DE2158587C3

DE2158587C3 - Rotor blade for rotary wing aircraft

Info

Publication number: DE2158587C3
Application number: DE19712158587
Authority: DE
Inventors: Udo 7758 Meersburg; Kannamüller Gerhard Dipl.-Ing. 7778 Markdorf Thenhausen
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1976-08-26

Description

2020th

Die Erfindung betrifft Rotorblätter für Drehflügelfluggeräle mit Antrieb durch Strahlreaktion im Bereich der äußeren Rotorblatlcnden.The invention relates to rotor blades for rotary wing aircraft driven by jet reaction in the area of the outer rotor blades.

Die an Rotoren auftretenden Wirbel erzeugen induzierte Widerslände, die einerseits die Rotorleistung beeinträchtigen und andererseits eine hohe Lärmabstrahlung aufweisen. Den hauptsächlichen Störfaktor bildet hierbei der Randwirbel, der an Rotorbhittspitzen auftritt und erst in neuester Zeit durch umfangreiche Rechenprogramme erfaßt und analysiert wurde. Dieser Randwibel zeigt sich an Rotorblattspitzen als ein schräg vom Rotor nach unten auftretendes Wirbclfekl, das in spiralförmigen Bahnen mit mehr oder weniger Neigung abfließt. Das schon bei stationären Flugfällen vorhandene Wirbelfeld induziert beim rücklaufenden Rotorblatt Kräfte, die in der modernen Rotordynamik nicht mehr zu vernachlässigen sind.The eddies that occur on rotors produce induced contradictions which, on the one hand, impair rotor performance and on the other hand have a high level of noise emission. The main disruptive factor is here the tip vortex that occurs at rotor bit tips and has only recently been recorded and analyzed by extensive computer programs. This Edge whorl appears at the tips of the rotor blades as a vortex that occurs diagonally downwards from the rotor, which flows off in spiral paths with more or less inclination. Even with stationary flight cases Existing vortex field induces forces in the retracting rotor blade, which in modern rotor dynamics can no longer be neglected.

Durch Berechnungen und Versuche hat es sich herausgestellt, daß der Randwirbel einen induzierten Widerstand hervorruft, der etwa 20% des gesamten Rotorprofilwiderstandes ausmacht. Dieser relativ hohe ^ Wiclerstandsanieil beeinträchtigt sehr stark die Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit des Hubschraubers. Außerdem stellt die Lärmabstrahlung durch Hubschrauber im zivilen wie im militärischen Einsatz ein Krilcrium dar.Calculations and experiments have shown that the tip vortex produces an induced drag which makes up about 20% of the total rotor profile drag. This relatively high ^ Wiclerstandsanieil affected greatly the efficiency and performance of the helicopter. In addition, the noise emitted by helicopters in both civil and military use is a krilcrium.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten negativen Auswirkungen des Randwirbels weitgehend zu vermeiden und eine Leistungssteigerung von reaktionsgetriebenen Rotoren zu bewirke.1.The object of the invention is to largely avoid the aforementioned negative effects of the tip vortex and to bring about an increase in the performance of reaction-driven rotors.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der am Rotorblattende austretende Düsenstrahl bzw. die Schubdüse gegen den sich am RotorblaUcnde ausbildenden Randwirbel hin geneigt ist und hinter der Rotorblauhinterkante auf den Randwirbcl trifft. Durch eine solche erfindungsgemäße Ausbildung ist es ermöglicht. Einfluß auf den Aufrollvorgang des Randwirbels zu nehmen und die Wirbelfäden hinter der Rotorblattspitze zu zerstäuben, wodurch der induzierte Abwind positiv im Sinne einer Abwindverringerung beeinflußt wird. Der induzierte Widerstand an der Rotorblattspitze kann damit auf einen Wert von bis zu 20% reduziert werden. Die zerstäubten Wirbelfäden können sich allerdings später in größerem Abstand von der Rotorblauspitze wieder zu einem geschlossenen Band aufrollen, was aber keinen nennenswerten Einfluß auf die Rotorleistung mehr ausübt.The object set is achieved according to the invention in that the nozzle jet exiting at the end of the rotor blade or the thrust nozzle is inclined towards the edge vortex forming on the rotor blades and meets the edge vortex behind the rotor blue trailing edge. By such a training according to the invention it is made possible. To influence the rolling up of the tip vortex and the vortex threads behind the To atomize the rotor blade tip, whereby the induced downdraft has a positive effect in terms of a downdraft reduction will. The induced resistance at the rotor blade tip can thus be increased to a value of up to 20% be reduced. The atomized vortex filaments can, however, later move away from the rotor blue tip at a greater distance roll up again into a closed band, but this has no noticeable effect on the Rotor power exerts more.

Die gestellte Aufgabe kann erfindungsgemäß auch dadurch gelöst werden, daß der am Rotorblauende austretende Düsenstrahl durch in der Schubdüse angeordnete, drallgebende Einrichtungen in einen Gegendrall zum Drall des Randwirbels gebracht wird, der annähernd die Intensität des Randwirbeldralls aufweist. Auch durch diese Ausbildung wird eine Verminderung des induzierten Widerstands an der Rotorblauspilze erreicht. Gleichzeitig wird eine Verminderung der gemäß der Rotorakustik zu unterscheidenden Rotationsund Wirbelgeräusche bewirkt.The object can also be achieved according to the invention in that the rotor blue end exiting nozzle jet through swirling devices arranged in the thrust nozzle into a counter-swirl is brought to the swirl of the tip vortex, which has approximately the intensity of the tip vortex. This design also results in a reduction in the induced drag on the rotor blue mushrooms achieved. At the same time, there is a reduction in the rotation and acoustics to be distinguished Whirling noises caused.

Im folgenden werden an Hand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt eine Rotorblattspitze mit schcniatisch dargestelltem Randwirbel und Düsenstrahl;F i g. 1 shows a rotor blade tip with a schcniatisch shown tip vortex and jet;

F i g. 2 zeigt eine Rotorblauspitze mit Blattspiizen wirbel und gedralltem Düsenstrahl.F i g. 2 shows a rotor blue tip with leaf tips vortex and swirled jet.

In F i g. 1 ist die Blattspitze eines reaktionsgetriebenen Rotorblaues dargestellt mit dem daran auftretenden Randwirbel 2 und der Schubdüse 3 mit dem austretenden Düsenstrahl 4, wobei der Randwirbel 2 und der Düsenstrahl 4 schematisch abgebildet sind.In Fig. 1 is the blade tip of a reaction-driven The rotor blue is shown with the edge vortex 2 occurring on it and the thrust nozzle 3 with the exiting one Nozzle jet 4, the edge vortex 2 and the nozzle jet 4 being shown schematically.

Der an der Rotorblattspitze 1 während des Betriebes auftretende Randwirbel 2, der sich aus spiralförmigen Wirbelfäden 2' zusammensetzt und sich vom Rotorblatt aus gesehen schräg nach unten bewegt, wird durch den Düsenstrahl 4 so angeblasen, daß die Wirbelfäden 2' zerstäubt werden. Zu diesem Zweck ist die Öffnung 3^: der Schubdüse 3 zum Randwirbel 2 hin geneigt, so daß der Düsenstrahl 4 in einem relativ spitzen Winkel 5 auf den Randwirbel 2 gelenkt wird.The edge vortex 2 occurring at the rotor blade tip 1 during operation, which is composed of spiral-shaped vortex filaments 2 'and moves obliquely downward as seen from the rotor blade, is blown by the nozzle jet 4 in such a way that the vortex filaments 2' are atomized. For this purpose, the opening 3 ^is the exhaust nozzle 3 to the edge eddy 2 inclined so that the jet is directed 4 in a relatively acute angle 5 on the edge vortex. 2

In F ι g. 2 ist eine Rotorblattspitze 1 mit der Schubdüse 3 dargestellt, die den Düsenstrahl 4 mit Gcgcndrall zum Randwirbel 2 austreten läßt. Der Randwirbel 2 wird durch den mit einem Gegendrall zum Randwirbel austretenden Düsenstrahl 4 kompensiert, wobei die Austrittsdüse 3 mit entsprechenden, an sich bekannten drallgebenden Leitblechen od. dgl. ausgestattet ist. Die Dralleinrichtung für den Düsenstrahl 4 wird hier nicht näher gezeigt. Die Intensität des Dralls des austretenden Düsenstrahls 4 entspricht hierbei dem Randwirbeldrall 2.In FIG. 2 is a rotor blade tip 1 with the thrust nozzle 3 shown, which lets the nozzle jet 4 exit with Gcgcndrall to the edge vortex 2. The tip vortex 2 is compensated by the nozzle jet 4 exiting with a counter-swirl to the tip vortex, whereby the The outlet nozzle 3 is equipped with corresponding swirling baffles known per se or the like. the Swirl device for the nozzle jet 4 is not shown in detail here. The intensity of the swirl of the exiting The nozzle jet 4 corresponds to the tip vortex swirl 2.

Die gezeigten Anordnungen wirken sich bei gleichzeitiger l.ärmreduzicrung der Wirbel- und Rotationsgeräuschc leistungssteigernd auf die Rotoren aus.The arrangements shown have an effect with simultaneous noise reduction of the eddy and rotational noise performance-enhancing on the rotors.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rotor blade for rotary wing aircraft with propulsion by jet reaction in the area of the outer Rotor blade ends, characterized in that the nozzle jet emerging at the rotor blade end (4) or the thrust nozzle (3) against the eddies forming at the end of the rotor blade! (2) out unxi is inclined behind the rear edge of the rotor blade hits the tip vortex (2).

2. Rotor blade for rotary wing aircraft with propulsion by jet reaction in the area of the outer rotor blade ends, characterized in that the nozzle jet (4), ₅ exiting at the rotor blade end, by means of swirling devices arranged in the thrust nozzle (3) in a counter-swirl to the swirl of the vortex vortex (2) is brought, which has approximately the intensity of the vortex vortex.