begrenzt ist, um nach der Bewegung der Blattspitzen um den vorgegebenen Winkel eine untersohiedliche Steigung des Blattes zu erreichen.
• Andere Kennzeiohen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ins Einzelne gehenden Beschreibung und aus den Ansprüchen. Die Zeichnungen veranschaulichen nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Figur 1 ist die Seitenansicht eines Hubschraubers mit einem Steuerrotor zur Richtungssteuerung im Heckträger.
• Figur 2 ist ein Schnitt durch den Steuerrotor, der den Ansteneruni-ohanissus eines Blattes zeigt. Das Teil 40 besitzt einen ebenen, nach außen gebogenen und mit dem Heckrotorträger 14 glatt abschließenden Teil 44 und einen nach innen gerichteten zylindrischen Teil 46. In ähnlicher Weise hat Teil 41 einen ebenen, nach außen gebogenen und mit der anderen Seite des Heckrotorträgers abschließenden Teil 44a und einen nach innen gerichteten Teil 46a. Die nach innen gerichteten zylindrisohen Teile 46 und 46a haben denselben Durchmesser. Ihre inneren Enden haben Abstand voneinander, sodaß zwischen ihnen ein Spalt a konstanter Breite vorhanden ist. Dieser dient einem später beschriebenen Zweck. Ein gebogener Teil bildet den Übergang zwischen den beiden nach außen umgebogenen Teilen 44 und 44a und den zugehörigen zylindrischen Teilen 46 und 46a. Die beiden Teile 40 und 41 können auf beliebige Weise auf dem Heckrotorträger 14 befestigt sein, z.B. durch Befestigen der nach außen umgebogenen Teile 44 und 44a auf der Haut des Heckträgers. Verbindungestücke 43 mit dem Flugzeugrumpf konnten die Festigkeit erhöhen.
• Der Steuerrotor 30 besteht aus einer Rotornabe 50 und einer Vielzahl von Blättern 52, die zur Veränderung der Steigung beweglich an dieser angebracht sind, wobei jedes Blatt an seiner Wurzel ein Blattanschlußstück 60 besitzt. Jedes dieser Blattanschlußstücke ist auf dem Umfang der Rotornabe durch Drucklager drehbar angesetzt, die zwischen Rotornabe und den Blattanschlußstücken der Blattwurzeln angebracht sind.
• Jedes Blattanschlußstüok 60 besitzt einen gabelförmigen Ansatz zur Veränderung der Blattsteigung, der sich in der Blattebene nach vorne erstreckt. In der beigefügten Zeichnung besteht jeder dieser gabelförmigen Ansätze aus zwei gleichen Stegen 64 und 66, die sich in die gleiche Richtung erstrecken und mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind. Die freien Enden aller Paare von Stegen 64 und 66 sind auf die nachfolgend beschriebene weise zum Steuer- mechanismus 34 zusammengeschlossen: Der Antriebsmechanismus 36 besteht aus einer Getriebeteil 70, der in der Mitte der Öffnung angeordnet ist, die durch die zylindrischen Teile 46 und 46a gebildet wird. Dieser Getriebeteil 70 wird, wie gezeigt, durch die Streben 73 und 74 getragen, die in den Rumpf des Flugzeuges gehen. Während Strebe 73 massiv sein kann, ist Strebe 74 hohl, um die Antriebswelle 20 aufzunehmen, die von der Heckrotorwelle angetrieben wird, welche vorn Hauptgetriebe herkommt. Diese Welle 20 treibt das Getriebe, welches wiederum die Rotornabe 54 über die Welle 76 antreibt. Die Welle 76, auf welcher die Rotornabe 50 fest angeordnet ist, ist aus folgenden Grund hohl: Der Steuermechanismus 34 besteht aus einem sternförmigen Teil 80, welches einen Arm 82 für jeden der gabelförmigen Ansätze zur Veränderung der Blattsteigung aller Blätter besitzt. Die freien Enden der Arme 82 sind mit dem zugehörigen gabelförmigen Ansatz über Glieder 84 verbunden. Beide Enden eines Gliedes 84 sind mit Kugelkopfgelenken befestigt und zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen in der Länge einstellbar. Der sternförmige Teil 80 sitzt auf den freien Ende einer Stange 86, die durch die Mitte der Rotornate 50 und der Welle 76 zu einem Servomechanismus 150 führt, der die Stange 86 relativ zur Rotornate bewegen kann. Dieser Servomechanismus wird vom Pilden gesteuert. Man sieht, daß bei Bewegungen der Stange 86 und des sternförmigen Teils relativ zur Rotornabe 50 die Arme 82 dieses Sterns die Blattanschlußstücke relativ zur Rotornabe um die Blattachse unter Veränderung der Blattsteigung drehen. Der Steuermechanismus ist so ausgelegt, daß der Stern 80 in einem Bereich bewegt wird, der eine Bewegung der Anordnung Verwendung finden kann und nicht auf den Betrieb in kollektiven Veränderung der Steigung gezeigt und beschrieben wurde, kann die Ummantelung und der Rotor ebenfalls bei anderen Steuergeräten Verwendung finden, wie z.B. bei einem Gerät zum zyklischen Verändern der Blattsteigung oder bei einer normalen Hubschrauberrotor-Steuerung, die Einrichtungen sowohl zur kollektiven wie zur zyklischen Steuerung der Blattsteigung besitzt. .
• Die Dichtung 200 dient der Verhütung von Turbulenz in der Blattspitzenzone hoher Leistung. Da sich die Luft an dieser Stelle mit der größten Geschwindigkeit bewegt, hat sie an der Innenseite der Dichtung den geringsten Druck, während die Luft auf der Außenseite atmosphärischen Druck hat. Der Druckunterschied wurde bei Fehlen der Dichtung die Luft von atmosphärischem Druck in die Stromlinien der sehr schnellen Luft unter Störung der ruhigen Strömung eindringen lassen.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Steuerrotor mit einer Vielzahl von Rotorblättern, welche sich radial von einer zentralen Nabe zu einem Umfangseinspannring erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (52) mit ihrer Wurzel an der Nabe (50) und mit der Spitze an dem Einspannring (100) gelenkig befestigt sind und daß eine Verdrehung der Blätter (52) an ihren Spitzen gegenüber der an der Wurzel auf einen vorgegebenen kleinen Winkel begrenzt ist, um nach der Bewegung der Blattspitzen um den vorgegebenen Winkel eine unterschiedliche Steigung des Blattes zu erreichen.
2. 2. Steuerrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung von einer Stellung der Blätter (52) in der Rotorebene in beide Richtungen ausgeht.
3. 3. Steuerrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (52) sämtlich an ihrer Blattwurzel drehbar sind und daß die Rotorblätter (52) dieser Drehbewegung an ihrer Spitze bis zu dem vorgegebenen Winkel folgen.
4. 4. Steuerrotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (18) in einer zylindrischen Öffnung angeordnet ist und hinter diesem rund um die Öffnung einen freien Raum besitzt, und daß der Einspannring (100) sich in diesen Raum erstreckt.
5. 5. Steuerrotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dichtende Einrichtungen (200) an beiden Seiten den Einspannrings (100) vorgesehen sind, um den Ringspalt in der Öffnung abzudichten.
6. 6. Steuerrotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Drehen der Blattspitzen sich radial ein Achsstummel (90) von diesem Blattenden durch eine Lagerbüchie (106) bis zum äußeren Rand den Einspannringes (100) erstreckt, und das ein auf den Achsstummel (90) befestigter Arm (110) in ein auf dem Umfang des Einspannringes (100) befestigtes Teil (116) mit einem vorgegebenen Spiel eingreift, das eine Bewegung des Achstunnel (90) entsprechend den vorgegebenen Winkel erlaubt.
7. 7. Steuerrotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dichtenden Einrichtungen (200) mit dem Innenumfang der Öffnung auf beiden Seiten den Spaltes während der Drehung korrespondieren und sich axial relativ zur Öffnung verschieben lassen.