DE3127664A1

DE3127664A1 - Drehfluegelflugzeug mit strahlduesenantrieb

Info

Publication number: DE3127664A1
Application number: DE19813127664
Authority: DE
Inventors: Daniel Lee Ar-Riyad Thompson; Darrow 90291 Playa del Rey Calif. Thompson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-14
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1982-03-25
Also published as: IT1171384B; JPS5787796A; IT8148892A0; GB2080231A; FR2493267A1; FR2493267B3

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehflügelflugzeug, insbesondere auf ein Drehflügelflugzeug-mit Strahldüsenantrieb sowie mit Einrichtungen zum "Versetzen des Rotors relativ zum Rumpf des.Flugzeugs.

Bei Drehflügelflugzeugen kommt es darauf an, daß der .Angriffspunkt des Auftriebs auf den Schwerpunkt des Flugzeugs ausgerichtet ist« Dies trifft zwar für alle Flugzeuge zu, ist jedoch besonders wichtig bei einem Drehflügelflugzeug, z.B. einem Hubschrauber. Das xvesentliche Kennzeichen eines Drehflügelflugzeugs ist ein auf einem Rotormast gelagerter Rotor. Der Rotormast stellt die Drehachse des Rotors dar und ist vorzugsweise genau über dem Schwerpunkt des Flugzeugs angeordnet. Bei der Beladung eines Drehflügelflugzeugs ist daher sorgfältig auf eine gleichmäßige Verteilung der Last zu achten.

Eine Verschiebung des Schwerpunkts kann bei einem Drehflügelflugzeug, insbesondere bei einem Hubschrauber unter ungünstigen Flugbedingungen die Steuerung des Flugzeugs beeinträchtigen, da die Steuerung dann in gestörten, stark turbulenten Luftströmungen nicht mehr in gewohnter Weise anspricht» Es wäre deshalb äußerst zweckmäßig, wenn die Möglichkeit bestünde, die beispielsweise durch den Rotormast bestimmte Drehachse des Rotors vor dem Flug oder während des Flugs zu versetzen, um damit eine ungleichmäßige Verteilung des Gewichts auszugleichen.

Die Entwicklung von leistungsfähigen und dabei leichten Gasturbinen bietet die Möglichkeit, den Antrieb des Rotors eines Drehflügelflugzeugs mittels an seinen Blattspitzen angeordneter, mit Druckluft oder Turbinen-Abgasen

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gespeister Strahldüsen zu bewerkstelligen. Ein derartiger Antrieb erübrigt offensichtlich die Verwendung von "schweren Antriebsübertragungseinrichtungen zwischen dem Motor und dem Rotor» Ferner bietet ein solcher Antrieb die Möglichkeit, die Drehachse des Rotors vor dem Plug oder.während des Plugs relativ zum Rumpf des Flugzeugs zu versetzen» .

Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer_ Einrichtung, welche es ermöglicht, die Drehachse des Rotors eines Drehflügelflugzeugs relativ zum Rumpf desselben zu versetzen, um damit den Angriffspunkt . des Auftriebs auf den Schwerpunkt des Flugzeugs auszurichten. . · ·

In einer vorteilhaften Ausführung· der Erfindung hat ein Drehflügelflugzeug einen Rumpf, einen darin angeordneten Drucklufterzeuger und einen über dem Rumpf angeordneten, .durch Strahldüsen angetriebenen Rotor. Der Rotor ist um eine Rotorachse drehbar in einer Rotorlagerung gelagert. Die Rotorlagerung weist einen hohlen Rotormast auf, welcher eine Druckluft-Zuleitung zum Rotor darstellt. Die Rotorlagerung ist über ein Anschluß-Tragwerk versetzbar mit dem Rumpf verbunden» Durch Verstellen des Anschluß-Tragwerks läßt sich die Drehachse des Rotors und damit der Angriffspunkt des Auftriebs relativ zum Rumpf des Flugzeugs versetzen«, Um diese Versetzung des Rotors relativ zum Rumpf zu ermöglichen, ist der Rotormast über eine flexible Druckluftleitung am Drucklufterzeuger angeschlossen.

In einer bevorzugten Ausführungsfortn weist das Anschluß-Tragwerk für die Rotorlagerung eine bewegliche Fußplatte auf₉ an welcher der Rotormast befestigt ist. Eine Einrichtung zum Versetzen der Fußplatte weist ein Paar im wesentlichen paralleler Gewindespindeln auf. Die Fußplatte trägt eine- Anzahl von mit den Gewinde spindeln

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in Eingriff stehenden Laufmuttern. In der bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Gewindespindeln über ■ Kettenräder und eine gemeinsame Antriebskette von einem Servomotor antreibbar. Der Antrieb der Spindeln kann jedoch auch auf andere Weise, etwa mittels einer vom Plugzeugführer betätigbaren Handkurbel oder mittels eines hydraulischen Antriebs erfolgen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen der Rotorlagerung und dem Rumpf eine Abdichtung vorgesehen. Der Rumpf hat dabei eine von dem den Rotor tragenden hohlen Rotormast durchsetzte, erweiterte Öffnung. Der Rotormast ist von einer Dichtungsplatte umgeben, welche genügend große Abmessungen aufweist, daß sie die Öffnung.des Rumpfs bei. der Versetzung des Rotormasts in jeder Stellung desselben sicher abdeckt.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Drehflügelflugzeugs in einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine Schrägansicht einer Anordnung zum Versetzen der Rotorlagerung des Drehflügelflugzeugs relativ zum Rumpf desselben.

Ein in Fig. 1 in Form eines Hubschraubers dargestelltes Drehflügelflugzeug hat einen Rumpf 10 und einen durch Strahldüsen angetriebenen Rotor 12. Eine im Rumpf 10 angeordnete Leicht-Gasturbine 14 dient dem Antrieb eines Drucklufterzeugers 16 und hat ein nach hinten gerichtetes Abgasrohr 18 für die Anblasung eines Seitenruders 20. *

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Der Rumpf 10 enthält eine mit einer Plexiglashau.be abgedeckte Kanzel' 22 mit den üblichen.Einrichtungen, z.B. einem !Flugzeugführer sit ζ 24·, einer Armaturenkonsole 26, einem Knüppel 28 für die kollektive Blattverstellung und einem einen Daumenschalter 32 tragenden Knüppel für die zyklische Blattverstellung» An der Unterseite des Rumpfs 10 sind Landekufen 3^ mittels eines Gestänges 36 angebracht.

Der Rotor 12 hat eine Anzahl vpn hohlen Rotorblättern 38, welche an den freien Enden jeweils eine Strahldüse tragen= Die an den. Blattspitzen angeordneten Strahldüsen sind im wesentlichen tangential zu der von den Blatt-' spitzen beschriebenen.Kreisbahn ausgerichtet und versetzen den Rotor.durch Ausstoßen von Druckluft in Drehung, Ein in der Mitte des Rotors 12 senkrecht angeordnetes Uabenteil 4-2 ist über einzelne flexible Leitungen 44· mit den hohlen Rotorblättern 38 stromungsverbunden.

Mit dem. Nabenteil 42 is,t der Rotor 12 um eine senkrechte Achse drehbar gelagert* Die Rotorlagerung weist einen hohlen Rotormast 46 auf, welcher eine Druckluft-Zuleitung zum Rotor 12 bzw* über die flexiblen Leitungen 44 zu den einzelnen Rotorblättern 38 darstellt. Das Nabenteil 42 des Rotors 12 ist mittels (nicht dargestellter) bekannter Einrichtungen drehbar auf dem Rotormast 46 gelagerte

Die Rotorlagerung ist mit dem Rumpf über ein Anschluß-Tragwerk verbunden, welches eine Versetzung des Rotors und seiner Drehachse relativ zum Rumpf und damit relativ zum Schwerpunkt des Flugzeugs ermöglicht» Das im einzelnen in !"ig» 2 dargestellte Anschluß-Tragwerk weist ein bewegliches Tragt eil in Form einer von einer Mittel-Öffnung 50 durchsetzten Fußplatte 48 auf. Der hohle Rotormast 46 ist in der Mittelöffnung 50 der Fußplatte

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48 gehalten und daher gemeinsam mit dieser bewegbar. Die Fußplatte 48 ist entlang zwei zueinander im wesent-' liehen parallelen Führungsteilen in Form von Gewindespindeln 52 bewegbar. Zu diesem Zweck sind an der Fußplatte 48 mehrere mit den Gewindespindeln 52 in Eingriff stehende Lauf muttern 54· befestigt.

Die Gewindespindeln 52 sind mittels eines umsteuerbaren Servomotors 56 gemeinsam antreibbar. Der - an geeigneter Stelle im Rumpf 10 untergebrachte Servomotor 56 trägt auf seiner Abtriebsxielle 58 ein einzelnes Kettenrad 60. Die Gewindespindeln 52 tragen an einem Ende jeweils ein Kettenrad 62, welches sich mit einer über das Kettenrad 60 vom Servomotor 56 angetriebenen Kette in Eingriff befindet. Die Enden der Gexvindespindeln 52 sind in im Rumpf 10 angeordneten Querträgern 66, 68 drehbar gelagert (Fig. .1).

Um die Versetzung des Rotors 12 bzw. des Rotormasts 46 relativ zum Rumpf 10 zu ermöglichen, ist der Rotormast über eine flexible Leitung 70 am Drucklufterzeuger 16 angeschlossen.

Wie man in Fig. 1 ferner erkennt, ist zwischen der Rotorlagerung und dem Rumpf eine Dichtungsanordnung- vorgesehen, welche es ermöglicht, bei der Versetzung des Rotors die Druckbelüftung des Rumpfs aufrecht zu. erhalten. Der Rumpf 10 hat an der Oberseite eine entsprechend der maximalen Versetzung des Rotors erweiterte Öffnung 72, durch welche hindurch der an seinem unteren Teil in.der Fußplatte 48 gehaltene Rotormast 46 hervorsteht. Unterhalb der Öffnung ist der Rotormast 46 von einer abdichtend daran befestigten Dichtungsplatte 74-umgeben, welche sich an der Innenseite des Rumpfs in Anlage befindet und so weit über die Öffnung 72 hinausreicht, daß sie diese in geder Stellung des Rotormasts' geschlossen hält.

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Im Flugbetrieb ist die Ausrichtung des Angriffspunkts des Auftriebs auf den Schwerpunkt-des Plugzeugs äußerst 'einfach.bewerkstelligbar* Wie eingangs bereits .bemerkt, ist der Rotormast vorzugsweise genau über dem Schwerpunkt des Flugzeugs, angeordnet» Die erfindungsgeraäße Anordnung ermöglicht es dem Flugzeugführer, den Rotormast 46 vom Inneren der Kanzel 22 aus durch Betätigung des Servomotors 56 in der einen oder anderen Richtung relativ zum Rumpf 10 zu versetzen» Zu diesem Zweck kann beispielsweise der auf dem Knüppel 30 angeordnete Daumenschaliier 32 verwendet werden«, Die Betätigung kann jedoch auch auf andere Weise erfolgen,, beispielsweise/ mittels einer in der Kanzel angeordneten, vom Flugzeugführer von Hand bet.ätigbaren Kurbel oder hydraulischen Vorrichtung.» ■ In der beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Versetzung der beweglichen Fußplatte· 4-8 entlang den Gewindespindeln 52 durch den Intrieb derselben mittels des umsteuerbaren Servomotors 56 über die Kette 64 und die Kettenräder 60 und 62,· wobei die Bewegungsrichtung der Fußplatte 48 und damit die Versetzung des Rotormasts 46 durch den jeweiligen Drehsinn des Motors 56 bestimmt ist. .Durch die. Versetzung des Rotormasts 46 läßt sich die Drehachse des Rotors 12, wie vorstehend erläutert, in bezug auf den Schwerpunkt des Elügzeügs ausrichten. Damit gewährleistet die erfindungsgemäße Anordnung das sichere Ansprechen der' Steuerung eines Drehflügelflugzeugs mit Blattspitzen-Strahldüsenantrieb, auch bei sehr turbulenten Luftströmungen und/oder zunächst ungleichmäßiger Verteilung der Last.

Dabei ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern erlaubt die verschiedensten Abwandlungen derselben im Rahmen der Ansprüche.

L e θ r s e i t e

Claims

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A. GRÜNECKER, dft. -<n& ■ OR. H. KINKELDEY. dipoins DR. W. STOCKMAIR, tjPi.-iNa.A DR. K. SCHUMANN. oipu-fws P. H, JAKOB. ran-iNG DR. G. BEZOLD, »pl-chem. W. MEISTER. aPu-iNJS H. HILGERS.. dipling. DR. H. MEYER-PLATH, oiPL-iNa

aOOO MÜNCHEN 22
MAXIMILIANSTRASSE 43

THOMPSON, DlEEOW
8634-11 Tillage Eoad . Playa del Hey, California 90291 USA '
und

!THOMPSON,; DMIEL IiEE Ρ« O. Box 392
Eiyadh
Saudi Arabien

13. Juli 1981

Drehflügelflugzeug mit Strahldüsenantrieb

Ί. Drehflügelflugzeugs gekennzeichnet durch einen Bumpf (10), durch einen im oder am Sumpf
angeordneten Drucklufterzeuger (14-, 16), durch einen
über dem Eumpf angeordneten, unter dem Antrieb von
Strahldüsen (40) um eine Rotorachse in Drehung versetzbaren Eotor (12), durch eine den Eotor um die Eotorachse drehbar tragende Eotorlagerung mit einem hohlen Rotor-

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mast (46), welcher eine Druckluft-Zuleitung zum Rotor bildet, durch ein die Rotorlagerung mit dem Rumpf verbindendes, zum Versetzen der Rotorlagerung und damit der Rotorachse relativ zum Schwerpunkt des Flugzeugs verstellbares Anschluß-Tragwerk (50 bis 68) und durch wenigstens eine den Drucklufterzeuger mit dem hohlen Rotormast verbindende, zur Anpassung an die Versetzung der Rotorlagerung und der Rotorachse relativ zum Rumpf flexible Druckluftleitung (70).

2. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß das Anschluß-Tragwerk ein bewegliches Tragteil (48) sowie Einrichtungen (52 bis 68) zum Versetzen des Tragteils aufweist.

3. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil eine zum Versetzen der Rotorlagerung und des Rotors (12) mit dem Rotormast (46) verbundene Fußplatte (48) ist.

4. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 2, dadurch ge kennz ei ohne t, daß die Einrichtungen zum Versetzen des Tragteils (48) ein Paar im wesentlichen paralleler Kihrungsteile (52) aufweisen»

5. Drehflügelflugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der !Führungsteile (52) eine Gewindespindel ist und daß das Tragteil (48) wenigstens ein in Eingriff mit der Gexvindespindel stehendes Teil (54) trägt, so daß es durch Drehung der Gewindespindel versetzbar ist.

6. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 5? dadurch gekennz eichnet, ,daß das mit der Gewindespindel (52) in Eingriff stehende Teil eine Laufmutter (54) ist. . .

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?. Drehflügelflugzeug nach ■ Anspruch. 5 oder 6, dadurch ■g e k e η η ζ e i c· h η e t, daß die Gewindespindel (52) mittels eines Servomotors (56) antreibbar ist.'

8. Drehflügelflugzeug nach wenigstens einem der .Ansprüche 1 bis 4- 9 dadurch gekennzeichnet, daß die SHihrungsteile zwei Gewinde spindeln (52) sind und daß das Tragteil mit den¹ Gewindespindeln in Eingriff stehende Teile (54·) trägt₉ so daß es durch Drehung der Gewindespindeln versetzbar ist_o ■

9 ο Drehflügelflugzeug nach Anspruch 8, dadurch g e "k enn ze i chn e t," daß die Gewinde spindeln (52) mittels eines Servomotors (56) antreibbar sind«

10« Drehflügelflugzeug nach Anspruch 9» dadurch g e k eη η ζ e i c h η e t, daß die Gewindespindeln (52) 'jeweils-ein Antriebsteil (62) tragen und über eine gemeinsame Antri.ebs-Übertragungseinrichtung mit dem Servomotor (56) verbunden sind»

11. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 10_? dadurch .;g e. Je. e η η ζ e i c h η e.t_? daß die Antriebs-Übertragungseinrichtung (64·) eine Antriebskette aufweist und daß die Antriebsteile' Kettenräder (62) sind.

12o Drehflügelflugzeug nach Anspruch 8_? dadurch g e k -·β ο. η ζ e i c h η e t", daß die mit den Gewindespindeln (52) in Eingriff stehenden Teile Laufmuttern (5*0 sind»

13o Drehflügelflugzeug, gekennzeichnet durch einen Rumpf (1O)₅ durch einen im oder am Rumpf angeordneten Drucklufterzeuger (14-₉ 16), durch einen über dem Rumpf angeordneten, »unter dem Antrieb von Strahldüsen (4-0) um eine Rotorachse in Drehung versetz-

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baren Rotor (12), durch eine den Rotor um die Rotorachse drehbar tragende Rotorlagerung (46) und durch ein den Rumpf mit der Rotorlagerung verbindendes, zum Versetzen der Rotorlagerung und damit der Rotorachse relativ zum Rumpf und damit relativ zum Schwerpunkt des Flugzeugs verstellbares Anschluß-Tragwerk (48 bis 68).

14. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 13? dadurch gekennzeichnet, daß das Anschluß-Tragwerk ein bewegliches Tragteil (48) sowie Einrichtungen (52 bis 68) zum Versetzen des Tragteils aufweist.

15· Drehflügelflugzeug nach Anspruch 14,. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Versetzen des Tragteils (48) wenigstens eine drehbare Gewindespindel (52) aufweisen und daß das Tragteil wenigstens ein mit der Gewindespindel in Eingriff stehendes Teil (54) trägt, so daß es durch Drehung der Gewindespindel versetzbar ist-

16. Drehflügelflugzeug nach. Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Gextfindespindel (52) in Eingriff stehende Teil eine Laufmutter (54) ist„

17· Drehflügelflugzeug nach Anspruch 15₅ dadurch gekennzeichnet daß die Gewindespindel (52) mittels eines Servomotors (56) antreibbar ist».

18. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennz eichnet, daß das Tragteil (48) eine zum Versetzen des Rotors (12) und der Rotorlagerung (46) mit dieser verbundene Fußplatte ist=

.19.' Drehflügelflugzeug nach wenigstens einem der Ansprüche .1 bis 18, dadurch ge-kennz eichne ty daß der Rumpf (10) eine von der Rotorlagerung (46) durchsetzte, erweiterte öffnung (72) aufweist und daß die Rotorlagerung eine gemeinsam mit ihr versetzbare Dichtungsanordnung (74-) trägt» "