DE2203828B2 - Rotor für Drehflügelflugzeuge mit einer Nabe aus kunststoffverstärkten Mineralfasern - Google Patents
Rotor für Drehflügelflugzeuge mit einer Nabe aus kunststoffverstärkten MineralfasernInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/51—Damping of blade movements
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- B64C27/33—Rotors having flexing arms
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für Drehflügelflugzeuge mit einer Nabe aus kunststoffverstärkten
Mineralfasern, die sich in jeweils einen von der Nabe radial nach außen verlaufenden Nabenarm zur
Befestigung eines Rotorblattes erstrecken.
Rotoren dieser Art sind bekannt. Zum Beispiel wird in der deutschen Offenlegungsschrift 20 22 873 ein Rotor
ohne Schlag- und Schwenkgelenke beschrieben, bei dem allein die Elastizität der Nabenarme die Schlag- und
Schwenkbewegungen ermöglicht. Damit keine zu großen Widerstände gegen Verdrehung im Nabenarm
auftreten, ist ein mittlerer Toil desselben, der hauptsächlich Zug- (zentrifugal-)Kräfte aufnehmen soll, gesondert
geformt und polymerisiert und besteht aus Fasern mit wesentlich höherer Festigkeit. Bei Änderungen der
Blatteinstellwinkel aus der Normallage müssen trotz dieses Aufbaus immer noch erhebliche Kräfte überwunden
werden, und dieses hat einen entsprechenden baulichen Aufwand zur Folge.
Andererseits ist durch die US-PS 30 26 942 ein Rotor bekannt geworden, dessen aus Metall bestehende
Nabenarme im achsnahen Bereich zur Vermeidung von Schlaggelenken als elastische Platten ausgebildet sind
und am Ende Lager für die Rotorblätter zur Einstellwinkeländerung tragen. Verdrehbare Lamellen-
pakete übertragen dabei die Zugkräfte von den Rotorblättern auf die Nabenarme. Auch dieser Aufbau
erfordert aufgrund der notwendigen Einzelteile einen erheblichen Arbeitsaufwand bei der Fertigung und führt
überdies zu relativ langen Nabenarmen, die das Flugverhalten nachteilig beeinflussen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß ein möglichst kompakter und einfacher Aufbau ίο erreicht wird und die Verdrehwiderstände bei Einstellwinkeländerungen
der Blätter möglichst weit herabgesetzt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Bündel von koaxial zum Nabenarm in dessen
Innerem angeordneten, mit einem vulkanisierten Elastomer getränkten Mineralfasern mit seinem inneren Ende
an der Nabe und mit seinem äußeren Ende an der über ein Blattversteilgelenk am Nabenarm gelagerien
Rotorblattwurzel befestigt ist. Auf diese Weise ist nabenseitig kein Befestigungsorgan erforderlich. Lediglich
das äußere Ende dieses Bündels muß so ausgebildet sein, daß die Befestigung an dem Blatt möglich ist.
Ein bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen
Nabe besteht darin, daß sie für Blätter sehr unterschiedlieber
Art, beispielsweise für Blätter aus Metall oder aus
mit Einlagen versehenem Kunststoff, verwendet werden können.
Gegenüber Rotoren ohne Schi ag- und Schwenkgelenke, bei welchen die erforderliche Flexibilität in den
Blättern selbst, insbesondere in ihren Wurzeln, liegt, besitzt ein Rotor mit einer erfindungsgemäßen Nabe
den Vorteil, daß er gegenüber Schwenkbewegungen nachgiebige Elemente aufweist, die viel näher an der
Nabenmitte liegen, was auf den Rotor, insbesondere bei Böen, eine stabilisierende Wirkung hat.
Ferner wird bei einem derartigen Rotor der Blatteinstellwinkel nicht durch die Durchbiegungen
infolge von Schlag- und Schwenkbewegungen der Nabe beeinflußt, da das Gelenk zur Einstellwinkeländerung
zwischen dem Blatt und dem verformbaren Element der Nabe vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die
Instabilität bezüglich Nickbewegungen und die Entstehung starker Vibrationen ausgeschaltet, wie sie bei
hohen Fluggeschwindigkeiten bei Hubschraubern mit biegsamen Blättern auftreten.
Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines so Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert.
Die Abbildung zeigt einen waagerechten Schnitt durch den Rotor, bei welchem einige Teile weggebrochen
sind.
Die gezeigte Nabe 1 besitzt einen mittleren Abschnitt aus Fasern hoher Festigkeit, beispielsweise Glasfasern,
die mit Kunstharz getränkt sind und sternförmig so angeordnet sind, daß die Drehachse des Rotors von
flexiblen Nabenarmen 2 in einer der Anzahl der Rotorblätter entsprechenden Anzahl umgeben ist. Zur
Bildung dieser Nabenarme sind die Fasern, die von einem Nabenarm zum anderen durchlaufen und im
mittleren Teil 3 gekrümmt sind, so angeordnet, daß der Querschnitt jedes Nabenarmes allmählich ohne Ände-6s
rung der Größe seiner Fläche von einer im wesentlichen ovalen Form an der Wurzel 4, deren Abflachung
senkrecht zur Nabenachse gerichtet ist, in einen kreisförmigen Abschnitt 5 übergeht.
Der mittlere Abschnitt ist vorzugsweise durch einen Mantel aus mehreren harzgetränkten Glasgewebe-Schichten
verstärkt und bildet somit den Nabenkörper lind gestattet dessen Befestigung am oberen Teil einer
Sich zu einem Flansch ausweitenden Rotorwelle über *wei Schalenhälften aus Metall, die diesen mittleren
Abschnitt umschließen und aneinander sowie an dem Flansch befestigt sind.
In den sternförmigen, zentralen Raum, der von den von einem Nabenarm zum anderen verlaufenden
Faserbündeln freigelassen wird, ist eine Füllung aus Starrem Kunststoff eingebracht, die eine Buchse umgibt,
die zum Ansetzen eines Werkzeugs zur Montage der Nabe oder zur Durchführung elektrischer Leitungen
dient.
Am Endabschnitt 14 jedes Nabenarmes ist der kreisförmige Abschnitt 5 durch zwischen die Glasfaserschichten
eingelegte Teile aus Glasgewebe verdickt und verstärkt. Dieser Endabschnitt 14 erhält damit eine
mechanische Festigkeit gegenüber Krafteinwirkungen in allen Richtungen.
Der Endabschnitt 14 nimmt die Verbindungseinrichttmg
zwischen dem Nabenarm und der Wurzel des Blattes, die die durch das rotierende Rotorblatt
erzeugten Kräfte und Momente (Schlagen, Schwenken, Zentrifugalkräfte) in den Nabenarm leitet, sowie ein
Gelenk auf, das mittels eines geeigneten Hebels die Änderung des Blatteinstellwinkels durch Verschwenken
des Rotorblattes um die geometrische Achse dieses Abschnitts gestattet.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, daß der durch die Zentrifugalkraft auftretende Zug durch ein
Bündel von festen, mit einem biegsamen, vulkanisierten Elastomer getränkten Fasern aufgenommen wird, das
einen Bestandteil der Glasfasereinlage der Nabe bildet.
Ein Abschnitt des die Nabe verstärkenden Faserbündels 37 bildet einen zu dem zylindrischen Abschnitt 14
koaxialen, zylindrischen Abschnitt 38, der mit einem biegsamen, vulkanisierten Elastomer getränkt ist. Das
freie äußere Ende 39 dieses zylindrischen Abschnittes ist mit einem festen, polymerisierbaren Kunstharz getränkt
und bildet ein Element zur Verbindung mit dem Rotorblatt 25 bzw. dessen Blatthalierung 36, die über
Wälzlager 32, 33 auf der Muffe 15 gelagert und am nabenseitigen Ende durch eine Dichtung 21 gegenüber
der Muffe 15 abgedichtet ist.
ίο Auf diese Weise kann ein Kopf gebildet werden, der
von einem Bolzen 40 durchsetzt wild, der zur Verbindung mit dem über die Blatthalterung 36 mit den
Bolzen 24 gehaltenen Rotorblatt 25 dient.
Dieses Ende kann auch zu einem konischen Kopl ausgebildet sein, der in eine in dem Rotorblatt 25
vorgesehene Bohrung eingeschoben wird.
Die Länge des das Torsionselement bildenden zylindrischen A.bschnittes 38 kann gleich der halben
Gesamtlänge des Nabenarmes 2 sein. Vorzugsweise ist dieser Teil außerhalb des direkt an die Nabe
anschließenden Teils des Nabenarmes angeordnet, der beim Schlagen und Schwenken einer Durchbiegung
unterliegt. Ferner befindet er sich zweckmäßigerweise mindestens zum größten Teil im Inneren der Muffe 15,
die ein Lager für das Rotorblatt bildet.
Die -Verdrehung des zylindrischen Abschnittes 38 wird durch einen Mantel 41 erleichtert, der aus
Polytetrafluorethylen besteht.
Zur Herstellung einer derartigen Nabe werden als erstes die zylindrischen Abschnitte 38 hergestellt und mit ihrem Mantel 41 versehen, und anschließend wird die Nabe mit ihren Glasfasereinlugen und den zylindrischen Abschnitten 38 nach Tränkung mit Harz geformt.
Zur Herstellung einer derartigen Nabe werden als erstes die zylindrischen Abschnitte 38 hergestellt und mit ihrem Mantel 41 versehen, und anschließend wird die Nabe mit ihren Glasfasereinlugen und den zylindrischen Abschnitten 38 nach Tränkung mit Harz geformt.
Die Einrichtungen 27 zur Dämpfung der Schwenkbewegungen sind in mit ihren beiden Enden an den Muffen
15 vorgesehenen Ansätzen 29 befestigt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Rotor für Drehflügelflugzeuge mit einer Nabe aus kunststoffverstärkten Mineralfasern, die sich in
jeweils einen von der Nabe radial nach außen verlaufenden Nabenarm zur Befestigung eines
Rotorblattes erstrecken, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bündel (zylindrischer Abschnitt 38) von koaxial zum Nabenarm (2) in dessen
Innerem angeordneten, mit einem vulkanisierten Elastomer getränkten Mineralfasern mit seinem
inneren Ende an der Nabe (1) und mit seinem äußeren Ende an der über ein Blattverstellgelenk am
Nabenarm gelagerten Rotorblattwurzel befestigt ist.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zylindrische Abschnitt (38) des Bündels aus einem Teil des Endabschnittes des die Verstärkung
der Nabe (1) bildenden Faserbündels (37) besteht.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenarm (2) in seinem
äußeren Bereich einen zylindrischen Abschnitt (14) aufweist, auf welchem eine zylindrische Muffe (15)
zur Bildung des nabenarmseitigen Lagerelements für das Blattverstellgelenk befestigt ist.
4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (38) des Bündels
von dem ihn umgebenden zylindrischen Abschnitt (14) des Nabenarms (2) durch einen Mantel aus
einem biegsamen, reibungsinindernden Kunststoff
getrennt ist.
5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende
(39) des zylindrischen Abschnittes (38) des Bündels mit gehärtetem Kunstharz getrankt ist.
6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des
zylindrischen Abschnittes (38) des Bündels etwa gleich der halben Länge des Nabenarms (2) ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7104967 | 1971-02-15 | ||
FR7104967A FR2125150B1 (de) | 1971-02-15 | 1971-02-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2203828A1 DE2203828A1 (de) | 1972-08-24 |
DE2203828B2 true DE2203828B2 (de) | 1975-11-06 |
DE2203828C3 DE2203828C3 (de) | 1976-06-10 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT947075B (it) | 1973-05-21 |
US3762834A (en) | 1973-10-02 |
JPS5632159B1 (de) | 1981-07-25 |
FR2125150A1 (de) | 1972-09-29 |
FR2125150B1 (de) | 1973-12-07 |
GB1332443A (en) | 1973-10-03 |
DE2203828A1 (de) | 1972-08-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |