DE1914227C3

DE1914227C3 - Device for the automatic compensation of the rotor torque and the asymmetry of the lift in a helicopter with a driven rotor

Info

Publication number: DE1914227C3
Application number: DE1914227A
Authority: DE
Inventors: Franz 2300 Kiel Florschuetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-20
Filing date: 1969-03-20
Publication date: 1978-03-23
Also published as: DE1914227A1; DE1914227B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Rotordrehmomentes und der Unsymmetrie des Auftriebes bei einem Hubschrauber mit einem angetriebenen Rotor und eignet sich insbesondere in einer Kombination mi! dem aus der DT-AS 12 69 891 bekannten Blattgruppenrotor.The invention relates to a device for automatic compensation of the rotor torque and the Asymmetry of lift in a helicopter with a driven rotor and is suitable especially in a combination mi! the blade group rotor known from DT-AS 12 69 891.

Es ist bekannt, bei Hubschraubern das Rotordrehmoment durch einen Heckrotor zu kompensieren, der vom Piloten gesteuert werden muß. Der Heckrotor benötigt eine gewisse Antriebsleistung, ohne einen Auftrieb zu bewirken, außerdem besteht bei der Landung die Gefahr einer Bodenberührung.It is known to compensate the rotor torque in helicopters by a tail rotor, which is from Pilot must be controlled. The tail rotor requires a certain amount of drive power without increasing any lift in addition, there is a risk of touching the ground when landing.

Weiter ist noch die koaxiale Bauweise mit zwei übereinanderliegenden, im entgegengesetzten Drehsinn umlaufenden Rotoren zum Ausgleich des Rotordrehmomentes bekannt. Dieses Prinzip erfordert ebenfalls eine Steuerung. Außerdem sind die Ströinungsverhältnisse und die Stabilität bei höheren Fluggeschwindigkeiten ungünstig. Dann beginnt die Strömung an den rücklaufenden Rotorblättern abzureißen, wobei der Auftrieb stark abfällt und die notwendige Leistung ansteigt, so daß eine Geschwindigkeitssteigerung nicht mehr möglich ist. An den vorlaufenden Blättern ergeben sich hohe Anströmgeschwindigkeiten, so daß durch störende Macheffekte der Auftrieb abfällt und ein erhöhter Widerstand sowie große Blattorsionsmomente auftreten.There is also the coaxial construction with two superimposed, in opposite directions of rotation rotating rotors known to compensate for the rotor torque. This principle also requires a controller. In addition, the flow conditions are and the stability at higher flight speeds is unfavorable. Then the flow begins to the tearing off returning rotor blades, whereby the lift drops sharply and the necessary power increases so that an increase in speed is no longer possible. Surrender to the leading sheets high flow velocities, so that the buoyancy drops and falls due to disruptive maching effects increased resistance as well as large blade torsion moments occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Hubschraubern die Stromungsverhältnisse zu verbessern und die Leistung zu steigern. Außerdem soll die Sicherheit, sowie die Stabilität verbessert und das Steuern vereinfacht werden.The invention is based on the problem of the flow conditions in such helicopters improve and increase performance. In addition, the security, as well as the stability should be improved and control can be simplified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb des Rotors einseitig ein großflächiger Drehflügel mit einem Gegengewicht vorgesehen ist, der zur Anpassung des Einstellwinkels an die Ausglcichsbedingungen um seine Querachse zwischen Anschlägen schwenkbar gelagert ist und mit der Antriebswelle und der Rotorwelle variabel über ein Differentialgetriebe im entgegengesetzten Drehsinn verbunden ist, wobei die Zentralräder des Getriebes an der Antriebswelle bzw. an der Rotorwelle und die Planetenräder an der Drehflügelwelle angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved in that a large area on one side is located above the rotor Rotary vane is provided with a counterweight, which is used to adapt the setting angle to the compensation conditions is pivotably mounted about its transverse axis between stops and with the drive shaft and the rotor shaft is variably connected via a differential gear in the opposite direction of rotation, the Central gears of the transmission on the drive shaft or on the rotor shaft and the planet gears on the Rotary vane shaft are arranged.

Um eine automatische Verstellung des Anstellwinkels im Autorotationsflug zu ermöglichen, ist mit dem Drehflügel eine Hohlachse fest verbunden, welche drehbar auf der Drehflügelquerachse angeordnet ist und einen Führungsschlitz für einen an der Drehflügelquerachse befestigten Anschlagzapfen aufweist.To enable automatic adjustment of the angle of attack in autorotation flight, the Rotary vane fixedly connected to a hollow axle which is rotatably arranged on the rotary vane transverse axis and has a guide slot for a stop pin attached to the transverse axis of the rotary vane.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den den Ausgleich des Rotordrehmomentes bewirkenden Drehflügel ein Auftrieb erzeugt wird und dadurch der Rotor entlastet wird. Im Reiseflug wird von den durch den Luftwiderstand auf der Seite der rücklaufenden Rotorblätter angehaltenen Drehflügel das Rotordrehmoment, sowie die Unsymmetrie des Rotorauftriebes kompensiert. Dabei ist die Anströmgeschwindigkeit auf den Drehflügel gleich der Fluggeschwindigkeit, so daß die Strömung nicht abreißen kann, wodurch hohe Fluggeschwindigkeiten möglich sind. Durch die Anordnung des Drehflügel oberhalb des Rotors wird die Gefahr der Bodenberührung während einer Landung vermieden. Beim Autorotationsflug gewährleistet der großflächige Drehflügel ein intensives Abbremsen des Hubschraubers im Sinkflug, wodurch die Flugsicherheit verbessert wird. Der Ausgleich des Rotordrehmomentes, sowie der Unsymmetrie des Auftriebes wird über das Differentialgetriebe automatisch geregelt, wodurch das Steuern derartiger Hubschrauber vereinfacht wird.The advantages achieved by the invention consist in particular in the fact that buoyancy is generated by the rotating vane effecting the compensation of the rotor torque and the load on the rotor is thereby relieved. During cruising flight, the rotor torque as well as the asymmetry of the rotor lift is compensated by the rotating blades stopped by the air resistance on the side of the returning rotor blades. The flow velocity on the rotary wing is equal to the airspeed, so that the flow cannot break off, which means that high airspeeds are possible. By arranging the rotary wing above the rotor, the risk of touching the ground during a landing is avoided. During autorotation flight, the large rotary wing ensures that the helicopter is braked intensively during descent, which improves flight safety. The compensation of the rotor torque, as well as the asymmetry of the lift is automatically regulated via the differential gear, whereby the control of such helicopters is simplified.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described.

Die F i g. I und 2 zeigt den oberhalb des Rotors 3 "inseitig angeordneten Drehflügel 48 mit einem Gegengewicht 49, welcher mit der Antriebswelle 9 und der Rotorwelle 60 über ein Differentialgetriebe 50 verbunden ist, wobei die Zentralräder 55, 59 des Getriebes an der Antriebswelle über einen Freilauf 56 bzw. an der Rotorwelle und die Planetenräder 57 an der Drehflügelwelle 58 angeschlossen sind. Der Drehflügel ist zur Anpassung des Einstellwinkels an die Ausgleichsbedingungen um seine Querachse 52 zwischen Anschlägen 53,54 schwenkbar gelagert.The F i g. I and 2 show the rotary vane 48 with a on the inside arranged above the rotor 3 ″ Counterweight 49, which is connected to the drive shaft 9 and the rotor shaft 60 via a differential gear 50 is connected, the central wheels 55, 59 of the transmission on the drive shaft via a freewheel 56 or on the rotor shaft and the planet gears 57 are connected to the rotary vane shaft 58. The rotary wing is to adapt the setting angle to the compensation conditions around its transverse axis 52 between stops 53,54 pivoted.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.The mode of operation of the invention is described in more detail below.

Die Antriebswelle 9 mit dem unteren Zentralrad 55 treibt über die Planetenräder 57 und die DrehflügelwelleThe drive shaft 9 with the lower central gear 55 drives via the planet gears 57 and the rotary vane shaft

58 den Drehflügel 48, sowie über das obere Zentralrad58 the rotary vane 48, as well as the upper central wheel

59 und die Rotorwelle 60 den Rotor 3 variabel und in entgegengesetzter Richtung an. Mit zunehmender Drehgeschwindigkeit erfährt der großflächige Drehflügel durch die Luftkräfte einen Widerstand, wodurch der Rotor, gestützt an den dann gebremsten Planetenrädern in die entgegengesetzte Richtung dreht. Die Länge, Tiefe sowie der Einstellwinkel des Drehflügels ist mit dem Rotordrehmoment und der Unsymmetrie des Rotorauftriebes so abgestimmt, daß er schon bei geringen Fluggeschwindigkeiten durch die Anströmung der Luftkräfte, auf der Seite des rücklaufenden Rotorblattes gestoppt wird. In dieser Fluglage bewirkt der Drehflügel als einseitige Tragfläche, den Ausgleich des Rotordrehmomentes und der Unsymmetrie des Auftriebes. Damit wird der Rotor entlastet und ein Abreißen der Strömung verhindert, so daß die Höchstgeschwindigkeit gesteigert werden kann. Der Drehflügel als Tragfläche pendelt sich im Vorwärtsflug durch die Wirkung der anströmenden Luftkräfte und die Gegenwirkung des Rotordrehmomentes in eine Stellung mit geringem Widerstand ein. Da die Tragfläche in diesem Flugzustand in der Rücklage und somit hinter dem Schwerpunkt bzw. Drehpunkt liegt, können geringe Pendelbewegungen, verursacht durch ungleich-59 and the rotor shaft 60 to the rotor 3 variably and in the opposite direction. With increasing The rotating speed of the large rotating wing experiences a resistance due to the forces of the air, whereby the Rotor, supported on the then braked planet gears, rotates in the opposite direction. The length, Depth as well as the setting angle of the rotary vane is dependent on the rotor torque and the asymmetry of the Rotor lift so coordinated that it is caused by the flow at low flight speeds the air forces, is stopped on the side of the retracting rotor blade. In this attitude caused the rotary wing as a one-sided wing, the compensation of the rotor torque and the asymmetry of the Buoyancy. This relieves the load on the rotor and prevents the flow from breaking off, so that the Top speed can be increased. The rotary wing as a wing oscillates in forward flight by the effect of the air forces flowing in and the counteraction of the rotor torque in a position with low resistance. Since the wing in this flight condition is in the rear position and thus behind the center of gravity or pivot point, slight pendulum movements, caused by unequal

?s Wirken der Kräfte, das Stabilitätsverhalten törend beeinflussen.? s work of forces, the stability behavior disturbing influence.

^utcrotationsflug, wobei kein Rotordrehmoment iden ist, nimmt der Drehflügel dia Drehrichtung tors ein und bewirkt durch seine große Fläche ein ves Abbremsen im Sinkflug.^ utcrotationsflug with no rotor torque is identical, the vane assumes the direction of rotation dia gate and caused by its large area ves a braking during descent.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Device for automatic compensation of the rotor torque and the asymmetry of the Buoyancy in a helicopter with a s-driven rotor, characterized in that that above the rotor (3) on one side a large rotary vane (48) with a counterweight (49) is provided to adapt the setting angle to the compensation conditions its transverse axis (52) is pivotably mounted between stops (53, 54) and with the drive shaft (9) and the rotor shaft (60) variably via a differential gear (50) in the opposite direction Direction of rotation, is connected, the central wheels (55, 59) of the gearbox on the drive shaft with a freewheel (56) or on the rotor shaft to the Planet gears (57) are arranged on the rotary vane shaft (58).