DE1581060C - Hubscnrauber mit schwenkbarem Heckrotor - Google Patents

Description

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Die-Erfindung betrifft einen Hubschrauber mit Schwenkwinkel des Heckrotors zugehörigen optieinem um eine senkrechte Achse schwenkbaren malen Blattwinkeleinstellung dem Piloten zu überHeckrotor und einem Seitenleitwerk, lassen.

Hubschrauber der vorgenannten, Art werden im Durch die Erfindung wird ein neuer Weg auf-

Schwebe- und Langsamflug zum Ausgleich des Dreh- 5 gezeigt, auf welche Weise die vorstehend genannten

momentes mit einer Heckrotorstellung geflogen, bei Nachteile vermieden werden und die Schwenk-

der die Heckrotorwelle quer zur Flugzeuglängsachse bewegung des Heckrotors ohne Beeinträchtigung der

gerichtet ist. Flugbewegung, d. h. ohne unerwünschte Schubkräfte,

Bei zunehmender Fluggeschwindigkeit beginnt da- ermöglicht wird.

gegen die Steuerwirksamkeit des Seitenleitwerkes. Der to Die Erfindung besteht darin, daß der Heckrotor, hierbei erzielte Wirkungsgrad des Seitenruders reicht mit oder ohne Getriebe,"'in geringem Maße in Richaus, um sowohl das vom Hauptrotor ausgeübte Dreh- tüng seiner Drehachse gegen die Wirkung einer moment auszugleichen, als auch durch entsprechende Schubmeßeinrichtung verschiebbar ist, die den Schub Ruderverstellung Flugbewegungen um die Hochachse des Heckrotors während dessen Schwenkung mittels zu ermöglichen. Der bisher hierfür quer zur Flug- 15 einer auf dessen Blattwinkeleinstellvorrichtung wirrichtung ausgeübte Schub des Heckrotors wird daher kenden Regeleinrichtung auf einen konstanten, nahe bei höheren Fluggeschwindigkeiten zur zusätzlichen bei Null liegenden Wert steuert. Eine vorteilhafte Schuberzeugung in Flugrichtung herangezogen und Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht der Heckrotor in eine Stellung verschwenkt, in der darin, daß die Schubmeßeinrichtung an der Vorderseine Drehachse eine koaxiale Lage zur Flugzeug- ao sehe des Rotorgetriebes angeordnet und mit diesem längsachse einnimmt. . windschlüpfig verkleidet ist.

Ist die Geschwindigkeit des Hubschraubers, bei- Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bespielsweise durch Vorwärtsneigen des Hauptrotors, stehen vor allem darin, daß während der Schwenkausreichend groß geworden, so wird das Ruder der bewegung des Heckrotors keine Änderung des Dreh-Seitenflosse durch die Trimmeinrichtung stetig stark as moments des auf die Längsachse des Flugzeuges angestellt und der Einstellwinkel des Heckrotors durch den Hauptrotor ausgeübten Drehmomentes stetig verringert, bis die Seitenkraft nur noch von der und auch keine Änderung des Antriebsschubes in Seitenflosse erzeugt wird und der seitlich gerichtete Flugrichtung erfolgt. Ebenso wird eine schädliche Heckrotorschub nahezu verschwindet. Änderung des Luftwiderstandes durch die Heck-So wird z. B. bei mittlerer Einstellung der Blatt- 30 rotorblätter vermieden. Schließlich ist der Heckrotor winkel der Rotorblätter der Heckrotorschub von weitgehend vor größeren Schlagbewegungen und vor seinem anfänglichen Wert bei einer Schwenkung von Überlastung geschützt.

nur 10 Winkelgraden bereits den Wert 0 erreichen, Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in und beim Weiterverschwenken bis etwa 20° den um- der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels gekehrten Wert zu seiner Ausgangsposition an- 35 näher erklärt und die Lösung des der Erfindung zugenommen haben. Bei Erreichen der Propeller- grundeliegenden Problems in vier Phasen erläutert, stellung, d. h. dann, wenn die Rotordrehachse par- Die Zeichnung zeigt in

allel zur Flugzeuglängsachse liegt, beträgt der nega- Fig. 1 den Seitenschnitt eines verschwenkbaren tive Schub des Heckrotors das Vielfache des anfäng- Heckrotorgetriebes eines Hubschraubers,
liehen positiven Wertes. 40 F i g. 2 das Heck eines Hubschraubers mit einem Zu Beginn der Schwenkung würde ein solches Ver- als Ausleger auf der Seitenflosse montierten Heckhalten eine Umkehr des Drehmomentes und am Ende rotor gemäß F i g. 1 in Draufsicht,
der Schwenkbewegung einen sehr starken Luftwider- F i g. 3 den Beginn des Schwenkmanövers des stand auf den Hubschrauber hervorrufen. Aus dem Heckrotors gemäß F i g. 2,

vorher Gesagten ergibt sich, daß es notwendig ist, 45 F i g. 4 den Schwenkvorgang etwa in Mittelstellung

während der Dauer der Schwenkbewegung den Blatt- des Rotors gemäß F i g. 3,

einstellwinkel fortlaufend zu ändern, wenn die Schub- F i g. 5 die Endstellung, in der die Rotorblätter

kraft 0 bis zur Beendigung des Schwenkvorganges Propellerwirkung haben.

beibehalten werden soll. Die bekannten schwenkbaren Der Heckrotor 1 ist durch das Kardangelenk 4 auf Heckrotoren haben den Nachteil, daß sie während 50 der Heckrotorwelle 6 befestigt. Die Rotorwelle 6 ist des Schwenkvorganges, der im Vorwärtsflug erfolgt, mittels der Lager 7 und 8 in dem Getriebegehäuse 9. entsprechend der starken Änderung ihres axialen mit dem Kegelgetriebe 10 und 11 gelagert. Das Ge-Durchflußgrades, keinen genauen Ablauf des mitt- triebegehäuse weist die Gleitbüchsen 12 und 13 auf, leren Einstellwinkels der Rotorblätter in Abhängig- mit denen es axial in Richtung der Rotorwelle verkeit von der Schwenkstellung des Rotors und von der 55 schieblich in den Augen 14 und 15 des Verdreh-Fluggeschwindigkeit aufweisen, um zu erreichen, daß gestelle 16 gelagert ist. Das Getriebe ist außerdem einerseits das von dem Rotor erzeugte Drehmoment über die elektrische Kraftmeßdose 17 gehalten, und um die Hochachse des Drehflüglers die richtige Größe diese stellt die kraftschlüssige Verbindung zwischen aufweist und daß andererseits der Heckrotorschub dem Getriebegehäuse 9 und dem Ausleger 18 des nicht zeitweise entgegen der Flugrichtung wirkt, so 60 Verdrehgestells dar. Der Drehkranz 19 lagert das daß an Stelle eines Antriebes ein zusätzlicher Wider- Verdrehgestell auf einem Holm 24 der Seitenflosse 21 stand durch den Heckrotor entsteht. Dadurch, daß des Leitwerks. Die Verbindung des Heckrotorgetrieaußer der normalen Steuerung des Momentes um die bes mit dem Umlenkgetriebe 22 erfolgt über eine Hochachse noch der Schub des schrägstehenden Welle 23, die mit Kardangelenken 20 und 25 an ihren Heckrotors zu regeln ist, stellt der Vorgang des 65 Enden an den Kegelradgetrieben 10, 11 bzw. 22 an-Schwenkens für den Flugzeugführer eine beträcht- geschlossen ist, so daß eine kleine Verschiebung des liehe zusätzliche Belastung dar; es ist daher un- Heckrotorgetriebes 9 gegenüber dem Zwischenbefriedigend, die fortlaufende Regelung der zu jedem getriebe 22 ohne Beeinträchtigung der Wellen-

bewegung möglich ist. Der Einstellwinkel der Rotorblätter! und 3 wird über die Hebel 26 und 27 und die Stoßstangen 28 und 29 mit dem Einstellager 30 gesteuert, dessen nicht drehendes Teil 31 über einen hydraulischen Kraftverstärker 32 geregelt wird.

Die Steuerung mit dem Pedal 43 des Piloten erfolgt über ein mechanisches Gestänge 33, einen elektrohydraulischen Weggeber 34, über den Umlenkhebel 35, ein Verdrehlager 36 und Stoßstangen und Winkelhebel 37 und 38. Außerdem ist eine Verbindung von der Pedalsteuerung 43 des Piloten zu dem_ Seitenruder 39 über das in seiner Länge veränder-' liehe Trimmgestänge 40 vorgesehen. Im Rumpf des Hubschraubers ist eine elektronische Regelanlage 41 zur Verstärkung der Signale der Kraftmessung mit der Meßdose 17 und deren Verarbeitung in einen Impuls für den elektrohydraulischen Weggeber 34 angeordnet. Diese Regelanlage 41 kann auf vom Piloten gewünschte Werte des Heckrotorschubes am Schalter 42 im Pilotenraum eingeregelt werden.

Die Funktion der schwenkbaren Rotorlagerung ist folgende: Die durch die Rotorblätter 2, 3 eingeführten Schubkräfte bewirken eine Längsverschiebung des die Antriebswelle 6 in den Lagern 7, 8 drehbar führenden Getriebegehäuses 9 gegenüber dem Verdrehgestell 16. Hierbei gleitet das Getriebegehäuse 9 mittels der Gleitbüchsen 12, 13 in den Augen 14, 15 des Verdrehgestells 16, und die zwischen dem axial beweglichen Gehäuse 9 und dem in axialer Richtung unverschieblich mit dem Flugzeugheck verbundenen Ausleger 18 eingeschaltete elektrische Kraftmeßdose 17 wird betätigt. Diese gibt die jeweiligen Änderungen der Schubwerte auf elektrischem Wege an die elektronische Regelanlage 41 weiter, welche ihrerseits durch entsprechende Signale über den elektrohydraulischen. Weggeber 34 den Blatteinstellwinkel verändert und zwar unabhängig von den mittels des Pedals 43 vom Piloten eingegebenen Steuerbewegungen. Zur Beeinflussung der elektronischen Regelanlage 41, d. h. zur Einstellung eines bestimmten Schubwertes, z. B. des Schubes 0, dient das Schaltorgan 42. Die Blattwinkeleinstellung wird stets automatisch so einreguliert, daß sie dem am Schaltorgan 42 eingestellten Schubwert entspricht.

In den nachfolgend beschriebenen F i g. 2 bis 5 ist die Schwenkbewegung des Heckrotors dargestellt.

F i g. 2 zeigt das Heck α eines Hubschraubers mit dem oberhalb der Flosse b schwenkbar angeordneten Heckrotor c in Stellung beim Schwebe- oder Langsamflug, bei der die Heckrotorwelle quer zur Flugzeuglängsachse gerichtet ist. Durch den hierbei erzeugten Schub S wird das vom Hauptrotor erzeugte Drehmoment allein durch die Kraft des Heckrotors aufgenommen.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Beginn des

ίο Schwenkmanövers des Heckrotors c ist die Fluggeschwindigkeit durch Vorwärtsneigung des Haüptrotors auf beispielsweise 200 km/h gesteigert. Beim Erreichen dieser Geschwindigkeit wird der Anstellwinkel des Seitenruders d der Flosse b durch die Trimmeinrichtung stetig vergrößert und der Blatteinstellwinkel des Heckrotors stetig verkleinert, so lange, bis die seitlich wirkende Schubkraft S bei steigender Fluggeschwindigkeit nur noch vom Ruder herrührt.

ao Die folgende Phase des Schwenkvorganges ist in F i g. 4 gezeigt. Der Schwenkrotor c hat etwa seine Mittellage erreicht. In dieser Stellung ist die Regeleinrichtung eingeschaltet, die die Schubwirkung des Heckrotors durch Blattwinkeleinstellung konstant auf

as dem Wert 0 hält.

F i g. 5 zeigt die Beendigung des Schwenkvorganges, nach welcher durch die Blätter des nunmehr als Propeller wirkenden Rotors b eine Erhöhung der Fluggeschwindigkeit bewirkt wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hubschrauber mit einem um eine senkrechte Achse schwenkbaren Heckrotor und einem Seitenleitwerk, dadurchgekennzeichnet, daß der Heckrotor, mit oder ohne Getriebe, in geringem Maße in Richtung seiner Drehachse gegen die Wirkung einer Schubmeßeinrichtung (17) verschiebbar ist, die den Schub des Heckrotors während dessen Schwenkung mittels einer auf dessen Blattwinkeleinstellvorrichtung wirkenden Regeleinrichtung auf einen konstanten, nahe bei Null liegenden Wert steuert.

2. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubmeßeinrichtung (17) an der Vorderseite des Rotorgetriebes angeordnet und mit diesem windschlüpfig verkleidet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen