DE1934080C - Method and device for controlling a rotary wing aircraft with two rotors rotating in opposite directions, in particular with hingedly connected rotor blades - Google Patents
Method and device for controlling a rotary wing aircraft with two rotors rotating in opposite directions, in particular with hingedly connected rotor bladesInfo
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Description
(T(T
an den Rotoren angreifenden kreiseipräzessums- verhältnis zwischen Län^r.eiaung und Q ue mc ig uns momente kompensiert oder zumindest \errin»en. so ei "ibtCircular space ratio between Län ^ r.eiaung and Q ue mc ig us acting on the rotors moments are compensated or at least \ erred. so easy
daß in entsprechendem Maße die ,ich daraus e~reehen- °F i e 2 eine sraphische Darstellung, in der der z>-that in a corresponding measure the, I derive from it- ° F i e 2 a graphical representation in which the z> -
den Belastungen und Durchbiegungen \env.icden M.M;h\erste!iie~ t instellwmkel eines Rotorblatt,, die werden 5 Durchbieeuns der ßLtUspu/e und der Laeewinkel de,the loads and deflections \ env.icden MM; h \ first! iie ~ t instellwmkel of a rotor blade, which are 5 deflections of the ßLtUspu / e and the Laeewinkel de,
/ur )urchfunrung des Verfahrens kann e,n Dreh- Hiiuzeusrumpfs für je^eil, einen Rotor mn und ohne flügelflugzeug mn in an sich bekannter Weise koaxial K.opphma /wischen Länes- und Quemeieung eina-.der angeordneten Rotoren verwendet werden Infolüe der iiJüeruiber^tellt sind./ ur) urchfunrung the procedure can e, n rotary Hiiuzeusrumpfs for each ^ eil, a rotor mn and without wing aircraft mn in a known manner coaxially K.opphma / wischen Länes- and Quemeieung eina-.der arranged rotors are used.
verringerten Durchbiegung der Rotorblatt ~ kann ^ In i" ι c \ sind zwei aenenläutiüe Roioren mil hierbei em günstiger geringer Ausland zwirnen den -.o ,ChL11:- und ,clmenUelenklo* aiiüesJilos^enen Rotor-F.otoren eingehalten wer Jen. blättern darstellt. "Dar. Rotorswem 10 weist einenReduced deflection of the rotor blade ~ can ^ In i "ι c \ are two aenenlautiüe Roioren with this em less favorable foreign twisting the -.o, ChL 11 : - and, clmenUelenklo * aiiüesJilos ^ enen rotor-F.otoren adhered to who Jen represents. "Dar. Rotorswem 10 has a
line Einrichtung /ur Durchführung des \ erfahren, oberen Rotor 12 und einen unteren Rotor 14 auf. Der ce"iali der Erfindung zeichnet sich dadurch at:,, d.iß dicke Pfeil I /.eint die Relati-.geschwindiskei! der Luft iv.T lilaltwinkelsteuerung in an sich bekannter Weise iceen.uber dem "Rotor, wem Ίθ bei Vorwärtsflug an. ei:;e raumelscheibe \or>;esehen i,t. an weichet j-j-.'.eiN >= Kei Bück \on oben läuft der obere Rotor 12 im du Stoßstange eines Rotorblatt, gegenüber der < iegeiuihr/eigcrsinn um. während der untere Rotor 14 ^•e.,er:iiange zur Betätigung der Läng.-steuerüng b/w. n:i ~ 1 hr/eige"rsinn r.".icri. Jeder Rotor 12. 14 weist nU. Quersteuerung, um einen \\u\kel0 in L mfarig,,- eine Anzahl \o.i Rotorblätter!. 19 bzw. 21 auf. v.in richtung versetzt angeordnet ist, wenn das betreffende denen einfachheitshalber jeweils nur eines dargestellt Rotorblatt in Fiugzeuglängs- bzv.. -querrichtung aus- 20 ist. Die Rotorblätter 19. 21 s. d direkt an zueinander gerichtet ist, wobei der Tangens des Wi-lcels* gleich koaxialen Antriebswelle!·, 16 bzw. 18 befestigt. Jede> dem gewählten Verhältnis des zyklischen Blatieinstell- Rotorblatt 20. 22 kann um seine F iiutellachse 20 b/w wmkels für Querneigung und des zyklischen Blatt- 22 in seinem Finstellwinkel \erstellt wer 'en. Zur geem,tellwinkels für Längsneigung ist und wobei zu- meinsamen und zyklischen Steuerung des Einstellmindest annähernd gilt: 23 w.nke!s a|ier Roiorblätter 19. 21 eines Rotors 12. 14 line device / ur implementation of the \ experienced, upper rotor 12 and a lower rotor 14. The ce "iali of the invention is characterized by:" the thick arrow I /. Int the relative speed of the air iv.T lilaltwinkel control in a known manner iceen. Over the "rotor, whom Ίθ in forward flight on. ei :; e raumelscheibe \ or>; esehen i, t. to give way to jj -. '. eiN> = Kei Bück \ on above, the upper rotor 12 rotates in the bumper of a rotor blade, opposite to the direction of movement. while the lower rotor 14 ^ • e., he: iiange to operate the longitudinal control b / w. n: i ~ 1 hr / own "rsinn r.". icri. Each rotor 12. 14 has nU. Lateral control to a \\ u \ kel0 in L mfarig ,, - a number \ oi rotor blades !. 19 and 21 respectively. v. is arranged offset in the direction if the respective rotor blade is shown in each case only one rotor blade in the aircraft longitudinal or transverse direction for the sake of simplicity. The rotor blades 19, 21 , respectively, are directed directly towards one another, the tangent of the coil * being attached to the coaxial drive shaft! ·, 16 and 18, respectively. Each> the selected ratio of the cyclical blade adjustment rotor blade 20, 22 can be created around its axis 20 b / w angle for transverse inclination and of the cyclical blade 22 in its adjustment angle. For the common and cyclical control of the setting at least approximately the following applies: 23 w .nke! S a | i er Roior blades 19. 21 of a rotor 12. 14
ist jeweils eine übliche launv!s».licihe 24 bzw 26 %or-is in each case a usual mood! s ».
4 . gesehen. Die Taumelscheibe 24 weist einen nicht dreh-4th seen. The swash plate 24 has a non-rotating
Φ — arc tan n . baren Auücnnng 28 und einen Mch mit dem Rotor 12 Φ - arc tan n . Able Aucnnng 28 and a Mch with the rotor 12
ο Realο Real drehenden lnnenteil30 auf. /wischen jedem Rotor-rotating inner part30. / wipe each rotor
teil 30 ist eine Stoßstange 34 und ein Horn 32 /urpart 30 is a bumper 34 and a horn 32 / ur
»)„ die Masse des Rotorblatts pro Längeneinheit am EinstellwinkeKerstellung vorgesehen, die die />kh-»)" The mass of the rotor blade per unit of length at the setting angle provided that the /> kh-
Innenende des Rotorblatts, sehen und gemeinsamen Steuerbewegungen der tau-Inner end of the rotor blade, see and common control movements of the thaw-
R melscheibe 24 übertragen. In ähnlicher Weise weist R 24 melscheibe transmitted. Similarly points
fmr 35 die Taumelscheibe 26 einen gegenüber dem Rotor 14 For 35, the swash plate 26 is opposite to the rotor 14
λ I Yir dr, feststehenden Außenring 36 und einen mit dem Ro-λ I Yir dr, fixed outer ring 36 and one with the rotor
·' m" tor 14 umlaufenden Innenteil 38 auf. Hk- ist zwischen· ' M " gate 14 encircling inner part 38. Hk- is between
dem Innenteil 38 und jeweils einem Rotorblatt 21 des ;>! die Masse des Rotorblatts, bezogen auf die Einheit Rotors 14 eine Stoßstange 42 und ein Horn 40 zurthe inner part 38 and in each case a rotor blade 21 of the;>! the mass of the rotor blade, based on the unit rotor 14, a bumper 42 and a horn 40 for
der Spannweite, 40 Einstellwinkelverstellung vorgesehen.the span, 40 setting angle adjustment provided.
y,,· der Verlauf der Rotorblatt-Durchbiegung in Ab- Am feststehenden Außenring 28 der oberen Taumel-y ,, · the course of the rotor blade deflection in Ab- On the fixed outer ring 28 of the upper wobble
hängigkeit vom Radius bei der Grundschwingungs- scheibe 24 sind Steuersiangen 44. 46 ingelenkt, die diedepending on the radius in the case of the basic oscillation disk 24, control strings 44, 46 are articulated, which the
form des Rotorblatts, vom Piloten gegebenen Steuerignale zur zyklischenshape of the rotor blade, control signals given by the pilot to the cyclic
R der Radius des Rotors, und gemeinsamen EinstellwinkeKerstellung übertragen. R is the radius of the rotor, and the common setting angle generation is transferred.
ο die Luftdichte, 45 Zur genauen Festlegung der Stellung der Taumel-ο the air density, 45 To precisely determine the position of the tumble
die zwischen der Anströmkante und der Hinter- scheibe 24 können weitere Steuerstangen die Wirkung kante des Rotorblatts gemessene Sehnenlänge bei der Steuerstangen 44. 46 unterstützen und an diesenbetween the leading edge and the rear window 24, further control rods can have the effect Edge of the rotor blade measured chord length at the control rods 44. 46 support and on these
0.75 R, diametral gegenüberliegenden Stellen des Außenrings0.75 R, diametrically opposite points of the outer ring
α die Steigung der den Auftriebsbeiwert des Rotor- 28 angreifen. Einfachheitshalber sind solche weiteren blatt-Querschnitts in Abhängigkeit von dem An- 50 Steuerstangen jedoch nicht gezeigt, und es kann ange- α the slope of the lift coefficient of the rotor 28 attack. For the sake of simplicity, however, such further sheet cross-sections depending on the control rods are not shown, and it can be
strömwinkel darstellenden Auftriebskurve und nommen werden, daß die Taumelscheibe 24 um ihrenThe lift curve representing the flow angle and it is assumed that the swash plate 24 is around its
feststehenden Mittelpunkt geschwenkt wird, solangefixed center is pivoted as long as
ς r% keine Steue;signale für eine gemeinsame Verstellung ς r % no control; signals for a common adjustment
/ = f γ<ε ar des F.instellwinkels gegeben werden. Ähnlich wie bei/ = f γ <ε ar of the adjustment angle can be given. Similar to
JR 55 der Taumelscheibe 24 sind am Außenring 36 der JR 55 of the swash plate 24 are on the outer ring 36 of the
Taumelscheibe 26 Steuerstangen 48. SO angelcnkt. mitSwash plate 26 control rods 48. SO hinged. With
ist. denen dieTaumelscheibe 26 schräg gestellt werden kannis. which the swash plate 26 can be tilted
In Ausgestaltung der Einrichtung kann eine Trim- Am anderen Ende der Steuerbewegungs-Übcrtra-In an embodiment of the device, a trim at the other end of the control movement transmission
mungsvorrichtungzur Aufbringung von ungekoppelten gungsvorrichtungen befinden sich der von dem Piloier Steuersignalen für reine Quer- bzw. Längssteuerung 60 von Hand betätigte Steuerknüppel 52, ein Trimmungs·The pilot device for the application of uncoupled generation devices is provided by the Piloier Control signals for pure lateral or longitudinal control 60 manually operated control stick 52, a trimming ·
vorgesehen sein. hebel 54 für das Querneigungsmoment und ein Trimbe provided. lever 54 for the bank moment and a trim
Ein Ausfürrungsbeispiel der Erfindung wird im rnungshebel 56 für das Längsneigungsmoment. DeiAn Ausfürrungsbeispiel the invention is in the timing lever 56 for the pitch moment. Dei
folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Steuerknüppel 52 ist mit dem Rumpf des Flugzeugthe following explained in more detail with reference to the drawings. Control stick 52 is attached to the fuselage of the aircraft
Es zeigt über ein Joch 58 allseitig schwenkbar verbunden. Wir«It shows a yoke 58 that is pivotably connected on all sides. We"
Fig. 1 die vereinfachte Darstellung eines koaxialen 65 er in dieVorwärts-oder Rückwärtsrichtung geschwenktFigure 1 is a simplified illustration of a coaxial 65 pivoted in the forward or reverse direction
Rotorsystems mit gegenläufigen Rotorblättern, die mit so betätigt er eine Stange 60, einen Winkelhebcl 62 den jeweiligen Taumelscheiben in einer vorbestimmten eine Stange 64 und die miteinander verbundene Phasenbeziehung stehen, woraus sich ein Kopplungs- Steuerstangen 66 und 68. Wird der Steuerknüppel 5Rotor system with rotor blades rotating in opposite directions, with which he actuates a rod 60, an angle lever 62 the respective swash plates in a predetermined one rod 64 and the interconnected Phase relationship stand, from which a coupling control rods 66 and 68. If the control stick 5
der Pfeile .L. Jthe arrows .L. J
links oderre^left or right ^
Verbindungsglied78 Winkelhebel 80 und 82 und Steuerslangen 84 und 86 für «HeQwrb«egung.Die Querbewegung des Winkelhebels 82 durch den Wmke^- hebel 80 bewirkt dabei, daß sich die Steuerstangen 84, 86 gleichsinnig bewegen, während eine'Drehung des Winkelhebels 82 zu einer entgegengesetzten VerstellungLink 78 angle levers 80 and 82 and Control lines 84 and 86 for "HeQwrb" egung Transverse movement of the angle lever 82 through the Wmke ^ - lever 80 causes the control rods 84, 86 move in the same direction while turning the Angle lever 82 to an opposite adjustment
der Steuerungen M. 86 führt. wirkung»-of the controls M. 86 leads. effect"-
Die Steuerstangen 66. 68. 841""J" »indw irtu ngs mäßig m,t den Steuerstangen 46. 50. 48_ bzw. «4ver bunden. Die Verbindung »^^"""^5? um anzudeuten, daß hierThe control rods 66, 68, 841 "" J "" are connected to the control rods 46, 50, 48_ or «4. The connection» ^^ """^ 5? to suggest that here
eine gemc.nsame f-'nrteII*i
werden können, d.c von dem 2^ya common name f- ' nrteII * i
can be, dc of the 2 ^ y
ben werden. Weiter könne η zwischendie«η Pa von Steuerstangen jewels hydrauhsche Servo-Steu antriebe oder die Stellantriebe eines £uW«tow^ gefügt sein. Diese sind led.ghch e.nfachheitshalber nicht dargestellt. .be practiced. Furthermore, η can be between the «η Pa of control rods jewels hydraulic servo control drives or the actuators of a £ uW «tow ^ be joined. These are led.ghch e.s for the sake of simplicity not shown. .
Die Schwenkung des Steuerknüppels52£* ♦«£The pivoting of the joystick52 £ * ♦ «£
oder hinten bewirkt eine ^",""kcheS 26 um Taumelscheibe 24 wie auch der Taumelscheibe «or at the back creates a ^ "," "kcheS 26 um Swash plate 24 as well as the swash plate "
deren jeweilige Querachse 88 bzw 90^wahrend Schwenkung des Steuerknüppels 52 nach ^ ^ rechts zu einer Schrägstellung der Taumelscheiben » und 26 um die Langsachsen 92 bzw. 94 ^nn un Die Trimmungsneoeiw. ^^"^"^siSergen des Steuerstangenpaars66, 68 ^« JJgJJ ftangcnpaars 84 86 in ««" ^gb»» Verhältms was im folgenden noch näher erläute"ti w'™· t 5.4 Trimmungshebel 54 fürdas Qf^^gg^SiS their respective transverse axis 88 or 90 ^ while pivoting the joystick 52 to ^ ^ right to an inclined position of the swash plates » and 26 about the longitudinal axes 92 and 94 ^ nn un Die Trimmungsneoeiw. ^^ "^" ^ siSergen des control rods 66, 68 ^ «JJgJJ ftangcnpaars 84 86 in« «" ^ gb »» conditions which will be explained in more detail below " ti w '™ · t 5.4 trim lever 54 for the Qf ^^ gg ^ SiS
über eine vf b'"dun^tan r g^k™meS ü£ eine hebel98 verbunden. Dieser wirkt ««««»~r « StangelOO und über einen He be 102 a„f d« Steuer stangen66. 68 und^andererseits übe «Jj einen Winkelhebel 106 »^ auf die Steuerstangen 84. W·^^Γ für das Längsneigungsmoment ist «ber l dungsstange HO mit dem Verteilerhebel ^ an ^A lever 98 is connected via a v f b '" dun ^ tan r g ^ k ™ me S ü £. This works« «« «» ~ r «StangelOO and via a lever 102 a" fd "control rods 66, 68 and ^ on the other hand, use an angle lever 106 on the control rods 84. W · ^^ Γ for the longitudinal inclination moment is the transfer rod HO with the distributor lever ^ an ^
anderen Stelle *^!!^J^JSS, 54 56 die verhältnis. tn dem die ]J^""^ W Paare von Steuerstangen 66. 68 >»^ JiS ist durch den Abstand der Verbindungsstellen Verteilerhebel 98 wählbar.other place * ^ !! ^ J ^ JSS, 54 56 the ratio. tn which the] J ^ "" ^ W Pairs of control rods 66. 68> »^ JiS distributor lever 98 can be selected by the distance between the connection points.
WitkunBSweise Wirkungsweise Antenkung der Stoßstange 34 in einemWitkunBSweise mode of operation, propulsion of the bumper 34 in one
TaumelscheTbe 24 liegt, der gegenüber der ^^ ^^ versct2t ist Nach Tbe Taumelsche 24 is located, which is opposite the versct2t ^^ ^^ After
d„ Rotorblatt9 I9 und der Stoßstange ^ ^ ^^ ^ ^ Ro,orb|atl I9 m ciner d " Rotorblatt9 I 9 and the bumper ^ ^ ^^ ^ ^ Ro , orb | atl I9 m cin er
mit der Längsachse 92 übereinstimmenden Stellung. ^ ^ ^^ ^^^ nuf em ,position coinciding with the longitudinal axis 92. ^ ^ ^^ ^^^ nuf em ,
, Momenl aufbringen kann, wird hier sein, Momenl can muster, will be here
Einstellwinkel sowohl von der Steuerstanger 66 als >s auch von der Steuerstange 66 beeinflußt. Fs gibt daher eine Kopplung zw.schen den SignalübertragungswegenAdjustment angle of both the control rod 66 as > s also influenced by the control rod 66. So there is Fs a coupling between the signal transmission paths
für die Querneigung und die Ungsneigung was be«u e^ para„eHiegendes Rotorblatt sowohl den for the bank and the Ungsneigung what be "u e ^ para" eHiege ndes rotor blade both the
«^ *uerneIgung 7 a)s auch denjenigen für die La ngs-«^ * Inclination 7 a) also those for the long
neigung unterworfen ist, und umgekehrt, daß cm £c 8 uer3gnal 2ur ^,^„en Einstellwinkelvers.cl.ung für entweder eine reine Querneigung oder fur erne Ungsneigung ein aerodynamisches Moment »5 > daTKomponenten sowohl um die Querachsepitch is subjected, and vice versa, that cm £ c 8 uer 3 gnal 2UR ^, ^ "s Einstellwinkelvers.cl.ung for either a pure bank or for erne g Ungsneigun an aerodynamic moment"5> da TKomponenten both about the transverse axis
e™2n um die Längsachse aufweist. e ™ 2n about the longitudinal axis.
Kopplung unte, sachgemäß gewählter Phasenbeziehung erzeug genau das gewünschte primäre aerodynamische Steuermoment direkt aus einem,gegeben Steuersignal zur zyklischen EinstellwinkelverstelKng Sttuen gr^ £ ^ ^ Quernd ng und ,,n Coupling below, appropriately selected phase relationship generates exactly the desired primary aerodynamic control torque directly from a given control signal for cyclic adjustment angle adjustment Sttuen gr ^ £ ^ ^ Crossing ng and ,, n
zusätzliches aerodynamisches Moment, das dem ge-553STU-Hi-I zur zyklischen EinstellwinUI- additional aerodynamic moment, which is given to the 553STU-Hi-I for the cyclic adjustment winUI-
veSlellun? entspricht und das dem erzeugten Kreisclpräzessionsmoment entgegenwirkt. Die richtige Pha- ^ hu ird dabefd B urch dic Wahl des Winkels Φ erhallcn. !„!gesamt wird erreicht, daß jeder Lagen-Steuerbefehl ein Steuersignal zur zyklischen Einstell·veSlellun? and that counteracts the generated circular precession moment. The correct phases ^ hu ird dabe f d B urch dic choice of the angle Φ erhallcn. ! "! Overall it is achieved that every layer control command is a control signal for cyclical adjustment ·
Winkelverstellung mit richtiger Phasenbeziehung erwodureh ein auf ^6 Rotorblätter wirkendes « JJ ^^ Momem ^ Ja5Jm Sinne Angular adjustment with the correct phase relationship would result in a "JJ ^^ Momem ^ Yes 5 Jm senses acting on ^ 6 rotor blades
einer Verringerung des bei der gesteuerten Hugzeugbewegung auftretenden Kreiselpräzessionsmomentsa reduction in the amount of controlled tool movement occurring gyro precession torque
wirkt Oowohl die Steuersignale zur zyklischen Ein-ΛβΙΚνΐηωνβΓ&ΐεΗΜη8 einzeln analysiert werfen konfle|U is, ersichtlich, daß die beidvfl Steuersignale tatsächlich einander so überlagert sind, daß sie ein reeuhieiwide dm» StoienigDal zur zyktocnai Ein- βΙΚν ΐ ηωνβΓ & ΐεΗ Μ η 8 analyzed individually throw kon fle | U is , it can be seen that the two control signals are actually superimposed on each other in such a way that they have a reeuhieiwide dm »StoienigDal zur zyktocnai one
y «eflwhikehefsiellMg ergeben, to akb ta ««»? y «eflwhikehefsiellMg surrendered, to akb ta « «»?
einen Winkel«» verse
19,21 in Richtung.ier
and. D«-3*^
42 in *V*
stangen 44,,
«iguiig öbeitr an angle «» verses 19,21 in the direction.ier and. D «-3 * ^ 42 in * V * rods 44 ,,
«Iguiig öbeitr
en.en.
EineOne
ΈΓκορρ.-ηρνβΠώΗβ» ist durch de» au, erkennbareT Winkel Φ bestimmt. Wird das ,^18, „,, zyklischen Eiasielhrmkeherstdfaiag ^»neigung bei beiden Rotoren *** ö*^er- StetSsignTLr Rüschen Eümdhnakehe dk Rowr- für die Quemeigung bei beiden Rotorea ab iS z^hn^i^ns-nddasodeJoemreinenUa ΈΓκορρ.-ηρνβΠώΗβ »is determined by the de» au, recognizable angle Φ . If the, ^ 18 , ",, cyclical Eiasielhrmkeherstdfaiag ^" inclination in both rotors *** ö * ^ er StetSsignTLr Rüschen Eümdhnakehe dk Rowr- for the oblique inclination in both rotors from iS z ^ hn ^ i ^ ns-nddasodeJoemreinenUa
* «""^" arftreteade lUippl-eweAa dem zyküscben Einstellwinkel für die* «" "^" Arftreteade lUippl-eweAa the cyclic setting angle for the
F i g. 1 Steuer ftr d« F i g. 1 tax for d «
Es is« « bemerken, daß der AnteS dees Steue signaJs für Querneigung (IT1). te bei d Un8 It is «« to notice that the AnteS dees control signaJs for bank slope (IT 1 ). te at d Un 8
neigung mit einem Steuersignal für Längsneigung von der Größe eines Einheitssprungs gekoppelt wird, zahlenmäßig gleich dem Anteil des Steuersignals für Längsneigung (^1) ist, das bei reiner Querneigung mit el em Steuersignal für Querneigung von der Größe eines Einheitssprunges gekoppelt ist.inclination is coupled with a control signal for longitudinal inclination of the size of a unit jump, is numerically equal to the proportion of the control signal for longitudinal inclination (^ 1 ), which is coupled with a pure transverse slope with the control signal for transverse inclination of the size of a unit jump.
Eine Analyse hat gezeigt, daß beim Verschwinden des Kreiselpräzcssionsmoments das Kopplungsverliältnis durch die BeziehungAn analysis has shown that when the gyroscopic precision torque disappears, the coupling ratio through the relationship
4 W0 A4 W 0 A
gegeben ist. wobei die Rechengrößen in ihrer Bedeutunggiven is. where the computational quantities in their meaning
bereits erwähnt sind. .are already mentioned. .
Das Kopplungsverhältnis ändert sich geringfügig in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit oder dem FluggeschwindigkeitsverhältnisdesRotorsystems Diese Änderung ist jedoch nur von zweiter Ordnung und die angegebene Formel ist für die Zwecke der Praxis ""Di!"LNuhaetreUe?ner analytischen Untersuchung der Rotorblatt-Durchbiegung und des Ansprechens au eine Fluglagesteuerung bei einem Hubschrauber mit und ohne Kopplung sind in den Kurvenι de; Fig. . dargestellt. Die drei Kurven zeigen als Beispiele den zeitlichen Ablauf von Steuersignalen zur fischen Einstellwinkelveränderung, d* Du£h™SU v n o g n tm Blattspitzen eines Rotors mit einem Radius von 6m und dem Rumpf-Querneigungswinkel wahrend eines Querneigungsmanövers während der Flugg^"«duj. keit NuH. Die ausgezogenen Urnen zeigen d.> Resu täte ohne eine Kopplung zwischen Langs- undQue neigung, während die gestrichelten Linien sichauMie Resultate bei bestehender Kopplung ^e". Das vor. dem Piloten gegebene Steuersignal ß, zur zykl.The coupling ratio varies slightly depending on the airspeed or FluggeschwindigkeitsverhältnisdesRotorsystems This change, however, is of second order and the formula given is for the purpose of practice "" Di "L N uha e t r e U e? Ner analytical study of Rotor blade deflection and the response to an attitude control in a helicopter with and without coupling are shown in the curves; Fig. The three curves show as examples the timing of control signals for changing the angle of incidence, d * Du £ h ™ SU v n o g n tm Blade tips of a rotor with a radius of 6 m and the fuselage bank angle during a bank maneuver during flight. nuH. The solid polls show d.>Resu'd do without a coupling between Langs- undQue tilt, while the dotted lines ß sichauMie results with existing coupling ^ e ". The front of. The pilot given control signal for Staples.
_. .. ... ..ti...... nhiip Knnn_. .. ... ..ti ...... nhiip Knnn
Kopplung ist i 0.336 m. Bei einem ^ system würde diese Durchbiegung der einen Mindestabstand der Naben von 0.6 diesem Manöver erfordern. Die gestndv=»« L»J*Coupling is 0.336 m. In a ^ system, this deflection would require a minimum distance between the hubs of 0.6 for this maneuver. The gestndv = »« L »J *
as.as.
zss. tÄ zss. day
einen MindcMabsland dera MindcMabsland of
von nzwei wichtige Tatsachen. Vor allem wird die maximale Blattdurchbiegung bet dem gekoppelten System wesentlich verringert. Sodann sind die Durchbiegungen der Blattspitzen bei dem gekoppelten System nach Durchlaufen des Übergangszustands während der stetigen Querneigungsbewegung gleich Null, da die Kreiselpräzessionsmomente kompensiert sind. Da die Durchbiegung der Blattspitzen direkt mit den zyklischen Beanspruchungen der Rotorblätter verbunden ίο ist, verhindert demgemäß das gekoppelte System auch zyklische Beanspruchungen, die sonst bei einer stetigen Querneigungsbewegung auftreten. Die wichtigen Vorteile des gekoppelten Systems sind also die Verringerung der Blattdurchbiegungen und der zyklischen is Beanspruchungen, ohne daß dabei die Lagesteuerung des Rumpfes erschwert würde.of two important facts. Above all, the maximum blade deflection is essential in the coupled system decreased. Then the deflections of the blade tips are after in the coupled system Passing through the transition state during the steady cross slope movement equal to zero, since the Gyroscopic precession moments are compensated. Since the deflection of the blade tips is directly related to the cyclical Stresses on the rotor blades is connected ίο, accordingly prevents the coupled system cyclical loads that otherwise occur with a steady transverse inclination movement. The important advantages of the coupled system are therefore the reduction in blade deflection and cyclical is stresses without affecting the attitude control of the trunk would be made more difficult.
Wie oben erwähnt, wird bei dem in l· ig. 1 dargestellten AusfUhrungsbeispiel die Kopplung zwischen den Steuersignalen zur zyklischen Einstellwinkelverao stellung für Längsneigung und Querneigung durch den Phasenwinkel Φ erreicht, der nach seiner konstruktiven Festlegung unveränderlich ist und daher keine Rückgängigmachung der Kopplung erlaubt. Um reine Längs- oder Quermomente mit den Rotoren zu *5 erzeugen, ist daher eine Trimmungsvorrichtung erforderlich. Die Trimmungshebel 54,56 für Querneigungsund Längsneigungsmomente sind zu diesem Zweck vorgesehen. Sie verstellen die Steuerstangen 66, 68 und 84. 86 in einem bestimmten Verhältnis zueinander. wodurch im Ergebnis eine reine zyklische Einsieiiwinkelverstellung erzielt wird, d. h., ohne daß einem der beiden Rotoren ein gekoppeltes Eingangssignal zugeführt würde. Das Verhältnis der Stellwege ist durch entsprechende Abmessungen zwischen den Befestigungen an dem Verteilerhebel 28 bestimmt und muß dem Kopplungsverhältnis und dem Winkel Φ entsprechen. Für ein Kopplungsverhältnis von 3:1. wie es den Darstellungen von F i g. 2 zugrunde liegt, sind die Verhältnisse der Abmessungen zwischen den 40 Befestigungen von links nach rechts wie 0.36. 1.0 und 0,5 unter der Annahme, daß die übrigen mechanischen Übertragungsverhältnisse auf den getrennten Steuerwegen von dem Verteilerhebel 98 zu den Steuerstangen 46. 50 una den Steuerstangen 44. 48 die 45 gleichen sind.As mentioned above, in the case of. 1 shown The coupling between the control signals for the cyclical adjustment angle adjustment position for longitudinal inclination and transverse inclination is achieved by the phase angle Φ, which according to its constructive The setting cannot be changed and therefore no reversal of the coupling is permitted. Around To generate pure longitudinal or transverse moments with the rotors, a trimming device is therefore necessary. The trimming levers 54,56 for bank and pitch moments are for this purpose intended. They adjust the control rods 66, 68 and 84, 86 in a certain ratio to one another. which results in a purely cyclical adjustment of the angle is achieved, d. i.e., without either of the two rotors receiving a coupled input signal would be fed. The ratio of the travel ranges is determined by the corresponding dimensions between the mountings determined on the distributor lever 28 and must be the coupling ratio and the angle Φ correspond. For a coupling ratio of 3: 1. as shown in the representations of FIG. 2 is based, the proportions of the dimensions between the 40 fixings from left to right are like 0.36. 1.0 and 0.5 assuming that the other mechanical transmission ratios on the separate control paths from the distributor lever 98 to the control rods 46, 50 and the control rods 44, 48 the 45 are the same.
Die Trimmungshebel 54, 56 erlauben es. an den Rotoren 19, 21 allein im Sinne einer Längsneigung oder einer Querneigung wirksame zyklische Einstell winkel einzustellen, wenn zwar aerodynamische Mo s· mente gewünscht, aber kern Krebdprazessions momente zu erwarten sind. Wem beispielsweise de Schwerpunkt des Flugzeugs infolge des Vorhanden seins einer Fracht in Richtung der Längsachse vei schoben ist. wird der TrinuBungshebel 56 für di 55 Längsneigung so verstellt, daß ein ständiges aerc dynamisches Moment erzeugt wird, das die Vei Schiebung ausgleicht. Der Trmmungshebel 54 für ds Querneigungsmoment hat eine demgegenüber etw: unterschiedliche Wirkung. Es ist manchmal wünschen 60 wert, an den Rotoren gleich grofle, jedoch gegen&inm wirkende Quemeigungsraomente zu erzeugen ur damit die einzelnen Schraubeozugvektorcn der R. toren nach gegenüerlenden Seiten des Hugzeuj zu versetzen. Zu diesem Zweck ist tier Trimmung 6s hebel 54 über die Übertragungsmittel mn beid« Rotoren verbunden.The trim levers 54, 56 allow it. on the rotors 19, 21 only in the sense of a longitudinal inclination or a transverse inclination, effective cyclic setting angles can be set if aerodynamic moments are desired, but no cancer precession moments are to be expected. For example, to whom the center of gravity of the aircraft has been pushed in the direction of the longitudinal axis as a result of the presence of a cargo. the TrinuBungshebel 56 for the longitudinal inclination is adjusted so that a constant aerc dynamic moment is generated, which compensates for the Vei shift. The separation lever 54 for the transverse inclination moment has a somewhat different effect. Sometimes it is worth wishing to generate equally large, but counteracting cross inclination moments on the rotors in order to offset the individual screw traction vectors of the ram gates to opposite sides of the Hugzeuj. For this purpose, the trimming lever 54 is connected to both rotors via the transmission means.
Obwohl beispielsweise das Koppiungsverhältr duich den Phasenwinkel Φ im Rotorkopf eingefühAlthough, for example, the Koppiungsverhältr you introduced the phase angle Φ in the rotor head
309 635/309 635 /
wird, kann die Kopplung auch durch geeignete Übertragungsmittel zwischen den von dem Piloten bedienten Eingängen und den Taumelscheiben erzielt werden, wenn hier die Signalübertragungswege zur zyklischen Einstellwinkelverstellung für Längsneigung und Quer·the coupling can also be achieved by suitable transmission means between the inputs operated by the pilot and the swash plates, if here the signal transmission paths for the cyclical adjustment of the angle of inclination for longitudinal inclination and transverse
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neigung gekoppelt werden. Gerade die Verbindung zwischen den Trimmungshebeln 54, 56 und' den Steuerstangen 44, 46, 48, 50 ist ein Beispiel für eine solche Kopplung mit unterschiedlichen Kopplungsverhältnissen.incline to be coupled. Just the connection between the trim levers 54, 56 and 'the control rods 44, 46, 48, 50 is an example of one such coupling with different coupling ratios.
Claims (3)
sondere nut schlag- unJ >c!iwenkgelenklo:> auge-1. Procedure for controlling jines rotating flights - 5 / j '.' »■ R. t aircraft with? w ei counter-rotating rotors, in particular ·
special groove impact unJ> c! i swivel joint lo:> eye
entgegengevet/ie. gleich groiie Momente um eine ι;
zur Rotorachso und /u der jeweiligen !drehachse
de-· Flugzeugs rechtwinklig verlaufende Achse/ '. klisehe H! atlwinkeN'.e;: erung jeweiK enamel
against / ie. equal moments by one ι;
to the rotor axis and / u of the respective axis of rotation
de- · plane's axis running at right angles
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US74564168A | 1968-07-17 | 1968-07-17 | |
US74564168 | 1968-07-17 |
Publications (3)
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Family
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