DE1756549C - Hubschrauberrotorblatt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hubschrauberrotorblatt mit einem hohlen Holm, in dem eine Anzahl nichttragender Gegengewichte vorgesehen ist, mit einer Befestigungsvorrichtung für die Gegengewichte an tier Blattwurzel, wobei das radial innere Gegengewicht an die Befestigungsvorrichtung angeschlossen ist, sowie mit einer Haltevorrichtung für die Gegengewichte an der Blattspitze.

Bei einem derartigen bekannten Hubschrauberrotorblatt sind einige der Gegengewichte an dem Blattwurzelcnde miteinander befestigt und an die Befestigungsvorrichtung am Blattwurzelcnde angeschlossen. Die anderen Gegengewichte sind nur lose aneinandergereiht, also nicht miteinander verbunden, und werden durch die Befestigungsvorrichtung an der Blathpitze zurückgehalten. Die äußeren Gegengewichte sind dabei auch nicht mit der Befestigungsvorrichtung an der Blattspitze verbunden. Während "des Betriebes drücken die nicht miteinander verbundenen Gegengewichte gegen die Befestigungsvorrichtung an der Blattspitze und die miteinander verbundenen Gegengewichte über eine Zugkraft auf die Befestigungsvorrichtung an der Blattwurzel aus. Hierdurch kann über die auf die Blattspitze wirkenden Biegemomente die Blattstellung in der Rotorebene verändert werden. Ein derartiges Hubschrauberrotorblatt weist den Nachteil auf, daß bei einer Beschädigung des radial äußeren Teiles eines Rotorblattes Gegcngewiclitc durch Zentrifugalkraft herausgeschleudert werden können, so daß gefährliche Betriebszustände auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hubschrauberrotorblatt der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sowohl eine gewünschte Einstellung des Biegeverhaltens des Rotorblattes in der Rolorebenc ermöglicht als auch eine gleichzeitige Sicherung sämtlicher Gegengewichte gegen ein Herausschleudern.

Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, ''aß sämtliche Gegengewichte durch Gelenke zu einer Kette miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Gelenk ein derartig bemessenes Spiel in Blalllängsriehtung aufweist, daß ein Tei! der Gegengewichte bei umlaufendem Rotor an der Blattwurzel

ίο und der andere Teil an der Blattspitze gehalten ist. Die im Betrieb gegen die Befestigungsvorrichtung an der Blattspitze drückenden Gegengewichte werden bei einer Beschädigung oder beim Verlust dieser Befestigungsvorrichtung daher über die Gelenkverbin-

IS düngen von der zweiten Befestigungsvorrichtung an der Blattwurzel zurückgehalten, wobei über die Anordnung des Spiels in Blattlängsrichiung aufweisenden Gelenks an einer bestimmten Stelle der Blattlänge die Höhe der Eigenschwingungszahl des Blattes veränderbar ist.

Vorzugsweise weist jedes Gegengewicht einen zungenartigen Vorsprung und eine Nut an entgegengesetzten Seiten auf, die mit entsprechenden Nuten und Vorsprüngen an den angrenzenden Gegenge-

wichten und iiit jeweils einem quer durch die Zunge und die Nut verlaufenden Bolzen zusammenwirken. Diese Bauart ermöglicht eine vorbestimmte, begrenzte Relativbewegung zwischen den Gegengewichten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Hs zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht eines üblichen Hubscnrauberrotorblattes, welches die doppelte Gegengewichtsbefestigung zeigt,

F i g. 2 in perspektivischer Ansicht die Stellung der Gegengewichte in bezug auf die nichttragenden, die Blatthinterkante bildenden Taschen,

F i g. 3 in perspektivischer Ansicht ein Gegengewicht und einen Teil der Befestigungsvorrichtung zum Verbinden mit den zu beiden Seiten anliegenden Gegengewichten,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 nach Fig. 1,

F i g. 5 eine Schnittansicht des Gelenkes zwischen Gegengewichten,

F i g. 6 die Momente, die durch die Gegengewichte erzeugt werden.

In Fig. 1 ist ein übliches Hubschrauberrotorblatt 10 dargestellt, welches am Rotorkopf 12 eines Hubschraubers zu befestigen ist. Das Blatt 10 weist einen hohlen tragenden Holm 14 auf. Der Holm 14 ist durch einen gabelförmigen Befestigungsteil 20 mit dem Rotor 12 verbunden. Eine Anzahl nichttragender, die Hinterkante des Blattes bildender Taschen 22 sind mit dem Holm 14 verbunden und bilden zusammen mit demselben das Flügelprofil für das Blatt 10 mit einer Profiltiefe, die von der Vorderkante 25 zu der Hinterkante 27 des Blattes reicht. Die Kappe 24 greift über das äußere Ende des Holmes 14 und die radial äußerste Tasche 22. Eine nichttragende Gegengewichtskette 26 erstreckt sich im Innern des hohlen Holmes 14 entlang der gesamten Länge des Blattes 10 und umfaßt ein innerstes Gegengewicht 26 a, ein äußerstes Gegengewicht 26 k sowie eine Anzahl Gegengewichte 26 b bis 26/. Das Befestigungsslück 30 an der Blattspitze ist im Innern des Holmes 14 angebracht und kann z.B. durch eine Schraube

mit Mutter oder durch Niete an dem Blatt befestigt sein. Die Gegengewichte 26 α bis 26 k sind untereinander verbunden, so daß während normalem Betrieb die an jedem Gegengewicht wirkende Zentrifugalkraft alle Gegengewichte gegen das Befestigungsstück 30 an der Blattspitze drückt. Eine zweite Gegengewichtsbefestigungsvorrichtung ist in F i g. 1 durch die Bczupt'nummer 32 dargestellt und dient zur Verbindung des innersten Gegengewichtes 26 α mit dem Blatt oder Holm 14. Die zusätzliche Gegengewichtsbefestigungsvorrichtung 32 verbindet das innerste Gegengewicht 26 a mit einem Teil des Blattes 10, z. B. dem Holm 14, und infolge der Verbindung zwischen den Gegengewichten 26 « bis 26 A: ist ersichtlich, daß, wenn das Befestigungsstück 30 an der Bkmspitze aus irgendeinem Grund verlorengeht, die Gegengewichtskette 26 durch die zweite Gegengewichtsbelestigungsvorrichtung 32 in Stellung gehalten wird.

Die Gegengewichtskette 26 im Innern des Hub-Schrauberblattes 10 ist in F i g. 2 in größerer Ausführlichkeit dargestellt. Wie am besten aus F ig. 3 ersichtlich ist, können die Gegengewichte, wie z. B. 26 /, aus einer einzigen Stange oder jedem anderen geeigneten Metall hergestellt werden. Zwecks Gewichtsverringerung können querverlaufende Öffnungen 40 vorgesehen sein. Die Gegengewichte haben eine obere Nut 42 und eine entsprechende untere Nut, in die gummiähnliche Teile 46 und 48 eingreifen, die mit dem Gegengewicht verklebt sind. Die Teile 46 und 48 haben eine in Längsrichtung verlaufende Einkerbung 50, deren Form den in Längsrichtung verlaufenden und nach innen gerichteten Vorsprüngen 54 und 56 des Holmes 14 entspricht (s. F i g. 4). Die Gegengewichte konnten auch zwischen den Vorsprüngen 54 und 56 und der Blattvorderkante 77 angeordnet sein, um ein maximales Moment zu erzeugen. Aus der F i g. 3 geht hervor, daß ein Ende des Gegengewichtes 26/ mit einem Vorsprung oder einer Zunge 60 versehen ist, durch die sich eine 4u öffnung 62 erstreckt. Am anderen Ende des Gegengewichtes 26/ befindet sich eine Nut 70, die durch die Vorsprüiige 72 und 74 begrenzt wird, die mit querverlaufenden, fluchtenden öffnungen 76 und 78 versehen sind. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, reicht der Vorsprung 60 eines Gegengewichtes in die Nut 70 eines angrenzenden Gegengewichtes, um ein Gelenk 80 zwischen den Gegengewichten zu bilden. Der Vorsprung 60 und die Nut 70 an beiden Enden jedes Gegengewichtes können auch in ihrer Lage ausp,e- je wechselt werden.

Des weiteren zeigt F i g. 2, daß die nichttragenden, die Hinterkante des Blattes bildenden Taschen 22 mit der Hinterkante des Holmes verklebt sind und mit diesem das Flügelproiil des Blattes 10 bilden.

Das Gelenk 80 ist am besten in F i g. 5 dargestellt, wo die Verbindung zwischen den Gegengewichten 26 h und 26 i gezeigt wird. Das Gegengewicht 26 /; ist an dem äußeren Ende mit dem Vorsprung 60 und der quer durch den Vorsprung verlaufenden öffnung 62 versehen. Das Gegenwicht 26 i ist an dem inneren Ende mit der Nut 70 versehen, die durch die Vorsprünge 72 und 74 mit den ι erverlaufenden Öffnungen 76 und 78 begrenzt \vi Die Öffnungen 62. 76 und 78 fluchten" in Ouenichtung entlang der Achse 82, und ein zylindrischer Zapfen 84 ist in den Öffnungen 76 und 78 durch einen Preßsitz gehalten und erstreckt sich lose durch die Öffnung 62;, so daß ein Ringspalt 86 zwischen dem Zapfen 84 und der Öffnung 62 entsteht. Da der Vorsprung 60 schmaler ist als die Nut 70, entsteh! ein vorderer und ein hinterer Spalt 88 und 90 und ein äußerer Spalt 92 zwischen diesen Teilen. Damit durch die Wirkung der Zentrifugalkraft während der Drehbewegung des Blattes 10 um die Rotorachse die äußeren Gegensie-· wichte aufeinanderdrücken, ist es wesentlich, daß die Spalte zwischen den Flächen 96 und 98 des Gegengewichtes 26/1 und den Flächen 100 und 102 des Gegengewichtes 26 / während dem Betrieb geschlossen werden, so daß die Zentrilugallust von einem Gegengewicht zu dem nächst^' /,enden äußeren Gegengewicht und schließlich zu Jem Befestigungsstück an der Blattspitze weitergeleitet werden kann. Bei dem Zusammenbau muß deshalb der Spalt zwischen den Flächen 96 uns 98 und den Flächen i00 und iO2 geringer sein als der radial äußere Spalt 92 und der Ringspalt 86 zwischen dem Zapfen 84 und der öffnung 62. Da der Zapfen 84 lose in dem Vorsprung 6 angeordnet ist, und da der gesamte Umfang des Vorsprunges 60 und der Nut 70 von einem Spalt 88, 92, 90 umgeben sind, können die Gegengewichte, wie z.B. 26/1 und 26/, sich in jeder Richtung frei zueinander bewegen, und somit können die Blattbewegungen nicht beeinträchtigt werden. Es ist klar, daß der Zapfen 84 auch durch einen Preßsitz in der Öffnung 62 befestigt sein kann und sich lose durch die Öffnungen 76 und 78 erstrecken kann.

Die durch die Gegengewichte erzeugten Momente sind in Fig.(> dargestellt, in welcher die Zentrifugalmomente der Taschen 22 durch die Pfeile B, C, D usw. angedeutet sind, die durch ein Gegenmoment A aufgehoben werden, wenn das Haltestück 30 an der Blattspitze in der normalen Stellung ist. Wenn das Befestigungsstück 30 an der Blattspitze verlorengegangen ist, wird an der zweiten Befestigungsvorrichtung 32 durch die Gegengewichtskette 26 ein Moment E erzeugt.

Durch eine geeignete Auswahl der Bauteile der Gegengewichtskette 26 kann die Eigenschwingungszahl des Blattes 10 verändert werden. Dies kann durch Auswahl einer geeigneten Anzahl von äußeren Gegengewichten mit losen Gelenken 80, wie sie in F i g. 5 gezeigt sind, erreicht werden, so daß diese Gegenge.vichte während der Drehbewegung der Blätter gegen das Blattbefestigungsstück 30 drücken und ein Zentrifugalmoment D erzeugen, wie in F i g. 6 angedeutet ist. Zur gleichen Zeit werden die inneren Gegengewichte durch ein Gelenk 80, wie es in F i g. gezeigt ist, miteinander verbunden, wobei jedoch zwischen dem Zapfen 84 und den öffnungen 76, und 78 kein Spalt vorliegt, der nun zwischen den Flächen 96, 100 und 98 und 102 vorhanden ist, so daß die Inneren Gegengewichte ein Zentrifugalmoment £ an der zweiten Befestigungsanordnung 32 erzeugen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hubschraiibcrrotorblatt mit einem hohlen Holm, in dem eine Anzahl nichttragenc~. Gegengewichte vorgesehen ist, mit einer Befestigungsvorrichtung für die Gegengewichte an der Blattwurzel, wobei das radial innere Gegengewicht an die Befestigungsvorrichtung angeschlossen ist. sowie mit einer Haltevorrichtung für die Gegengewichte an der Blattspitze, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Gegengewichte (26 a bis 26 λ) durch Gelenke zu einer Kette miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein Gelenl ein derartig bemessenes Spiel in ßlaltlängsrichtung aufweist, daß ein Teil der Gegengewichte bei umlaufendem Rotor an der Blattwurzel und der andere Teil an der Blattspitze gehalten ist.

2. Hubschrauberrotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gegengewicht einen zungenartigen Vorsprung (60) und eine Nut (70) an entgegengesetzten Seiten aufweist, die mit entsprechenden Nuten und Vorsprüngen an den angrenzenden Gegengewichten und mit jeweils einem quer durch die Zunge und die Nut verlaufenden Bolzen (84) zusammenwirken.