DE3515968C2 - Flexibles Rotoranschlußteil für ein Drehflügelflugzeug - Google Patents

Description

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

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit aerodynamischen Gebil­ den und insbesondere mit aerodynamischen Verkleidungen.

Die jüngste Entwicklung bei der Rotornabenkonstruktion für Drehflügelflugzeuge hat zur Verwendung eines Rotoranschluß­ teils statt des üblichen Torsionsrohres geführt. Typisch weist das Rotoranschlußteil ein oder mehrere Konstruktions­ teile, eine Blattverstellwelle und eine Stoßstangenvorrich­ tung auf. Das innere Ende dieser Vorrichtung ist an der Hauptrotornabe durch ein sphärisches Lager befestigt, wel­ ches den Blattverstelldrehungsmittelpunkt festlegt und Stoß­ stangenscherkräfte aufnimmt. Der äußere Teil ist an dem Rotor­ blatt befestigt. Durch Betätigung der Stoßstange und der Blattverstellwelle ist es möglich, den Rotorblatteinstell­ winkel zu verändern, um ihn einem besonderen Flugbetrieb an­ zupassen. Das kann erfolgen, indem Drehmoment auf den inne­ ren 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 1,5 m lang und erzeugen im Gebrauch, da sie nicht aerodynamisch ge­ formt sind, aerodynamischen Widerstand. Darüber hinaus sind sie, wenn sie nicht umhüllt sind, dem Angriff durch Fremdkör­ per und Erosion durch die Elemente ausgesetzt. Wenn ein Ge­ bilde nicht aerodynamisch geformt ist, wird im Stand der Tech­ nik 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 star­ res Gebilde wäre aber nicht in der Lage, die Biege- und Ver­ drehbewegungen auszuhalten, die bei diesen neuen Rotoran­ schlußteilen auftreten. Es wird deshalb eine flexible, nach­ giebige 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 ei­ ner flexiblen Verkleidung versehen, die das Rotoranschlußteil als aerodynamisches Formteil umgibt. Diese Verkleidungen kön­ nen aus flexiblem Urethanschaumstoff hergestellt werden, der unter zentrifugaler und aerodynamischer Belastung seine Form behält. Die Urethanschaumstoffverkleidung sollte weder die Biege- noch die Torsionssteifigkeit der biegsamen Träger des Rotoranschlußteils nennenswert vergrößern, wenn der Blatt­ einstellwinkel verändert wird. Darüber hinaus kann die Ver­ kleidung einen flexiblen Urethanüberzug 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 Verklei­ dung nach der Erfindung.

Als Schaumstoff, der zur Ausführung der Erfindung benutzt wer­ den kann, kann irgendein flexibler Urethanschaumstoff benutzt werden, dem eine aerodynamische Form gegeben werden kann und der seine Form unter den Kräften, die im Flug und bei Blatt­ einstellwinkeländerungen erzeugt werden, im wesentlichen behält. Der Schaumstoff sollte eine gute Feuchtigkeitsbestän­ digkeit haben und nachgiebig genug sein, um das Drehen des Außenendes bei einer Blatteinstellwinkeländerung von bis zu et­ wa ±300 gegen die normale Achse zu gestatten, ohne zu reißen oder beträchtlich zu der Torsionssteifigkeit des Rotoran­ schlußteils beizutragen. Eine beträchtliche Vergrößerung der Steifigkeit kann zu höheren Blattverstellwellen- oder Steuer­ belastungen führen, die unerwünschte Handhabungseigenschaften des Flugzeuges ergeben könnten. Darüber hinaus könnte die größere Steifigkeit die Verwendung von schwereren, stabile­ ren 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 ab­ hängen, 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 Polyurethan­ verkleidung versehen werden. Typische Polyurethanschaum­ stoffe, die bei der Ausführung der Erfindung benutzt werden können, sind in mehreren Dichten erhältlich, d. h. 48,1 kg/m³ (3 lbs. per cubic ft.), 96,1 kg/m³, 160,2 kg/m³, 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°C (-65°F) bis etwa 66°C (150°F) betrieben wird, nicht schlechter werden (Reißen, Zerbröckeln, Ver­ spröden, 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 Rotor­ system 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 der­ selben um das Rotoranschlußteil. Bei der Spritzgießmethode kann es erwünscht sein, den Bereich zwischen der Blattver­ stellwelle und dem biegsamen Träger vor dem Eindringen des Schaumstoffes zu schützen, da dieser die scheinbare Torsions­ steifigkeit des Rotoranschlußteils vergrößern könnte. Dem Schaumstoff kann jedoch gestattet werden, die Blattverstell­ welle zu umschließen, vorausgesetzt, daß er sich nicht mit der Blattverstellwelle verbindet und eine reibungsarme Ober­ fläche (Teflon) zwischen ihnen angeordnet ist. Statt dessen kann ein Zwischenraum um die Blattverstellwelle notwendig sein, um der Blattverstellwelle während des Fluges oder un­ ter dynamischen Belastungen Bewegungsfreiheit zu geben.

Da Polyurethanschaumstoff durch Feuchtigkeit und Abrieb beschädigbar ist, wird ein abrieb- und feuchtigkeitsbe­ ständiger Polyurethangummiüberzug empfohlen. Das kann er­ folgen, indem der Gummi in Form einer Flüssigkeit oder als Folie aufgebracht wird. Der besondere Urethangummi sollte im wesentlichen dieselben Biegeeigenschaften wie der Schaum­ stoff haben, so daß, wenn der Rotorblatteinstellwinkel ver­ ändert wird und sich die Verkleidung verdreht, der abrieb­ beständige 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 er­ hältlich ist. Dieses Material kann direkt auf die Verklei­ dung aus Schaumstoff durch Bürsten, mit einem Quetscher, usw. in flüssiger Form aufgebracht werden oder es kann in Tafel­ form gegossen und dann an dem Schaumstoff mit einem Klebstoff befestigt werden. Es ist auch möglich, wenn Gummi in Folien- oder Tafelform benutzt wird, den Schaumstoff und den Gummi­ überzug 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 voll­ ständige Verkleidung in einem Härtungsschritt gebildet wird.

Die Figur zeigt eine flexible Verkleidung 1, die um ein Ro­ toranschlußteil 10 geformt ist, welches zwei biegsame Trä­ ger 20 und eine Blattverstellwelle 30 aufweist.

Die hier beschriebene neue Verkleidung ergibt eine aerody­ namische, schützende Hülle für Rotoranschlußteile. Die Ver­ kleidung gibt dem Flugzeug nicht nur zusätzlichen aerodyna­ mischen Auftrieb, sondern schützt es auch vor Erosion durch die Elemente und vor Fremdkörpern, die das Flugzeug ernst­ haft beschädigen und möglicherweise den Absturz des Flug­ zeugs verursachen könnten.

Claims (2)

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

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