DE2331072A1 - Hubschrauber - Google Patents

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^T°e 18. Juni 1973 W/He

VESTLAIfD AIHGHAPO? LIMITED, Yeovü/Bomerset. England

Hub schraub er

Die Erfindung bezieht sich auf Hubschrauber und insbesondere auf Hubschrauber-Flugsteuersysteme.

Beim Einsatz eines Hubschraubers von Deck eines Schiffes aus treten insbesondere bei schlechten Vetterbedingungen ernsthafte Probleme daduroh auf, daß die Landefläche instabil ist und daß starke Vinde herrschen, die miteinander derart zusammenwirken, daß eine unerwünschte Hubkraft von einem rotierenden Hauptrotorsystem erzeugt wird. Diese Hubkraft ergibt eine starke Instabilität des Hubschraubers auf der Landeplattform.

In vorliegender Anmeldung werden die Ausdrücke "minimale, meümale und negative kollektive Blattwinkelⁿ verwendet. Unter minimalen und maximalen kollektiven Blattwinkeln werden die Extreme eines Bereiches von Blattwinkeln verstanden, wie sie während des normalen Fluges verwendet werden, der minimale Blattwinkel wird üblicherweise durch die kollektiven Blattwinkelforderungen bestimmt, um eine Eigendrehung zu vereinfachen, und liegt typischerweiee zwischen 1,5 und 2°. Unter einem negativen

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kollektiven Blattwinkel wird ein Blattwinkel verstanden, der kleiner ist als der minimale Blattwinkel auf einem bestimmten Hubschrauber.

Beim Betrieb von einer im Niveau stabilen Plattform aus und wenn die Hauptrotorblätter eine minimale kollektive Blatteinstellung im Flug aufweisen, wirkt jede Windkraft im allgemeinen tangential zu der rotierenden Hauptrotorscheibe, so daß eine minimale Hubkraft erzeugt wird und der Hubschrauber stabil ist. Wenn jedoch der Einsatz des Hubschraubers von Deck eines Schiffes erfolgt, das Stampf- und Rollbewegungen ausführt, ist klar, daß die Windkraft intermittierend in einem Winkel von unterhalb der Eotorscheibe wirksam wird, was einen Effekt ähnlich der Vergrößerung der kollektiven Steigung hervorruft, und einen vergrößerten positiven Schub ergibt, der den Hubschrauber von der Plattform abzuheben versucht. Dieser Effekt in Verbindung mit der sich bewegenden Plattform macht den Hubschrauber außerordentlich instabil und kann nicht-steuerbare und außergewöhnlich gefährliche Bewegungen des Hubschraubers um die Plattform zur Folge haben.

Gemäß vorliegender Erfindung wird bei einem Hubschrauber mit einem Hauptrotorsystem mit einer Vielzahl von Rotorblättern und einem Plugsteuersystem, das einen kollektiven Blattverstellsteuermechanismus aufweist, der so arbeitet, daß er den Steigungswinkel eines jeden Rotorblattes um einen gleichen Betrag ändert, vorgeschlagen, daß der Mechanismus einen kollektiven Blattverstellsteuerhebel aufweist, der in einer etwa vertikalen Ebene zwischen Anschlägen in einem Bereich von minimalen Plugeinstellungen für den kollektiven Steigungswinkel arbeitet, wobei der Anschlag an der minimalen Einstellung zur Auswahl einer veränderlichen negativen Einstellung des kollektiven Steigungswinkels der Rotorblätter aufgehoben werden kann·

Weitere spezielle Merkaale vorliegender Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Detailaneicht eines Teiles eines Hubschrauber-Plugsteuer systernes,

Pig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung A der Pig. I,

Pig. 3 eine Schnittansicht eines Details des Flugsteuersystems, und

Pig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie B-B der Fig. 3.

Nach Pig. 1 weist ein Hubschrauber ein Plugsteuersystem mit einem kollektiven Blattverstellsteuerhebel 12 auf. Der kollektive Blattverstellsteuerhebel 12 1st schwenkbar auf einer Achse 13 befestigt und in einer vertikalen Ebene verschiebbar, damit der Steigungswinkel eines jeden Hauptrotorblattes (nicht dargestellt) um gleiche Beträge geändert werden kann. Die Achse 13 ist zwischen den Enden des Hebels 12 angeordnet, wobei ein Ende mit einem Handgriff 14 versehen ist und das andere Ende schwenkbar mit einer Stange 15 verbunden ist, die Steuerbewegungen von dem Hebel 12 auf einen kollektiven Blattverstellsteuermechanismus (nicht dargestellt) überträgt. Der Mechanismus kann über eine hydraulische Winde betätigt werden, die durch Bewegung der Stange 15 beaufschlagt wird.

Ein Arm 16 mit gabelförmigem Ende ist einstückig mit dem Hebel 12 ausgebildet und erstreckt sich parallel hierzu. Ein Gehäuse einer Pederstrebe 18 ist schwenkbar bei 1? innerhalb des Gabelendes des Armes 16 angeordnet, und das freie Ende der Strebe 18 ist schwenkbar mit einem Ende eines Bauteiles 20 verbunden, das mit einem schematisch bei 21 angedeuteten Anschlag in Eontakt kommt, wenn der Steuerhebel 12 seine minimale kollektive Blattwinkeleinstellung einnimmt (B in Pig. I). Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag 21 einstükig

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mit einem Kollektiv/Gier-Verkettungsmechanismus ausgebildet, damit eine automatische Gierkompensation.erzielt wird, wenn Änderungen in den kollektiven Blattwinkeleinstellungen innerhalb des minimalen und maximalen Bereiches ausgewählt werden (B bis C in Fig. 1). Mit Ausnahme des Anschlages bildet der Mechanismus keinen Teil vorliegender Erfindung und ist aus Vereinfachungsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die teleskopförmige Federstrebe 18 ist so ausgelegt, daß die Strebe während der Bewegung des Hebels durch den Bereich von Minimum nach Maximum (B bis C in Fig. 1) als ein Hebel fest vorgegebener Länge wirkt, wie nachstehend noch näher erläutert wird.

Ein Ende einer Stange 22 ist schwenkbar mit dem Ende des Armes 16 verbunden, das andere Ende der Stange 22 ist schwenkbar mit einem kollektiven Blattverstellanschlagmechanismus 23 verbunden.

In Fig. 2 weist der Anschlagmechanismus 23 einen Arm 24 mit doppeltem Ende auf, der drehbar um eine Achse 25 durch Bewegung der Stangjie 22 befestigt ist. Der Arm 24 bewegt sich zwischen minimalen und maximalen kollektiven Blattwinkelanschlagschrauben 26 und 27, die im Hubschrauberrahmen 28 einstellbar befestigt sind. Die Stange 29 nach Fig. 2 ist eine Zwischenverbindungsstange zu einem zweiten kollektiven Steuerhebel, damit eine doppelte Steuermöglichkeit bei der speziell beschriebenen Ausführungsform erhalten wirdj sie ist aber nioht Gegenstand vorliegender Erfindung.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Details der teleskopförmigen Federstrebe 18. Ein hohler zylinderischer Körper 30 ist so angeordnet, daß er in axialer Richtung eine teleskopförmige Bewegung über den Außendurchmesser einer hohlen zylindrischen Kammer

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ausführen kann. Miteinander zusammenwirkende Ansätze 38 am Körper 30 und der Kammer 31 verhindern eine Verlängerung der Strebe 18 über einen gewünschten Wert hinaus. Ein Gleitkolben 32 ist im Körper 30 angeordnet und besitzt einen Plansch, der ein Widerlager für ein Ende einer Schraubenfeder 33 darstellt, die sich über die gesamte Länge der Strebe 18 erstreckt und an einer inneren Fläche der Kammer 31 anliegt. Die Feder 33 versucht die Strebe 18 in ihrer voll ausgezogenen Länge zu halten, und die Federspannung ist durch einen Bolzen 34 einstellbar, der den Gleitkolben 32 festhält und durch das Ende der Kammer 31 reicht und mit einer Schraubenmutter 35 in Eingriff kommt. Ein gabelförmiges Ende 36 ist mit dem mit Schraubgewinde versehenen Ende des Bolzens 34- zur Schwenkbefestigung mit dem Bauteil 20 gesperrt (Fig. 1). Zwei diametral gegenüberliegende, mit Schraubgewinde versehene Ansätze 37 sind auf der Außenseite des Körpers 30 vorgesehen, damit die Schwenkbefestigung bei 17 innerhalb des gabelförmigen Endes des Armes 16 vereinfacht wird (Fig. 1).

Bei der folgeren Beschreibung der Arbeitsweise vorliegender Erfindung wird der resultierende Schub aus den Rotorblattern in einer beliebigen Stellung innerhalb des Minimum-Maximum-Bereiches (B bis C in Fig. 1) als positiver Schub bezeichnet.

Bei normalem Betrieb eines Hubschraubers gemäß vorliegender Erfindung werden die minimalen und maximalen kollektiven Blattverstellanschlagschrauben 26 und 27 so eingestellt, daß sie mit den Enden des Armes 24 in Berührung stehen, so daß eine Bewegung des kollektiven Blattverstellsteuerhebels 12 auf ein Verschwenken um die Achse 13 zwischen minimalen (B) und maximalen (C) kollektiven Blattwinkeleinstellungen im Flug begrenzt ist (Fig. 1). Diese Phase des Betriebes ist üblich, eine Bewegung des Hebels 12 ändert die Steigung aller Hauptrotorblätter um gleiche Beträge, und dadurch wird der positive Eotorschub vergrößert oder verkleinert, um eine ¥ertikalbewegung des Hubschraubers zu steuern. Nimmt der Hebel 12 seine

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minimale Stellung (B) ein, wird eine minimale kollektive Blattverstellung der Rotorblätter im Flug gewählt, die während der Eigendrehung verwendet wird. Während dieser Phase des Betriebes wirkt die teleskopförmige Federstrebe 18 als ein Hebel fest vorgegebener Länge durch Bewegung des Bauteiles 20, der den Kollektiv/Gier-Verkettungsmechanismus betätigt (wenn vorgesehen).

Wenn der Hubschrauber von gefährlichen Basen, wie z.B. von Deck eines Schiffes aus eingesetzt werden soll, geschieht dies in folgender Weise.

Die minimale Blattwinkelanschlagschraube 26 (Fig. 2) wird von ihrer Kontaktfläche auf den Arm 24 weg um einen gewünschten Betrag eingestellt. Eine nachgiebig aufrechterhaltene Anschlagkraft wird nunmehr bei der minimalen Einstellung (B) des kollektiven Blattverstellsteuerhebels 12 über die Feder 33 in eier teleskopförmigen Federstrebe 18 vorgesehen, die eine definierte Anschlagkraft an dieser Stelle ergibt. Durch Niederdrücken des Hebels 12 kann der Pilot jedoch die Wirkung der Feder 33 überwinden, um die Strebe 18 teleskopförmig zusammenzuschieben und zu ermöglichen, daß der kollektive Blattverstellsteuerhebel 12 sich in eine negative kollektive Blattwinkeleinstellung (D in Fig. 1) bewegt. Die Anschlagschraube 26 kann so eingestellt werden, daß bei der negativen Stellung (D) des Hebels 12 der resultierende Schub aus den Hauptrotorblättern entweder den Wert Null oder einen beliebigen gewünschten Wert negativen Schubes erhält.

Während dieser Phase des Betriebes ist der Kollektiv/Gier-Verkettungsmechanismus nicht erforderlich und wird automatisch außer Betrieb gehalten.

Sobald der Hubschrauber eine Landefläche berührt, wählt der Pilot die neutrale zyklische Blattsteigungs- und die negative

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kollektive Blattsteigungswinkeleinstellung (D) des Hebels 12, die abhängig von der Stellung des Anschlages 26 entweder einen Schub vom Wert Null oder einen negativen resultierenden Schub aus den Hauptrotorblättern ergibt, damit die Stabilität des Hubschraubers auf einer instabilen Blattform gewährleistet ist, bis der Hubschrauber vom Bodenpersonal befestigt ist. Venn ein negativer resultierender Schub erzeugt wird, wird der Hubschrauber auf die Landefläche mit einer Kraft gedruckt, die sich in Abhängigkeit von dem Wert des gewählten negativen Schubes verändert.

Vorliegende Erfindung behebt in wirksamer Weise die Schwierigkeiten, die sich bei einem Einsatz eines Hubschraubers von einer instabilen Plattform, z.B. von Deck eines Schiffes aus ergeben, insbesondere bei verhältnismäßig starken Vinden, indem eine Stabilität des Hubschraubers vor dem Abheben und beim Landen gewährleistet wird, wodurch die Betriebseigenschaften in Verbindung mit Sicherheit und Zuverlässigkeit wesentlich verbessert werden. Vährend des normalen Fluges des Hubschraubers, bei dem der minima-le (B) bis negative (D) Einstellbereich verwendet wird, gewährleistet die Äefinierte Anschlagkraft, die durch die Feder 33 in der teleskopförmigen Federstrebe 18 bei der normalen minimalen kollektiven Blattwinkeleinstellung (B) im Flug erzielt wird, daß eine unbeabsichtigte Auswahl der negativen kollektiven Blattwinkeleinstellung (D) nicht gemacht wird.

Bekannte Arten von automatischen Verriegelungsvorrichtungen an Deck, z.B. ein Harpunensystem können bei einem Hubschrauber nach vorliegender Erfindung ebenfalls verwendet werden. In diesem Fall wird die negative Schubstellung des Kollektiven Blattverstellsteuerhebels 12 so ausgewählt, daß der Hubschrauber stabil gehalten wird, bis das Deckverriegelungssystem ;in Eingriff steht.

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Vorstehend wurde nur eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben und dargestellt, die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann der Anschlag an der negativen kollektiven Blattwinkeleinstellung einteilig mit der teleskopförmigen Federstrebe 18 oder in einer hydraulischen Winde, die die kollektive Steigung beaufschlagt, ausgebildet sein. Es kann ferner ein Auswahlmechanismus im Cockpit vorgesehen sein, der es einem Piloten ermöglicht, entweder den normalen kollektiven Blattsteigungsbereich im Flug oder den Bereich, der die negative Steigungseinstellung nach vorliegender Erfindung mit einschließt, auszuwählen, so daß eine außerplanmäßige Landung einfach und sicher auf einer instabilen Oberfläche durchgeführt werden kann. Die teleskopförmige Federstrebe 18 kann durch eine andere entsprechende Vorrichtung ersetzt werden, z.B. einen Verschlußmechanismus, der in der Weise wirkt, daß er die vertikale Arbeitsebene des Hebels 12 in dem Bereich von Minimum nach Maximum von der vertikalen Betriebsebene des Hebels 12 in den Bereich von minimaler bis negativer kollektiver BlattSteigung trennt.

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Claims (8)

18.6.1973 W/He - 5 - W/ö 7678 233'] 072 Patentansprüche:

1. Hubschrauber mit einem Hauptrotorsystem mit einer Vielzahl von Rotorblättern und einem Flugsteuersystem, das einen kollektiven Blattverstellsteuermechanismus aufweist, der so arbeitet, daß er den Steigungswinkel eines jeden Rotorblattes um einen gleichen Betrag ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus einen kollektiven Blattverstellsteuerhebel (12) aufweist, der in einer etwa vertikalen Ebene zwischen Anschlägen (21, 23) in einem Bereich von Minimum- und Maximum-Plugeinsteilungen für den kollektiven Steigungswinkel arbeitet, wobei der Anschlag (21) an der minimalen Einstellung zur Auswahl einer veränderlichen negativen Einstellung des kollektiven Steigungswinkels der Rotorblätter aufgehoben werden kann.

2. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (21) an der minimalen Einstellung eine nachgiebig aufrechterhaltene Anschlagkraft aufweist, die durch einen Druck überwunden wird, der durch den kollektiven Blattverstellsteuerhebel (12) aufgegeben wird.

3. Hubschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagkraft durch eine Feder (33) hervorgerufen ist.

4. Hubschrauber nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (33) eine zusammendrückbare Schraubenfeder ist.

5. Hubschrauber nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (33) in einer teleskopförmigen Strebe (18) angeordnet ist, um normalerweise die Strebe in der vollausgezogenen Stellung zu halten.

6. Hubschrauber nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die teleskopförmige Strebe (18) schwenkbar zwischen dem Steuerhebel (12) und dem Hubschrauberrahmen (28) befestigt ist, derart, daß während der Bewegung des Steuerhebels innerhalb des

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Hebel

Bereiches zwischen Minimum und Maximum die Strebe als fest vorgegebener Länge wirkt, und dann, wenn der Steuerhebel über die Minimumstellung hinaus in die negative Einstellung verschoben wird, die Strebe entgegen der Kraft der Schraubenfeder teleskopförmig bewegt wird.

7. Hubschrauber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubschrauberrahmen (28) einen Schwenkbauteil (16) aufweist, der mit der teleskopförmigen Strebe (18) zwischen dem Bereich von Minimum- und Maximumeinstellungen verschiebbar befestigt ist und einer Anschlagvorrichtung (21, 23)zugeordnet ist, um eine Verschiebung des Bauteiles während der Bewegung des Steuerhebels zwischen den »immalen und negativen kollektiven Steigungswinkeln zu verhindern.

8. Hubschrauber nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagvorrichtung (21) einteilig mit einem Kollektiv/Gier-Verstellmechanismus ausgebildet ist, der durch Bewegung des Schwenkbauteiles (16) betätigt wird.

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