DE2634851C3 - Rotor blade for the lift rotor of a rotary wing aircraft - Google Patents

Rotor blade for the lift rotor of a rotary wing aircraft

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DE2634851C3 DE19762634851 DE2634851A DE2634851C3 DE 2634851 C3 DE2634851 C3 DE 2634851C3 DE 19762634851 DE19762634851 DE 19762634851 DE 2634851 A DE2634851 A DE 2634851A DE 2634851 C3 DE2634851 C3 DE 2634851C3
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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Description

hin Rotorblatt für den Rotor eines Drehflügelflugzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs ist bekannt (FR-PS 9 51 18b). 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 51 18b). This rotor blade has a length which is comparatively great compared to the width.

Dekannte Rotorblätter für Hubschrauber sind im Vergleich zu ihrer Breite noch wesentlich länger. Zur Erzeugung des erforderlichen Auftriebes müssen sie deshalb mit hoher Geschwindigkeit drehen, die an den radial außen liegenden Spitzen der Rotorblätter Schallgeschwindigkeit erreichen kann.Decoded 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 iverden kann.The invention is based on the object of creating a rotor blade of the type described at the outset, with which a high lift capacity is achieved at comparatively low circumferential speeds can.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmalkombination gemäß Anspruch 1 gelöst.This 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 sich über die Breite des Propellerblattes erstrecken (DE-PS 3 88 459, FR-PS 4 43 843).In 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 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 Hauptblattes lenkt (DE-PS 4 51 027).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 51 027).

Durch die Stege des Rotorblattes gemäß der Erfindung wird ein Abströmen der Luft in radialer Richtung nach außen, d. h. in Längenrichiungdes Rotors vermieden. Die Luft wird vielmehr in Breitenrichtung des Rotorblattes wie bei einem nicht rotierenden Tragflügel geleitet. Dies führt im Zusammenwirken mit den Schlitzen in der Nähe der hinteren Längskante des Rotorblattes, durch welche die Luft von der Unterseite des Profils schräg nach 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. in the longitudinal direction of the rotor avoided. The air is rather in the width direction of the rotor blade like a non-rotating one Hydrofoil. This results in cooperation with the slots near the rear longitudinal edge of the Rotor blade through which the air is directed from the underside of the profile obliquely backwards onto the upper side becomes, to high buoyancy values. The rotor blade can thus be compared to known rotor blades can be made much shorter, while its width in approximation to the usual non-rotating Airfoil is made larger than known rotor blades.

Ein zweckmäßiges Verhältnis zwischen Breite und Länge des erfindungsgemäßen Rotorblattes liegt in der Größenordnung von '/j bis V4.An appropriate ratio between the width and length of the rotor blade according to the invention is in the order of magnitude of ½ to V 4 .

Abgesehen von dem geringeren Platzbedarf ist ein wesentlicher Vorteil des neuen Roiorblattes, daß wegen seiner erheblich geringeren Länge ixi 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 footprint, a major advantage of the new Roior sheet is that because of its considerably shorter length ixi comparable Rotor speeds lower maximum peripheral speeds at the radially outer ends of the rotor blade develop. This leads to less material stress and less noise during operation.

Durch den zusätzlichen Vorflügel, der unter einem negativen Anstelle inkcl vor dem eigentlichen Rotorblaltprofil angeordnet ist und die Luft zur Oberseite des Profils hinlcitet, ist eine weitere, erhebliche Auftriebsvergrößerung bis zu '0% erzielbar. Due to the additional slat, which is under a negative instead of inccl 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 0% 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, dar, 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, is, rotor blade extending radially outward, 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 schcmatischer Zeichnungen an mehreren Ausfiihrungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with the aid of schematic drawings of several exemplary embodiments further details explained in more detail. It shows

F i g. I eine Draufsicht auf ein Rotorblatt;F i g. I a plan view of a rotor blade;

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie H-Il in Fig. I, wobei die Rotornabe und eine Ummantelung weggelassen sind;2 shows a section along the line II-II in FIG. wherein the rotor hub and a shell are omitted;

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie Will in Fig, 2;F i g. 3 shows a section along the line Will in FIG. 2;

F i g. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles Vl in F ig. 2;F i g. 4 is a view in the direction of arrow VI in F ig. 2;

F i g. 5 in einem Teilschnitt wie F i g. 3 eine Abwand-F i g. 5 in a partial section like FIG. 3 a wall

lung des hinteren Endes des Roiorblauprofiles;development of the rear end of the Roior blue profile;

F i g. 6 in einem Teilschnitt wie F i g. 2 eine Abwandlung des radial inneren Endes eines Rotorblaites;F i g. 6 in a partial section like FIG. 2 a modification 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. I 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. I to 4 and

Fig. 8 die Draufsicht eines Hubrotors mit Rotarbläitern. Fig. 8 is a top view of a lifting rotor with Rotarbläitern.

Das in den Fig. I bis 4 gezeigte Rotorblatt 1 ist starr mit einer Rotoniabe 2 mittels Gewindebolzen verbunden, deren Anbringungsstellen in Fig. 2 und 4 mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet sind.The rotor blade 1 shown in FIGS. 1 to 4 is rigid connected to a Rotoniabe 2 by means of threaded bolts, the attachment points in Fig. 2 and 4 with the Reference numeral 3 are designated.

Das Rotorblatt ist durch Gießen hergestellt und besteht aus zwei in der Neutralebene N des Profiles geteilten Hälften 4, 5, wobei diese Neutralebcne N um einen festen Anstellwinkel λ von z. B. 6: zur Horizontalen angestellt ist.The rotor blade is made by casting and consists of two halves 4, 5 divided in the neutral plane N of the profile, this neutral plane N at a fixed angle of incidence λ of z. B. 6 : is employed to the horizontal.

Das am besten aus F i g. 3 ersichtliche Profil des Rotorblattes 1 ist von insgesamt sechs Stegen 8 bis 13 umgeben, die radial im Abstand 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 der Steg 13 das radial äußere Ende des Roiorblattes !. der im Falle einer Mantelschraube mit kleinem Abstand von einem mit 14 bezeichneten zylindrischen Mantel angeordnet ist.The best of fig. The profile of the rotor blade 1, which can be seen in FIG. 3, consists of a total of six webs 8 to 13 surrounded, which are distributed radially at a distance from one another over the length of the rotor blade 1 and with from the center the rotor hub 2 are curved starting from the radius. In the embodiment shown, the web forms 13 the radially outer end of the Roior sheet! the in Case of a jacket screw with a small distance from a designated 14 cylindrical jacket is arranged.

Nahe der hinteren Längskaiuc des Roiorblattes I sind in Längsrichtung des Rotorblattes I verlaufende, aufeinander ausgerichtete, durch Jie Stege S bis 13 getrennte Schlitze 15 bis 20 angeordnet. In Fig. 3 ist am Beispiel des Schlitzes 17 zu sehen, dall die Schlitze das 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, v>as zu einer erheblichen Auftriebsvergrößerung führt.Near the posterior longitudinal kaiuc of the Roior leaf I are extending in the longitudinal direction of the rotor blade I, aligned with one another, through Jie webs S to 13 separate slots 15 to 20 arranged. In Fig. 3 is on Example of slot 17 to see dall the slots that Assert the profile of the rotor blade 1 running obliquely from the bottom front to the top rear. The slots 15 So up to 20 direct air from the bottom diagonally backwards to the top, v> as to a considerable extent Leads to increase in lift.

Der weiteren Auftriebsvergrüllerung dient ein Vorflügcl 21, der bei dem gezeigten Aiisführungsbeispiel in die obere GuQhälfte 4 des Rotorblattes 1 eingegossen ist.A further increase in buoyancy is used Vorflügcl 21, which is shown in the example shown is cast in the upper half 4 of the rotor blade 1.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Profil durch längs des Rotorblattes 1 verlaufende Rippen 22 ve> stärkt ist, und daß die Hälften 4, 5 an Slüt/stellcn 23 mittels versenkten Schrauben oder Nieten miteinander verbunden sind.From Fig. 3 it can be seen that the profile through longitudinal of the rotor blade 1 extending ribs 22 ve> strengthens, and that the halves 4, 5 at Slüt / Stellcn 23 by means countersunk screws or rivets are connected to each other.

Bei der Variante nach Fig. 5 sind zusätzlich zu den Schlitzen 15 bis 20 schräg von vorn oben nach hinten unten verlaufende Schlit/e 25 vorgesehen, welche die Funktion der Schlitze 15 bis 20 bei um IHO geschwenktem Rotorblatt,d. h. bei Flug »auf dem Koni« erfüllen, die Funktion der Schlitze 15 bii 20 be; Normalflug jedoch nicht beeinträchtigen.In the variant according to FIG. 5, in addition to the slots 15 to 20, there are slits 25 which run obliquely from top to bottom to bottom rearwards, which the function of the slots 15 to 20 when the rotor blade is pivoted about IHO, ie when flying on the cone «Fulfill the function of the slots 15 to 20 ; However, it does not affect normal flight.

F i g. 6 zeigt ein im Prinzip gleich wie das Rotorblatt 1 nach den Fig. 1 bis 4 aufgebautes Rotorblatt, das ebenfalls mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Das Rotorblatt 1 ist an der Rotornabe 2 mittels eines Schwenkzapfens 30 angebracht, der fest mit dem Rotorblatt 1 verbunden und um seine Achse 31 schwenkbar in der Rotornabe gelagert und /um Verändern des Anstellwinkels λ antreibbar ist.F i g. 6 shows a rotor blade constructed in principle the same as the rotor blade 1 according to FIGS. 1 to 4, which is also denoted by the reference number 1. The rotor blade 1 is on the rotor hub 2 by means of a Pivot pin 30 attached, which is fixedly connected to the rotor blade 1 and around its axis 31 pivotably mounted in the rotor hub and / can be driven to change the angle of attack λ.

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 1 mit einer Platte verbunden, die ihrerseits mit einem schwenkbaren, radialen Rohr fest verbunden ist, wobei das Rohr mit seinem inneren Ende in der Rotorn.ibe schwenkbar gelagert ist.Should also in the execution according to the F i g. 1 and 2 a pivotability of the rotor blade 1 about its Longitudinal axis for adjusting the angle of attack are made possible, so the inner end of the rotor blade 1 connected to a plate, which in turn is firmly connected to a pivotable, radial tube, wherein the inner end of the tube is pivotably mounted in the rotor disk.

Bei der Abwandlung nach Fig. 7 i· -.Jas Rctorblan I wie bei der Ausführung nach den Fig. ί ^is 4 sü-rr mit der Rotornabe 2 verbunden. Eine Lenkfunklion lälit 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 Ansieilwinkel veränderbar ist. Die Schwenkwelle 41 kann in Lagern in dem Rotorblatt 1 schwenkbar gelagert sein.In the modification according to FIG. 7 i · -.Jas Rctorblan I as in the execution according to the Fig. ί ^ is 4 sü-rr with the rotor hub 2 connected. A steering function is possible by a radially outwardly adjoining steering blade 40 that radially extends the rigid rotor blade 1. which, for example, via a pivot shaft 41 passed through the rotor blade 1 at an angle of attachment is changeable. The pivot shaft 41 can be pivotably mounted in bearings in the rotor blade 1.

Das beschriebene Rotorblatt I wird bevorzug1 bei zwei vorzugsweise hintereinander angeordneten, ummantelten gegenläufigen Hubrotoren eines Drehlliigelflugzeuges eingesetzt, welchem es bei kleinen Abmessungen der Hiibroloren (z.B. 1.5 m 0) und kleiner Antriebsleistung einen vergleichsweise hohen Auftrieb vermittelt. Drei Rotorblätter der beschriebenen \rt reichen für je einen Hubrotor dabei aus.The rotor blade I is described successively arranged Favor 1 at two, preferably, coated counter-rotating lift rotors used a Drehlliigelflugzeuges, which it imparts a relatively high lift at small dimensions of the Hiibroloren (eg 1.5 m 0) and less driving power. Three rotor blades of the described \ rt are sufficient for one lift rotor each.

Schematisch ist ein solcher Hubrotor mit drei Rotorblättern 1 in Fig. 8 gezeigt. Die Ausbildung entspricht im Prinzig derjenigen nach Fig. 7. jedoch mit größerem Abstand zwischen Rotornabe 52 und Rot jrblättcrn 1, welche in diesem Fall über schwenkbar in der Rotornabe 52 gelagerte und zur Verstellung des Anstellwinkels schwenkbare Rohrkörper -Ϊ0 mit der Rotornabe 52 verbunden sind.Such a lifting rotor with three rotor blades 1 is shown schematically in FIG. 8. Training corresponds in principle to that according to FIG. 7, but with greater distance between the rotor hub 52 and the rotorsheet 1, which in this case can be pivoted about in the rotor hub 52 and pivotable to adjust the angle of attack tubular body -Ϊ0 with the Rotor hub 52 are connected.

In Fig. 8 erkennt man deutlich, daß die Stege sämtlich mit von der Mitte /V/ der Rotorn.ibe 52 ausgehenden Radien gekrümmt sind.In Fig. 8 it can be clearly seen that the webs are all curved with radii starting from the center / V / of the rotor disk 52.

I Iierzu 2 Blatt ZeichnuimenI for 2 sheets of drawings

Claims (12)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Rotorblatt für den Hubrotor eines Drehflügelflugzeuges, der radial außen von einem Mantel umgeben ist, wobei im hinteren Bereich des Rotorblattes schräge Schlitze von der Unterseite zur Oberseite des des Rotorblattes führen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Breite und Länge des Rotorblattes (1) in der Größenordnung von '/. bis V4 liegt, daß sich mehrere, in Längsrichtung des Rotorblattes (1) beabstandete Stege (8 bis 13) über die Braite des Rotorblattes (1) erstrecken und daß ein Vorflügel (21) vorgesehen ist, der die anströmende Luft auf die Oberseite des Rotorblattprofils lenkt.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 ) of the order of '/. to V 4 is that several, in the longitudinal direction of the rotor blade (1) spaced webs (8 to 13) extend over the brace of the rotor blade (1) and that a slat (21) is provided, which the incoming air on the top of the Rotor blade profile steers. 2. Rotorblatt nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfliigel (21) starr mit dem Rotorblatt (1) verbunden ist.2. Rotor blade according to claim I, characterized in that the Vorfliigel (21) rigid with the Rotor blade (1) is connected. 3. Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, schräg von hinten nach vorn oben verlaufende Schlitze (25) vorgesehen sind.3. Rotor blade according to claim 1 or 2, characterized in that additional, obliquely from the rear slits (25) extending upwards towards the front are provided. 4. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (8 bis 13) das Profil des Rotorblattes (1) umgeben, d h. beidseitig und hinten und vorn vom Rotorblatt (1) vorstehen.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. Rotorblatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (8 bis 13) von der Oberseite des Rotorblaitcs (1) um eine größere Höhe vorstehen als von der Unterseite.5. Rotor blade according to claim 4, characterized in that the webs (8 to 13) from the top of the rotor blue (1) by a greater height protrude than from the bottom. 6. Rotorblatt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß :'ie mittlere Höhe, 'im welche die Stege (8 bis 13) von der Oberseite -'es Rotnrblaltes (1) vorstehen, in der Größenordnung der halben Dicke des Rotorblattes(I) liegt.6. Rotor blade according to claim 5, characterized in that that: 'the mean height,' in which the webs (8 to 13) from the top -'es rotnrblaltes (1) protrude, is in the order of half the thickness of the rotor blade (I). 7. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß tue Stege (8 bis 14) in ihrer Längsrichtung mit einem dem Abstand /ur Rotormitte einsprechenden Krümmungsradius gekrümmt sind.7. Rotor blade according to one of claims 1 to b, characterized in that the webs (8 to 14) in their longitudinal direction with a radius of curvature corresponding to the distance / ur rotor center are. 8. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt etwa sechs Stege (8 bis 13) über die Länge des Rotorbiaites (IJ verteilt angeordnet sind.8. Rotor blade according to one of claims 1 to 7, characterized in that a total of about six Bars (8 to 13) over the length of the rotorbiaites (IJ are arranged distributed. 9. Rotorblatt nach einem der Ansprüche I bis H. dadurch gekennzeichnet, daß es durch Gießen hergestellt ist.9. Rotor blade according to one of claims I to H. characterized in that it is made by casting. 10. Rotorblatt nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß es etwa in Neutralebene (W1J des Profils geteilt ist.10. Rotor blade according to claim 9, characterized in that it is divided approximately in the neutral plane (W 1 J of the profile. 11. Rotorblatt nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sein Anstellwinkel (λ) bezüglich der Rotornabe (2) veränderbar ist.11. Rotor blade according to one of claims I to 10, characterized in that its angle of attack (λ) with respect to the rotor hub (2) can be changed. 12. Rotorblatt nach einem der Ansprüche I bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es mit der Rotorwelle (2) starr gekuppelt ist und zusätzliche, das Rotorblatt (1) radial nach außen verlängernde, im Anstellwinkel (λ) veränderbare Lenkblätlcr (40) aufweist.12. Rotor blade according to one of claims I 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 outward and which can be adjusted in the angle of attack (λ).
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