DE2634851B2

DE2634851B2 - Rotor blade for the lift rotor of a rotary wing aircraft

Info

Publication number: DE2634851B2
Application number: DE19762634851
Authority: DE
Inventors: Willibald 8000 Muenchen Hiemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-03
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE2634851A1; DE2634851C3

Description

Ein Rotorblatt für den Rotor eines Drehflügelflugzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs ist bekannt (FR-PS 9 51186). Dieses Rotorblatt hat eine im Vergleich zur Breite verhältnismäßig große Länge.A rotor blade for the rotor of a rotary wing aircraft with the features of the preamble of the claim is known (FR-PS 9 51186). This rotor blade has a relatively large compared to the width Length.

Bekannte Rotorblätter für Hubschrauber sind im Vergleich zu ihrer Breite noch wesentlich langer. Zur Erzeugung des erforderlichen Auftriebes müssen sie deshalb mit hoher Geschwindigkeit drehen, die an den radial außen liegenden Spitzen der Rotorblätter Schallgeschwindigkeit erreichen kann.Known rotor blades for helicopters are much longer compared to their width. To the To generate the necessary buoyancy, they must rotate at high speed, which is attached to the radially outer tips of the rotor blades can reach the speed of sound.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rotorblatt der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem eine hohe Auftriebsleistung bei vergleichsweise kleinen Umfangsgeschwindigkeiten erreicht werdenThe invention is based on the object of creating a rotor blade of the type described at the outset, with which a high lift capacity can be achieved at comparatively low circumferential speeds

ίο kann.ίο can.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmalkombination gemäß Anspruch 1 gelöstThis object is achieved according to the invention by the combination of features according to claim 1

Bei Propellern ist es an sich bekannt, mehrere in Längsrichtung beabstandete Stege vorzusehen, die sichIn the case of propellers, it is known per se to provide a plurality of webs which are spaced apart in the longitudinal direction and which

ii über die Breite des Propellerblattes erstrecken (DE-PS 3 88 459, FR-PS 4 43 843).ii extend across the width of the propeller blade (DE-PS 3 88 459, FR-PS 4 43 843).

Ferner ist bekannt einen Propeller mit einem Vorflügel auszurüsten, der die anströmende Luft auf die Oberseite des Hauptbiattes lenkt (DE-PS 4 5 ί 0?7)It is also known to equip a propeller with a slat, which the incoming air on the Top of the main sheet steers (DE-PS 4 5 ί 0? 7)

Durch die Stege des Rotorblattes gemäß der Erfindung wird ein Abströmen der Luft in radialer Richtung nach außen, d. h. in Längenrichtung des Rotors vermieden. Die Luft wird vielmehr in Breitenrichtung des Rotorbiattes wie bei einem nicht rotierenden Tragflügel geleitet Dies führt im Zusammenwirken mit den Schlitzen in der Nähe der hinteren Längskante des Rotorbiattes, durch welche die Luft von der Unterseite des Profils schräg na·· h hinten auf die Oberseite gelenkt wird, zu hohen Auftriebswerten. Das Rotorblatt kann somit im Vergleich zu bekannten Rotorblättern wesentlich kürzer ausgebildet werden, während seine Breite in Angleichung an übliche nicht rotierende Tragflügel größer gemacht wird als bei bekannten Rotorblättern.The webs of the rotor blade according to the invention allow the air to flow out radially Outward direction, d. H. avoided in the longitudinal direction of the rotor. Rather, the air is in the width direction of the rotor blade as with a non-rotating wing. This leads in cooperation with the slots near the rear longitudinal edge of the rotor blade, through which the air from the underside of the profile is directed obliquely towards the rear on the upper side, resulting in high lift values. The rotor blade can thus are made significantly shorter compared to known rotor blades, while its Width is made larger in alignment with conventional non-rotating airfoils than with known ones Rotor blades.

Ein zweckmäßiges Verhältnis zwischen Breite und Länge des erfindungsgemäßen Rotorblaites liegt in der Größenordnung von V2bis V₄.An appropriate ratio between the width and length of the rotor blade according to the invention is in the order of magnitude of V2 to V ₄ .

Abgesehen von dem geringeren Platzbedarf ist ein wesentlicher Vorteil des neuen Rotorbiattes, daß wegen seiner erheblich geringeren Länge bei vergleichbaren Rotordrehzahlen kleinere maximale Umfangsgeschwindigkeiten an den radial äußeren Enden des Rotorblattes entstehen. Dies führt zu geringerer Materialbeanspruchung und Geräuschentwicklung im Betrieb.Apart from the smaller space requirement, a major advantage of the new rotor blade is that because of its considerably shorter length at comparable rotor speeds lower maximum circumferential speeds arise at the radially outer ends of the rotor blade. This leads to less stress on the material and noise development during operation.

Durch den zusätzlichen Vorflügel, der unter einem negativen Anstellwinkel vor dem eigentlichen Rotorblattprofil angeordnet ist und die Luft zur Oberseite des Profils hinleitet ist eine weitere, erhebliche Auftriebsvergrößerung bis zu 30% erzielbar. Due to the additional slat, which is at a negative angle of attack in front of the actual rotor blade profile is arranged and the air leads to the top of the profile, a further, considerable increase in lift of up to 30% can be achieved.

Das Rotorblatt nach der Erfindung kann zur Erzeugung einer zusätzlichen Lenkfunktion auch im Anstellwinkel gegenüber der Rotorwelle verstellbar sein. Bei starrer Verbindung mit der Rotornabe ist eine Lenkfunktion durch andere Mittel, z. B. durch ein gesondertes, das Rotorblatt radial außen verlängerndes, im Anstellwinkel veränderbares Lenkblatt verwirklichbar, wie an sich bekannt (DE-OS 15 06 623).The rotor blade according to the invention can also be used to generate an additional steering function The angle of incidence relative to the rotor shaft can be adjusted. If there is a rigid connection to the rotor hub, there is a Steering function by other means, e.g. B. by a separate, the rotor blade radially outward lengthening, The steering blade can be changed in the angle of attack, as is known per se (DE-OS 15 06 623).

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Rotorblatt;
Fig.2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1, wobei die Rotornabe und eine Ummantelung weggelassen sind;The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments with further details. It shows
F i g. 1 is a plan view of a rotor blade;
FIG. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1, the rotor hub and a casing being omitted;

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III in F i g. 2;F i g. 3 shows a section along the line HI-III in F i g. 2;

Fig.4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI in F ig. 2;
F i g. 5 in einem Teilschnitt wie F i g. 3 eine Abwand-4 shows a view in the direction of arrow VI in FIG. 2;
F i g. 5 in a partial section like FIG. 3 a wall

Jung des hinteren Endes des Rotorblattprofiles;Jung of the rear end of the rotor blade profile;

F i g. 6 in einem Teilschnitt wie F i g. 2 eine Abwandlung des radial inneren Endes eines Rotorblattes;F i g. 6 in a partial section like FIG. 2 shows a modification of the radially inner end of a rotor blade;

F i g. 7 in einem Teilschnitt wie F i g. 2 die Anordnung eines zusätzlichen Lenkblattes am radial äußeren Ende des Rotorblattes gemäß den F i g. 1 bis 4 undF i g. 7 in a partial section like FIG. 2 the arrangement of an additional steering blade at the radially outer end of the rotor blade according to FIGS. 1 to 4 and

F i g. 8 die Draufsicht eines Hubrotors mit Rotorblättern. F i g. 8 the top view of a lifting rotor with rotor blades.

Das in den F i g. 1 bis 4 gezeigte Rotorblatt 1 ist starr mit einer Rotornabe 2 mittels Gewindebolzen verbunden, deren Anbringungsstellen in F i g. 2 und 4 mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet sind.The in the F i g. 1 to 4 shown rotor blade 1 is rigidly connected to a rotor hub 2 by means of threaded bolts, their attachment points in FIG. 2 and 4 are denoted by the reference number 3.

Das Rotorblatt ist durch Gießen hergestellt und besteht aus zwei in der Neutralebene ?V . « Profiles geteilten Hälften 4, 5, wobei diest NeMira!""-=ne Num einen festen Anstellwinkel α vo;. ζ ".. 6° zur Horizontalen angestellt istThe rotor blade is made by casting and consists of two in the neutral plane? V. «Profiles divided halves 4, 5, where the NeMira!""- = ne N by a fixed angle of attack α vo ;. ζ ".. 6 ° to the horizontal

Das am besten aus Fig.3 <. -ntiiche Profil des Rotorblattes 1 ist von insgp-?r,_it sechs Stegen 8 bis 13 umgeben, die radial im Abi'-.·-! voneinander über die Länge des Rotorblattes 1 verteilt und mit von der Mitte der Rotornabe 2 ausgehendem Radius gekrümmt sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet !er Steg 13 das radial äußere Ende des Rotorblattes 1, der im Falle einer Mantelschraube mit kleinem Abstand von einem mit 14 bezeichneten zylindrischen Mantel angeordnet istThe best from Fig . 3 <. -ntiiche profile of the rotor blade 1 is insgp- r _it six ribs 8 to 13 surrounded radially in Abi '-. * - are distributed from one another over the length of the rotor blade 1 and are curved with a radius starting from the center of the rotor hub 2. In the exemplary embodiment shown, the web 13 forms the radially outer end of the rotor blade 1, which, in the case of a casing screw, is arranged at a small distance from a cylindrical casing denoted by 14

Nahe der hinteren Längskante des Rotorblattes 1 sind in Längsrichtung des Rotorblattes 1 verlaufende, aufeinander ausgerichtete, durch die Stege 8 bis 13 getrennte Schlitze 15 bis 20 angeordnet In Fi g. 3 ist am Beispiel des Schlitzes 17 zu sehen, daß die Schlitze da:. Profil des Rotorblattes 1 von unten vorn nach oben hinten schräg verlaufend durchsetzen. Die Schlitze 15 bis 20 lenken also Luft von der Unterseite schräg nach hinten zur Oberseite, was zu einer erheblichen Auftriebsvergrößerung führtNear the rear longitudinal edge of the rotor blade 1 are running in the longitudinal direction of the rotor blade 1, aligned slots 15 to 20, separated by the webs 8 to 13, are arranged in FIG. 3 is on Example of the slot 17 to see that the slots there :. Assert the profile of the rotor blade 1 running obliquely from the bottom front to the top rear. The slots 15 So to 20 direct air from the bottom obliquely backwards to the top, resulting in a considerable Leads to increase in lift

Der weiteren Auftriebsvergrößerung dient ein Vorflügel 21, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in die ober" Gußhälfte 4 des Rotorblattes 1 eingegossen ist.The further increase in lift is used Slat 21, which is cast in the upper "cast half 4 of the rotor blade 1 in the embodiment shown is.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß das Profil durch längs des Rotorblattes 1 verlaufende Rippen 22 verstärkt ist, und daß die Hälften 4, 5 an Stützstellen 23 mittels versenkten Schrauben oder Nieten miteinander verbunden sind.From Fig. 3 it can be seen that the profile is reinforced by ribs 22 running along the rotor blade 1, and that the halves 4, 5 are connected to one another at support points 23 by means of countersunk screws or rivets are.

Bei der Variante nach F i g. 5 sind zusätzlich zu den Schlitzen 15 bis 20 schräg von vorn oben nach hinten unten verlaufende Schlitze 25 vorgesehen, welche die Funktion der Schlitze 15 bis 20 bei um 180° geschwenktem Rotorblatt d. h. bei Flug »auf dem Kopf« erfüllen, die Funktion der Schlitze 15 bis 20 be· Normalflug jedoch nicht beeinträchtigen.
F i g. 6 zeigt ein im Prinzip gleich wie das Rotorblatt 1 nach den F i g. 1 bis 4 aufgebautes Rotorblatt das ebenfalls mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist Das Rotorblatt 1 ist an der Rotornabe 2 mitteis eines Schwenkzapfens 30 angebracht der fest mit dem Rotorblatt 1 verbunden und um seine Achse 31 schwenkbar in der Rotornabe gelagert und zum Verändern des Anstellwinkels « antreibbar istIn the variant according to FIG. 5, in addition to the slots 15 to 20, slots 25 are provided which run obliquely from the front top to the rear bottom, which fulfill the function of the slots 15 to 20 when the rotor blade is pivoted by 180 °, ie when the rotor is in flight "upside down", the function of the slots 15 up to 20 in normal flight.
F i g. 6 shows a basically the same as the rotor blade 1 according to FIGS. 1 to 4 constructed rotor blade which is also denoted by the reference number 1. The rotor blade 1 is attached to the rotor hub 2 by means of a pivot pin 30 which is fixedly connected to the rotor blade 1 and pivotably mounted about its axis 31 in the rotor hub and can be driven to change the angle of attack is

Soll auch bei der Ausführung nach den F i g. 1 und 2 eine Schwenkbarkeit des Rotorblattes 1 um seine Längsachse zur Verstellung des Anstellwinkels ermöglicht werden, so wird das innere Ende des Rotorblattes ! mit einer Platte verbunden, die ihrerseits mit einem schwenkbaren, radialen Rohr fest verbunden ist, wobei das Rohr mit seinem inneren Ende in der Rotornabe schwenkbar gelagert istShould also in the execution according to the F i g. 1 and 2 allows the rotor blade 1 to pivot about its longitudinal axis to adjust the angle of attack so will the inner end of the rotor blade! connected to a plate, which in turn is connected to a pivotable, radial tube is firmly connected, the tube with its inner end in the rotor hub is pivotably mounted

Bei der Abwandlung nach Fig./ ist das Rotorblatt 1 wie bei der Ausführung nach den Fi ₆. ( bis 4 starr mit der Rotornabe 2 verbunden. Eine Lenkfun^tion läßt sich durch ein radial außen anschließendes, das starre Rotorblatt 1 radial verlängernde Lenkblatt 40 erzielen, welches beispielsweise über eine durch das Rotorblatt 1 hindurchgeführte Schwenkwelle 41 im Anstellwinkel veränderbar ist Die Sdrvenkwelle 41 kann in Lagern in dem Rotorblatt 1 schwenkbar gelagert sein.In the modification according to FIG. 1, the rotor blade 1 is the same as in the embodiment according to FIG. _6. (Up to 4 rigidly connected to the rotor hub 2. A steering function can be achieved by a steering blade 40 adjoining the rigid rotor blade 1 radially on the outside, the angle of attack of which can be changed, for example, via a pivot shaft 41 passed through the rotor blade 1 can be pivotably mounted in bearings in the rotor blade 1.

JO Das beschriebene Rotorblatt 1 -v'^d bevorzugt bei zwei vorzugsweise hintereinander angeordneten, ummantelten gegenläufigen Hubrotoren eines Drehflügelflugzeuges eingesetzt welchem es bei kleinen Abmessungen der Hubrotoren (z. B. 1,5 m 0) und kleiner Antriebsleistung einen vergleichsweise hohen Auftrieb vermittelt Drei Rotorblätter der beschriebenen Art reichen für je einen Hubrotor dabei aus.JO The described rotor blade 1 -v '^ d is preferably used with two jacketed counter-rotating lifting rotors of a rotary wing aircraft, which are preferably arranged one behind the other, which gives a comparatively high lift with small dimensions of the lifting rotors (e.g. 1.5 m 0) and low drive power Rotor blades of the type described are sufficient for one lifting rotor each.

Schematisch ist ein solcher Hubrotor mit drei Rotorblättern 1 in Fig.8 gezeigt Die Ausbildung entspricht im Prinzig derjenigen nach F i g. 7, jedoch mit größerem Abstand zwischen Rotornabe 52 und Rotorblättern 1, welche in diesem Fall über schwenkbar in der Rotornabe 52 gelagerte und zur Verstellung des Anstellwinkels schwenkbare Rohrkörper 50 mit der Rotornabe 52 verbunden sind.Such a lifting rotor with three rotor blades 1 is shown schematically in FIG corresponds in principle to that according to FIG. 7, but with a greater distance between the rotor hub 52 and Rotor blades 1, which in this case are pivotably mounted in the rotor hub 52 and are used to adjust the Angle of attack pivotable tubular body 50 are connected to the rotor hub 52.

In Fig.8 erkennt man deutlich, daß die Stege sämtlich mit von der Mitte M der Rotornabe 52 ausgehenden Radien gekrümmt sind.In FIG. 8 it can be clearly seen that the webs are all curved with radii extending from the center M of the rotor hub 52.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims: 26 34

1. Rotor blade for the lift rotor of a rotary wing aircraft, which is surrounded radially on the outside by a jacket, with inclined slots leading from the bottom to the top of the rotor blade in the rear area of the rotor blade, characterized in that the ratio between the width and length of the rotor blade (1 ) is in the order of magnitude of V ₂ to ³ A, that several, in the longitudinal direction of the rotor blade (1) spaced webs (8 to 13) extend over the width of the rotor blade (1) and that a slat (21) is provided, the directs the incoming air onto the top of the rotor blade profile

2. Rotor blade according to claim 1, characterized in that that the slat (21) is rigidly connected to the rotor blade (1)

3. Rotor blade according to claim ί or 2, characterized in that additional, obliquely from the rear to the front; ben extending slots (25) are provided.

4. Rotor blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the webs (8 to 13) the Surrounding the profile of the rotor blade (1), i.e. protrude from the rotor blade (1) on both sides and at the back and front.

5. Rotor blade according to claim 4, characterized in that the webs (8 to 13) from the top of the rotor blade (1) protrude by a greater height than from the underside.

6. Rotor blade according to claim 5, characterized in that the mean height is used to soften the webs (8 to 13) protrude from the top of the rotor blade (1), in the size inordiv ^ ng of half the thickness of the rotor blade (l).

7. Rotor blade according to one of claims 1 to 6, characterized in that the webs (8 to 14) in their longitudinal direction with a radius of curvature corresponding to the distance to the rotor center are.

8. Rotor blade according to one of claims I to 7, characterized in that a total of about six Web (8 to 13) are arranged distributed over the length of the rotor blade (1).

9. Rotor blade according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is made by casting is made

10. Rotor blade according to claim 9, characterized in that it is divided approximately in the neutral plane (N) of the profile.

11. Rotor blade according to one of claims 1 to 10, characterized in that its angle of attack (α) with respect to the rotor hub (2) can be changed.

12. Rotor blade according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is rigidly coupled to the rotor shaft (2) and, in addition, the rotor blade (1) has steering blades (40) which extend radially outwards and which are adjustable in the angle of attack (ä)