DE3515968A1

DE3515968A1 - Flexibles rotoranschlussteil fuer ein drehfluegelflugzeug

Info

Publication number: DE3515968A1
Application number: DE19853515968
Authority: DE
Inventors: Gordon G. Shelton Conn. Miller
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1984-05-15
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1985-11-21
Anticipated expiration: 2005-05-04
Also published as: GB2158797B; GB8511742D0; IT8520721A0; FR2564419B1; FR2564419A1; IT1208540B; DE3515968C2; GB2158797A

Description

Flexibles Rotoranschlußteil für ein Drehflügelflugzeug

Die Erfindung betrifft ein flexibles Rotoranschlußteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit aerodynamischen Gebilden und insbesondere mit aerodynamischen Verkleidungen.

Die jüngste Entwicklung bei der Rotornabenkonstruktion für Drehflügelflugzeuge hat zur Verwendung eines Rotoranschlußteils statt des Üblichen Torsionsrohres geführt. Typisch weist das Rotoranschlußteil ein oder mehrere Konstruktionsteile, eine Blattverstellwelle und eine Stoßstangenvorrichtung auf. Das innere Ende dieser Vorrichtung ist an der Hauptrotornabe durch ein sphärisches Lager befestigt, welches den Blattverstelldrehungsmittelpunkt festlegt und Stoßstangenscherkräfte aufnimmt. Der äußere Teil ist an dem Rotorblatt befestigt. Durch Betätigung der Stoßstange und der Blattverstellwelle ist es möglich, den Rotorblatteinstell-

winkel zu verändern, um ihn einem besonderen Flugbetrieb anzupassen. Das kann erfolgen, indem Drehmoment auf den inneren Teil der Blattverstellwelle über die Stoßstange ausgeübt wird, die die Blattverstellwelle dreht oder verdreht, so daß sie den Einstellwinkel des Rotorblattes ändert, welches an das äußere Ende der Blattverstellwelle angeschlossen ist.

Rotoranschlußteile dieses Typs sind etwa 0,9 m bis etwa 1,5m lang und erzeugen im Gebrauch, da sie nicht aerodynamisch geformt sind, aerodynamischen Widerstand. Darüber hinaus sind sie, wenn sie nicht umhüllt sind, dem Angriff durch Fremdkörper und Erosion durch die Elemente ausgesetzt. Wenn ein Gebilde nicht aerodynamisch geformt ist, wird im Stand der Technik eine starre aerodynamische Verkleidung benutzt, um das Gebilde zu schützen und ihm eine aerodynamische Form zu geben, so daß zusätzlicher Auftrieb erzeugt wird. Ein solches starres Gebilde wäre aber nicht in der Lage, die Biege- und Verdrehbewegungen auszuhalten, die bei diesen neuen Rotoran- *+ schlußteilen auftreten. Es wird deshalb eine flexible, nachgiebige Verkleidung benötigt, die im Flug ihre aerodynamische ** Form behält und die Verdrehkräfte, welche bei der Veränderung des Blatteinstellwinkels auftreten, aushält.

Das Rotoranschlußteil nach der Erfindung ist demgemäß mit einer flexiblen Verkleidung versehen, die das Rotoranschlußteil als aerodynamisches Formteil umgibt. Diese Verkleidungen können aus flexiblem Ürethanschaumstoff hergestellt werden, der unter zentrifugaler und aerodynamischer Belastung seine Form behält. Die Ürethanschaumstoffverkleidung sollte weder die Biege- noch die Torsionssteifigkeit der biegsamen Träger des Rotoranschlußteils nennenswert vergrößern, wenn der Blatteinstellwinkel verändert wird. Darüber hinaus kann die Verkleidung einen flexiblen ürethanüberzug aufweisen, um die Verkleidung aus Schaumstoff vor Abrieb, Feuchtigkeitsaufnahme und anderer Verunreinigung zu schützen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine flexible Verkleidung nach der Erfindung.

Als Schaumstoff, der zur Ausführung der Erfindung benutzt werden kann, kann irgendein flexibler ürethanschaumstoff benutzt werden, dem eine aerodynamische Form gegeben werden kann und der seine Form unter den Kräften, die im Flug und bei Blatteinstellwinkeländerungen erzeugt werden, im wesentlichen behält. Der Schaumstoff sollte eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit haben und nachgiebig genug sein, um das Drehen des Außenendes bei einer Blatteinstellwinkeländerung von bis zu etwa _+ 30° gegen die normale Achse zu gestatten, ohne zu reißen oder beträchtlich zu der Torsionssteifigkeit des Rotoran-T. schlußteils beizutragen. Eine beträchtliche Vergrößerung der

Steifigkeit kann zu höheren Blattverstellwellen- oder Steueret belastungen führen, die unerwünschte Handhabungseigenschaften • des Flugzeuges ergeben könnten. Darüber hinaus könnte die größere Steifigkeit die Verwendung von schwereren, stabileren Bauteilen wegen der höheren Beanspruchungen erfordern, was ein weniger erwünschtes Produkt ergäbe.

Der besondere Polyurethanschaumstoff, der benutzt wird, wird von den besonderen Spannungen und Torsionssteifigkeiten abhängen, die für ein besonderes Flugzeug erwünscht sind. Ein größeres Rotoranschlußteil, das größere Konstruktionsteile erfordert, die von Haus aus eine höhere Torsionssteifigkeit haben, könnte mit einer weniger nachgiebigen Polyurethanverkleidung versehen werden. Typische Polyurethanschaumstoffe, die bei der Ausführung der Erfindung benutzt werden können, sind in mehreren Dichten erhältlich, d.h. 48,1 kg/m

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(3 lbs. per cubic ft.), 96,1 kg/m , 160,2 kg/m , usw. Diese Schaumstoffe sind typisch Systeme aus zwei Komponenten A und B, wobei die Komponente A das Urethangrundmaterial und die

Komponente B der Katalysator ist. Der besondere Schaumstoff, der gewählt wird, sollte auch, wenn er bei Temperaturen von etwa -54 ⁰C (- 65 ⁰F) bis etwa 66 ⁰C (150 ⁰P) betrieben wird, nicht schlechter werden (Reißen, Zerbröckeln, Verspröden, usw.).

Diese Schaumstoffe sind typisch geschlossenzellig und durch Druckdurchbiegungsdaten gekennzeichnet. Es wird angenommen, daß jedes Urethanschaumstoffsystem, das, wenn es verarbeitet ist, einen Schaumstoffdruckmodul von etwa 0,345 bis etwa 1,21 MPa (50 - 175 psi) ergibt, eine akzeptable Verkleidung ergibt. Es sei jedoch angemerkt, daß das besondere Rotorsystem die besonderen Schaumstofferfordernisse bestimmen wird.

Es kann irgendeine herkömmliche Methode zum Herstellen der Verkleidung benutzt werden, d.h. Spritzgießen direkt über dem Rotoranschlußteilaufbau oder Herstellen der Verkleidung in zwei oder mehr als zwei Abschnitten und Anbringen derselben um das Rotoranschlußteil. Bei der Spritzgießmethode kann es erwünscht sein, den Bereich zwischen der Blattverstellwelle und dem biegsamen Träger vor dem Eindringen des Schaumstoffes zu schützen, da dieser die scheinbare Torsionssteif igkeit des Rotoranschlußteils vergrößern könnte. Dem Schaumstoff kann jedoch gestattet werden, die Blattverstellwelle zu umschließen, vorausgesetzt, daß er sich nicht mit der Blattverstellwelle verbindet und eine reibungsarme Oberfläche (Teflon) zwischen ihnen angeordnet ist. Statt dessen kann ein Zwischenraum um die Blattverstellwelle notwendig sein, um der Blattverstellwelle während des Fluges oder unter dynamischen Belastungen Bewegungsfreiheit zu geben.

Da Polyurethanschaumstoff durch Feuchtigkeit und Abrieb beschädigbar ist, wird ein abrieb- und feuchtigkeitsbeständiger Polyurethangummiüberzug empfohlen. Das kann erfolgen, indem der Gummi in Form einer Flüssigkeit oder als Folie aufgebracht wird. Der besondere Urethangummi sollte im wesentlichen dieselben Biegeeigenschaften wie der Schaumstoff haben, so daß, wenn der Rotorblatteinstellwinkel verändert wird und sich die Verkleidung verdreht, der abriebbeständige überzug sich nicht von dem Schaumstoff trennt. Es kann eine Anzahl von urethangummis benutzt werden, und ein derartiges Material ist PR 1592, ein flüssiger Gummi, der von der Products Research & Chemical Corporation erhältlich ist. Dieses Material kann direkt auf die Verkleidung aus Schaumstoff durch Bürsten, mit einem Quetscher, usw. in flüssiger Form aufgebracht werden oder es kann in Tafelform gegossen und dann an dem Schaumstoff mit einem Klebstoff befestigt werden. Es ist auch möglich, wenn Gummi in Folienoder Tafelform benutzt wird, den Schaumstoff und den Gummiüberzug gemeinsam auszuhärten. Das kann erfolgen, indem die Form mit der Gummifolie ausgekleidet und dann der Schaumstoff in die ausgekleidete Form eingespritzt wird, so daß eine vollständige Verkleidung in einem Härtungsschritt gebildet wird.

Die Figur zeigt eine flexible Verkleidung 1, die um ein Rotoranschlußteil 10 geformt ist, welches zwei biegsame Träger 20 und eine Blattverstellwelle 30 aufweist.

Die hier beschriebene neue Verkleidung ergibt eine aerodynamische, schützende Hülle für Rotoranschlußteile. Die Verkleidung gibt dem Flugzeug nicht nur zusätzlichen aerodynamischen Auftrieb, sondern schützt es auch vor Erosion durch die Elemente und vor Fremdkörpern, die das Flugzeug ernsthaft beschädigen und möglicherweise den Absturz des Flugzeugs verursachen könnten.

Claims

United Technologies Corporation Hartford, Connecticut 06101, V. St. A. Patentansprüche :

1. Flexibles Rotoranschlußteil für ein Drehflügelflugzeug, mit einem oder mehreren biegsamen Trägern (20), mit einer Blattverstellwelle (30) und mit einer Vorrichtung zum Ausüben eines Drehmoments auf die Blattverstellwelle, um den Blatteinstellwinkel des Rotors zu verändern, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotoranschlußteil (10) in eine aerodynamische, flexible Verkleidung (1) aus Schaumstoff eingeschlossen ist.

2. Rotoranschlußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (1) mit einem abriebbeständigen, flexiblen Polyurethangummiüberzug versehen ist.