DE1960308C - Heckrotor fur Drehflügelflugzeuge mit kollektiver Blattwinkelsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heckrotor für Drehflügelflugzeuge mit kollektiver Blattwinkelsteuerung.

Um die Betriebssicherheit, insbesondere bei Militärflugzeugen, die oft unter dem Feuer des Feindes fliegen müssen, zu gewähren, ist es üblich, eine zweite Steuerungsvorrichtung vorzusehen. Diese bedingt jedoch eine größeres Gewicht und eine kompliziertere Steuervorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten, sich durch eine zweite Steuerungsvorrichtung ergebenden Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Veränderung des Einstellwinkels in eine vorgegebene Stellung bei Ausfall des Stcuergestänges eine Sicherheitsstellvorrichtung vorgesehen

zum Heckrotor führenden Steuerstange gelenkig an dem einen als (in icl ausgebildeten Ende eines mit seinem anderen Ende schwenkbar am Flugzeugrumpf gelagerten, sich etwa rechtwinklig /ur Steuerstange erstreckenden Hebels gelagert ist und außerdem an der Gabel eine zur Einstcllwinkelbetätigungseinrichtung führende Betätigungsstange und das eine Fnde eines Stellgliedes angelenkt sind, das iiher eine etwa parallel /ur Steuerstange auf den Hebel Zug- oder Druckkräfte ausübende Feder mit seinem anderen Fnde am Flugzeugrumpf befestigt ist.

Die vorliegende r.rfindung eignet sich besonders zur Anwendung in einem Drehllii-'dllugzeug, wie es in der USA.-Patentschrift 31W 601 beschrieben wird.

Es sind schon mehrere Blatteinstellvorrichtiingen bekannt, wie z. B. der Nockenantrieb aus der USA.-Patcntschrift 3 129 76¹J, wodurch die Blätter eines Hiibscliraiiberrotors in neutrale Stellung gebracht werden, wenn die Hauptsteucrvorriclitung der Blätter ausfallt. In der USA.-Patentschrift 3 135 334 werden die Blätter eines Hauptrotors durch Federkraft in Nullstellung gebracht, wenn der Rotor nur sehr langsam dreht oder stillsteht. Keine dieser bekannten Ausführungen verleiht dem Hubschrauber jedoch die Möglichkeit, den Rug fortzusetzen, wenn die Steuervorrichtung für die Heckrotorblätter während des Fluges beschädigt wurde.

Der Einstellwiiikel der Heckrotorblätter kann auf mechanischem Wege oder auf hydraulischem Wege durch einen Stellmotor gesteuert werden. In jedem Fall betätigt das Steuergestänge von der Pilotenkanzel aus ein Finstellwinkelsteuerglied des Heckrotors. In der dargestellten AusfUhrungsform wird ein hydraulischer Stellmotor verwendet, um den Einstcllwinkel der Blätter zu verändern.

Wenn die Blätter des Heckrotors einen bestimmten positiven Finstellwinkel aufweisen, übt das Stellglied keine Kraft auf das Steuergestangc aus, wodurch eine Seitensteuerung des Flugzeuges möglich ist, wenn das llaiiplsteiiergeslänge z. B. durch das Feuer des Feindes beschädigt wurde.

Ein Hubschrauber, der mit der Blattcinstellvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist, kann also im Fall einer Beschädigung der Hauptsluucrvorrichtung seinen Flug fortsetzen und hat dabei nicht den Nachteil des durch eine zweite Steuervorrichtung bedingten größeren Gewichtes.

In einer zweckmäßigen Ausfiihrungsrorm kann das Stellglied einen hohlen, mit seinem einen Ende am Flugzeugrumpf angelenkten Zylinder aufweisen, in dem ii.fial verschiebbar eine Kolbenstange angeordnet ist, die an dem anderen Ende des Zylinder an der Gabel angelenkt ist, wobei die Kolbenstange im Inneren des Zylinders an jedem von dessen beiden Enden zumindest eine auf ihr und der Zylinderinnenwandung gleitende Scheibe trägt, von denen jede gegen eine Verschiebung in Richtung auf das jeweilige Endfc des Zylinders sowohl auf der Kolbenstange als auch an der Zylinderwandung gesichert ist, und wobei die als Schraubenfeder ausgebildete Feder sich

ίο zwischen den Scheiben abstützt.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Abstand des Zylinders zu seiner Lagerstelle am Flu^eugrumpf einstellbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher

Fig. I eine Seitenansicht eines Heckrotorträgers eines Hubschraubers, wobei die Sicherheitsstellvorrichtung zur Änderung des Finslcllwinkels der Heck rotorblätter dargestellt ist,

F i g. 2 eiiic vergrößerte Ansicht entlang der Linie 2-2 nach Fig. I,

Fig. .1 eine Seitenansicht nach Fig. 2 und Fig. 4 eine veräußerter Schnittansicht des durch Federkraft belasteten Stellgliedes.

In Fig. I äst das obere Fnde eines Heckrotorträgers 10 eines Hubschraubers mit einem Heckrotor dargestellt. Der Antrieb des Heckrotors erfolgt über ein yiP-Winkelgetriebc 12. Der Heckrotor ist nur teilweise dargestellt und liegt auf der Rückseite des Mastes. Bei dem Hubschrauber nach dem vorliegenden Ausführiingsbeispiel wird die Blattwinkelsteuerung durch einen hydraulischen Stellmotor betätigt. Die Antriebswelle für den Heckrotor ist durch die Be/ugsnummcr 14 angedeutet, und die Steuerstand des Einsiellwinkclgestänges für den Heckrotor, welches mit dem von dem Pilot betätigten Steuersei! verbunden ist. ist durch die Bezugsnummer 16 angedeutet (s. F i g. 2 und 3). Das hintere Fnde der Steuerstange 16 hat eine öse 18, die mit einem verlängerten Schwenkbolzen 20 schwenkbar verbunden ist. Die öse 18 liegt zwischen den Gabelteilen 22 und 23 am Ende eines Hebels 24, der an seinem anderen Ende 26 über eine Konsole 28 mit dem Heckrotorträger verbunden ist. Die Betätigungsstange 30, welche zum Stellmotor führt, hat eine öse an ihrem vorderen Ende, die ebenfalls mit dem Bolzen 20 zwischen den Gabelteilen 23 und 32 des Hebels 24 verbunden ist. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Betätigungsstange 30 mit dem hinteren Ende an ein Ventil des Stellmotors, der durch die Bezugsnummer 34 angedeutet ist, angeschlossen.

Ein durch Federkraft belastetes Stellglied 36 ist parallel zur Steuerstange 16 in der Nähe der Betätigimgsstange 30 des Heckrotors angeordnet, wie am besten aus F i g. 3 hervorgeht. Das Stellglied 36 ist in Fig. 4 im Schnitt dargestellt und besteht aus einem hohlen Zylinder 38, der über seiner größten Länge einen konstanten Durchmesser aufweist. In der Nähe des vorderen Endes ist ein Bereich 40 mit kleinerem Durchmesser vorgesehen, um einen inneren Absatz

41 zu bilden, an dessen vorderen Ende der Durchmesser noch einmal verringert ist, um einen Bereich

42 zu bilden, in dem ein Innengewinde ausgearbeitet ist, um einen üsenbolzen 44 aufzunehmen. Der ösenliolzen ist mit dem Heckrotorträger durch einen Bolzen 46 verbunden, welcher sich durch die parallelen Seiten 48 eines U-förmigen Befestigungsteiles 50 er-

streckt. Der Befestigungsteil 50 sitzt mit seiner Grundfläche 52 auf dem Heckrotorträger und ist durch Bolzen 54 festgeschraubt. Der Befestigungsteil 50 ist aus einem Metall mit geringem spezifischem Gewicht hergestellt und weist Verstärkungsrippen 56 an den Enden der Schenkel 48 auf. Die Lage des Zylinders 38 kann in bezug auf den Befestigungsteil 50 durch Drehen des ösenbolzens 44 in das Gewinde 42 des Zylinders eingestellt werden. Eine Mutter 58 ist vorgesehen, um den Ösenbolzen in der eingestellten Lage am Zylinder zu befestigen.

Der Zylinder 38 weist einen äußeren Flansch 60 in der Nähe seines hinteren Endes und ebenfalls hinter dem Flansch 60 ein Gewindeteil 62 auf, auf welches .,;,■>,» VorchinRV^nnr. AJ niifopcrbmuht ict T"Vr Rand

der Verschlußkappe 64 liegt am Flansch 60 des Z\ linders an. Die Verschlußkappe 64 hat eine axiale öffnung 66. in welcher eine Kolbenstange f»8 frei verschiebbar ist. Iu der öffnung 66 ist eine Ringnut vorgesehen, um einen ölabstreifring 72 auf/unehmen. Der Ring 72 soll von der Kolbenstange 68 Öl abstreifen und außerdem den Eintritt von Staub in den Zylinder verhindern.

Der Zylinder 38 weist ebenfalls eine innere Ringnut in der Nähe seines l'interen L-nt'es auf, die etwa in der Mitte des Gewindeteiles 62 liegt und in der ein Schnappring 74 angeordnet ist. Die linke Seite des Schnappringes bildet einen inneren Vorsprung 75 an diesem I^;.nde des Zylinders, unJ dieser Vorsprung hat dieselbe Aufgabe wie der Ansatz 41 am vorderen i.iule des Zylinders 38.

Die Kolbenstange 68 hat einen Teil 76 mit kleinerem Druckmesser, woditnh an der Übergangsstelle von dem kleineren Durchmesser auf den größeren Durchmesser ein Absatz. 78 gebildet wird, welcher normalerweise in derselben Ebene wie die linke Seite des Schnappringes 74 liegt. In der Nähe des vorderen Endes des Teiles 76 ist ein Schnappring 80 vorgesehen, und zwischen diesem Ring und dem Absatz 78 ist ein Anzahl frei verschiebbarer Teile auf der Stange 68 vorgesehen.

Auf dem Bereich 76 ist in der Nähe des Absatzes 78 eine Scheibe vorgesehen, die normalerweise am Absatz 78 anliegt und einen Dichtungsring 84 sowie einen Zentrierungsvorsprung 86 aufweist. Am anderen Finde des Bereiches 76 ist eine Scheibe 90 angeordnet, die normalerweise am Schnappring 80 der Stange 68 anliegt und die ebenfalls einen Dichtungsring 94 sowie einen Zentrierungsansatz 92 aufweist. Zwischen den Zentrierungsansätzen 86 und 92 ist eine Schraubenfeder 88 vorgesehen. Wenn keine Einstellkraft auf die Steuerstange 16 ausgeübt wird, liegen iille Teile in der in F i g. 4 dargestellten Lage. Die Dichtungsringe 84 und 94 sind vorgesehen, um das Eintreten von Staub in die Zylinderkammer zu verhindern und um ein Springen der Feder bei schnellen Verstellungen der Steuerstang-.: 16 abzudämpfen. Ein öscnbolzen 96 ist in das hintere Ende der Kolbenstange 68 eingeschraubt, und seine öse ist an dem Bolzen 20, welcher sich über das Gabelende 32 hinaus erstreckt, schwenkbar gelagert. Durch eine Mutter 98 wird der Bolzen 20 in Stellung gehalten. Eine KlemmutU-i- 100 auf dem ösenbolzen 96 verhindert eine .Verdrehung der Kolbenstange 68 in bezug auf den ösenbolzen 96.

Es sei noch erwähnt, daß der Abstand zwischen dem Absatz 78 und dem Schnappring 80 auf der Stange 68 dem Abstand zwischen den Vorsprüngcr.

75 und 41 an dem Zylinder 38 gleich ist. Die Länge der Feder 88 ist so gewählt, daß sie nur geringfügig zusammengedrückt werden muß, um den Schnappring 74 in seine Nut einzuführen. Diese Vorspannung

der Feder 88 ergibt in der beschriebenen Ausführungsform eine Vorspannkraft von ungefähr 9 kp.

Durch Anwendung des federbelasteten Stellgliedes 36 wird die Steuerstange 16 für den Einstellwinkel der Heckrotorblätter derart betätigt, daß die Blätter

ίο des Heckrotors einen Einstellwinkel von + 9° erhalten. Die ösenbolzen 96 und 44 werden dann in bezug auf die Stange und den Zylinder eingestellt, um die Teile in die in Fig.4 dargestellte Lage zu bringen, in welcher die Schwenkbolzen 46 und 20

κ durch die ösen der Bolzen 96 und 44 eingeführt werden können.

Bei einer Bewegung ler Steuerstange 16 nach rechts (in I·' i g. 3) wird die Kolbenslange 68 des Stell gliedes 36 ebenfalls nach rechts verstellt, wodurch die Feder 88 durch den Schnappring 80 stärker zusammengedrückt wird. Auf ähnliche Weise wird bei einer Bewegung der Steuerstange 16 nach links eine entsprechende Bewegung der Kolbenstange 68 nach links erzeugt, wobei die Feder 88 durch den Absatz

as 78 in der entgegengesetzten Richtung zusammengedrückt wird. Diese Bewegungen der Hauptsteuervorrichtung für den [instellwinkel des Heckrotors erfolgen ohne Behinderung durch das durch Federkraft belastete Stellglied 36. Bei einem Versagen der Steuerstange 16 oder der Seilanordnung, durch welche die Steuerstange 16 betätigt wird, nimmt die Feder 88 sofort ihre in Fig. 4 dargestellte zentrierte Stellung ein, in welcher die Blätter des Heckrotors einen Einstellwinkel von ! ·ί° ehalten. Der Einstellwinkcl von I 9 ' wurde unter Beachtung von verschiedenen Faktoren willkürlich festgelegt, da dieser Einstellwinkel das beste Flugverhalten unter allen möglichen Fiugbedingiingen gewährleistet. Mit dieser festen Einstellung des Winkels der Heckrotorblätter ist eine genügende Schubkraft gegeben, um das Drehmoment des Hauptrotors auszugleichen. Durch Verändern der Triebwerksleistung erhält man ein ausreichendes Seitcnsteuervermögcn, um den Steuerkurs beizubehalten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Heckrotor für Drehflügelflugzeuge mit kollektiver Blattwinkelsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Einsicllwinkels in eine vorgegebene Stellung bei Ausfall des Stcuergestänges eine Sicherheitsstellvorrichtung vorgesehen ist, wie an sich bcka nt, wo',ei das hintere F^;.nde der zum Heckrotor führenden Steuerstange (16) gelenkig an dem einen als Gabel (22, 23, 32) ausgebildeten Ende eines mit seinen anderen Ende schwenkbar am Flugzeugrumpf gelagerten, sich etwa rechtwinklig zur Steurrstangc erstreckenden Hebels (24) gelagert ist u'iil außerdem an der Gabel eine zur Einstellwir.kelbetätigungseinrichtung führende Betätigungsstange (30) und das eine Ende, eines Stellgliedes (36) angelenkt sind, das über eine etwa parallel zur Steuerstange auf den Hebel Zugoder Druckkräfte ausübende Feder (88) mit seinem anderen Ende am Flugzeugrumpf befestigt ist.

2. Heckrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (36) einen

hohlen, mit seinem einen Ende am Flugzeugrumpf angelenkten Zylinder (38) aufweist, in dem axial verschiebbar eine Kolbenstange (68, 76) angeordnet ist, die an dem anderen Ende des Zylinders an der Gabel (22, 23) angelenkt ist, wobei die Kolbenstange im Inneren des Zylinders an jedem von dessen beiden Enden zumindest eine auf ihr und der Zylinderinnenwandung gleitende Scheibe trägt, von denen jede gegen eine Verschiebung in Richtung auf das jeweilige Ende des Zylinders sowohl auf der Kolbenstange als auch an der Zylinderwandung gesichert ist, und wobei die als Schraubenfeder (88) ausgebildete Feder sich zwischen den Scheiben abstützt.

3. Heckrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Zylinders (38) zu seiner Lagerstcllc (46) am Flugzeugrumpf einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen