DE2804386A1

DE2804386A1 - Rotor, insbesondere fuer drehfluegelflugzeuge

Info

Publication number: DE2804386A1
Application number: DE19782804386
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Mautz; Alois Dipl Ing Schwarz; Michael Dipl Ing Stephan
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-02-02
Filing date: 1978-02-02
Publication date: 1979-08-09

Description

Rotor, insbesondere für Drehflügelflugzeuge
Die Erfindung betrifft einen Rotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem derartigen Rotor gemäß der DE-PS 1 531 359 ist die das jeweilige Rotorblattpaar verbindende Schlaufe deshalb im Rotorkopfzentrum frei durchgehend angeordnet, damit die zyklische Blattwinkelverstellung - bei der also die beiden (einander diametral gegenüberliegenden) Rotorblätter in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag gewinkelt werden - zu keiner Verwindung der Schlaufe führen kann und somit nur noch die kollektive Blattwinkelverstellung für ihre Torsionsbeanspruchung maßgebend ist. Die Praxis hat allerdings gezeigt, daß man wegen Unwuchten und Vibrationen in Rotorblattachsenrichtung nicht ohne eine zentrierende Halterung des Rotorblattpaares am Rotorkopf auskommt. Infolgedessen hat der vorgenannte Rotor keine praktische Bedeutung erlangt.
üblicherweise werden bisher die torsionsweichen Verbindungen in Form von Zugorganen ausgebildet, die jeweils nur eine Rotorblattwurzel mit einem koaxial zur Rotordrehachse am Rotorkopf angeordneten Zentralkörper verbinden (DE-PS 21 50 741), so daß zwangsläufig bei jeder Winkelbewegung des einzelnen Rotorblattes eine Verwindung des betreffenden Zugorgans bis zum Zentralkörper hin in Kauf zu nehmen ist. Das gilt selbstverständlich auch für eine des weiteren bekannte Konzeption eines Rotorkopfes, bei dem der Zentralkörper ein zur Rotordrehachse koaxialer Bolzen ist, an dem die torsionsweichen Verbindungen (Zuglamellen), jeweils zwischen zwei Rotorblättern einstückig durchgehend, befestigt sind (DE-PS 1 531 355).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Beschränkung auf eine bestimmte Anzahl von Rotorblattpaaren bei einem Rotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine zentrierende Halterung für das jeweilige Rotorblattpaar bzw. seine (Verbindungs-) Schlaufe im Rotorkopf zu schaffen, ohne auf den freien Durchgang der Schlaufe (bzw.
Schlaufen) im Rotorkopfzentrum bzw. auf den Vorteil einer verminderten Torsionsbeanspruchung derselben verzichten zu müssen.
Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird somit eine das jeweilige Rotorblattpaar in Achsenrichtung sichernde Halterung im Freiraum zwischen den Strängen der jeweils zugeordneten Schlaufe mit solchen Mitteln geschaffen, die bei dem durch die DE-PS 15 31 355 bekannten Rotor für die Aufhängung der Rotorblätter am Rotorkopf unter dem Kriterium seiner Entlastung von den Blattfliehkräften vorgesehen sind und folglich (nach dem Stand der Technik) eine Funktion wie die jeweilige Schlaufe bei dem erfindungsgemäßen Rotor erfüllen. Dabei ist sichergestellt, daß diese Halterung die zugeordnete Schlaufe praktisch spielfrei zentriert, ohne sie in ihrer Bewegungsfreiheit wesentlich einzuschränken. Durch entsprechende Wahl der Länge des je- weiligen Zugbandes kann sein statischer Lastanteil an den Blattfliehkräften beliebig gewählt werden. Es bleibt bloß zu beachten, daß das jeweilige Zugband im Ruhezustand des Rotors ungespannt, also höchstens ohne Spannung gestreckt ist, weil es andernfalls die zugeordnete Schlaufe beeinträchtigen könnte.
Unter der zusätzlichen Forderung nach geringem baulichen Aufwand ohne Minderung der Betriebszuverlässigkeit ist an eine bevorzugte Anwendung der Erfindung bei einem Zweiblattrotor mit zentralem Blattschlaggelenk für beide Rotorblätter gedacht. Eine entsprechende - im Patentanspruch 5 gekennzeichnete - Ausführungsform wird neben anderen vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den übrigen Unteransprüchen nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die entsprechende Zeichnung zeigt schematisch in Fig. 1 von einem Drehflügelflugzeug mit einem Zweiblattrotor in einem vertikalen Längsschnitt den Rotorkopf, Fig. 2 den Rotorkopf gemäß Fig. 1 in einem horizontalen Längsschnitt, Fig. 3 in perspektivischer Darstellung von den Rotorblattpaaren eines Vierblattrotors nur die torsionsweichen Verbindungs-Schlaufen mit Mitteln zu ihrer Zentrierung im Rotorkopf, teilweise gebrochen dargestellt.
Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Zweiblattrotor mit einem (insbesondere aus Fig. 2 ersichtlichen) zentralen Blattschlaggelenk 1 für die beiden z.B. aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Rotorblätter 2 sind die Rotorarme des über das Blattschlaggelenk mit einer Rotorantriebswelle 3 verbundenen Rotorkopfes 4 als Blattwinkellagerhülsen 5 ausgebildet, auf denen sich jeweils eine Blattwurzelhülse 6 mit einem daran über Bolzen 7 angreifenden Rotorblatt mittels Ringzylinderlager 8, z. B. Nadellager, drehbeweglich abstützt. über die - für die Blattwinkelverstellung mit einer Stellhebelanschlußgabel 6.1 versehenen - Blattwurzelhülsen 6 und die Ringzylinderlager 8 werden die auf die Rotorblätter 2 wirkenden Schwenk- und Schlagbiegemomente in den Rotorkopf 4 geleitet.
Zur Aufnahme der Blattfliehkräfte sind die Rotorblätter 2 wurzelseitig über eine aus Gründen der Blattwinkelverstellung torsionsweiche (aber zugfeste)Verbindung zusammengefaßt, welche durch eine gestreckte Schlaufe 9 z.B. aus paketartig zusammengefaßten Lamellen realisiert ist, die in den beiden Blattwurzelhülsen 6 an je einem Bolzen 10 angreift. Für die Lamellen einer solchen (in Fig. 3 mit 13 bezeichneten) Schlaufe kommen alle elastischen Werkstoffe mit ausreichender Dauerwechselfestigkeit in Betracht, also außer üblicherweise verwendetem Federstahl auch faserverstärkte Kunststoffe. Wie des weiteren insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Schlaufe 9 in einer zur Rotordrehebene senkrechten Ebene stehend angeordnet, damit sie durch einen zur zentralen Blattschlagachse 1.1 koaxialen Bolzen 11 zentriert werden kann. Um diese wegen möglicher Unwuchten und Vibrationen in Rotorblattachsenrichtung erforderliche Zentrierung praktisch ohne Einschränkung der Bewegungsfreiheit der Schlaufe 9 zu erreichen, sind die beiden Schlaufenenden mit dem (Zentrier-)Bolzen 11 über ein zur Blattwinkelachse 2.1 koaxiales torsionsweiches Zugband 12 (z. B. aus demselben Material wie die Schlaufe) verbunden. Das Zugband 12 ist hierbei im Zentrum durch den Bolzen 11 fixiert und greift an den Schlaufenverbindungs-Bolzen 10 an. Anstelle eines von dem einen zum anderen Schlaufenende einstückig durchgehenden Zugbandes 12 kann auch zwischen dem (Zentrier-) Bolzen 11 und den Schlaufenenden je ein gesondertes Zugband vorgesehen sein. Der Querschnitt des Zugbandes 12 zu seiner Länge ist so klein gewählt, daß es im Vergleich zur Schlaufe 9 extrem torsionsweich ist.
Bei der vorbeschriebenen zentralen Halterung der Schlaufe 9 werden Unwuchten in Rotorblattachsenrichtung das Zugband 12 belasten und die jeweils belastete Zugbandhälfte spannen.
Damit ist eine einwandfreie, praktisch spielfreie Zentrierung der Schlaufe 9 bzw. des zugeordneten Rotorblattpaares sichergestellt.
Schließlich zeigt Fig. 3, daß eine solche.zentrale Halterung bzw. Zentrierung nicht auf einen Zweiblattrotor beschränkt ist. Bei zwei (oder mehr) Rotorblattpaaren werden sie aber in verschiedenen Ebenen übereinanderliegen müssen, wobei dann vorzugsweise die jeweilige Schlaufe 13 sich in der betreffenden Ebene liegend erstreckt und über mindestens ein Zugband 14 mit einem zur Rotordrehachse koaxialen Zentrierbolzen 15 für sämtline Schlaufen verbunden ist.
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Claims

Rotor, insbesondere ür Drehflügelfugzeuge Patentansprüche N Rotor, insbesondere für Drehflügelfugzeuge, mit einer geraden Anzahl von Rotorblättern, die paarweise einander diametral gegenüberliegend am Rotorkopf drehwinkelbeweglich abgestützt und je Rotorblattpaar zwischen den Blattwurzeln mit einer zugfesten, torsionsweichen Verbindung in Form einer gestreckten Schlaufe versehen sind, die im Rotorkopfzentrum frei durchgehend angeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schlaufe (9; 13) an ihren beiden Enden über mindestens ein zur Blattwinkelachse koaxiales, torsionsweiches Zugband (12; 14) mit einem im Rotorkopfzentrum angeordneten Bolzen (11; 15) verbunden ist.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Querschnitt des Zugbandes (12; 14) zu seiner Länge klein ist.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein von dem einen zum anderen Schlaufenende einstückig durchgehendes Zugband (12; 14) vorgesehen ist, das im Zentrum durch den Bolzen (11; 15) fixiert ist.
4. Rotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zugband (12; 14) an zwischen den Schlaufenenden und der jeweils zugeordneten Blattwurzel hergestellten Bolzenverbindungen (10) angreift.
5. Rotor nach Anspruch 1 mit zwei Rotorblättern mit zentralem Blattschlaggelenk, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Schlaufe (9) in einer zur Rotordrehebene senkrechten Ebene stehend und der Bolzen (11) koaxial zur zentralen Blattschlagachse (1.1) angeordnet ist (Fig. 1, 2).
6. Rotor nach Anspruch 1 mit mindestens vier Rotorblättern, wobei die einzelnen Rotorblattpaare in verschiedenen übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die jeweilige Schlaufe e13) in einer zur Rotordrehebene parallelen Ebene und der Bolzen (15) koaxial zur Rotordrehachse angeordnet ist (Fig. 3).