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Beschreibung
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Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Lagerung für ein Drehflügelflugzeug,
wie sie zum Beispiel sowohl in den Haupt- als auch in den Schwanzrotoren an Hubschraubern
verwendbar ist, sowie bei vertikal startenden und landenden Flugzeugen, bei auf
kurzen Strecken startenden und landenden Flugzeugen, bei Tragschraubern und bei
jeder anderen Art von Flugzeugen, bei denen Drehflügel vorgesehen sind.
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Hinsichtlich der Lagerung von Drehflügeln bei Flugzeugen, beispielsweise
bei Hubschraubern, sind vielfältige Anstrengungen unternommen worden, um Drehstellen
bzw. -gelenke, wie beispielsweise Lager, auszuschalten, die kostenaufwendige Wartung
erfordern und potentielle Sicherheitsgefahren darstellen. Eine Bemühung hat zur
Entwicklung von gelenklosen Flügelbefestigungen geführt. Solche Flügelbefestigungen
sind beispielsweise in der US-PS 3 880 551 von Kisovec sowie in der US-PS 4 oo8
980 von Noehren und Hibyan beschrieben und dargestellt.
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Aus diesen Patentschriften ist ein Verbundmaterial, beispielsweise
Faserglas, gezeigt, das sich unter der Drehung des Drehflügels biegt. Streifen dieser
Art sind an sich bekannt und haben einen hohen Grad an Festigkeit, während sie gleichzeitig
einen hohen Grad an Flexibilität um ihre Längsachse aufweisen. Die Querschnitte
dieser tragenden Streifen sind allgemein von rechteckiger Form.
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Ge.lenklose Rotoren bieten im allgemeinen die Möglichkeit, die Kompliziertheit
und die Kosten des Rotors zu vermindern, wie auch die Flugqualitäten und -steuerfähigkeit
zu verbessern. Jedoch haben einzelne solcher gelenkloser
Rotoren,
die zum Stande der Technik gehören, Tendenzen zu Nachteilen in vieler Hinsicht,
diese Nachteile haben unter anderem zu der Tendenz geführt, eine volle Realisierung
aller dieser Möglichkeiten zu verhindern.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Lagerungsaufbau für ein Drehflügelflugzeug
zur Verfügung gestellt, in dem die Drehflügel vorzugsweise je einen konventionellen
Flügel mit einer Flügelkippachse haben, um welche die Winkelposition des Flügelquerschnitts
herum verändert werden kann; und zwischen der Rotornabe und dem Rotorflügel ist
ein einziger nur flexibler Streifen vorgesehen, der wenigstens die wesentliche Stütze
zwischen ihnen bildet und dessen Linie von Scherzentren wenigstens im wesentlichen
in einer geraden Linie mit der Flügelkippachse verläuft. Es ist außerdem vorzugsweise
eine Flügelkippwelle zum Verändern der Winkelposition des Flügels vorgesehen, und
die Linie von Scherzentren der Flügelkippwelle ist ebenfalls wenigstens im wesentlichen
auf einer geraden Linie mit der Flügelkippachse angeordnet. Besonders geeignete
und in manchen Fällen bevorzugte Querschnitte des Aufbaus einschließlich des flexiblen
Streifens werden nach stehend beschrieben, und der am meisten bevorzugte Querschnitt
ist derjenige der Fig. 13 sowie deren Abwandlungen gemäß den Fig. 14 und 15, wobei
auch der Querschnitt nach den Fig. 16 und 17 zu den am meisten bevorzugten Querschnitten
gehört, obwohl er nicht so zu bevorzugen ist, wie derjenige der Fig. 13 und dessen
Abwandlungen.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Lagerungsaufbau der bereits
erwähnten Art zur Verfügung gestellt werden, welcher einen Flügel aufweist, der
eine besonders große dynamische Stabilität hat.
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Weiterhin soll mit der Erfindung ein Lagerungsaufbau zur
Verfügung
gestellt werden, der einen Flügel mit speziell niedrigen Steuerbelastungen, speziell
niedrigen Flügelbelastungen und speziell niedrigen Wartungskosten umfaßt, Außerdem
soll mit der Erfindung das Gewicht jedes solchen Flügels in hohem Ausmaße vermindert
werden, indem die Beanspruchungen, denen er standhalten muß, in hohem Maße vermindert
werden, und indem auf diese Weise die gesamte strukturelle Masse, die zum Aushalten
dieser Beanspruchungen erforderlich ist, in hohem Maße vermindert wird.
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Darüber hinaus soll der Flügel in einem Drehflügel in einer solchen
Weise abgestützt werden, daß der Flügel während seines gesamten Zyklus durch Steuerung
in seine Position übergeführt werden kann, anstatt daß er starr in eine solche Position
gedrückt bzw. zwangsweise gebracht wird.
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Weiter soll es möglich sein, den Flügel während seines gesamten Zyklus
in die jeweilige Position zu lenken, indem der Flügel mit einem einzigen und nur
flexiblen Streifen gehalten wi.rd.
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Außerdem soll insbesondere ein Drehflügel zur Verfügung gestellt werden,
bei dem eine unnötige vertikale und horizontale Verschiebung aufgrund von Steuereingangsgrößen
bzw.
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zugeführter Steuereingangsleistung ausgeschaltet wird.
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Auch soll ein Flügel zur Verfügung gestellt werden, in dem eine besonders
gut festgelegte Kippachse und ein besonders gut festgelegtes Scherzentrum vorhanden
sind.
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Weiter soll ein solcher Flügel zur Verfügung gestellt werden, dessen
Aufbau ungewöhnlich einfach ist, bei dem die Gesamtzahl der erforderlichen Teile
vermindert ist, und der gleichzeitig ein sehr wirkungsvoller Flügel ist.
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Außerdem soll ein solcher Flügel zur Verfügung gestellt werden, dessen
Gewicht in besonders hohem Maße vermindert ist, und dessen Kos-ten infolgedessen
auch erheblich vermindert sind.
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Weiterhin soll ein Flügel zur Verfügung gestellt werden, der sich
leicht auf dem Flugzeug montieren läßt.
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Außerdem sollen die Herstellungskosten des flexiblen Streifens, der
in einem solchen Flügel vorgesehen ist, sowie der Rotornabe, die mit einem solchen
Flügel verbunden ist, in hohem Maße vermindert werden.
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Auch sollen eine Aufhängung und ein Steuersystem für ein Drehflügelflugzeug
zur Verfügung gestellt werden, die besonders einfach sind und sich mit besonders
niedrigen Kosten herstellen lassen, und zwar einschließlich einer speziellen Einfachheit
und einer speziellen kostengünstigen Herstellbarkeit des flexiblen Streifens für
den Drehflügel und der Rotornabe, die mit diesem Drehflügel zusammenwirkt, welcher
den flexiblen Streifen aufweist.
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Weiter soll mit der vorliegenden Erfindung ein Drehflügel zur Verfügung
gestellt werden, der besonders an zusammenlegbare Rotorflügelkonfigurationen anpaßbar
ist.
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Auch soll ein Drehflügel geschaffen werden, der eine spezielle Flexibilität
hat, so daß er sowohl für Haupt- als auch für Schwanzrotoren geeignet ist.
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Weiter soll ein Drehflügel zur Verfügung gestellt werden, der so aufgebaut
ist, daß er speziell niedrige Flügelbelastungen bietet.
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Darüber hinaus soll das Drücken eines Flügels in die vorge-
sehene
Position während eines Zyklus vermieden werden, jedoch soll es ermöglicht werden,
daß der Flügel seine natürliche Position unter Beeinflussung oder Führung von dem
Halteteil des flexiblen Streifens erreicht.
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Auch sollen die Hinzufügungen und zusätzlichen Belastungen auf die
Naben in dem Rotorblatt bzw. dem einzelnen Flügel und dem Drehflügel bzw. der gesamten
Drehflügelanordnung nach der Erfindung ausgeschaltet werden.
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Schließlich soll Material in einem Drehflügel ausgeschaltet werden,
und es sollen die Steifheit des Flügels sowie die darin ausgeübten Belastungen vermindert
werden.
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Endlich sollen die Stabilitätseigenschaften des Flügels, insbesondere
der gesamten Drehflügelanordnung, verbessert werden.
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Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger in den Fig.
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1 bis 17 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter
Ausführungsformen näher erläutert, ohne daß sie jedoch hierauf beschränkt ist; es
zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil in der Nähe der Rotornabe einer zwei
Flügel aufweisenden Rotoranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
sie hat einen flexiblen Streifen, der sich von Flügel zu Flügel erstreckt und bis
auf einen mehr oder weniger horizontalen Abschnitt von fast dem gesamten Teil des
einzelnen flexiblen Streifens, der an einem einzelnen Flügel angebracht ist, weggebrochen
ist; Fig. 2 eine Aufrißansicht des in Fig. 1 gezeigten
Aufbaus,
ohne daß ein Teil davon zur Ausbildung eines Schnitts weggebrochen ist; Fig. 3 eine
gegenüber Fig. 2 vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 3-3 dieser Figur; Fig.
4 eine in gleicher Weise vergrößerte Schnittansicht langs der Linie 4-4 der Fig.
2; Fig. 5 eine noch weiter vergrößerte Schnittansicht des flexiblen Streifens und
der Flügelkippwelle der gleichen Ausführungsform, wobei der Schnitt in einer solchen
Richtung ausgeführt ist, daß die Drehrichtung in Fig. 5 nach links verläuft; Fig.
6 eine Aufsicht einer speziellen Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Aufbaus, wobei
ein Teil weggebrochen ist, so daß ein mehr oder weniger horizontaler Schnitt eines
Teils dieses Aufbaus sichtbar ist, wobei außerdem die Flügelkippwelle links weggelassen
ist, sowie die obere Platte in der Mitte und alle Teile, die sich in diesem Aufbau
nach rechts erstrecken, und zwar einschließlich des rechten flexiblen Streifens;
diese Abwandlung ist eine solche, bei der anstatt eines einzigen flexiblen Streifens,
der sich von Flügel zu Flügel erstreckt, zwei gesonderte flexible Streifen, einer
für jeden Flügel, vorgesehen sind, wobei jeder dieser Streifen einheitlich bzw.
einstückig mit seinem Flügel ist; Fig. 7 eine Aufsicht auf einen Teil in der Nähe
der Mitte eines Vierflügel-Rotoraufbaus, wobei Teile
weggebrochen
sind und sich diese Aufsicht auf die Darstellung der flexiblen Streifen, die untere
Platte und die denselben naheliegenden Teile der Flügel beschränkt; Fig. 8 eine
Darstellung entsprechend der Fig. 5, die jedoch eine unterschiedliche Ausführungsform
zeigt, und zwar eine solche, bei welcher der flexible Streifen einen gerundeten,
langarmigen, mit Lippen versehenen Rinnen- bzw. U-Querschnitt, oder mit anderen
Worten einen etwas eiförmigen Querschnitt anstelle des rechtecKigen, mit Lippen
versehenen Rinnen- bzw. U-Querschnitts der vorhergehenden Figuren hat, und wobei
die Ausführungsform der Fig. 8 eine der bevorzugteren Ausführungsformen unter denjenigen
ist, bei denen sich die Flügelkippwelle vorn befindet; Fig. 9 eine den Fig. 5 und
8 entsprechende Darstellung, die jedoch eine noch anders ausgebildete Ausführungsform
zeigt, und zwar eine solche, in welcher der flexible Streifen einen C-förmigen Querschnitt
oder einen offenen, hohlkreisförmigen Querschnitt oder einen kurzarmigen, gerundeten
Rinnen- bzw. U-Querschnitt hat; Fig. 10 eine Darstellung, die den Fig. 5, 8 und
9 entspricht, jedoch eine anders ausgebildete Ausführungsform zeigt, bei welcher
der Querschnitt des flexiblen Streifens derjenige eines T ist, wobei der Kopf des
T in die Richtung nach der Flügelkippwelle Weist, d. h. in die Drehrichtung;
Fig.
11 eine Darstellung, die den vorhergehenden Figuren entspricht, wobei jedoch der
flexible Streifen einen hohlen und weitgehendst rechteckigen Querschnitt hat, jedoch
die Voreilkante gerundet ist, während die Nacheilkante rechtwinklig zugeschnitten
ist und in der Mitte eine Öffnung hat; Fig. 12 eine Darstellung, die den vorhergehenden
Figuren entspricht, wobei jedoch der flexible Streifen eine Querschnittsform hat,
die in weitem Umfang der Konfiguration eines "hochtaillierten H" entspricht, das
auf der Seite liegt und sich nach der Flügelkippwelle zu erstreckt, wobei am entgegengesetzten
Ende eine mit Lippen versehene Öffnung ausgebildet ist; Fig. 13 eine Aufsicht, die
eine noch andere Ausführungsform der Erfindung betrifft, in welcher der flexible
Streifen in einer Position ist, welche seine eigene Linie von Scherzentren und die
Kippachse sowie die Linie von Scherzentren der Flügelkippwelle anführt bzw. denselben
vorauseilt, wobei diese Vorauseilung natürlich auf die Drehrichtung des jeweiligen
Flügels und der zugeordneten Teile bezogen ist; diese Ausführungsform ist eine der
am meisten bevorzugen ten Ausführungsformen, die sich beträchtlich von der einen
vorher erwähnten, zu bevorzugenden Ausführungsform unterscheidet und gegenüber derselben
viel stärker zu bevorzugen ist; Fig. 14 eine Querschnittsansicht einer Abwandlung
der Ausführungsform der Fig. 13 in einer Auswärtsrichtung, die veranschaulicht,
wie diese Ab-
wandlung aussieht, wenn sie gemäß einem Schnitt dargestellt
ist, welcher der Linie 14-14 der Fig. 13 entspricht, jedoch demgegenüber vergrößert;
Fig. 15 eine teilweise dargestellte, vergrößerte Querschnittsansicht gemäß dem gleichen
Schnitt, aufgrund dessen sich die Darstellung der Fig.
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14 ergibt, jedoch von einer anderen Abwandlung der Ausführungsform
der Fig. 13; Fig. 16 eine Aufsicht auf eine noch andere Ausführungsform der Erfindung,
in der sich die Linie der Scherzentren des flexiblen Streifens zwischen den Enden
der längsten Querschnittsstrecke des flexiblen Streifens erstreckt, wobei diese
längste Strecke der Abstand zwischen der Voreil- und Nacheilkante ist, bezogen auf
die Drehrichtung, wie oben angegeben; und Fig. 17 eine Querschnittsansicht längs
der Linie 17-17 der Fig. 16 in gegenüber letzterer Figur vergrößertem Maßstab; die
Ausführungsform der Fig. 16 und 17 ist auch gegenüber den weiter oben angegebenen
Ausführungsform zu bevorzugen.
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In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5, die aus Gründen der vereinfachten
Darstellung als zweiflügeliger Rotor 20 gezeigt ist, weist der Rotor eine Nabenanordnung
22 auf, auf welcher ein flexibler Streifen 24 und Flügelkippwellen 26 und 28 angebracht
sind, wobei Flügel 30 und 32 jeweils auf den entgegengesetzten Enden des flexiblen
Streifens befestigt sind.
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Die Flügelkippwellen haben die Form von massiven Stangen
von
kreisförmigem Querschnitt, und jede ihrer Mittellinien, wie beispielsweise die in
Fig. 5 dargestellte Mittellinie 33, die natürlich auch die Linie der Scherzentren
dieser massiven Stangen ist, liegt in der Verlängerung der Kippachse des jeweiligen
Flügels.
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Der flexible Streifen hat in jeder effektiven Hälfte, wie am besten
aus den Fig. 2 und 5 ersichtlich ist, die Form einer langgestreckten, mit Lippen
versehenen Rinne bzw.
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eines langgestreckten, mit Lippen-versehenen U-Profils, deren bzw.
dessen vorwärtiger Teil 34 bzw. Quersteg ein relativ dicker Teil ist, der in einer
senkrechten Querposition hinter der Flügelkippwelle liegt, und zwar bezogen auf
die Drehbewegung. Von den beiden Enden dieses vorwärtigen Teils erstrecken sich
zwei Schenkel 36 geradlinig nach rückwärts, die einen dünneren Querschnitt haben,
und an ihren vom vorwärtigen Teil entfernten Enden sind diese Schenkel nach einwärts
direkt aufeinander zugewandt, so daß dadurch Lippen 38 an einer Öffnung 40 ausgebildet
werden, wobei jede Lippe senkrecht zur Mittelachse des langgestreckten Querschnitts
des Streifens verläuft, wenn sich der Streifen in einem nichtverdrillten Zustand
befindet.
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Die Linie der Scherzentren des Streifens ist, wenn sich der Streifen
in seinem ursprünglichen, nichtverdrillten Zustand befindet, vorwärts von seiner
inBewegungsrichtung vorderen Kante, bezogen auf die Drehung, und zwar stimmt diese
Linie, genauer gesagt, genau mit der Mittellinie, wie es beispielsweise die Mittellinie
33 ist, in der Mitte der massiven, runden Kippwelle überein, wie es beispielsweise
die Kippwelle 26 im Falle des in Fig. 5 gezeigten Querschnitts ist.
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Der flexible Streifen 24 hat, genauer gesagt, einen mittigen Teil
42, der rechteckig und massiv ist, einen Teil 44,
der sich von
dem mittigen Teil aus zum linken Flügel 30 erstreckt, und einen Teil 46, der sich
vom mittigen Teil aus zum rechten Flügel 32 erstreckt, wobei die Teile 44 und 46
hohl sowie so aufgebaut und ausgerichtet sind,wie vorstehend mit Bezug auf die Drehrichtung
des Flügels bezüglich dieses speziellen Teils beschrieben ist.
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Die Nabenanordnung weist eine obere Platte 48 und eine untere Platte
49 auf, zwischen denen der mittige Teil des flexiblen Streifens 24 in geeigneter
Weise befestigt ist, wie beispielsweise durch Schrauben, von denen eine bei 50 dargestellt
ist, und zwischen denen der flexible Streifen 24 auf dem Kopfteil 51 des Ankermasts
52 befestigt ist, beispielsweise-mittels des Ankermasts, umfassend dessen Kopfteil,
sowie die Bodenplatte, die alle integral als ein Teil ausgebildet oder integral
zu einem Teil gemacht sind, wie beispielsweise durch Schweißen.
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Die Kippwellen 26 und 28 haben je einen Kipparm 56 bzw. 58, der durch
ein Universal- bzw. Kardangelenk 60 bzw. 62 während der speziellen Teile seines
Zyklus mittels eines Kippglieds 64 bzw. 66 in einer angemessenen Winkelposition
gehalten wird.
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Die Flügelkippwelle 26 ist an einem Ende mittels eines Universal-
bzw. Kardangelenks 70 auf der Nabe angebracht, und zwar in einem Aufhängestück 72,
das so befestigt ist, daß es sich von der unteren Platte der Nabe nach aufwärts
erstreckt, und eine entsprechende Anordnung ist auch für die Flügelkippwelle 28
vorgesehen. Am anderen Ende ist die Flügelkippwelle 26 in geeigneter Weise an Platten
74 befestigt, die ebenso an dem linken entfernten Ende des flexiblen Streifens 24
befestigt ist, das sich nach links erstreckt, sowie an dem Flügel 30; wobei wiederum
eine entsprechende Anordnung für die Flügelkippwelle 28 vorge-
sehen
ist. Infolgedessen kann durch die Flügelkippwellen der Kippwinkel der Flügel in
geeigneter Weise gesteuert werden.
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Wie bereits angedeutet, umfaßt die Form der Fig. 6 einen gleichartigen
Aufbau, jedoch mit der Ausnahme, daß dieser Aufbau anstelle eines flexiblen Streifens,
der sich im Falle von Drehflügeleinrichtungen, die zwei Flügel aufweisen, von Flügel
zu Flügel erstreckt, einen gesonderten flexiblen Streifen für jeden Flügel hat,
von denen einer in Fig. 6 als der flexible Streifen 76 dargestellt ist, der sich
von seinem eigenen, entgegengesetzten Ende 78, das geeigneterweise an der unteren
Platte der Nabe befestigt ist, nach auswärts zum Flügel 30 erstreckt. Wie bereits
angedeutet, ist in dieser Ausführungsform jeder flexible Streifen einheitlich mit
seinem Flügel, so ist beispielsweise der flexible Streifen 76 einheitlich mit dem
Flügel 30, und zwar z. B. dadurch, daß beide zusammen als einziges Verbundteil geformt,
gepreßt oder formgepreßt werden.
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Wie bereits angedeutet, hat die Drehflügeleinrichtung der Ausführungsform
der Fig. 7 vier Flügel. Im einzelnen ist ein flexibler Streifen 80, der einen massiven,
mittigen Teil 82 und hohle Armteile 84 und 86 hat, die rechtwinklig zueinander verlaufen,
an Flügeln 88 bzw. 9o befestigt; und in gleichartiger Weise sind ein flexibler Streifen
92 sowie Flügel 94 und 96 entgegengesetzt jeweils zu den Flügeln 88 und 90 angeordnet.
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Wie bereits angedeutet, zeigt die Fig. 8 einen anderen Aufbau des
flexiblen Streifens und der Flügelkippwelle, der mehr zu bevorzugen ist und in dem
sich die Flügelkippwelle 26 vorwärts von der in Bewegungsrichtung vorderen Kante
des flexiblen Streifens loo befindet, der in diesem
Falle ein querverlaufendes
Voreilkantenteil 102 hat, das an der Vorderseite gerundet ist, sowie Schenkel 104
und 1o6, die nach rückwärts und leicht nach einwärts von den jeweiligen Enden des
Voreilkantenteils verlaufen; und die entfernten bzw. freien Enden 108 und 110 dieser
Schenkel sind jeweils nach einwärts aufeinander zu gekrümmt, wobei jedoch ein Spalt
112 zwischen ihnen gelassen ist. Wie bei der ersten Ausführungsform und wie tatsächlich
bei allen Ausführungsformen erstreckt sich die Linie der Scherzentren in dem flexiblen
Streifen längs der gleichen geraden Linie, längs deren sich die Kippmittellinie
der Flügel und die Linie der Scherzentren der Flügelkippwelle erstreckt, oder es
ist im wesentlichen so.
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In der Ausführungsform der Fig. 9 liegt wiederum die Flügeikippwelle,
wie bei 26 angedeutet, so wie bereits vorher dargelegt, und der flexible Streifen
114 hat in diesem Falle einen Querschnitt, der mehr oder weniger die Form eines
C hat, deren kontinuierliche Rückseite 116 in die Richtung weist, in welcher sich
der betreffende Flügel dreht, und diese Rückseite ist verdickt, indem ihre Innenseite
118 im Querschnitt gerade anstatt gekrümmt ausgebildet ist.
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In der Ausführungsform der Fig. 10 hat der flexible Streifen 120,
wie man sieht, einen Querschnitt, dessen Form man als ziemlich reich verzierten
Großbuchstaben T bezeichnen kann, der einen langen mittigen Schenkel 122 hat, einen
ziemlich dicken Querkopf 124 als Voreilkante, sowie kurze Schenkel 126 und 128,
die sich von den Enden des Kopfs um einen Teil des Wegs nach rückwärts erstrecken.
Hinsichtlich dieser Form sei besonders darauf hingewiesen, daß die Zeichnungen nicht
notwendig die genauen Dimensionsverhältnisse wiedergeben, jedoch ist die Flügelkippwelle
26 ebenso tatsächlich proportional näher der flexiblen Welle,
damit
sie, so eng das bei einem gegebenen Satz von spezifischen Parametern praktisch möglich
ist, der Linie von Scherzentren der flexiblen Welle nahekommt.
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Im Fall der Fig. 11 ist der flexible Streifen 130 gleichartig wie
derjenige der Fig. 5, jedoch mit der Abwandlung, daß sein Voreilkantenteil 132 gerundet
ist.
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Der flexible Streifen 134 gemäß Fig.- 12 ist wiederum gleichartig
wie derjenige der Fig. 5, jedoch mit der Ausnahme, daß in diesem Falle die Voreilkante,
d. h. die in Bewegungsrichtung vordere Kante, auch zwei verhältnismäßig kurze Schenkel
hat, die mit ihren Enden nach vorwärts vorstehen und mit 136 bezeichnet sind.
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Die Fig. 13, 14 und 15 zeigen alle Ausführungsformen, in denen der
flexible Streifen, bezogen auf die Drehung des Flügels, vorwärts von der Flügelkippwelle
angeordnet ist, obwohl, wie vorher, die Linie der Scherzentren des flexiblen Streifens
auf der gleichen geraden Linie oder in einigem Ausmaß im wesentlichen auf der gleichen
geraden Linie liegt, wie die Kippmittellinie des Flügels und die Linie der Scherzentren
der Flügelkippwelle.
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Das ist beispielsweise in Fig. 13 veranschaulicht, wonach sich der
flexible Streifen 140 von der Nabe 142 zum Flügel 144 erstreckt und die Flügelkippwelle
146 hinter dem flexiblen Streifen liegt, und zwar bezogen auf die Flügelrotation,
die im Gegenuhrzeigersinn erfolgt. Der Kipparm 148 ist auf einem Universal- bzw.
Kardangelenk 150 angebracht und bestimmt den Winkel der Flügelkippwelle, an der
er bei 152 befestigt ist. In Fig. 13 befindet sich die Flügelkippwelle vollständig
hinter dem flexiblen Streifen.
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In Fig. 14 befindet sich die Flügelkippwelle 154 hauptsächlich hinter
dem flexiblen Streifen 156, jedoch besteht, wie man aus dieser Figur ersieht, ein
gewisses Ausmaß an Überlappung zwischen ihnen. Im einzelnen besitzt der flexible
Streifen ein Teil 158, das mehr oder weniger quer zur Drehrichtung verläuft, kurze
Schenkel 160 und 162, die sich von den jeweiligen Enden des Teils 158 aus nach rückwärts
erstrecken, und längere Schenkel 164 und 166, die sich von den erwähnten Enden nach
vorwärts erstrecken und in ihren Endteilen 168 und 170 gebogen aufeinander zu verlaufen,
ohne daß sie aufeinandertreffen. Die Flügelkippwelle 154 erstreckt sich mit ihrem
nahen mittleren Teil ihres Querschnitts in den Spalt zwischen den rückwärtigen Enden
der Schenkel 160 und 162. Der Kipparm 165 erstreckt sich von der Kippwelle aus nach
rückwärts und wird durch ein Kippglied 167 betätigt.
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In Fig. 15 ist die Flügelkippwelle 168 vollständig innerhalb des Spalts
zwischen den Schenkeln, und zwar bis zu einer Stelle, die jenseits von ihrer Mitte
liegt.
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In jeder der obigen Ausführungsformen ist der Aufbau und die Positionierung
von allem derart, daß die Linie der Scherzentren des flexiblen Streifens auf der
gleichen geraden Linie wie die Linie der Scherzentren der Flügelkippwelle und die
Kippmittellinie des Flügels, oder es ist im wesentlichen so, und diese Linie befindet
sich in diesen Fällen hinter dem gesamten flexiblen Streifen oder hinter dem größten
Teil des flexiblen Streifens.
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In der Ausführungsform der Fig. 16 und 17 gilt das Obige ebenso, jedoch
sind die in Frage stehenden Bauweisen und Positionen derart, daß die Linie völlig
innerhalb zwischen der querverlaufenden Voreilkante und der querverlaufenden Nacheilkante
des flexiblen Streifens 180 liegt. Dieser
flexible Streifen 180
hat hier mehr oder weniger die Form eines 1-Balkens, bei dem das querverlaufende
Voreilteil 182 etwas länger in Querrichtung ist als das querverlaufende Nacheilteil
184. Innerhalb zwischen diesen ist der Steg 188 des I-Balkens zur Aufnahme der Kippwelle
186 in einer Rundung geführt, so daß sich eine nach abwärts gerichtete Nut ergibt,
die im Querschnitt einem mit seiner Oberseite nach abwärts gerichteten Becher entspricht,
wobei ihre nach abwärts gerichteten Ränder 190 und 192 im wesentlichen unterhalb
des Stegs 188 liegen, während ihre Haube 194 im wesentlichen oberhalb dieses Stegs
liegt.
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In diesem Falle hat der Kipparm 200 die Form eines L, wobei sich das
Teil 202 desselben nach einwärts zur Kippwelle 186 erstreckt, während sich das Teil
204 desselben in der in ausgezogenen Linien in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
nach vorwärts erstreckt, und natürlich ist ein Kippglied 206 vorgesehen, das mit
dem Ende des Teils 204 zusammenwirkt. Außerdem ist in strichpunktierten Linien eine
alternative Form eines Kipparms 208 dargestellt, der zusätzlich zu dem sich nach
einwärts erstreckenden Teil 202 ein sich nach rückwärts erstreckendes Teil 210 hat,
dessen Ende mit einem Kippglied 212 zusammenwirkt.
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Es sei bei dieser Gelegenheit darauf hingewiesen, daß die Fig. 3 die
Einrichtung in ausgezogenen Linien insoweit zeigt, als ein Fall erfaßt wird, in
dem der Flügel 3o eine winklige Kippstellung einnimmt, wie er sie im Betrieb haben
kann, oder mit anderen Worten, eine dynamische Position, wohingegen die gleiche
Fig. 3 in strichpunktierten Linien die gleiche Einrichtung zeigt, die den Flügel,
der in dieser Position mit 220 bezeichnet ist, in einer Position aufweist, die eingenommen
wird, wenn alles statisch ist.
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In den Fig. 14 und 17, die natürlich unterschiedliche Ausführungsformen
zeigen, wie bereits angedeutet, sind die Ausführungsformen so dargestellt, daß sich
die Flügel 124 bzw. 222 in einer statischen Position befinden, wobei natürlich klar
ist, daß die Querschnitte des Flügels in einer dynamischen Position gekippt sind,
gerade so, wie in Fig. 3 für die dort dargestellte andere Ausführungsform des Gesamtaufbaus
gezeigt ist.
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Wie bereits erwähnt, bildet die gleiche gerade Linie, die im Bereich
des Flügels die Flügelkippachse bildet, auch im Bereich des flexiblen Streifens
und der Flügelkippwelle die Linie der Scherzentren sowohl des flexiblen Streifens
als auch der Flügelkippwelle, oder es ist wenigstens im wesentlichen so.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der flexible Streifen vorzugsweise
aus einem Verbundmaterial, wie es beispielsweise an sich für den Fall der gelenklosen
Rotoren nach dem Stande der Technik bekannt ist, und die Flügelkippwelle kann in
entsprechender Weise aus einem Verbundmaterial bestehen-, wenn das gewünscht wird.
Obwohl die Flügelkippwelle in den Beispielen als eine massive Stange von kreisförmigem
Querschnitt dargestellt ist, kann sie natürlich andere Formen annehmen, wie beispielsweise
einen hohlzylindrischen Querschnitt haben.
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Beispiele von Verbundmaterialien, die geeignet sind, sind vorzugsweise
aus Graphit zusammengesetzt, oder gemäß einem zweiten Beispiel kann das Verbundmaterial
ein solches aus Faserglas sein.
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Im Betrieb dient der Rotoraufbau aufgrund der Tatsache, daß er drehbar
über den Ankermast 52 an einem Flugzeug angebracht ist und im Gegenuhrzeigersinn
rotiert wird, wie in
Fig. 1 angedeutet, was alles in einer gewissen
konventionellen, bereits bekannten Weise geschieht, als ein sich drehender Flügelkörper,
der das Flugzeug über den Ankermast teilweise oder vollständig trägt, wie es an
sich bei Drehflügel-Flugzeugen bekannt ist.
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Zur gleichen Zeit, wenn dieses geschieht, wird, was einen konventionellen
Teil des gesamten Vorgangs des praktischen Fliegens darstellt, der Flügelkippwinkel
durch die Steuerungen, die insbesondere über das Flügelkippglied, den Flügelkipparm
und die Flügelkippwelle (wie beispielsweise die Teile, die jeweils mit 64, 60 und
26 bezeichnet sind) betriebsmäßig wirken, in der Weise gesteuert, die für den speziellen
Halteaufbau bei dem in Frage stehenden speziellen Flugzeug am geeignetsten ist.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird ein dynamisch stabiles, lager
loses und gelenkloses Rotor system mit geringen Steuerbelastungen, geringen Flügelbelastungen
und geringen Wartungskosten zur Verfügung gestellt.
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Unter anderem dient die Erfindung dazu, die Steuerbelastungen zu vermindern,
die vertikale Verschiebung aufgrund des Steuereingangs auszuschalten und eine ziemlich
festgesetzte Kippachse für den Flügel sowie eine ziemlich festgelegte Linie von
Scherzentren für den flexiblen Streifen und die Flügelkippwelle zu erzielen.
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Der Aufbau ist einfach, so daß die Anzahl der Teile sowie das Gewicht
und infolgedessen die Kosten vermindert sind.
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Die Leichtigkeit und Einfachheit des Einbaus und der Montage überhaupt
wird gefördert, und die Herstellungskosten des flexiblen Streifens sowie der Rotornabe
werden vermindert. Der Aufbau ist zusammenlegbaren Rotorkonfigurationen angepaßt
und so flexibel, daß er sowohl Hauptrotoren als
auch Schwanzrotoren
anyepaßt ist. Er beinhaltet relativ geringe F lügelbe lastungen.
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Die geringeren Belastungen, denen das Steuersystem'ausgesetzt wird,
bedeuten, daß die Rotorsteuerungen, die hydraulischen Betätigungseinrichtungen und
die Taumelscheibenplatten, die normalerweise verwendet würden, durch viel kleinere
und leichtere ersetzt werden können. Dadurch wird auch eine vereinfachte Herstellung
der Teile und eine Kompaktheit des gesamten Steuersystems erzielt, das gleichzeitig
zu Zwecken der Inspektion oder zu Reparaturzwecken leichter zugänglich ist. Die
gesamten Rotorsteuerungen führen selbst zu einer Installation oberhalb oder unterhalb
der Rotornabe. Die verschiedenen oben beschriebenen Aspekte führen ebenfalls selbst
zu sehr wesentlichen Verminderungen der Kosten.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschrieben und
dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des
Gegenstands der Erfindung, wie er durch die Patentansprüche wiedergegeben wird,
sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er aus den gesamten Unterlagen
ersichtlich ist, in vielfältiger Weise abwandeln und verwirklichen.