DE1506613A1

DE1506613A1 - Hubschrauber mit starrem,koaxialem Rotor und Verfahren zur Betaetigung desselben

Info

Publication number: DE1506613A1
Application number: DE19671506613
Authority: DE
Inventors: Fradenburgh Evan A; Michel Philip L; Bergquist Russel R
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1966-06-29
Filing date: 1967-06-26
Publication date: 1969-08-07
Also published as: US3409249A; GB1188345A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Drehflügelflugzeuge und besonders auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur vollständigen Ausnützung des Rotorauftriebsvermögens.

In Drehflügelflugzeugen wie z.B. Hubschraubern, werden die Rotorblätter an einem Rotorkopf befestigt, welcher aus dem Rumpf hervorragt und auf einer Drehachse umläuft. Die Auftriebsflächen der Rotoblätter oder Flügel erzeugen den Auftrieb und die Veränderung des Anstellwinkels der Blätter erzeugt den Hubschrauberantrieb und die Manövrierkräfte. Wenn der Hubschrauber während dem Flug schwebt und der Schwerpunkt des Flugzeuges unmittelbar hinter dem Rotormittelpunkt liegt, drehen alle Blätter in einem ununterbrochenen Kreis und mit der gleichen Geschwindigkeit durch die Luft, so dass durch die umlaufenden Blätter ein resultierender Rotorauftriebvektor an der Drehachse erzeugt wird. Da die Drehachse der Blätter und der Auftriebvektor übereinander liegen, wird zwischen diesen kein Hubschrauberrollmoment erzeugt. Wenn der Hubschrauber beginnt sich vorwärts zu bewegen, bewegen sich die Blätter während einem Teil ihres Umlaufes in der Richtung des Hubschraubers und während dem anderen Teil ihres Umlaufes in entgegengesetzter Richtung zum Hubschrauber. Deshalb bewegen sich in jedem Augenblick einige Blätter in derselben Richtung wie der Hubschrauber und diese werden als vorlaufende Blätter bezeichnet, während andere Blätter sich in entgegengesetzter Richtung zum Hubschrauber bewegen und als rücklaufende Blätter bezeichnet werden. Die vorlaufenden Blätter erzeugen wegen ihrer höheren Geschwindigkeit mehr Auftrieb als die rücklaufenden Blätter, deshalb verschiebt sich der resultierende Rotorauftriebvektor seitlich von der Drehachse zu der Spitze der vorlaufenden Blätter und erzeugt demnach ein Rollmoment, welches ein Überschlagen des Hubschraubers während dem Flug hervorrufen wird. Dies ist natürlich unzulässig und alle Hubschrauberhersteller haben dieses Problem durch das teilweise Aufheben des Auftriebvermögens der vorlaufenden Blätter gelöst, so dass der Auftrieb der vorlaufenden und rücklaufenden Blätter ungefähr übereinstimmt, und der resultierende Rotorauftriebvektor ungefähr in der Rotor- achse liegt. Einige Hubschrauberrotore sind z.B. so gestaltet, dass die Blätter durch Gelenke an dem Rotorkopf befestigt sind, um den Auftrieb der vorlaufenden Blätter demjenigen der rücklaufenden Blätter anzugleichen, und demnach das Rollmoment zu verhindern. In anderen Hubschraubern sind die Blätter fest an dem Rotorkopf befestigt, die Neigung der Blätter wird jedoch periodisch verändert, so dass der Auftrieb der vorlaufenden Blätter sich dem Auftrieb der rücklaufenden Blätter angleicht, und das Rollmoment demnach verhindert wird. Diese periodische Steigerungsveränderung wurde sogar in einem doppelten, gegenläufigen, starren Hubschrauberrotor angewandt (U.S. Patent Nr. 2.473.331).

Die Erfindung sieht ihre Aufgabe darin, das Auftriebsvermögen der vorlaufenden Blätter voll und maximal auszunutzen entgegen dem üblichen Verfahren das Rollmoment durch Aufheben des Auftriebvermögens der vorlaufenden Blätter des Hubschrauberrotors zu verhindern.

Die Hubschrauberrotoranordnung nach der Erfindung gebraucht zwei gegenläufige, starre Rotore, so dass die durch die beiden Rotore entstehenden Rollmomente sich gegenseitig aufheben. Glauert schlug in dem Buch "Aerodynamic Theory" vor, dass dies erreicht werden könnte und Payne schlug in dem Artikel "The Maximum Speed of the Helicopter", welcher am 14. Oktober 1955 in Flight Magazine erschienen ist, vor, dass ein Flügel oder ein versetzter Rumpfschwerpunkt angewandt werden könnte, um das Rollmoment eines einfachen Rotors auszugleichen. Anscheinend erkannten weder Glauert noch Payne dass ohne genaue Steuerung der gemeinsamen und periodischen Neigung, ein Angriffsverteilungswinkel entsteht, welcher sich nachteilig auf die Belastung der rücklaufenden Blätter auswirkt und welcher schlechte Nachzahlwirkungen an den vorlaufenden Blättern erzeugt. Dieser unerwünschte Angriffsverteilungswinkel verringert das Verhältnis vom Auftrieb zum Strömungswiderstand des Rotors und demnach den Wirkungsgrad des Rotors. Es wurde festgestellt, dass durch die wahlweise seitliche Einstellung des Rotorauftriebvektors zwischen der Blattwurzel und der Blattspitze des Hubschraubers bei Fluggeschwindigkeitsänderungen ein maximales Verhältnis vom Auftrieb zum Strömungswiderstand für jeden Rotor erzeugt werden kann und dass das Rollmoment der Rotore sich weiterhin gegenseitig aufheben kann.

Demnach erzeugt diese Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren für die wahlweise Einstellung des resultierenden Auftriebsvektors von zwei gegenläufigen, starren Rotoren um ein maximales Verhältnis zwischen Auftrieb und Strömungswiderstand für jeden Rotor herbeizuführen, so dass die Rollmomente sich gegenseitig aufheben.

Durch die zwei gegenläufigen, starren Rotore wird sowohl der Heckrotor mit seinen Getriebkästen, Antriebswelle, Kupplung und Traggestelle als auch die horizontale Heckfläche ausgeschaltet und demnach die Grösse des Rumpfes verkleinert.

Desweiteren werden alle Schlag- und Schwenkgelenke, Schwenkbewegungsdämpfer, Stillstandabstützungen und ein grosser Teil des Rotorkopfschmiersystems ausgeschaltet, um den erforderlichen Abstand zwischen den zwei Rotoren, das gesamte Gewicht, die Komplexität und den erforderlichen Unterhalt des Hubschraubers zu verringern.

Die Hubschrauberrotoranordnung, welche keinen ausgeprägten Drall und keine Kreiselbewegung ist, erlaubt eine maximale Veränderung der Schwerpunktslage des Rumpfes.

Der Hubschrauberrotor hat ein geringeres Bruttogewicht und ein geringeres Leergewicht als die üblichen Hubschrauber, kann jedoch die gleiche Nutzlast befördern, ist auch leichter zu entwerfen, leichter zu unterhalten, kann mit höheren Geschwindigkeiten fliegen und ist besser manövrierfähig, hat einen ruhigeren Flug und einen besseren Wirkungsgrad im Schwebezustand als die üblichen Hubschrauber.

Der Hubschrauberrotor erzeugt bei allen Geschwindigkeiten einen höheren Auftrieb als die üblichen Hubschrauber und erlaubt durch die vergrösserten Auftriebsfähigkeiten einen Flug in höheren Lagen, wo die Luftdichte geringer ist.

Der zulässige Neigungswinkel beträgt bei allen Vorwärtsgeschwindigkeiten wenigstens 60°.

Das grössere Auftriebsvermögen wird angewandt, um eine grössere Antriebskraft zu erzeugen, so dass ein zusätzlicher Antrieb nur bei Geschwindigkeiten über 230 Knoten erfordert ist.

Der Schwerpunkt des Hubschraubers liegt hinter der Rotorwelle, so dass der Hubschrauber ohne horizontale Heckfläche fliegen kann und standfest ist.

Jeder gegenläufige, starre Rotor besitzt wenigstens drei Blätter, so dass der Schubvektor im wesentlichen in einer unveränderten Stellung bleibt; die Rotorblätter sind vorzugsweise aus Titanium hergestellt und haben eine verjüngte Form so dass ihre Breite an der Spitze noch ungefähr die Hälfte der Wurzelbreite beträgt, und die Tragfläche ändert von ungefähr 30% Dicke im Innern zu ungefähr 6 % an der Spitze.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren.

Es zeigt:

Figur 1 ein Drehflügelflugzeug in welchem diese Erfindung angewandt wurde.

Figur 2 eine Schnittansicht des Rotorkopfes.

Figur 3 die Kontrollvorrichtung des Rotorblätteranstellwinkels für diesen Rotor.

Figur 4 eine schematische Darstellung eines Hubschraubers während dem Flug und welche die Auftriebsänderungen zwischen den vorlaufenden und rücklaufenden Blättern darstellt.

Figur 5 eine schematische Darstellung eines üblichen Flugzeuges mit in Gelenken befestigten Rotorblättern, in welchen der Auftrieb der vorlaufenden Blätter auf den Auftrieb der rücklaufenden Blätter begrenzt wird.

Figur 6 eine schematische Darstellung der Hubschrauberanordnung nach der Erfindung, in welcher beide Rotore einen maximalen Auftrieb der vorlaufenden Blätter erzeugen.

Figur 7 eine graphische Darstellung des Auftriebsvermögens der Rotoranordnung nach der Erfindung, verglichen mit dem Auftriebsvermögen der üblichen Hubschrauber.

Figur 8 die Stellung des resultierenden Rotorauftriebvektors in graphischer Darstellung für jeden der gegenläufigen Rotore nach der Erfindung für jedes Vorwärtsverhältnis um ein maximales Verhältnis zwischen Auftrieb und Strömungswiderstand (L/D) zu erzeugen.

Aus Figur 1 geht hervor dass das Drehflügelflugzeug 10 als Hubschrauber dargestellt ist. Das Flugzeug 10 besitzt einen Rumpf 12, welcher mit Hilfe jedes üblichen Mittels wie z.B. ein dreiteiliges Landegetriebe 14 und 16 auf dem Boden steht. Der Rumpf 12 besitzt eine Pilotenkanzel 18 und entweder ein Last- oder Passagierabteil 20. Der Rotorkopf 22 ragt aus dem Rumpf 12 hervor und besitzt zwei gegenläufige, starre Rotore 24 und 26, welche um die Drehachse 28 umlaufen. Jeder Rotor 24 und 26 hat wenigstens drei Blätter welche starr am Rotorkopf 22 befestigt sind, so dass die Blätter relativ zum Rotorkopf mit Ausnahme der Durchbiegung nur eine Bewegung zur Veränderung der Neigung ausführen können. Rotore 24 und 26 sind in Phase so dass die Blätter sich über dem Heckkegel des Rumpfes übereinander bewegen. Hierdurch bleibt die Belastung des Rotors symmetrisch zu der Rumpfachse und die Schwingungen werden verringert. Ein oder mehr Triebwerke 30 werden in Hülsen 32 am Rumpf 12 gehalten und jedes Triebwerk 30 ist zum Antrieb der Rotore 24 und 26 durch eine veränderliche Geschwindigkeitsübertragung

31 und ein geeignetes Getriebe mit dem Rotorkopf 22 verbunden. Ein oder mehr Zusatzantriebe 33, entweder der Strahl oder Luftschraubenbauart, können als Zusatzantrieb bei Geschwindigkeiten über 230 Knoten verwendet werden.

Der Rotorkopf 22 ist ausführlicher in Figur 2 dargestellt. Der Rotorkopf 22 erstreckt sich vom Rumpf 12 von welchem er getragen wird. Der Rotorkopf 22 begreift ein Gehäuse 40 welches von dem Rumpf 12 getragen wird, Antrieb 42, äussere Antriebswelle 44, innere Antriebswelle 46 und Rotore 24 und 26.

Das Gehäuse 40 begreift ein äusseres festes Gehäuse 50 und ein inneres festen Gehäuse 52. Die Lager 54 und 56 befinden sich zwischen dem festen äusseren Gehäuse 50 und der äusseren Antriebswelle 44 um die äussere Antreibswelle 44 in dem festen Gehäuse 50 drehbar um die Achse 28 zu lagern. Die Lager 58, 60 und 62 sind zwischen dem inneren festen Gehäuse 52, dem äusseren festen Gehäuse 50 und der inneren Antriebswelle 66 angebracht, um die innere Antriebswelle 46 in dem Gehäuse 52 drehbar um die Achse 28 zu lagern. Das Antriebsgetriebe 42 besitzt ein Antriebsrad 70, welches durch den Antriebsmotor oder Motore 30 getrieben wird un ein Zahnrad 72 welches mit dem Zahnrad 74 der inneren Antriebswelle 46 im Eingriff steht um eine Drehung der inneren Antriebswelle 46 um die Drehachse 28 zu erreichen. Antriebsrad 70 besitzt auch ein Zahnrad 80 welches über ein Zwischenrad 82 des Antriebsrads 84 der äusseren Antriebswelle 44 antreibt, um eine Drehung der äusseren Wellen 44 um die Drehachse 28 zu erreichen in einer entgegengesetzten Richtung zu der Drehung der inneren Antriebswelle 46. Es ist klar dass die Zahnräder des Antriebes 42 so gewählt werden können dass die Rotore 24 und 26 in entgegengesetzten Richtungen und mit gleicher Geschwindigkeit drehen, d.h. dieselbe Umdrehungszahl pro Minute haben.

Der Rotor 24 besitzt eine Nabe 90, welche für die Drehung um die Achse 28 an der inneren Antriebswelle 46 angebracht ist. Nabe 90 besitzt wenigstens drei Scheiben 92, welche vorzugsweise in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind und sich von der Nabe 90 erstrecken. Das Wurzelende 94 eines jeden Rotorblattes 96 wird in einer Scheibe 92 aufgenommen und wird durch die Anstellwinkelveränderungslager 98 und 100 getragen, so dass es um die Anstellwinkelveränderungsachse 102 beweglich ist.

Der Rotor 26 besitzt eine Nabe 110, welche wenigstens drei in gleichem Abstand zueinander stehende Scheiben 112 hat, die sich von der Nabe 110 erstrecken. Jede Scheibe nimmt das Wurzelende 114 eines Rotorblattes 116 auf, so dass das Blatt 116 in der Scheibe 112 durch die Anstellwinkelveränderungslager 118 und 120 getragen wird und um die Anstellwinkelveränderungsachse 122 drehbar ist.

Die Blätter 96 und 116 sind starr an den Naben 90, bzw. 110, befestigt so dass die Rotore 24 und 26 als starre Rotore bezeichnet werden. Es sind keine Blattgelenke oder Biegeteile vorgesehen, welche eine flatternde Bewegung der Blätter erlauben.

Der Anstellwinkel der Blätter 96 und 116 der beiden Rotore 24 und 26 kann sowohl konstant als auch periodisch durch eine übliche

Taumelplattenanordnung verändert werden. Die Taumelplatte oder Kardanringanordnung 130 ist an dem inneren festen Gehäuse 52 befestigt und besitzt einen Ring 132 welcher entlang der Achse 28 bewegt werden kann. Lager 136 befindet sich zwischen dem Ring 132 und ist am Gehäuse 52 befestigt, um eine Drehung des Ringes 132 um die Achse 28 zu verhindern, aber um eine Längsbewegung des Ringes 132 entlang der Achse 28 zu erlauben. Die Taumelplattenanordnung 130 besitzt auch einen inneren Kardanring 133, welcher um die Achse 134 schwenkbar ist, einen äusseren Kardanring 135, welcher schwenkbar um die Achse 137 ist und einen Ring 138, welcher von dem Ring 135 durch das Lager 140 getragen wird und mit den Blättern 96 um die Achse 28 dreht. Hebel 142 erstreckt sich von dem Ring 138 und ist schwenkbar mit dem Neigungsveränderungshorn 144 des Blattes 96 verbunden um den Neigungswinkel des Blattes 96 in Übereinstimmung mit der Bewegung der Taumelplatte 130 zu verändern. Weitere Hebel 142 erstrecken sich vom Ring 138 der Taumelplattenanordnung 130 und sind schwenkbar mit einem Anstellwinkelveränderungshorn 144 an jedem der drei oder mehr Blätter 96 des Rotors 24 verbunden.

Taumelplatte oder Kardanringanordnung 150 ist der Taumelplattenanordnung 130 ähnlich und ist an dem äusseren festen Gehäuse 50 angeordnet um den Anstellwinkel der drei oder mehr Blätter 116 des Rotors 26 zu verändern. Die Taumelplattenanordnung 150 besitzt einen Ring 152, welcher durch die Lager 154 mit dem Gehäuse 50 verbunden ist, so dass der Ring 152 gegen eine Drehung um die Achse 28 gesichert ist, sich jedoch entlang der Achse 28 bewegen kann. Die

Taumelplattenanordnung 150 besitzt auch einen inneren Kardanring 153, welcher um die Achse 156 drehbar ist, einen äusseren Kardanring 155, welcher drehbar um die Achse 157 ist und einen Ring 160, welcher von dem Ring 155 durch das Lager 162 getragen wird, so dass er mit den Blättern 160 um die Achse 28 drehbar ist. Ein Hebel wie z.B. 164 erstreckt sich von dem Ring 160 und ist drehbar mit dem Winkelverstellungshorn 166 an jedem der drei oder mehr Blätter 116 des Rotors 26 verbunden.

Die Art und die Anordnung um die Taumelplattenanordnungen 130 und 150 zu bewegen um eine konstante und periodische Anstellwinkelveränderung der Blätter der Rotore 24 und 26 zu erreichen, wird in Verbindung mit der Beschreibung der Figur 3 jetzt näher erläutert werden.

Die Steuerungs- und Mischungsgestänge 500 für diesen Hubschrauber sind ausführlicher in Figur 3 gezeigt. Der stehende Steuerposten 200 ist in der Scheibe 202 befestigt und mit der Achse 204 drehbar verbunden. Die Achse 204 ist fest mit dem Flugwerk verbunden. Ein Lagerabstützgehäuse 206 ist mit der Spitze des Steuerpostens 200 verbunden. Steuerrad 206 ist mit einem Ende der Achse 210 verbunden, welche drehbar in dem Gehäuse 206 angeordnet ist und Hebel 212 ist fest mit der entgegengesetzten Seite der Achse 210 verbunden. Stange 214 ist mit dem Winkelhebel 216 verbunden, welcher drehbar an dem Flugwerk mit Hilfe einer Achse 218 befestigt ist. Stange 220 verbindet den Winkelhebel 216 mit den Hebelarmen 222 im Punkt 224. Die Hebelarme 222 sind drehbar mit dem Flugwerk mit Hilfe einer Achse 226 verbunden. Die doppelte Rolle 228 sitzt frei drehbar auf der Achse 226 zwischen den Hebelarmen 222. Rad 230 ist zwischen den Hebelarmen 222 auf der Achse 232 drehbar befestigt. Stangen 224 und 236 erstrecken sich vom Umfang des Rades 230 und sind mit den Winkelhebeln 238, bzw. 240, verbunden. Eine Drehung des Rades 208 ruft eine Vor- und Rückwärtsbewegung des Rades 230 um die Achse 226 und eine übereinstimmende Bewegung der Winkelhebel 238 und 240 hervor.

Stange 242 erstreckt sich von der Verbindung 244 am Posten 200 zu dem Ansatz 246 in der Mitte der Stange 248. Stange 248 ist an ihren Enden mit den Winkelhebeln 250, bzw. 252, verbunden. Eine Vor- und Rückwärtsbewegung des Steuerpostens 200 wird eine übereinstimmende Bewegung an den Winkelhebeln 250 und 252, hervorrufen.

Steuerungsgriff 254 ist fest verbunden mit dem Hebel 256 und ist an der Achse 258 drehbar mit dem Flugwerk verbunden. Stange 260 verbinden den Hebel 256 mit dem Winkelhebel 262. Die Stange 264 welche durch die Winkelhebel 262 betätigt wird, ist mit den stehenden Hebelarmen 266 im Punkt 268 verbunden. Die Arme 266 sind an dem Flugwerk drehbar mit Hilfe einer Achse 270 angebracht. Die doppelte Rolle 272 sitzt frei beweglich auf der Achse 270 und befindet sich zwischen den stehenden Hebelarmen 266. Rad 274 ist drehbar zwischen den beiden stehenden Hebelarmen 266 im Punkt 276 angeordnet, und von dem Umfang des Rades 274 erstrecken sich zwei Stangen 278 und 280, welche mit den Winkelhebeln 282, bzw. 284, verbunden sind.

Spannungsfedern 286 und 287 welche fest an dem Flugwerk angebracht sind, stehen mit einer Erweiterung des Winkelhebels 262 in Verbin- dung und drängen infolgedessen den Steuerungsgriff 254 in eine neutrale Stellung.

In unmittelbarer Nähe des Steuerungsgriffs 254 befindet sich ein Drosselsteuerungsgriff 288, welcher auch drehbar auf der Achse 258 befestigt ist. Hebel 290, welcher mit dem Drosselsteuerungsgriff 288 fest verbunden ist, betätigt die Stange 292, welche mit den Antriebsmotoren 30 (Figur 1) in Verbindung steht.

Die Winkelhebel 238 und 250 sind drehbar mit der Welle 294 verbunden und die Winkelhebel 240 und 252 sind drehbar mit der Achse 296 verbunden. Hebelarme 298 und 300 sind durch einen Stift der Welle 294, bzw. 296, verbunden, und die Achsen sind ihrerseits durch einen Stift in ihren Verbindungen mit den Winkelhebeln 282, bzw. 284, und Trägerarme 302, bzw. 304, verbunden. Die Wellen 306 und 308 sind durch einen Stift mit den entsprechenden Winkelhebeln und Stützarmen verbunden und sind im Flugwerk drehbar befestigt. Aus dieser Konstruktion geht klar hervor, dass eine Drehbewegung der Winkelhebel 282 und 284 durch den Steuerungsgriff 254, die Winkelhebel und Hebel, welche an den Achsen 294 und 296 befestigt sind und die zugehörigen Schubstangen 310, 312, 314, 316, 318 und 320 gemeinsam auf- und abwärts bewegt werden.

Fusshebel 322 und 324 sind drehbar mit der Achse 326 verbunden, welche starr an dem Flugwerk befestigt ist. Der Kabel 328 läuft vom Fusshebel 322 über die Zwischenrolle 330 und eine Scheibe der doppelten Rolle 272, umgibt den Umfang des Rades 274, und läuft zurück über die andere Scheibe der doppelten Rolle 272 zum Fusshebel 324 über eine Zwischenrolle 332. Durch eine Bewegung der Fusshebel

322, 324 dreht das Rad 274 und veranlasst die Winkelhebel 282 und 284 mit ihren zugehörigen Schubstangen sich in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen. Die Fusshebel bewirken demnach dass die Schubstangen 310, 312 und 314 unterschiedlich zu den Schubstangen 316, 318 und 320 bewegt werden können.

Eine äussere Pitot´sche Röhre 338 bildet einen Teil eines Q-Fühlers 340. Der Q-Fühler 340 bildet ein elektrisches Geschwindigkeitssignal für den Komputer 342. Der Komputer 342 arbeitet nach diesem Signal in einer Art, welche anschliessend beschrieben wird und (durch einen Verstärker 344) treibt einen Schraubengewindeservomotor 346. Abwechselnd kann der Komputer 342 durch einen Schalter 343 abgeschaltet werden und der Pilot kann den Servomotor 346 mit Hilfe eines Schalters 341 betätigen. Der Stellmotor 346 ist seinerseits mit dem Kabel 334 durch einen Hebel 348 verbunden. Der Kabel 334 läuft über eine Scheibe der doppelten Rolle 228, umgibt den Umfang des Rades 230, läuft zurück über die andere Scheibe der doppelten Rolle 228 und bildet eine Schleife mit den Rollen 336. Durch eine Bewegung des Kabels 334 dreht das Rad 230 und veranlasst die Winkelhebel 238 und 240 mit ihren entsprechenden Schubstellen 314 und 320 sich in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen. Demnach veranlasst ein Betrieb des Kabels 334 durch den Q-Fühler 340 oder den Schalter 341, dass die Schubstangen 314 und 320 sich verschiedenartig bewegen.

Die Schubstangen 310, 322, 314, 316, 318 und 320, welche von dem Mischungsgestänge 500 nach Figur 3 betrieben werden, sind in Figur 2 in Verbindung mit dem Kardanring oder der Taumelplattenanordnung 130 und 150 gezeigt. Schubstange 314 ist über ein Winkelhebel 350, Stange 351,

Winkelhebel 354 und Stange 356 mit dem äusseren Kardanring 155 der Anordnung 150 verbunden. Die Schubstangen 312 und 310 sind durch ähnliche Gestänge mit dem inneren Kardanring 153, bzw. mit der verschiebbaren Scheibe 152 verbunden. Die Stangen 310, 312 und 314 bestimmen die Ebene des Ringes 160 durch ein Schrägstellen der Kardanringe 153 und 155 um die Kardanachsen 156 und 157 und durch eine axiale Verschiebung des Ringes 152 entlang des vertikalen Gehäuses 50. Da die Stangen 164 mit den Blätteranstellwinkelhörnern 166 verbunden sind, steuern die Schubstangen 310, 312 und 314 die periodische und konstante Neigung im unteren Rotor 26. In ähnlicher Weise steuern Schubstangen 316, 318 und 320 die Ebene des Ringes 138 der Taumelplatte oder Kardanringanordnung 130. Das Gestänge 358 der Schubstange 320 ist normalerweise mit dem Ring 135 in einem Winkel von 90° zu der Achse 137 verbunden, das Gestänge 358 ist jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen leicht ausser Stellung gezeichnet. Für eine vollständigere Beschreibung der Steuerungsgestänge wird auf das U.S. Patent Nr. 2.473.331 hingewiesen. Ein Schrägstellen oder Verschieben der Kardanringe an dem Gehäuse 52 mit Hilfe der Schubstangen 316, 318 und 320 steuert die periodische und konstante Neigung der Blätter des oberen Rotores 24.

Durch einen Hinweis auf die Steuerungseinrichtungen für den Piloten in Figur 3 und die Rotore in Figur 2 ist es verständlich, dass der konstante Neigungswinkel der beiden Rotore vergrössert oder verkleinert wird durch Betätigung des Kontrollgriffs 254. Diese Betätigung veranlasst das Rad 274 sich vor- und rückwärts zu bewegen, da die Hebelarme 266 um den Drehpunkt 270 schwenken und alle

Schubstangen 310, 312, 314, 316, 318 und 320 werden sich gleichzeitig auf- oder abwärts bewegen, um den konstanten Anstellwinkel der beiden Rotore 24 und 26 zu vergrössern oder zu verkleinern. Ein unterschiedlicher, konstanter Anstellwinkel, d.h., Vergrösserung des konstanten Anstellwinkels des einen Rotors und Verringerung des konstanten Anstellwinkels des anderen, verändert das aerodynamische Drehmoment an jedem Rotor für Seitensteuerung. Unterschiedliche, konstante Neigung wird erreicht durch Bewegung der Fusshebel und des Kabels 328, welche eine Drehung des Rades 274 veranlassen und demnach die Schubstangen des oberen und unteren Rotors verschiedenartig betätigen. Es können natürlich andere Anordnungen für die Seitensteuerung verwendet werden, wie z.B., die in der U.S. Patentschrift Nr. 2.835.331 gezeigten Bremsen an den Rotorblattspitzen, oder ein kleiner Seitensteuerungsmotor, oder eine Auslassgasablenkungsdüse welche von der Hauptrotoranordnung versetzt angeordnet ist.

Eine nach vorwärts gerichtete periodische Neigung wird durch Bewegung des Steuerungspostens 200 an beiden Rotoren ausgeübt und dies ergibt durch die Winkelhebel 250 und 252 eine Ausgangsbewegung an den Kontrollstangen 312 und 318. Die Stangen 312 und 318 neigen ihre zugehörigen Taumelplattenanordnungen nach vorne.

Ähnlich der konstanten Steuerungsanordnung ruft eine Drehung des Rades 108 an jedem Rotor die gleiche seitliche periodische Neigung, z.B. seitliche periodische Neigung nach rechts, zur Rollsteuerung hervor. Das Rad 230 wird sich vor- oder rückwärts bewegen um die Schubstangen 314 und 320 gleichzeitig zu bewegen und dadurch die beiden Taumelplattenanordnungen 130 und 150 nach der einen oder anderen Seite zu schwenken. Eine unterschiedliche, seitliche, periodische Neigung wird erreicht durch die Betätigung des Kabels 334 und die Drehung des Rades 230, welches die Stangen 314 und 320 unterschiedlich bewegt und hierdurch die Taumelplattenanordnungen 130 und 150 nach verschiedenen Seiten schwenkt.

Der Betrag der unterschiedlichen seitlichen periodischen Neigung wird durch das Pitot´sche Rohr 338 und den Komputer 342, welcher den Servomotor 346 und den Kabel 334 betätigt in Abhängigkeit der Geschwindigkeit gesteuert. Eine unterschiedliche, seitliche, periodische Neigung kann nach dem Willen des Piloten durch den Schalter 341 gesteuert werden.

Bei dieser Erfindung ist es sehr wichtig dass die Rotore 24 und 26 wenigstens drei Blätter besitzen um eine feste Einstellung des resultierenden Auftriebsvektors der beiden Rotore 24 und 26 in Bezug auf die Drehachse 28 zu erlauben. Wenn ein Rotor mit zwei Blätter verwendet werden würde, so würden unzulässige Schwingungen und Spannungsveränderungen in dem Rotorkopf 22 erzeugt werden, da sich der resultierende Rotorauftriebsvektor während jeder Umdrehung zweimal zwischen einer maximalen versetzten Stellung und der Drehachse 28 bewegt. Dies tritt auf da, wenn der Rotor mit zwei Blätter sich in seiner vorderen und hinteren Stellung befindet, der Auftriebsvektor natürlich wieder zur Drehachse zurückkehren muss.

Bei einer Anordnung mit drei Blätter werden die Schwingungen weiter verkleinert, so dass die Blätter über dem Heckkegel übereinander laufen. Hierdurch sind die Belastungen an verschiedenen Seiten des Rumpfes symmetrisch und alle Momente welche durch diese Belastungen hervorgerufen werden, gleichen sich gegenseitig aus. Schwingungen zwischen den beiden Rotoren werden dadurch in der Rotoranordnung selbst aufgehoben und werden nicht auf den Flugzeugrumpf übertragen.

Obwohl heute viele neue Materiale entwickelt worden sind, werden die Rotorblätter vorzugsweise aus Titanium hergestellt. Titanium ist nur 60% schwerer als Aluminium aber seine zulässige Wechselbeanspruchung bei unendlicher Lebensdauer ist jedoch wenigstens dreimal grösser. Titanium hat wenigstens die gleiche zulässige Wechselbeanspruchung als Stahl aber sein Gewicht beträgt nur 60% von demjenigen des Stahls.

Um die Durchbiegung der Blattspitzen zu verringern, können übliche Gewichte zu den Blattspitzen zugefügt werden. Eine andere Möglichkeit liegt darin, die zugefügten Gewichte zu verteilen, um zum gleichen Ergebnis zu gelangen. Das Titaniumblatt eignet sich am besten für diese Rotoranordnung, wenn die Spitzenbreite nur ungefähr die Hälfte der Wurzelbreite beträgt und die Tragfläche von 30% Dicke im Innern bis zu ungefähr 6% an der Spitze ändert. In der Nähe der Winkelverstellungslager wird die Dicke bis zu 40% vergrössert, um die Schwingungsbeanspruchungen minimal zu halten.

Der Hauptvorteil dieser Rotoranordnung geht am besten durch Betrachtung der Figuren 4 - 7 hervor. In Figur 4 ist eine Rotorscheibe 400 gezeigt, welche durch die Drehung der Rotorblätter des Hubschraubers 10 um die Achse 28 hervorgerufen wird. Der Hubschrauber 10 ist dargestellt mit einer Vorwärtsgeschwindigkeit von 200 Knoten und es wird angenommen dass die Rotorblätter eine Geschwindigkeit von 400 Knoten an der Spitze haben. Die Rotorblätter drehen in Richtung der Pfeile in einem ununterbrochenen Kreis, so dass Blatt 402 das Vorlaufende und Blatt 404 das rücklaufende Blatt bildet. Betrachtet man 1 m[hoch]2 der Auftriebsfläche an der Spitze 406 des vorlaufenden Blattes 402 und 1 m[hoch]2 der Auftriebsfläche an der Spitze 408 des rücklaufenden Blattes 404, so zeigt Figur 4 den grossen Unterschied im Auftriebsvermögen zwischen dem vorlaufenden und rücklaufenden Blatt. Da die Spitze 406 des vorlaufenden Blattes 402 eine zusammengesetzte Geschwindigkeit aus der Umlaufgeschwindigkeit der Blattspitzen und der Vorwärtsgeschwindigkeit des Hubschraubers hat, beträgt die relative Geschwindigkeit der Spitze 406 des vorlaufenden Blattes 402 600 Knoten. Da die Spitze 408 des rücklaufenden Blattes 404 sich in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung des Hubschraubers 10 dreht, ist die relative Geschwindigkeit der Spitze 408 der Unterschied zwischen der Spitzengeschwindigkeit und der Hubschraubergeschwindigkeit oder 200 Knoten. Dementsprechend bewegt sich die vorlaufende Blattspitze dreimal schneller als die rücklaufende Blattspitze. Dieser Unterschied in relativer Bewegung ist verstärkt in dem Auftriebserzeugungsvermögen der vorlaufenden und rücklaufenden Blätter, da der Auftrieb proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit der Auftriebsfläche ist. Berechnungen zeigen demnach dass die vorlaufende Blattspitze 406 z.B. 544 kg Auftrieb während die rücklaufende Blattspitze 408 nur 60 kg Auftrieb erzeugt. Dieser Unterschied im Auftriebsvermögen ergibt einen Faktor von ungefähr 9. Wenn die Berechnungen für das ganze vorlaufende und rücklaufende Blatt ausgeführt werden, an Stelle der Spitzen allein, kann gezeigt werden, dass die vorlaufenden Blätter 402 einen zehnmal grösseren Auftrieb als die rücklaufenden Blätter 404 erzeugen.

Leider wird bei dem üblichen Verfahren ungefähr 89% des Auftriebsvermögens der vorlaufenden Blätter aufgehoben durch die Begrenzung des Auftriebs der vorlaufenden Blätter und den Auftrieb der rücklaufenden Blätter entweder durch Verwendung von Gelenken 110 und 112 zwischen den Blättern und der Nabe wie in Figur 5 und ausführlicher in der U.S. Patentschrift Nr. 3.217.811 gezeigt wird oder durch Veränderung der Neigung der vorlaufenden und rücklaufenden Blätter um ihr Auftriebsvermögen auszugleichen wie ausführlicher in der U.S. Patentschrift Nr. 2.473.331 gezeigt wird.

Entgegengesetzt zu diesen üblichen Ausführungen kann mit dem hierin entwickelten Rotorkopf das ganze Auftriebsvermögen der vorlaufenden Blätter ausgewertet werden. Dies wird am besten in Figur 6 gezeigt, in welcher das ganze 544 kg Auftriebsvermögen der vorlaufenden Blätter des Rotors 24 und des Rotors 26 an gegenüberliegenden Seiten der Drehachse 28 erzeugt wird um gegenseitig ausgleichende Rollmomente hervorzurufen.

Die Bedeutung des Vorteils des vergrösserten Auftriebsvermögens der hierin entwickelten Rotoranordnung gegenüber den vorher erklärten üblichen Rotoranordnungen ist am besten in Figur 7 dargestellt in welcher die Kurve 420 den üblichen Hubschrauber, und die Kurve 422 den Hubschrauber darstellt, welcher die hierin entwickelte Rotoranordnung gebraucht. Bei dem üblichen Hubschrauber nimmt der Auftrieb rasch ab, wenn die Geschwindigkeit zunimmt und dies geschieht bei einer bestimmten mit Punkt 424 dargestellten Geschwindigkeit, der Rotor kann z.B. das Hubschraubergewicht nicht mehr tragen. Dies ist der Grund dafür dass die üblichen Hubschrauber mit Flügeln versehen werden müssen, um einen Auftrieb bei hohen Geschwindigkeiten zu erzeugen. Im Gegensatz hierzu nimmt in der hierin entwickelten Rotoranordnung der Auftrieb mit der Geschwindigkeit zu, so dass bei allen Geschwindigkeiten unter und über 400 Knoten der Auftrieb das Hubschraubergewicht überwiegt, und dadurch Flügel bei hoher Geschwindigkeit überflüssig werden. Der Knickpunkt in der Kurve 422 entsteht da die Rotorgeschwindigkeit über 200 Knoten verringert wird, um die Machzahl der vorlaufenden Blattspitzen unter 0,9 zu halten. Dennoch nimmt der Auftrieb weiterhin zu ungeachtet der Abnahme der Spitzengeschwindigkeit. Für den Fachmann ist es klar dass durch dieses vergrösserte Auftriebsvermögen viele Vorteile erreicht werden, wie z.B. Flüge in grossen Höhen, vergrösserte Manövrierfähigkeit, vergrösserter Aktionsradius und Reisegeschwindigkeit, um einige zu nennen.

Wenn die resultierenden Auftriebsvektore, wie z.B. 430 und 432 (Figur 6) während dem Vorwärtsflug nicht genau gesteuert werden, so werden sie sich zu den Spitzen der vorlaufenden Blätter verschieben und der ungewünschte Angriffsverteilungswinkel sowohl an den vorlaufenden als auch an den rücklaufenden Blättern wird das Verhältnis zwischen Auftrieb und Strömungswiderstand (L/D) verringern. Bei dieser Erfindung ist es demnach wichtig den resultierenden Auftriebsvektor der beiden Rotore wahlweise einzustellen, so dass sie immer in gleicher Entfernung zu der Drehachse 28 stehen und von gleicher Grösse sind um gegenseitig aufhebende Rollmomente und um ein optimales L/D für jeden Rotor zu erzeugen. Es hat sich herausgestellt, dass für ein gegebenes Verhältnis das optimale L/D erreicht wird, wenn der resultierende Auftriebsvektor bei 17% des Blätterradius liegt, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit des Hubschraubers 150 Knoten beträgt und bei 40% des Blätterradius, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit des Hubschraubers 270 Knoten beträgt.

Figur 8 ist eine graphische Darstellung und gibt die optimale, seitliche Verstellung des Rotorauftriebsvektors für jedes Vorwärtsverhältnis, das ist das Verhältnis der Hubschraubervorwärtsgeschwindigkeit zu der Drehgeschwindigkeit der Blattspitzen. Die in Figur 8 gezeigte Kurve stellt in dem Bereich 440 folgende Formel dar:

P = <Formel>

P ist die optimale, seitliche Verstellung des Rotorauftriebsvektors in Prozent vom Rotorscheibenhalbmesser und µ ist das Vorwärtsverhältnis.

Der Teil der Kurve aus Figur 8, welcher mit 442 bezeichnet wird, stellt folgende Formel dar:

P = <Formel>

Hierin sind:

P die optimale, seitliche Verstellung des Rotorauftriebsvektors in Prozent des Rotorscheibenhaltmessers, µ das Vorwärtsverhältnis und e die Basis des natürlichen Logarithmus.

Aus Figur 8 geht hervor, dass die optimale, seitliche Verstellung 0 ist, wenn das Vorwärtsverhältnis 0 ist, d.h. wenn der Hubschrauber während dem Flug schwebt, da keine Vorwärtsgeschwindigkeit vorliegt, die eine unsymmetrische Luftbelastung oder Auftrieb erzeugen würde. Die optimale Verstellung des Auftriebsvektors nimmt dann zu mit dem Vorwärtsverhältnis bis ein Maximum in der Nähe von 0,8 auftritt. Um versetzte Auftriebsvektore in einer Entfernung von 40% oder 50% vom Rotormittelpunkt zu erzeugen dürfen die Rotorblätter keine flatternde Bewegung wie bei üblichen Hubschraubern ausführen. Aus diesem Grund sind keine Blattgelenke oder biegsame Abstützteile in den Blattbefestigungen vorhanden. Die Blätter, welche sehr starr und steif sind, können dann grosse Versetzungen aufnehmen, welche für ein optimales L/D Verhältnis erforderlich sind.

Wegen der grossen Zahl von Parametern wie z.B. Blattverdrehung, Blattverjüngung und Scheibenbelastung, erstreckt sich die in Figur 8 dargestellte Kurve zwischen den Bändern 440a und 440b; und 442a und 442b. Die entsprechenden Formeln für die Bänder sind wie folgt:

P = <Formel>

B E T R I E B S W E I S E

Da der Auftriebsvektor sich natürlich schnell nach aussen verschieben wird, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit zunimmt, ist es erforderlich eine seitliche, periodische Neigung an jedem Rotor aus- zuüben um die Stellung des Auftriebsvektors zu steuern. Da die Rotore in entgegengesetzten Richtungen drehen, erscheinen die vorlaufenden Blätter zu gegenüberliegenden Seiten der Flugzeuglängsachse. Die Auftriebsvektore der jeweiligen Rotore werden sich nach entgegengesetzten Seiten des Flugzeuges bewegen und demnach ist eine unterschiedliche seitliche periodische Steuerungsanordnung, wie vorher beschrieben, erfordert. Die seitliche periodische Steuerung welche auf dem einen Rotor ausgeübt wird, wird entgegengesetzt derjenigen sein, welche auf den anderen Rotor ausgeübt wird. Wenn der obere Rotor die vorlaufenden Blätter z.B. auf der rechten Seite, hat, wird eine linke seitliche periodische Neigung erfordert sein, um zu verhindern dass die Auftriebsvektore sich zu schnell nach rechts bewegen. An dem unteren, in entgegengesetzter Richtung drehenden Rotor befindet sich das vorlaufende Blatt an der linken Seite und deshalb wird eine rechte seitliche Neigung erfordert sein, um zu verhindern, dass der Auftriebsvektor sich zu schnell nach links bewegt.

Der Betrag der Versetzung der Auftriebsvektore ändert mit der Geschwindigkeit nach folgender Formel:

P = <Formel>

Die veränderliche Grösse P ist eine normalisierte Stellung so dass sie auf einem Rotor von jedem Durchmesser angewandt werden kann. Das Verhältnis ergibt sich aus:

µ = <Formel>

Hierin sind:

V = Geschwindigkeit des Hubschraubers

[großes]Omega = Drehzahl des Rotors und

R = Halbmesser des Rotors.

Das dimensionslose Vorwärtsverhältnis µ ist gültig für einen Rotor jeder Grösse und stellt den Geschwindigkeitsfaktor in der Formel dar.

Man kann erkennen, dass das dem Komputer 342 zugeführte Geschwindigkeitssignal durch diesen in eine Anzahl Signale proportional zu der seitlichen periodischen Neigung und nicht zu der Auftriebsvektorversetzung zerlegt werden muss. Da der Betrag der erforderlichen seitlichen periodischen Neigung zur Versetzung des Auftriebsvektors von jedem bestimmten Rotor abhängig ist, ändert die genaue mathematische Arbeitsweise des Komputers mit der jeweiligen Rotoranordnung. Einzelne Hersteller können jedoch bestimmen, wie gross die erforderliche seitliche periodische Neigung ist für eine bestimmte Versetzung in ihren Rotoranordnungen. Nach dieser Erfindung kann der erforderliche Betrag der seitlichen periodischen Neigung für eine optimale Auftriebsvektorversetzung bestimmt werden. Der Komputer wird dann programmiert werden, um das Geschwindigkeitssignal anzunehmen und dementsprechend eine seitliche periodische Neigung auszuüben.

Während dem Flug wird diese Ausübung einer seitlichen periodischen Neigung auf jedem Rotor durch das geschwindigkeitsfühlende Pitotsches Rohr 338 und den Komputer 342 automatisch erreicht. Der Pilot kann demnach diesen Hubschrauber ohne Berücksichtigung von besonderen Steuerungen für ein optimales Verhältnis von L/D fliegen. Wenn der Pilot jedoch wünscht, den Komputer zu umgehen oder eine verschiedene unterschiedliche seitliche periodische Neigung wünscht, kann er den Komputer abschalten und den Servomotor 346 durch den Schalter 341 steuern.

Um hohe Strömungswiderstandskoeffiziente zusammen mit einer Machzahl über 0,9 der Blattspitzengeschwindigkeit zu verhindern, ist es erforderlich, die Blattspitzengeschwindigkeit des Hubschraubers zu verringern wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit zunimmt. Diese Verringerung wird so lange vorgenommen werden bis bei hoher Vorwärtsgeschwindigkeit der Rotor vollständig still steht, und der Hubschrauber wird dann als Flugzeug mit festen Flügeln fliegen. Nachdem der Übergang zum festen Flug mit festen Flügeln auftritt, ist die Belastung wieder symmetrisch und die Auftriebsvektorverstellung ist gleich 0.

Eine Anordnung wie z.B. eine veränderliche Geschwindigkeitsübertragung 31 oder ein veränderlicher Antriebsmotor kann gebraucht werden um die Rotorgeschwindigkeit zu verringern wenn der feste Flügelflug erreicht wird. Man kann erkennen, dass die feste koaxiale Anordnung unerreichte Vorteile hat, welche die Übergangsprobleme beseitigen, die normalerweise mit der Verwandlung des Rotors zu einem festen Flügel verbunden sind. Das Hauptproblem in den meisten Anordnungen liegt darin, dass während dem Übergangsbereich eine Periode auftritt in welcher der Rotor den erforderlichen Auftrieb nicht erzeugen kann wegen der kleinen Luftgeschwindigkeit der rücklaufenden Blätter. Ein dauernd fester Flügel kann zugefügt werden, welcher jedoch während dem Schweben und dem Fliegen mit geringer Geschwindigkeit den Rotorabwind erschwert. Flügel verringern den Wirkungsgrad und ihr Gewicht verringert die Nutzlast. In dieser festen koaxialen Rotoranordnung sind keine Flügel erfordert. Die Geschwindigkeit des Flugzeuges kann durch einen Zusatzantrieb 33 vergrössert werden, während die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors proportional verkleinert wird. Die Luftgeschwindigkeit der vorlaufenden Blätter an beiden Seiten des Flugzeuges wird konstant bleiben und es werden gleiche Auftriebe durch die starren Blätter erzeugt werden. Der Rotor kann ohne seitliche Gleichgewichtsstörung durch diese Übergangsperiode zu einem Flug mit festen Flügeln gebracht werden. Die Übergangsperiode stellt demnach keine seitlichen Gleichgewichtsstörungsprobleme wegen dem unerreichten Kennzeichen der starren koaxialen Bauform.

Claims

1. Hubschrauber mit einem starren, koaxialen Rotor wobei der Rotorkopf ausserhalb des Rumpfes liegt und zwei gegenläufige Auftriebsrotore besitzt, welche um eine Drehachse umlaufen, um einen Auftrieb und demnach seitlich gegenüberliegende resultierende Rotorauftriebsvektore zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Auftriebsrotor wenigstens drei starr befestigte Blätter besitzt welche bezogen auf den Rotor nur ihre Anstellwinkel verändern können und welche zueinander in Phase liegen so dass entsprechende Blätter sich über den Heckteil des Rumpfes bewegen, und dass geschwindigkeitsabhängige Steuervorrichtungen mit jedem Rotorblatt verbunden sind, zur periodischen Veränderung des Anstellwinkels der Blätter, um den resultierenden Auftriebsvektor jedes Rotors wahlweise zwischen den Drehachsen und den Blattspitzen einzustellen und dadurch gegenseitig aufhebende Rollmomente und ein optimales Verhältnis von Auftrieb zu Strömungswiderstand zu erreichen, wobei bei Einstellung noch folgende Formel vorgenommen wird:

P = <Formel>

P = resultierende Versetzung der Rotorauftriebsvektors in Prozent des Rotorradiuses.

µ = Vorwärtsverhältnis d.h. das Verhältnis zwischen der Rotorvor-wärtsgeschwindigkeit und der Drehgeschwindigkeit der Blattspitzen.

e = Basis des natürlichen Logarithmus.

2. Hubschrauber mit einem starren, koaxialen Rotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet das zusätzliche Antriebstriebwerke vom Rumpf getragen werden.

3. Hubschrauber mit einem starren, koaxialen Rotor nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet dass die Auftriebsrotore veranlasst werden, die Rotordrehgeschwindigkeit zu verringern so dass die Spitzengeschwindigkeit der Blätter nicht über Mach 0,9 liegt, und dass die Blätter bei einem Flug mit hoher Geschwindigkeit gegebenenfalls stillstehen, so dass der Hubschrauber als Flugzeug mit festen Flügeln fliegt, welches durch die zusätzlichen Antriebe angetrieben wird.

4. Hubschrauber mit einem starren, koaxialen Rotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass jeder Antriebsmotor eine Taumelplatte besitzt, dass erste Steuervorrichtungen die Taumelplatte jedes Rotors auf- und ab bewegen, um eine konstante Veränderung des Anstellwinkels an beiden Rotoren hervorzurufen, dass zweite Steuervorrichtungen eine Schwenkbewegung der Taumelplatten an jedem Rotor hervorrufen um den Anstellwinkel beider Rotore periodisch zu verändern, und dass die geschwindigkeitsabhängigen Steuervorrichtungen eine Schwenkbewegung in entgegengesetzten Richtungen der Taumelplatte jedes Rotors hervorrufen, um eine unterschiedliche, seitliche, periodische Neigungsveränderung an beiden Rotoren zu erzeugen, um seitlich versetzte Rotorauftriebsvektore und demnach sich gegenseitig aufhebende Rollmomente zu erzeugen.

5. Hubschrauber mit einem starren, koaxialen Rotor nach den Ansprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet dass der resultierende Rotorauftriebsvektor eines jeden Rotors im wesentlichen ein- heitlich in Abhängigkeit der Fluggeschwindigkeit zwischen der Drehachse eines jeden Rotors versetzt wird und ungefähr 40% des Rotorradiuses bei 275 Knoten Fluggeschwindigkeit in gleichen und gegensetzlichen Beträgen.

6. Hubschrauber mit einem starren, koaxialen Rotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass der resultierende Rotorauftriebsvektor wahlweise zwischen inneren und äusseren Grenzen zwischen der Drehachse und dem Blattspitzen eingestellt wird, wobei die äussere Grenze bestimmt ist durch die Formel:

P = <Formel>

und die innere Grenze durch die Formel:

P = <Formel>

7. Verfahren zur Betätigung des Hubschraubers mit doppeltem Rotor nach den vorhergehenden Ansprüchen um ein maximales Verhältnis zwischen Auftrieb und Strömungswiderstand bei allen Fluggeschwindigkeiten zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotore in gegenseitigen Richtungen gedreht werden um resultierende Auftriebsvektore zu erzeugen und dass der Blätteranstellwinkel der beiden Rotore in gegenseitigen Richtungen periodisch verändert wird, um die resultierenden Rotorauftriebsvektore nach den vorlaufenden Blattspitzen zwischen inneren und äusseren Grenzen zu versetzen.