DE3007200A1 - Hubschrauber-pylonhalterung - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei Drehflügelflugzeugen treten insbesondere bei einer Verlangsamung des Fluges hohe Schwingungskräfte auf, die auf in Blattsogwirbeln angeregte und dadurch schwingende Flügel zurückzuführen sind. Beim Abbremsen laufen die Rotorblätter außerdem durch eine turbulente Luftströmung. Dies führt zur Erzeugung von starken Schwingungen. Die dadurch entstehenden Hauptkräfte treten allgemein bei einer Umlauf frequenz von N je Minute auf, wobei N die Anzahl der Rotorblätter ist. Außerdem treten auch höhere Harmonische von N/min auf. Den größten Einfluß übt jedoch die Grundschwingung N/min aus.

Zur Unterdrückung derartiger unerwünschter Schwingungen hat man bereits das Übertragungsverhältnis vom Rotormast auf die Hubschrauberzelle zu verringern versucht, obgleich dies die Zug- und Druckkräfte auf den Mast und damit die oszillatorischen vertikalen Scherkräfte vergrößert. Als Übertragungsverhältnis wird dabei das Verhältnis der auf die Zelle übertragenen Kräfte dividiert durch die vom Rotor in der Nabe erzeugten Kräfte verstanden.

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Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen liegt darin, daß sich Systemdämpfungen, Änderungen der Federkonstanten, Drehzahländerungen sowie eine nicht ausreichende Festigkeit der Hubschrauberzelle im Bereich der Mastaufhängung ungünstig auswirken.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schwingungsdämpfung für Hubschrauberrotoren zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen. Demnach dient eine weiche Masthalterung zur Reduzierung von Schwingungen durch Verminderung der vom Rotor stammenden oszillatorischen vertikalen Scherkräfte unter Inkaufnahme eines etwas schlechteren Übertragungsverhältnisses. Diese weiche Masthalterung wird durch Systemdämpfungen, Änderungen der Federkonstanten, Drehzahländerungen und Steifigkeitsschwankungen der Masthalterung nicht beeinflußt.

Vorzugsweise ist zwischen dem Mast und der Zelle eine Anzahl von federnden vertikalen Stützgestängen vorgesehen, deren Gesamtfederkonstante ein nachgiebiges Halteniveau für den Übergang von der Zelle zum Mast ergibt. Bei der Resonanzfrequenz von Mast und Zelle liegt dieses Niveau tiefer, so daß das Produkt aus

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Übertragungsverhältnis und Rotorschwingungsnabenscherkraft gering ist. Es sind ferner Anschläge vorgesehen, die die Stützgestänge beim Abweichen um einen vorgegebenen Wert von dem Stützniveau versteifen. Vorzugsweise ist die Masse des Pylonen durch Zusammenfassung von Getriebe und Motor auf einem gemeinsamen Träger vergrößert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 einen Hubschrauber;

Figur 2 ein Diagramm von Rotorschwingungs-Scherkräften als Funktion der Nabenimpedanz sowie die Abhängigkeit des Ubertragungsverhältnisses;

Figur 3 eine Seitenansicht einer Ausführung der Erfindung ;

Figur 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 3;

Figur 5 einen Detailschnitt entlang der Linie 5-5 in Figur 3;

Figur 6 eine Schemazeichnung einer einstellbaren Vertikalspanneinrichtung;

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Figur 7 eine Seitenansicht der Ausführung gemäß Figur 6;

Figur 8 eine Draufsicht auf eine Motor- und Getriebeeinheit in nachgiebigen Halterungen;

Figur 9 eine Seitenansicht der Einrichtung gemäß Figur 8; und

Figur 10 eine Stirnansicht der Einrichtung gemäß Figur 8.

Figur 1 zeigt einen Hubschrauber 10 mit einer Halterung 11 für ein auf einer Zelle 13 sitzendes Getriebe 12. Das Getriebe 12 treibt einen Rotor 14 über einen Mast 15. Der Mast 15 ist mit dem Getriebe 12 in federnden Stützen gehaltert, die unter allen normalen Flugbedingungen eine vorgegebene Kennlinie besitzen. Die Halterung 11 liefert insbesondere bei der Flugverlangsamung einzigartige Flugeigenschaften. Der Mast spricht bei einer Drehzahlverminderung normalerweise auf induzierte vertikale Scherkräfte an und überträgt starke Schwingungskräfte auf die Zelle 13. Die Halterung 11 ist mit mehreren Armen 20 und 21 versehen, die über Federkupplungen mit der Zelle 13 derart gekoppelt sind, daß die während normaler Flugbedingungen unter Einschluß von

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Flugverlangsamungen auftretenden Kräfte von den Federkupplungen 24 und 25 aufgenommen werden. Mit den Armen 20 und 21 wirken Mastanschläge zusammen, die bei extremen Flugbedingungen und entsprechend extremen Belastungen zur Kraftaufnahme dienen, wodurch die zwischen Mast und Zelle vorgesehenen Kupplungen starre Kupplungen sind.

Gemäß Figur 3 dienen ein oder mehrere Gestänge 32 zur Hinderung eines Verdrehens des Getriebes 12 gegenüber der Zelle 13.

Figur 2 zeigt in Form eines Diagrammes den bevorzugten Arbeitsbereich der als "weiche Pylonanordnung" bezeichneten Masthalterung. In Figur 2 sind die Abhängigkeiten von oszillatorischen Nabenscherkräften, Halterungsfederkonstante sowie Dämpfung dargestellt. Eine minimale Zellenschwingung wird dann erhalten, wenn die auf die Zelle einwirkende Kraft ein Minimum besitzt. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, die vom Rotor über die Halterung auf die Zelle übertragenen Kräfte möglichst klein zu halten.

Es ist bereits bekannt, für starre Hubschrauberzellen mit ungedämpfter Mastaufhängung genau bemessene Abstimmassen zu verwenden, die den auftretenden Kräften

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genau entgegenwirkende Kräfte erzeugen und damit eine von der Größe der Nabenbeanspruchung unabhängige Trennung erzielen. In den Halterungen vorgenommene Dämpfungen vergrößern die Nabenbeanspruchung und, was viel wesentlicher ist, verändern die Phasenlage der Beanspruchung in den Tragfedern in Abhängigkeit von den in den aktivierten Massenverbindungen auftretenden Kräfte derart, daß die Vorrichtung nicht langer ausgeglichen ist und damit der Übertragungsfaktor sowie die Hubschrauberschwingungen vergrößert werden. Veränderungen der Rotordrehzahl oder der Halterungsfederkonstanten führen außerdem zu Fehlabgleichungen sowie zu vermehrten Schwingungen.

Zur Vermeidung derartiger Schwierigkeiten weist die weiche Masthalterung Stützfedern in Kombination mit einer Pylonmasse auf, die zu einer geringen Nabendämpfung führen.

Figur 2 zeigt die Abhängigkeit der oszillatorischen Scherkräfte des Rotors von der Stützfedersteifigkeit und der Pylonmasse. Die senkrechte Achse des in Figur 2 dargestellten D.iagrammes gibt die Größe der vom Rotor stammenden Schwingungsscherkräfte an. Die horizontale Achse verdeutlicht die Federkonstante der gegenüber der Zelle erfolgenden Mastaufhängung.

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Der untere Teil der Figur 2 zeigt die Veränderungen des Übertragungsfaktors in Abhängigkeit von der Stützfedersteif igkeit. Als Übertragungsfaktor wird das Verhältnis der auf die Zelle übertragenen Kräfte, dividiert durch die vom Rotor stammenden Kräfte verstanden. Die in Zelle herrschenden Schwingungen sind proportional zu den auf die Zelle übertragenen Kräften, die ein Produkt aus Querkraft vom Rotor multipliziert mit dem Übertragungsfaktor sind.

Die Kurve 40 gibt den theoretischen Verlauf der Nabenquerkraft in Abhängigkeit von der Stützfederkonstanten an. Für einen sehr steifen Mast sind die Querkräfte hoch, und es gilt der Ordinatenwert 41. Der Übertragungsfaktor ist etwa 1,0. Nimmt die Federkonstante in Richtung auf einen Punkt hin ab, an dem der Rotor mit dem Mast und der Zelle in Resonanz gelangt, dann vergrößern sich die Schwingungsscherkräfte gemäß den Werten 42 und 43. Diese Kräfte werden immer größer, bis an der Resonanzsstelle 44, an der keine Dämpfung auftritt, die oszillatorischen Querkräfte unendlich werden; der Übertragungsfaktor ist aber immer noch klein. Unterhalb der Resonanzstelle sind die Kräfte zunächst groß, werden an der Stelle 45, an der der Mast mit der Zelle in Resonanz steht, zu Null. Bei dieser Masthalterungssteifigkeit der Verbindung von Mast und Zelle wird die

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Rotorbewegung nicht behindert, d.h. der Rotor kann sich vollkommen frei wie ein nicht an der Zelle befestigter Rotor bewegen. Bei einer im wesentlichen einem freien Rotor entsprechenden Federkonstanten gibt es ferner eine Stelle, an der die auf den Mast einwirkenden Schwingungskräfte sehr klein sind, der Übertragungsfaktor jedoch so groß ist, daß starke Schwingungen auftreten. Unterhalb des Punktes 45 werden die Schwingungskräfte allmählich wieder größer, wie dies durch die Ordinatenwerten 46 und 47 dargestellt ist.

Die gestrichelten Kurven 48 und 49 geben die zunehmende Dämpfung eines derartigen Systemes an.

Die US-PS 3 322 379 zeigt einen Arbeitspunkt, der dem Ordinatenwert 50 in Figur 2 entspricht (System DAVI).

Für eine steife Masthalterung ist der Bereich 53 charakteristisch, in dem hohe Rotorkräfte und geringe Übertragungsfaktoren auftreten.

Der für steife Masthalterungen charakteristische Nahbereich 54 betrifft geringe Rotorkräfte und einen sehr geringen Übertragungsfaktor.

Für die erfindungsgemäße, weiche Masthalterung gilt der Bereich 52, in dem sehr kleine Rotorkräfte auftreten

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und ein mittlerer Übertragungsfaktor vorliegt.

Gemäß Erfindung ist die Masthalterung daher absichtlich weich und mit einer derartigen Charakteristik ausgeführt, daß eine Arbeit in der Nähe der Ordinate 51 unter normalen Flugbedingungen einschließlich Geradflug und Flugverlangsamung möglich ist. Bei der weichen Masthalterung gemäß Figur 1 kann der Übertragungsfaktor niemals Null sein, da die Mastbewegung Belastungen auf die Haltefedern ausübt, die auf die Zelle übertragen werden. Sind aber die Haltefedern gegenüber dem Mastgewicht weich genug, so daß die Nabenquerkraft sehr klein ist, dann ist das Produkt aus Nabenquerkraft und Übertragungsfaktor derart klein, daß lediglich geringe Schwingungswerte in der Zelle vorliegen. Veränderungen der Haltefedersteifigkeit oder Vergrößerungen der Dämpfung beeinflussen die Nabenquerkraft und/oder den Übertragungsfaktor lediglich geringfügig. Kleinere Veränderungen der Rotordrehzahl oder des Zellenaufbaus verändern die Zellenschwingungen ebenfalls nicht wesentlich, da die vom Rotor stammenden Schwingungskräfte klein bleiben.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei der bekannten Hubschrauberaufhängung, die im Bereich 54 gemäß Figur 2 arbeitet, das Getriebe nicht in weichen Federn aufge-

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hängt ist. Die dynamischen Eigenschaften der bekannten Aufhängung werden durch an Hebeln angebrachte Gewichte erzielt, die durch die Mastbewegung selbst in Schwingungen versetzt werden. Durch das hohe Hebelübersetzungsverhältnis vergrößern die angeregten Massen die wirksame Pylonmasse.

Figur 3 zeigt eine Seitenansicht der Halterung 11, wobei die Arme 20 und 21 sowie eine Platte 12a erkennbar sind. Diese sind mit Hilfe von Schrauben 60 am Getriebe 12 befestigt.

Die in Figur 3 erkennbaren Kupplungen 24 und 25 sowie zwei weitere, nicht erkennbare Kupplungen haben alle den gleichen Aufbau.

Die Kupplung 24 weist ein Gehäuse 24a auf, das mit Hilfe von Bolzen 24c unmittelbar mit der Zelle 13 verschraubt ist. Ein Zapfen 24b ist in einem am Ende 20a des Armes 20 vorgesehenen Auge starr befestigt. Der Zapfen 24b erstreckt sich in axialer Richtung in das Gehäuse 24a, in dem gemäß Figur 5 federnd montiert ist.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 3. Die Arme 20 und 21 bilden einen Träger, während an gegenüberliegenden Seiten weitere Arme 22

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und 23 ebenfalls unter Bildung eines Trägers vorgesehen sind. Die vier Arme 20 bis 23 sind über vier Federkörper 24 bis 27 mit der Zelle verbunden. Die Anordnung ist daher bezüglich der Achse 15a des Mastes symmetrisch. Die Federkörper 24 bis 27 sind mittels Bolzen 24c mit der Zelle 13 verschraubt. Man erkennt ferner zwei Gestänge 32 und 33, die eine Drehbewegung des Getriebes verhindern. Das Gestänge 32 ist an einem Fortsatz 32a der Platte 12a befestigt und an der Montageplatte des Federkörpers 25 bei 32b angelenkt. Einer Verdrehung des Mastes kann aber auch auf andere Weise entgegengewirkt werden, beispielsweise indem auf die Federkörper 24 bis 27 genau bemessene Seitenkräfte ausgeübt und voreingestellt werden.

Figur 5 zeigt einen Schnitt durch einen Federkörper entlang der Linie 5-5 in Figur 3. Der Zapfen 24b ragt über die Oberseite des Armes 20 hinaus. Am unteren, nicht mit dem Arm 20 in Eingriff stehenden Ende hat der Bolzen 24b bei 24c einen größeren Durchmesser, der schließlich in eine noch größere Schulter 24d übergeht. Unterhalb der Schulter 24d liegt ein scheibenartiger Fuß 24e.

Das Gehäuse 24a besitzt eine Mittelbohrung 24f von Zylinderform, in der ein Elastomerlager 24g befestigt

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ist. Die Lagerbuchse 24g umfaßt einen Außenzylinder 24h, der an dem Gehäuse 24a starr befestigt ist. Ferner gehört dazu ein Innenzylinder 24i, der über einen federnden Elastomerkörper 24g mit dem Außenzylinder 24h verbunden ist. Das untere Ende des Zylinders 24i liegt auf der Schulter 24d und entspricht dem vergrößerten Durchmesser 24c des Zapfens 24b. Auf dem oberen Ende des Zylinders 24i liegen Scheiben 24j, auf denen das Auge 20a des Armes 20 liegt. Eine Mutter 24k ist auf das obere Ende des Zapfens 24b aufgeschraubt und sichert den Bolzen 24 und den Innenzylinder 24i.

Die Bohrung 24 besitzt eine Vertiefung 24b, die etwas größer als der Durchmesser des Fußes 24e ist. Die Montageplatte 24n des Federkörpers 24 ist am unteren Ende des Gehäuses 24a befestigt und bildet für dieses einen Verschluß, wobei ihre Oberfläche eine Basis für die Auflage des Fußes 24e bildet. Die Platte 24n ist starr am Gehäuse 13 angebracht. Steht der Hubschrauber, dann liegt das Gewicht von Mast und Rotor über den Fuß 24e auf der Montageplatte 24n. Die Standlast des Rotors wird somit starr getragen. Im Normalflug hebt sich der Fuß 24e von der Grundplatte 24n ab und liegt frei und federnd zwischen der Oberfläche der Grundplatte 24n und der Unterseite der Schulter 24p. Der Elastomerkörper 24g kann durch Wahl der Länge des Zapfens 24b sowie

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durch Spannschrauben 24c vorgespannt sein. Ist dies der Fall, dann hebt sich der Fuß 24e solange nicht von der Grundplatte 24n ab, solange der Rotorschlag diese Vorspannung nicht überwindet. Unter extremen Flugbedingungen, bei denen der Rotorschlag über das bei normalen Flugbedingungen übliche Maß hinaus geht, stößt die Oberseite des Fußes 24e gegen die Schulter 24p und stellt somit einen Kraftschluß her. Der Federkörper 24g wird unter derartig extremen Belastungen gedehnt.

In einer verwirklichten Ausführung der Erfindung wurde ein Beil-Hubschrauber des Typs 2O6L-M und einem Ladegewicht von etwa 2000 kg mit vier Federkörpern versehen, die diese Last gleichmäßig trugen. Der Elastomerkörper 24g hatte einen Innendurchmesser von etwa 2,5 cm und einen Außendurchmesser von 7 cm bei einer Länge von etwa 5,5 cm und einer Federkonstanten von 320 kg/cm. Eine derartige Mastaufhängung wird als SAVITAD bezeichnet und ergab äußerst geringe Zellenschwingungen während verschiedenster Flugzustände.

Gemäß Figur 2 soll die Pylon-Halterungssteifigkeit so gewählt werden, daß Schwingungen minimiert werden. Daher muß das Produkt aus Schwingungsquerkraft des Rotors und Übertragungsfaktor möglichst klein gehalten werden. Für eine gegebene Pylonmasse wird die Federkonstante

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links vom Bereich 52 weicher, während die Nabenquerkraft steigt, es wird jedoch der Übertragungsfaktor geringer und das Produkt damit auch geringer. Der Bereich 52 hat sich daher als bevorzugter Betriebsbereich deswegen erwiesen, weil trotz gewisser Schwingungsdämpfungsverbesserungen bei weicherer Halterung gewisse praktische Weichheitsgrenzen für die Halterungen bestehen, die auf die zulässige Pylonauslenkung zurückzuführen sind. Der Bereich 52 ist daher der beste Arbeitsbereich.

Nach der Wahl der Federkonstanten werden die Anschläge unter Berücksichtigung der zulässigen Pylonauslenkung gewählt. Mit der erfindungsgemäßen Pylonhaiterung werden Schwingungen bei Hochgeschwindigkeitsflügen ebenso wie während Flugmanövern zusätzlich zur Reduktion von Schwingungen bei der Drehzahlverminderung auf eindruckvollste Weise reduziert. Sind die zulässigen Pylonauslenkungen groß, dann macht man den Abstand zwischen dem unteren und oberen Anschlag verhältnismäßig groß. Sind andererseits nur geringe Pylonauslenkungen zulässig, dann wird der Abstand der Anschläge reduziert. Durch die Anschläge wird außerdem sichergestellt, daß beim Ausfallen eines der Federelemente trotzdem eine Kraftübertragung auf die Zelle möglich ist.

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Ist nur ein kleiner Abstand zwischen den Anschlägen zulässig, dann wird der Federkörper zweckmäßigerweise derart vorgespannt, daß sich der Mast nur dann von der Zelle abhebt, wenn die Belastung beispielsweise 80 % des geringsten Ladegewichtes erreicht. Berührung des oberen Anschlages ist in diesem Fall beispielsweise für eine Belastung von 120 % des größten Ladegewichtes vorgesehen. Dadurch wird sichergestellt, daß der Pylon sowohl während einer Flugverlangsamung als auch während Schnellflügen für alle Ladegewichte aktiv bleibt. Bei extremen Manövern wird hingegen der obere Anschlag berührt, und es erfolgt ein starrer Kraftschluß zwischen Pylon und Zelle. Dies hat sich in Versuchen auch als zweckmäßig erwiesen.

Das Getriebegehäuse des Pylon besitzt drei oder mehrere angeformte Arme, wobei die Bewegungsanschläge getrennt von der Halterung vorgesehen sind. Hierzu dienen die in den Figuren 6 und 7 dargestellten Spanneinrichtungen. Figur 6 läßt ein Innenteil 100 erkennen, das über ein
Auge 101 am Pylon befestigbar ist. An der Zelle ist die Spanneinrichtung über ein zweites Auge 103 zu befestigen. Das Innenteil 100 besitzt eine Anschlagschulter 104. Das Außenteil 102 weist einen zentralen Hohlraum mit einer oberen, kleineren Zylinderbohrung 105 und einer unteren, größeren Zylinderbohrung 106 auf. Gegen-

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Uberliegende Flächen der unteren Bohrung 106 sind weggeschnitten, um einen Zugriff zum Inneren zu ermöglichen.

Das untere Ende des Innenteils trägt ein Gewinde 107, auf das eine Mutter 108 aufgeschraubt und durch einen Splint 109 gesichert ist. Eine obere Anschlagsbuchse 110 sitzt über der Mutter 108. Eine Kunststoffbuchse 111, vorzugsweise aus Nylon, umgibt das Innenteil und liegt zwischen der Oberseite der Anschlagbuchse 110 und der Unterseite einer Schulter 104.

Figur 7 zeigt eine Seitenansicht der Spanneinrichtung gemäß Figur 6. Bewegt sich der Pylon nach oben, dann wird die obere Anschlagbuchse 110 soweit nach oben geschoben, bis sie die Schulter 112 am Außenteil 102 berührt. Der dabei zulässige Weg ist in der Figur mit 113 bezeichnet. Die Spanneinrichtung gemäß den Figuren 6 und 7 liefert keine Vertikalspannung während Pylonbewegungen, die zwischen den unteren und oberen Anschlägen liegen. Eine starre Kopplung zwischen Pylon und Zelle erfolgt immer dann, wenn eine der Schultern berührt wird. Die Auslegung der Spanneinrichtung wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß beim Überschreiten eines vorgegebenen Wertes durch die Rotorbelastung der obere Anschlag 112 berührt wird, so daß der größte Teil der Rotorbelastung über die Spanneinrichtung übertragen wird.

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Figur 8 zeigt ein mit Motoren 121 und 122 gekoppeltes Getriebe 120 in Form einer Baueinheit, die in federnden Pylonträgern 123 bis 126 aufgehängt ist. In dieser Anordnung bilden der Motor und das Getriebe den Pylon, so daß dieser eine wesentlich größere Masse besitzt, als dies bei der Aufhängung des Getriebes allein der Fall ist. Die Befestigung der Motoren am Getriebe soll so starr erfolgen, daß die Motorvertikalschwingung am Getriebe größer als die der Zahl der Drehflügel entsprechende Zahl N je Umdrehung ist. Gemäß Figur 8 weist der Motor 121 einen Lufteinlaß 131 auf. Ebenso besitzt der Motor 122 einen Lufteinlaß 132. Die Motorwellentunnel 133 und 134 erstrecken sich an diametral gegenüberliegenden Seiten des Getriebes 120 nach vorn, und die Antriebswellen sind über in Gehäusen 135 und 136 untergebrachte Zwischenwellen über Umlenkungswinkel von etwa 45 mit dem Getriebe 120 kraftschlüssig verbunden. Zwischen den Motoren zweigt in Flugrichtung hinten am Getriebe 120 die Heckrotorwelle 137 ab. Die Zwischenwellen schließen einen Winkel von 90° ein. Der Mast 138 ragt aus der Zeichenebene nach oben, und man erkennt, daß die Motoren 121 und 122 durch ihre starre" Verbindung mit dem Getriebe 120 ein starres System von größerer Masse bilden, das in Federkörpern 123 bis 126 aufgehängt ist. Gemäß Figur 10 ist der Motor 122 über einen Motorträger 141 am Getriebe angeflanscht. Die

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Motorträger 140 und 141 halten die Motoren 121 und 122 gemäß Figur 8 etwas hinter dem Getriebe 120, während die Wellentunnel 133 bis 136 eine zusätzliche Abstützung der Vorderenden der Motoren gegenüber dem Getriebe 120 bieten.

Die in Figur 2 mit einem 51a bezeichnete Stelle stellt einen Zustand dar, bei dem lediglich das Getriebe weich oder federnd aufgehängt ist. Die Stelle 51b gibt den Betriebszustand an, falls der Motor ebenfalls unter unveränderter Federkonstanten federnd aufgehängt ist. Wird nun die Federkonstante erhöht, dann läßt sich der Arbeitspunkt nach 51c verschieben.

Der Übertragungsfaktor entspricht etwa der Beziehung K/(mw -K), worin K die gesamte vertikale Federkonstante der federnden Pylonhaiterung, m die Masse des Pylon und w die Frequenz von N/min ist. Bei größerem m und konstantem K nimmt demnach der Übertragungsfaktor ab, und zwar im Diagramm gemäß Figur 2 vom Punkt 51a zum Punkt 51b. In der Zelle auftretende Schwingungen sind aber dem Produkt der beiden in Figur 2 dargestellten Kurven proportional. Es hat sich gezeigt, daß ein Betrieb an der Stelle 51b zu geringeren Schwingungen als bei 51a führt, während bei 51c die Schwingungen etwa gleich sind wie an der Stelle 51a.

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Die Motormasse läßt sich daher zusätzlich zur Schwingungsreduzierung in Verbindung mit Federaufhängungen verwenden, oder es läßt sich die Federkonstante für gleiche Schwingungen vergrößern. Wird der Motor am Getriebe aufgehängt, dann werden außerdem Fehlausrichtungen der Antriebswelle ausgeschaltet und der Antriebsaufbau wesentlich vereinfacht.

Die erfindungsgemäße Antriebsaufhängung verleiht dem Hubschrauber eine größere Stabilität gegenüber Luft-Resonanzschwingungen. Luft-Resonanzen treten dann auf, wenn die in der Blattebene auftretenden Schwingbewegungen durch die Nick- und Rollbewegungen des Mastes und der Zelle periodisch angeregt werden und wenn die daraus entstehenden Rotorquerkräfte die Bewegungen des Mast/Zellen-Systems verstärken. Dies stellt einen äußerst gefährlichen Zustand dar, der beim Stand der Technik durch Dämpfungseinrichtungen für die Blattflüge lebenschwingungen zu verhindern versucht wird.

Durch die federnde Rotorantriebsaufhängung ergibt sich hingegen eine größere Flugstabilität, die folgendermaßen erklärbar ist: Die in der Rotorebene auftretenden und durch den Blattvor- und -rücklauf erzeugten Querkräfte stammen von den Nick- und Rollbewegungen des Pylons. Die Größe dieser Bewegungen wird durch die

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weiche Aufhängung erhöht. Dies hat Kreiselkräfte zur Folge, die ihrerseits die Flügel schlagen lassen. Diese Schlagbewegung wird durch schlagdämpfende aerodynamische Kräfte gehindert. Die angenommene Vorlauf-Rücklaufbewegung des Blattes bewirkt somit eine Blattdämpfung und damit eine Vorlauf-Rücklaufstabilisierung. Da somit die Blattbewegung stabilisiert ist, ist auch der Flug stabilisiert, ohne daß Vorlauf-Rücklaufdämpfer erforderlich sind.

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Claims (7)

USX KpJ-I; 4: STOt-QEPJS : professional representatives - -»ATEN-TAfCWVCLTE " "" BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE BESELERSTRASSE 4 D 200O HAMBURG 32 DR JD FRHR von UEXKULL DR ULRICH GRAF STOLBERG DIPL-ING JÜRGEN SUCHANTKE DIPL -ING ARNULF HUBER DR. ALLARD von KAMEKE DR KARL-HEINZ SCHULMEYER Textron Inc. (Prio: I. März 1979 Westminster Street US 16 403 " 16536) Providence, Rhode Island 02903 / V.St.A. Hamburg, Februar 1980 Hubschrauber-Pylonhaiterung Ansprüche

1. ) Hubschrauber-Pylonhalterung, gekennzeichnet durch

zwischen dem Pylon (15) und der Hubschrauberzelle (13) vorgesehene Federkörper (24-27) mit zusammengesetzter Federkonstanten für ein bestimmtes Pylongewicht, und durch Anschläge (24p, 24n) zur Begrenzung der Pylonbewegung beim Überschreiten vorgegebener Belastungen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Federkörper (24-27) einen in einem Gehäuse (24a) sitzenden Zapfen mit vergrößertem Unterteil (24c) und verbreitertem Fuß (24e) aufweist, wobei das Unterteil (24c) in einer sich gegen das Gehäuse (24a) abstützenden Federbuchse

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BAD

(24g) sitzt und der Fuß (24e) zwischen einem oberen Anschlag (24p) und einem unteren Anschlag (24n) in axialer Richtung verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (24g) der axialen Verschiebung des Zapfenfußes (24e) entgegenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Getriebeteil des Pylon drei Arme ansetzen oder angeformt sind, daß zwischen jedem der Getriebearme und der Zelle Federgestänge angebracht sind, und daß eine zwischen dem Pylon und der Zelle montierte vertikale Spanneinrichtung die Aufwärts- und Abwärtsauslenkungen der Federgestänge innerhalb vorgegebener Grenzen hält.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Federkörpergehäuse (24a) und Zapfenunterteil (24c) liegende Federbuchse (24g) einer Verdrehung des Pylon (15) entgegenwirkt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (24) in bezug auf den Pylon (15) geneigt montiert sind,

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ohne die Vertikalaufhängung des Pylon zu beeinträchtigen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (12) und der Motor zu einer Pyloneinheit von größerer Masse zusammengefaßt und federnd aufgehängt sind.

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