DE2935002C3

DE2935002C3 - Vorrichtung zur Korrektur des Gesamtgewichts und des statischen Moments eines einzelnen Drehflügelblattes

Info

Publication number: DE2935002C3
Application number: DE19792935002
Authority: DE
Inventors: Helmut 8014 Neubiberg Falkenhagen
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 1979-08-30
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1982-03-11
Also published as: DE2935002A1; DE2935002B2; JPS5634599A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Korrektur des Gesamtgewichts und des statischen Moments eines einzelnen Drehflügel-, insbesondere Hubschrauber-Hauptrotorblatts, mit einer das Drehflügelblatt in einer vorgegebenen Lage abstützenden und seine Gewichtsanteile an mindestens zwei, auf Abstand gehaltenen Wiegepunkten messenden Wiegeeinrichtung, wobei aus den Abweichungen der an den Wiegepunkten ermittelten Gewichts-Istwerte von zugeordneten Sollwerten die Menge und die Lage der zur Korrektur erforderlichen Ausgleichsmasse bestimmt wird.

Für eine vollkommene Einzelaustauschbarkeit von Rotorblättern müssen sowohl das Gesamtgewicht jedes einzelnen Rotorblatts als auch dessen statisches Moment in Blattlängs- sowie -tiefenrichtung jeweils auf fest vorgegebene, für alle Rotorblätter gleiche Sollwerte gebracht werden. Zu diesem Zweck wird nach den bekannten Korrekturverfahren (DE-OS 25 28 007; DE-OS 23 63 157) das Rotorblatt durch Messen seiner Gewichtsanteile an drei polygonal angeordneten Wiegepunkten gewogen, die Größendifferenz jedes ίο gemessenen Gewichtsanteils von einem zugeordneten Sollwert ermittelt, aus den ermittelten Größendifferenzen einerseits die zur Gewichtskorrektur erforderliche Menge und andererseits die zur Korrektur der statischen Momente in Blattlängs- und Blauiefenrichtung erforderliche Lage einer Ausgleichsmasse berechnet und anschließend die Ausgleichsmasse, ζ. Β. ein Lack oder eine Spachtelmasse hohen spezifischen Gewichts, in der so berechneten Menge und Lage und in flächiger Verteilung auf die Blattoberfläche aufgetragen. Die Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte, die aus Genauigkeitsgründer, zum Teil mehrmals wiederholt werden müssen, ist jedoch mühsam und zeitraubend und erfordert vor allem bei der flächigen Verteilung der Ausgleichsmasse äußerste Sorgfalt und Geschicklichkeit, da hier keine laufende Kontrolle des Korrekturvorganges stattfindet und sich erst nachträglich feststellen läßt, ob der Schwerpunkt der flächig verteilten Spachtel- bzw. Lackschicht sich auch tatsächlich in der vorausberechneten Position am Rotorblatt befindet. Wenn nicht, so muß das Rotorblatt mit großem Arbeitsund Kostenaufwand nachgebessert und der gesamte Korrekturvorgang wiederholt werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Korrekturvorrichtung der eingangs J5 erwähnten Art zu schaffen, die während des Auftragens der Ausgleichsmasse laufend Informationen über die zum Erreichen der vorgegebenen Sollwerte noch erforderliche Menge und Lage der Ausgleichmasse liefert und unter ständiger Kontras des jeweiligen Ist-Zustandes eine mit fortschreitender flächiger Verteilung der Ausgleichsmasse zunehmend exaktere Annäherung auf den Soll-Zustand des Drehflügelblatts garantiert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Korrekturvorrichtung der beanspruchten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen eingabeseitig an die einzelnen Wiegepunkte angeschlossen, die Menge und Lage der zur Korrektur erforderlichen Ausgleichsmasse als Ausgangssignale ermittelnden Rechner und eine rechnergesteuerte, entsprechend den Ausgangssignalen relativ zum Drehflügelblatt verfahrbare und hinsichtlich df*r dem Blatt zugeführten Menge der Ausgleichsmasse veränderlich einstellbare Zufuhreinrichtung.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die erforderlichen Korrekturangaben nicht nur rasch und mühelos vorausberechnet, sondern während des Auitrages der Ausgleichsmasse auch ständig neu ermittelt und mögliche Fehler beim Auftragen und Verteilen der Ausgleichsmasse durch entsprechende Steuerung der Zufuhreinrichtung noch während des laufenden Korrekturvorgangs berichtigt. Auf Grund dieser ständigen Überwachung und Anpassung der maßgeblichen Korrekturwerte an den Momentanzustand des Drehflügelblatts während des gesamten Korrekturvorgangs wird f>-> mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in äußerst einfacher und zeitsparender Weise ein gleichbleibend genaues, reproduzierbares Korrekturergebnis hinsichtlich des Gesamtgewichts und statischen Moments des

Drehflügelblatts erzielt, ohne daß es besonders geschulter Fachkräfte und bzw. oder einer späteren kostspieligen Nachbesserung bedarf.

In besonders bevorzugter Weise läuft der Korrekturvorgang völlig selbsttätig ab, d. h. die Wiegeeinrichtung, der Rechner und die Zufuhreinrichtung bilden Teile eines automatisch arbeitenden Regelkreises, durch den das Gewicht und das statische Moment des Drehflügelblatts auf unaLhängig voneinander vorgegebene Sollwerte gebracht werden.

Im Hinblick auf eine verfeinerte Korrekturmöglichkeit des statischen Moments, nämlich sowohl in Blattlängs- als auch -tiefenrichtung, enthält die Wiegeeinrichtung zweckmäßigerweise drei pol>gonal angeordnete Wiegepunkte und die Zufuhreinrichtung ist unter der Steuerung der Rechner-Ausgangssignale sowohl längs- als auch querverschieblich angetrieben.

Um beim Messen der Gewichtsanteile des an den Wiegepunkten fixierten Drehflügelblatts Meßfehler, die aus einer unterschiedlichen Auslenkbewegung der einzelnen Waagen beim Auflegen der GewichtsantPÜe resultieren, auszuschließen, sind als Wiegepunkte vorzugsweise elektronische, weglose Waagen vorgesehen.

Um das aerodynamische Blattprofil durch die Ausgleichsmasse nicht zu stören, wird diese vorzugsweise unter möglichst geringer Aufdickung des Blattprofils als dünne Schicht von der Zufuhreinrichtung in der vom Rechner definierten Menge und Lage auf die Blattoberfläche aufgetragen und ist entweder ein Lack oder eine Spachtelmasse.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine stark schematisierte, perspektivische Darstellung einer Korrekturvorrichtung; und

F i g. 2 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Rechen- und Regelvorgangs.

Die in Fig. 1 gezeigte Korrektureinrichtung enthält eine Wiegeeinrichtung 2 mit drei elektronischen, weglosen Waagen 4, 6 und 8 und einer T-förmigen Halterung 10 mit einem Längs- und einem an diesem befestigten Querbalken 12,14. Die Auflagepunkte 16,18 und 20 der Halterung 10 bilden ein starres, spitzwinkliges Dreieck mit der Höhe a, die die Basis des Dreiecks in die Strecken c und b unterteilt. An der Halterung 10 wird das unbehandelte Rotorblatt 22 einerseits über den Blattbeschlag 24 und andererseits durch Paßstücke 26 des Querbalkens 14 derart lösbar fixiert, daß es horizontal liegt und die Blattvorderkante 28 in einer zur so Höhe a des durch die Auflagepunkte 16, 18, 20 gebildeten Dreiecks senkrechten Ebene verläuft.

Die Waagen 4,6,8 sind jeweils über Meßleitungen an die Rechenstufe 30 eines zentralen Digitalrechners 32 angeschlossen. In dieser Rechenstufe 30 sind das Sollgewicht G des Rotorblatts, das statische Sollmoment in Blattlängsrichtung, Mls, bezogen auf den Auflagepunkt 16, also das Produkt aus Sollgewicht und Sollabstand des Blattschwerpunkts vom Auflagepunkt 16, sowie das statische Moment in Blattiefenrichtung, eo Mrs, also das Produckt aus Sollgewicht und Sollabstand des Blattschwerpunkts von der Blattvorderkante 28, und die vorgegebenen Dreiecksstrecken a, b und c gespeichert. An Hand dieser Daten und aus den von den einzelnen Waagen 4, 5, 8 übermittelten Gewichtsanteilen H'i, W₂ und W₃ des unbehandelten Rotorblatts 22 (also ohne die Eigengewichtsanteile der Halterung 10) ermittelt die Rechenstufe 30 auf Grund der in Fig. 2 angegebenen Rechenoperationen zunächst die Menge ΔG der zum Erreichen des Sollgewichts des Rotorblatt erforderlichen Ausgleichsmasse and anschließend die zum Erreichen der Sollmomente erforderlichem SchwerpunktskoQ'rdinaten x, y dieser Ausgleichsmasse auf dem Rotorblau 22.

Die so ermittelten Korrekturwerte werden über ein Anzeigegerät 34 angezeigt und einem Steuergerät 36 zugeführt, das eine Zufuhreinrichtung in Form einer Lackiervorrichtung 38 steuert

Diese enthält eine in x-Richtung, also parallel zur Rotorblattvorderkante 28, auf Schienen geführte und von einem Elektromotor M_x, z. B. einem Schrittschaltmotor, angetriebene Laufkatze 40, die einen durch einen weiteren Schrittschaltmotor M_y in y-Richtung, also senkrecht zur Blattvorderkante 28, querverschieblich angetriebenen Schlitten 42 trägt, an dem ein elektrisch betätigter Lackierkopf 44 befestigt ist

Unter dor Steuerung des Steuergeräts 36 wird der Lackierkopf 44 so lange betätigt, bis -ß.e Lackmenge Δ G auf die Biatioberfläche des Rotorbiatts Ϊ2 aufgesprüht ist, und dabei gleichzeitig durch die Motoren Ai_x und M_y derart über die Blattoberfläche bewegt, daß der Schwerpunkt der auf die Blattoberfläche aufgesprühten LackscKcht auf den von der Rechenstufe 30 ermittelten Koordinaten χ und y liegt Während des gesamten Lackiervorgangs werden die Gewichtsanteile W\, Wi und Wi an den Rechner 32 zurückgemeldet und in diesem die jeweils roch fehlende Lackmenge Δ G mit den zugehörigen Koordinaten χ und y berechnet Die vorgegebenen Sollwerte sind erreicht, wenn Δ G zu Null wird und auch die Zähler in den Brüchen der x- und ^-Gleichungen Null ergeben. Die Vorrichtung bildet somit einen geschlossenen Regelkreis mit der Wiegeeinrichtung 2 als Meßstelle, dem Rechner 32 als Regler und der Lackiereinrichtung 38 als Stellglied, durch den sowohl das Gesamtgewicht als auch das statische Moment des Rotorblatts 22 in Blattlängs- und -tiefenrichtung selbsttätig auf unabhängig voneinander vorgegebene Sollwerte gebracht werden.

In der Praxis wird im Steuergerät 36 ein Lackierplan aufgestellt, nach dem die gesamte Blattoberfläche in aneinandergrenzende Lackierfelder, z. B. die Felder I bis VI gemäß F i g. 1, aufgeteilt ist, und vor Beginn des Lackiervorgangs bestimmt das Steuergerät an Hand der von der Rechenstufe 30 ermittelten Korrekturwerte AG, χ und y, welche Bruchteile der Lackmenge AG auf die einzelnen Lackierfelder aufzutragen sind, und steuert dementsprechend die Lackiereinrichtung 38. Durch die von den Waagen 4,6 und 8 zurückgemeldeten Meßwerte wird dann während des Lackiervorgangs ständig überprüft, ob der ursprünglich aufgestellte Lickt'.rplan auch tatsächlich eingehalten wird, und bei Abweichungen wird dieser im Steuergerät 36 berichtigt.

Um bei flächiger Verteilung der Lackmenjje AG mit der Schwerpunktslage χ, y eine örtliche höhere Schichtdicke der Lackschicht zu erhalten, wird der Lackierkopf 44 bei gleichbleibendem Lackdurchsatz durch die Antriebsmotoren M_x und M_x unter der Steuerung des Steuergeräts 36 über einzelne Oberflä= chenfelder oder -feldsegmente des Rotorbletts 22 mit entsprechend langsamerer Vorschubgeschwindigkeit verfahren oder über diese Oberflächenfelder oder -feldsegemente entsprechend öfter hin- und herbewegt. Bis zum Trocknen der Lackschicht wird das Rotorblatt 22 in der Korrekturvorrichtung belassen, so daß der Regelkreis bei einem möglicherweise durch ein Verdunsten der flüchtigen Lackbestandteile verursach-

ten Gewichtsschwund der aufgetragenen Lackmenge erneut anspricht und diesen Gewichtsschwund durch entsprechende Steuerung der Lackiereinriditung 38 selbsttätig ausgleicht. Bei dem fertigestellten Rotorblatt 22 wurden somit durch eine gesteuerte Lackierung die drei fiir das aerodynamische Verhalten und insbesondere die l.iiufriihe des Rotorblatts kritischen Kennwerte, nämlich Gesamtgewicht und statisches Moment in filiiitlangs- und -tiefenrichtung. automatisch auf die jeweils vorgegebenen Sollwerte gebracht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I.Vorrichtung zur Korrektur des Gesamtgewichts und des statischen Moments eines einzelnen Drehflügel-, insbesondere Hubscnrauber-Hauptrotorblatts, mit einer das Drehflügelblatt in einer vorgegebenen Lage abstützenden und seine Gewichtsanteile an mindestens zwei auf Abstand gehaltenen Wiegepunkten messenden Wiegeeinrichtung, wobei aus den Abweichungen der an den Wiegepunkten ermittelten Gewichts-Istwerte von zugeordneten Sollwerten die Menge und die Lage der zur Korrektur erforderlichen Ausgleichsmasse bestimmt wird, gekennzeichnet durch einen eingabeseitig an die einzelnen Wiegepunkte (4,6,8) angeschlossenen, die Menge (Δ G) und Lage (x,y) der zur Korrektur erforderlichen Ausgleichsmasse als Ausgangssignale ermittelnden Rechner (32) und eine rechnergesteuerte, entsprechend den Ausgangssignalen relativ zum Drehflügelblatt (22) verfahrbare und hinsichtlich der dem Blatt zugeführten Menge der Ausgleichsmasse veränderlich einstellbare Zufuhreinrichtung (38).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeeir.richtung (2), der Rechner (32) und die Zufuhreinrichtung (38) einen automatisch arbeitenden Regelkreis bilden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur des statischen Moments sowohl in Blattlängs- als auch -tiefenrichtung die V^icgeeinrichtung (2) drei polygonal angeordnete Wiegepunkte (4, 6,8) aufweist und die Zufuhreinrichtung (38) unter der Steuerung der Rechner-Ausgangssignaie sowohl längs- als auch querverschieblich angetrieben is..
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Wiegepunkte (4, 6, 8) elektronische, weglose Waagen vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse ein von der Zufuhreinrichtung (38) in der vom Rechner (32) definierten Menge und Schwerpunktslage auf die Blattoberfläche flächig aufgetragener Lack ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse eine von der Zufuhreinrichtung (38) in der vom Rechner (32) definierten Menge und Schwerpunktslage auf die Blattoberfläche flächig aufgetragene Spachtelmasse ist.