DE3638038A1 - Propeller-/blaesersteigungs-stelleinrichtung - Google Patents
Propeller-/blaesersteigungs-stelleinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, um Luftpropellerschaufeln,
beispielsweise in einem Propeller/Bläser
(d. h. Propfan) in eine Stellung mit sicherer, d. h. großer
bzw. steiler, Steigung zu bringen.
Wenn der Steigungsänderungsmechanismus
des Propfan versagen sollte und eine derartige
Einrichtung nicht vorhanden wäre, können sich die Propellerschaufeln
in eine Stellung mit einer kleinen bzw. flachen
Steigung bewegen, wodurch ein temporäres Drehmomentungleichgewicht
zwischen dem Propfan und dem Triebwerk hervorgerufen
wird. Während des Ungleichgewichtes überschreitet das Drehmoment
des Triebwerkes das Rückkehrmoment bzw. das entgegenwirkende
Drehmoment des Propfan, wodurch der Propfan kontinuierlich
beschleunigen kann, bis eine Beschädigung durch
Überdrehzahl auftritt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte
Propellersteigungshemmung zu schaffen. Diese Propellersteigungshemmung
soll Arbeit aus der Bewegung eines Gewichtes,
hervorgerufen durch Zentrifugalkraft, erhalten, aber mehr
Arbeit aus dem Gewicht gleicher Größe (oder umgekehrt die
gleiche Arbeit aus einem kleineren Gewicht) erhalten im Vergleich
zu bekannten Einrichtungen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Gewicht mit einer
oder mehreren Schaufeln eines Luftpropellers verbunden. Die
Steigung der Schaufeln ist variabel bzw. verstellbar. Das
Gewicht ist gezwungen, (1) sich nur in einer radialen Ebene
zu drehen, d. h. in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des
Propellers, und (2) um eine Achse (oder Welle), die sich
auch um die Propellerachse dreht. Beispielsweise können
das drehbare Gewicht und seine Achse bzw. Welle nahe dem Fuß
eines Propellers angeordnet sein. Die Verbindung bzw. das
Gestänge bewirkt, daß die Schaufel (n) den Anstellwinkel ändert,
wenn sich das Gewicht um die Achse dreht.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen
anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Fig. 1 stellt schematisch eine bekannte Steigungshemmung
dar.
Fig. 2 stellt dar, was mit einem Schaufelsteigungswinkel
gemeint ist.
Fig. 3 bis 6 stellen im Detail das Verhalten der bekannten
Hemmung gemäß Fig. 1 dar.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 9 stellt den Zentrifugalkraftvektor, V 63, des Standes
der Technik dar, wie er in Fig. 5 gezeigt ist.
Fig. 10 zeigt das Drehmoment der bekannten Einrichtung.
Fig. 11 zeigt das Drehmoment gemäß der Erfindung.
Fig. 12 und 12a sind Vektordiagramme und stellen in anderer
Weise das Drehmoment der bekannten Einrichtung dar.
Fig. 13 und 13a sind Vektordiagramme und stellen in anderer
Weise das Drehmoment gemäß der Erfindung dar.
Fig. 1 zeigt einen Flugzeugpropeller 3, und Fig. 2 ist
eine End- bzw. Stirnansicht von einer der Schaufeln 6 in
Richtung des Pfeiles 2. Wenn die Steigung der Schaufel in
Fig. 2 von der Stellung 9 in die Stellung 12 geändert wird,
wächst der Strömungswiderstand des Propellers 3, wodurch es
schwieriger wird, ihn zu drehen. Die Stellung 12 wird häufig
die vollständige Segelstellung des Propellers genannt.
Fig. 1 zeigt schematisch zwei Gewichte 15 und 18, die eine
Hantel 19 bilden. Weiterhin sind gedrehte Gewichte 15 A und
18 A gezeigt. (Die Gewichte sind tatsächlich in der Propellernabe
21 enthalten, aber für eine einfachere Erläuterung
außerhalb der Nabe gezeigt.) Die Gewichte sind an der Propellerschaufel
6 befestigt, und eine Zentrifugalkraft bewirkt,
daß sich die Gewichte von den schraffierten Stellungen 15 und
18 in nicht-schraffierte Stellungen 15 A und 18 A drehen, wodurch
die Propellerschaufel 6 gezwungen wird, sich in die
volle Segelstellung 12 gemäß Fig. 2 zu drehen. Der Grund für
diese Drehung wird anhand der Fig. 3 bis 6 erläutert.
Fig. 3 zeigt zwei Positionen, die die Hantel 19 einnehmen
kann. Die Propellerdrehung um die Achse 24 ist in den Fig. 1
und 3 durch den Pfeil 27 dargestellt, und die Hantel 19
läuft zusammen mit den Propellerschaufeln um. Die Hantel 19
dreht sich auch um eine zweite Achse 30, die auch in Fig. 1
gezeigt ist. Diese letztgenannte Drehung bewirkt, daß sich
die Steigung der Propellerschaufeln ändert. Die Art und Weise,
in der die Zentrifugalkraft wirksam ist, um diese Steigungsänderung
herbeizuführen (d. h. die Rotation, die in Fig. 3
durch den Pfeil 33 gezeigt ist), wird nun anhand der Fig. 4
und 5 erläutert. (Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die
Hantel 19 tatsächlich in einer Stellung mit einem instabilen
Gleichgewicht ohne eine theoretische Tendenz für eine Drehung.
Dies wird vier Absätze später besser erläutert.)
Fig. 4 zeigt vier geometrische Ebenen. Die Ebenen 36 und 39
sind parallel und durch die Kreise 42 und 45 definiert, in
denen sich das Gewicht 15 dreht. Die zwei Ebenen 36 und 39
sind stellvertretend für eine unbegrenzte Schar derartiger
paralleler Ebenen, die durch die Kreise 42 und 45 beschrieben
werden. Eine dritte Ebene 48 ist senkrecht zu den Ebenen
36 und 39 und enthält die Achse 30. Die Ebene 48 enthält
ebenfalls die Hantel 19, ist auch in Fig. 3 gezeigt und
die Hantel 19 in den Fig. 3 und 4 entspricht der Hantel
19 in Fig. 1.
Eine vierte Ebene 51 enthält die Hantel 19 A, wenn sie in der
gedrehten Stellung ist, wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt
ist. Ein Kernpunkt besteht nun darin, daß ganz allgemein
jeder Zentrifugalkraftvektor entlang dem Radius des Kreises
(beispielsweise Kreis 42) wirkt, den das rotierende Gewicht
15 beschreibt. Zwei derartige Vektoren sind durch die Pfeile
54 und 57 gezeigt. Der Zentrifugalkraftvektor, der auf das
Gewicht 15 wirkt, wenn es sich in der Ebene 51 befindet, ist
durch den Vektor 54 gezeigt. Der Vektor 54 ist in der Rotationsebene
39 enthalten, die durch den Kreis 45 definiert
ist. Der Zentrifugalkraftvektor 54 ist auch in Fig. 5 gezeigt,
aber in zwei Komponenten 60 und 63 zerlegt. Die gedrehte
Ebene 51 ist auch in Fig. 5 gezeigt, wie die Rotationsebene
39.
Die Komponente 60 ist parallel zu der Achse 30, wie es in
den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, und ruft deshalb keine
Drehung der Hantel in Richtung des Pfeiles 33 in Fig. 3
hervor. Dies bedeutet, daß die Komponente 60 zu der Steigungsänderung
nichts beiträgt. Die Komponente 63 ist jedoch
senkrecht zur Ebene 48 in den Fig. 3 und 4 und ruft deshalb
die Rotation hervor, die durch den Pfeil 33 in Fig. 3
gezeigt ist. Deshalb ruft diese Komponente 33 die Drehung
der Hantel von der schraffierten Stellung 19 in Fig. 6 in
diejenige Stellung hervor, die mit 19 A bezeichnet ist. Diese
Stellung 19 A ist in der Ebene 66 enthalten, die eine der
Schar von Ebenen ist, die durch die Ebenen 36 und 39 in Fig. 4
dargestellt sind.
Wenn die Hantel 19 in Fig. 1 mit der Propellerschaufel 6
richtig in Verbindung gebracht wird, bewirkt die vorstehend
beschriebene Rotation, die durch Zentrifugalkraft hervorgerufen
wird, daß sich die Schaufel von der Stellung 9 in die
Stellung 12 in Fig. 2 bewegt. Es ist selbstverständlich anzumerken,
daß in der Praxis die Hantel 19 nicht exakt von der
Ebene 48 in den Fig. 3 und 4 ausgeht. Der Grund besteht
darin, daß, wenn die Vektorzerlegung von Fig. 5 auf einen
derartigen Fall angewendet wird, die die Rotation hervorrufende
Komponente 63 verschwindet. Somit wird in der Theorie
keine Rotation 33 in Fig. 3 hervorgerufen, wenn die Hantel
19 exakt in der Ebene 48 enthalten ist. Deshalb ist es in der
Praxis wahrscheinlich wünschenswert, die Hantel 19 in einer
Stellung näher derjenigen ausgehen zu lassen, die durch die
Hantel 19 A in Fig. 3 gezeigt ist, d. h. außerhalb der Ebene
48.
Ein Problem der vorstehend beschriebenen bekannten Lösung
besteht darin, daß die Arbeit, die von dem Gewicht 15 in den
Fig. 3 und 4 während der Rotation von der theoretischen
Anfangsstellung 19, die in Fig. 6 gezeigt ist, in die Endstellung
19 A erbracht wird, durch den Ausdruck
W = ∫F · dl
gegeben ist, wobei W die Arbeit, F die Zentrifugalkraft und
dl das Differential entlang der Bahn ist, der das Gewicht 15
folgt. Mit anderen Worten ist die Arbeit W eine Funktion der
Differenz zwischen dem Radius 67 und dem Radius 72 in Fig. 6.
Dieser Unterschied im Radius ist im allgemeinen klein.
Fig. 7 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei ein Gewicht 80, das mit einem Zahnradsatz 83
verbunden ist, eine Propellerschaufel 6 in eine Segelstellung
dreht, die durch die gestrichelte Schaufel 84 gezeigt ist.
Die Drehung des Gewichtes 80 in die gestrichelte Stellung 80 A
wird durch Zentrifugalkraft hervorgerufen, da sich die Schaufel
6, der Zahnradsatz 83 und das Gewicht 80 alle um die
Achse 24 drehen, wie es durch die Pfeile 87 gezeigt ist. Das
Gewicht 80 dreht sich in einer und nur einer der Ebenen 36
oder 39 in Fig. 4. Das Gewicht 80 in Fig. 7 beschreibt
nicht aufeinanderfolgende Kreise, wie beispielsweise die
Kreise 42 und 45 in Fig. 4, wie dies bei dem bekannten Gewicht
15 der Fall ist. Eine komplexere Form der Erfindung
ist in Fig. 8 gezeigt.
In dieser Figur ist das Gewicht 80 (nahe der rechten Seite
der Figur) durch einen Winkelhebel 89 gehaltert, der um
eine Achse 92 schwenkt. Eine Nabe 94 entspricht in etwa der
Nabe 21 in Fig. 1. Es ist ein Teil 6 einer Schaufel gezeigt,
die sich um eine Achse 30 dreht, wie es durch einen Pfeil
87 gezeigt ist. Diese Drehung verändert die Steigung der
Schaufel 6. Ein Hebel 95 ist mit der Schaufel 6 und auch
mit einer Kugelverbindung 97 verbunden, die über ein Verbindungsstück
100 mit einem Ansatz 102 auf einem Gleichlaufring
103 in Verbindung steht. Der Gleichlaufring 103 ist durch
ein anderes Verbindungsstück 106 mit dem Winkelhebel 89 verbunden.
Die durch den Pfeil 104 dargestellte Zentrifugalkraft
hat die Tendenz, das Gewicht 80 in die gestrichelte
Stellung 80 A zu drehen. Die Drehung in die Stellung 80 A
zieht das Ansatzstück 102 auf dem Gleichlaufring 103 in die
Stellung 102 A, wodurch der Hebel 95 auf dem Propeller in die
Stellung 95 A gezogen wird. Somit wird eine Steigungsänderung
hervorgerufen.
Diese Steigungsänderung ist wünschenswert, falls eine Fehlfunktion
in dem Steigungsänderungs-Stellglied 107 auftritt,
das ein hydraulischer oder pneumatischer Kolben ist, der die
Steigung des Propellers steuert, indem die Stellung des
Gleichlaufringes 103 verändert wird, wie es durch die Stellungen
109 und 109 A gezeigt ist. Bei einer Fehlfunktion wird
das Gewicht 80 wirksam und drückt die Propellerschaufel 6
in die Segelstellung, die in Verbindung mit Fig. 2 erörtert
wurde.
Wenn der Kolben 107 die Propellerschaufel 106 in die Rückwärtsschubstellung
drückt, wie es beispielsweise beim Landen
eines Flugzeugs der Fall ist, wird das Gewicht 80 durch den
Kolben 107 entgegen dem Zentrifugalkraftvektor 104 in die
Stellung 80 B gedrückt.
Der Unterschied der erfindungsgemäßen Einrichtung im Gegensatz
zur vorstehend beschriebenen bekannten Einrichtung
kann in der folgenden Weise dargestellt werden. Fig. 9 ist
ein Kurvenbild der Größe des Vektors 63 in Fig. 5 als eine
Funktion des Winkels ϑ. In Fig. 9 ist dem Vektor 63 das
willkürliche Maximum von 100 Einheiten gegeben. Der Ausdruck
V 63 = V 54 · sinϑ in der Figur ist gültig, da die
Dreiecke A, B, C in Fig. 4 und B, D, E in Fig. 5 ähnliche
Dreiecke sind. Die Strecke 111 in Fig. 4 ist Teil des
Dreieckes ABC. Es ist der Schenkel BC. In Fig. 5 ist die
Strecke 111 die Strecke 112 (D 112) · sinϑ. Es sei angenommen,
daß die Strecke D 112 die Länge 1 habe. Dann ist
BC/DE = D 112/V 54 und V 63 = V 54 · sinϑ.
Das Drehmoment T, dessen Vektor 63 um die Achse 30 in Fig. 5
wirksam ist, ist das direkte Produkt zwischen V 63 und dem
Drehmomentarm, der durch den Vektor 112 in Fig. 5 angedeutet
ist. Der Drehmomentvektor ist als Vektor 113 bezeichnet.
Er ist senkrecht zur Ebene 51 und selbstverständlich zum Vektor
112. Bei der in Fig. 5 gezeigten Geometrie und der Annahme,
daß die Länge 112 die Größe 1 hat, ergibt sich das
Drehmoment T zu V 63 · cosϑ, wie es in Fig. 10 dargestellt
ist. Äquivalente Ausdrücke für das Drehmoment sind ebenfalls
in der Figur angegeben. Es ist hervorzuheben, daß der Spitzenwert
des Drehmomentes bei ϑ = 45° auftritt, und der Spitzenwert
des Drehmomentes beträgt die Hälfte des Spitzenwertes
der Größe des Vektors 63 in Fig. 9. Dies ist leicht zu verstehen
durch Betrachtung des Ausdruckes 1/2 K sin 2 ϑ in
Fig. 10. Deshalb weist die bekannte Einrichtung beim Bewegen
der Hantel über eine Bahn, um die größte Wegstrecke der
Gewichte zu erhalten, welches die Wegstrecke von der Stellung
19 nach 19 A ist, eine Drehmoment/Winkel-Charakteristik
auf, die in Fig. 10 gezeigt ist. Das Drehmoment ist Null oder
nahe Null, wenn sich die Hantel in oder nahe der Stellung 19
in Fig. 6 befindet, das Drehmoment hat einen Spitzenwert,
wenn der Winkel ϑ in Fig. 4 45° beträgt, und das Drehmoment
fällt dann wieder auf Null oder nahe Null, wenn die Hantel
die Position 19 A in Fig. 6 erreicht.
Im Gegensatz dazu hat die erfindungsgemäße Einrichtung eine
Drehmomentcharakteristik, die in Fig. 11 gezeigt ist. Der
Winkel ϑ ist wie in Fig. 7 definiert und, analog zu dem bekannten
ϑ in Fig. 4, ist ϑ so definiert, daß das Gewicht 80
in Fig. 7, um einer Bahn zu folgen, die maximale Arbeit erbringt,
bei ϑ = Null startet und sich bis ϑ = 180° bewegt.
(Das gestrichelte Gewicht 80 A befindet sich bei ϑ = 180°).
Eine Drehmomentkurve mit einem entsprechenden algebraischen
Ausdruck ist in Fig. 11 gezeigt. Der Vektor V 113 bezieht sich
auf den Vektor 113 in Fig. 7. Es sei darauf hingewiesen, daß
der Vektor 113 in Fig. 7 analog dem Vektor 63 in Fig. 5 ist
in dem Sinne, daß beide Vektoren den Zentrifugalkraftvektor
darstellen, der das Gewicht 15 oder 80 bewegt. Jedoch wird bei
der erfindungsgemäßen Einrichtung das Drehmoment nicht um irgendeinen
cos ϑ-Faktor vermindert, wie es in Fig. 10 gezeigt
ist. Deshalb nutzt die erfindungsgemäße Einrichtung die
Kraft vollständiger aus, die in dem Vektor 113 in Fig. 7 verfügbar
ist.
Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß die bekannte Einrichtung
gemäß Fig. 4 einen Winkel ϑ hat, der sich nur von Null
bis 90° erstreckt, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Im Gegensatz
dazu erstreckt sich bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
der Winkel ϑ von Null bis 180°, wie es in Fig. 11 gezeigt
ist.
Die vorstehende Beschreibung errechnete das Drehmoment als
eine Funktion der Zentrifugalkraftvektoren V 63 in Fig. 10
und V 113 in Fig. 11. Da jedoch diese Vektoren nicht konstant
bleiben, sondern sich mit der Stellung des Gewichtes ändern,
werden die Drehmomente nun als eine Funktion anderer Variablen,
nämlich physikalischer Parameter, errechnet.
Das Drehmoment in der bekannten Einrichtung gemäß den Fig. 1
bis 6 wird durch die nachstehende Folge von Gleichungen errechnet,
in denen
CFdie Zentrifugalkraft ist, mdie Masse des Gewichtes ist, Rdie Strecke von dem Gewicht zur Drehachse, der y-Achse in Fig. 12 ist, rdie Strecke vom Gewicht 18 zur z-Achse in Fig. 12 ist, die die Achse 30 in Fig. 3 ist, αein Winkel ist, der in Abhängigkeit von dem gewählten Koordinatensystem gleich ϑ in Fig. 5 sein kann. α wird als der Schaufelsteigungswinkel in Fig. 2 betrachtet. α ist entweder der tatsächliche Steigungswinkel oder der tatsächliche Steigungswinkel plus oder minus einer konstanten Zahl in Abhängigkeit von der Orientierung des Gewichtes 15 in bezug auf die Schaufel 6. In jedem Fall kann α als die Steigung bzw. der Anstellwinkel betrachtet werden. βist ein Winkel, der auch in Fig. 4 gezeigt ist, ωist die Winkelgeschwindigkeit der Umdrehung des Propellers in Radian pro Sekunde, Mzist das Moment des Gewichtes der Masse m um die z-Achse.
CFdie Zentrifugalkraft ist, mdie Masse des Gewichtes ist, Rdie Strecke von dem Gewicht zur Drehachse, der y-Achse in Fig. 12 ist, rdie Strecke vom Gewicht 18 zur z-Achse in Fig. 12 ist, die die Achse 30 in Fig. 3 ist, αein Winkel ist, der in Abhängigkeit von dem gewählten Koordinatensystem gleich ϑ in Fig. 5 sein kann. α wird als der Schaufelsteigungswinkel in Fig. 2 betrachtet. α ist entweder der tatsächliche Steigungswinkel oder der tatsächliche Steigungswinkel plus oder minus einer konstanten Zahl in Abhängigkeit von der Orientierung des Gewichtes 15 in bezug auf die Schaufel 6. In jedem Fall kann α als die Steigung bzw. der Anstellwinkel betrachtet werden. βist ein Winkel, der auch in Fig. 4 gezeigt ist, ωist die Winkelgeschwindigkeit der Umdrehung des Propellers in Radian pro Sekunde, Mzist das Moment des Gewichtes der Masse m um die z-Achse.
Fig. 12A zeigt die relevanten Vektoren in neuer Anordnung und
zeigt das Moment Mz.
Das Drehmoment der erfindungsgemäßen Einrichtung wird durch
die nachstehende Folge von Gleichungen errechnet, die sich auf
die Fig. 13 und 13A beziehen und in denen
R 1die tatsächliche Strecke vom Gewicht zur Drehachse ist, Rdie Strecke ist von der Mitte 150, um die sich das Gewicht dreht, zu der Drehachse, wobei diese Strecke konstant ist (die Mitte 150 liegt auf der Achse 92 in Fig. 7), γder Winkel ist zwischen dem Winkelhebel der Länge r und einem Referenzpunkt, nämlich der Z-Achse.
R 1die tatsächliche Strecke vom Gewicht zur Drehachse ist, Rdie Strecke ist von der Mitte 150, um die sich das Gewicht dreht, zu der Drehachse, wobei diese Strecke konstant ist (die Mitte 150 liegt auf der Achse 92 in Fig. 7), γder Winkel ist zwischen dem Winkelhebel der Länge r und einem Referenzpunkt, nämlich der Z-Achse.
Die anderen Bezeichnungen sind aus sich selbst heraus verständlich.
Ähnlich Fig. 12A zeigt Fig. 13A die zwei relevanten
Vektoren in der umgeformten Version.
Wie bereits ausgeführt wurde, ist der Winkel α in Gleichung 2
der Schaufelsteigungswinkel. Dieser Winkel kann zu dem Winkel γ
in Gleichung 19 in Beziehung gesetzt werden, indem ein spezielles
Verhältnis in der Verbindung 83 in Fig. 7 angenommen
wird. Wenn ein Verhältnis 2 : 1 (d. h. Zahnrad 83 B hat doppelt
so viel Zähne wie Zahnrad 83 A) angenommen wird, dann gilt
Wenn dies in Gleichung 19 eingesetzt und Gleichung 19 durch
Gleichung 9 dividiert wird, gilt
Somit ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung das Drehmoment
T größer als dasjenige der bekannten Einrichtung, und zwar um
einen Faktor 2R/r.
Es sei darauf hingewiesen, daß in den vorstehenden Gleichungen
angenommen wurde, daß der Winkel 89 in Fig. 8 (der mit einer
Länge r in Fig. 13 beschrieben ist) ohne Masse angenommen
wurde. Tatsächlich jedoch hat der Winkelhebel eine endliche
Masse, und infolgedessen wird das tatsächliche Drehmoment
größer sein als dasjenige, das in den Gleichungen, wie beispielsweise
19, errechnet wurde. Trotzdem errechnet die Gleichung
19 in gültiger Weise die Komponente des gesamten Drehmomentes,
das dem Gewicht 80 in den Fig. 7 und 8 zuzurechnen
ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Einrichtung gemäß der Erfindung
bewegt sich ein Gewicht 80 in Fig. 8 zusammen mit der
Rotation einer Flugzeugpropellerschaufel, aber es kann sich
auch um eine Achse 92 drehen bei einem Versagen eines Steigungsänderungskolbens
107. Während der Rotation um die Achse
92 bleibt das Gewicht 80 in einer Ebene parallel zur Rotationsebene
des Propellers. Die Rotationsebene ist diejenige, die
durch den Kreis 87 in Fig. 7 definiert ist, und sie ist parallel
zu den Ebenen 36 und 39 in Fig. 4. Eine derartige
Rotation drückt das Gewicht in die gestrichelte Stellung 80 A
in Fig. 8, wodurch die Steigung des Propellers 6 verändert
wird durch Drehen des Hebels 95 in die gestrichelte Stellung
95 A. Die Drehung in die gestrichelte Stellung 95 A wird durch
Zentrifugalkraft hervorgerufen. Die Arbeit, die durch das Gewicht
80 während der Rotation erbracht wird und die zur Verfügung
steht, um die Propellerschaufel 6 in die Segelstellung
zu drücken, ist das Integral des inneren Produktes von Zentrifugalkraft
F und Abstand dl oder
W = ∫ F · dl.
Die integrierte Strecke ist die Radiusänderung Δ R in Fig. 8.
Diese integrierte Strecke wird im allgemeinen größer sein als
die analoge Strecke für die bekannte Einrichtung, die die Differenz
zwischen den Strecken 67 und 72 in Fig. 6 ist. In einem
gewissen Sinne ist die Rotation, die durch den Pfeil 33 in Fig. 3
für die bekannte Einrichtung gezeigt ist, und die Rotation
bei der erfindungsgemäßen Einrichtung in die Stellung 80 A
in Fig. 7 ähnlich: die Vektoren 63 in Fig. 5 und 113 in Fig. 7
sind analog. Der große Unterschied liegt jedoch darin,
daß die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet, daß eine größere
Arbeit erhalten werden kann für ähnliche Längen des Armes
112 in Fig. 7 im Vergleich zum Arm 112 in Fig. 5.
Claims (2)
1. Flugzeugpropeller mit wenigstens einer Schaufel, deren
Steigung verändert werden kann,
gekennzeichnet durch:
(a) ein Gewicht (80), das nur in einer radialen Ebene drehbar ist, und
(b) eine Verbindung, die das Gewicht (80) mit einer oder mehreren Schaufeln (6) verbindet, zum Verändern der Schaufelsteigung in Abhängigkeit von der Rotation des Gewichtes (80).
(a) ein Gewicht (80), das nur in einer radialen Ebene drehbar ist, und
(b) eine Verbindung, die das Gewicht (80) mit einer oder mehreren Schaufeln (6) verbindet, zum Verändern der Schaufelsteigung in Abhängigkeit von der Rotation des Gewichtes (80).
2. Steigungsstellmechanismus für einen Flugzeugpropeller,
der um eine Propellerachse umläuft,
gekennzeichnet durch:
(a) ein Gewicht (80), das auf einem Winkelhebel (89) angeordnet ist und um eine zweite Achse (92) drehbar ist, und
(b) eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Winkelhebels mit wenigstens einer Propellerschaufel zum Ausüben eines ersten Drehmomentes T 1 auf die Schaufel zum Verändern der Steigung der Schaufel, wobei das Gewicht (80) und der Winkelhebel (89) ein zweites Drehmoment T 2 auf die Verbindungseinrichtung ausüben derart, daß T 2 im wesentlichen gleich m · R · sin ω 2 ist, wobei
m die Masse des Gewichtes ist,
R die Strecke von dem Gewicht zur Propellerachse ist,
r die Strecke von dem Gewicht zu der zweiten Achse (92) ist,
γ die Winkelstellung des Winkelhebels in bezug auf eine Bezugsstelle ist und
ω die Drehgeschwindigkeit des Gewichtes um die Propellerachse ist.
(a) ein Gewicht (80), das auf einem Winkelhebel (89) angeordnet ist und um eine zweite Achse (92) drehbar ist, und
(b) eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Winkelhebels mit wenigstens einer Propellerschaufel zum Ausüben eines ersten Drehmomentes T 1 auf die Schaufel zum Verändern der Steigung der Schaufel, wobei das Gewicht (80) und der Winkelhebel (89) ein zweites Drehmoment T 2 auf die Verbindungseinrichtung ausüben derart, daß T 2 im wesentlichen gleich m · R · sin ω 2 ist, wobei
m die Masse des Gewichtes ist,
R die Strecke von dem Gewicht zur Propellerachse ist,
r die Strecke von dem Gewicht zu der zweiten Achse (92) ist,
γ die Winkelstellung des Winkelhebels in bezug auf eine Bezugsstelle ist und
ω die Drehgeschwindigkeit des Gewichtes um die Propellerachse ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US79734685A | 1985-11-12 | 1985-11-12 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE19863638038 Withdrawn DE3638038A1 (de) | 1985-11-12 | 1986-11-07 | Propeller-/blaesersteigungs-stelleinrichtung |
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FR (1) | FR2589817A1 (de) |
GB (1) | GB2182727B (de) |
IT (1) | IT1197974B (de) |
SE (1) | SE465871B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0380278A2 (de) * | 1989-01-23 | 1990-08-01 | General Electric Company | Propellerblatt-Einstellmechanismus |
Families Citing this family (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2218747B (en) * | 1988-05-20 | 1993-01-27 | Gen Electric | Propeller/fan pitch feathering apparatus |
US5102302A (en) * | 1988-06-02 | 1992-04-07 | General Electric Company | Fan blade mount |
US5165856A (en) * | 1988-06-02 | 1992-11-24 | General Electric Company | Fan blade mount |
JPH0614945U (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-25 | 株式会社小野測器 | シャシダイナモメータの負荷設定装置 |
JP4002720B2 (ja) | 2000-11-22 | 2007-11-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 一細胞長期培養顕微観察装置 |
US6592328B1 (en) | 2001-04-17 | 2003-07-15 | Emerson Electric Co. | Method and apparatus for adjusting the pitch of a fan blade |
DK1585663T3 (da) * | 2003-12-30 | 2007-09-17 | Marine Propeller S R L | Stöddæmper til propeller med indstillelig stigning og med bevægelige blade, navnlig til sejlbåde |
FR2937678B1 (fr) * | 2008-10-23 | 2013-11-22 | Snecma | Dispositif de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
FR2946011B1 (fr) * | 2009-05-29 | 2013-01-11 | Snecma | Dispositif a verin mobile pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
FR2946010B1 (fr) | 2009-05-29 | 2011-06-24 | Snecma | Dispositif a verin fixe pour la commande des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
FR2946012B1 (fr) * | 2009-05-29 | 2011-06-24 | Snecma | Dispositif pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
FR2956854B1 (fr) * | 2010-03-01 | 2012-08-17 | Snecma | Dispositif de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur par contrepoids. |
US9718536B2 (en) | 2010-05-18 | 2017-08-01 | Hamilton Sundstrand Corporation | Counter-rotating open-rotor (CROR) |
GB2482545B (en) * | 2010-08-06 | 2017-05-03 | Ge Aviat Systems Ltd | Aircraft propellers with composite blades mounted to a single propeller hub |
US8845270B2 (en) | 2010-09-10 | 2014-09-30 | Rolls-Royce Corporation | Rotor assembly |
FR2964944B1 (fr) * | 2010-09-20 | 2013-05-24 | Snecma | Dispositif d'etancheite a soufflet pour la traversee de cloison par une biellette d'un systeme de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
FR2964943B1 (fr) * | 2010-09-20 | 2012-10-05 | Snecma | Dispositif d'etancheite a fourreau pour la traversee de cloison par une biellette d'un systeme de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
US8336290B2 (en) | 2010-09-30 | 2012-12-25 | General Electric Company | Pitch change apparatus for counter-rotating propellers |
US8371105B2 (en) | 2010-09-30 | 2013-02-12 | General Electric Company | Hydraulic system for fan pitch change actuation of counter-rotating propellers |
FR2967397B1 (fr) * | 2010-11-16 | 2012-11-16 | Snecma | Dispositif de passage d'une helice en reverse comportant un actuateur agissant sur un maneton |
FR2977862B1 (fr) * | 2011-07-13 | 2013-08-23 | Snecma | Dispositif de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
US8955409B2 (en) * | 2012-10-12 | 2015-02-17 | Hamilton Sundstrand Corporation | Rotating assembly including a dynamic balancing system |
FR3009710B1 (fr) * | 2013-08-14 | 2017-04-14 | Snecma | Rotor pour helice de turbomachine avec dispositif de mise en drapeau des pales de l'helice |
CA2891864A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-11-30 | Daniel Alan NIERGARTH | Variable-pitch rotor with remote counterweights |
US9869190B2 (en) * | 2014-05-30 | 2018-01-16 | General Electric Company | Variable-pitch rotor with remote counterweights |
CN105620770A (zh) * | 2014-10-28 | 2016-06-01 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种螺旋桨顺桨控制方法 |
US10072510B2 (en) | 2014-11-21 | 2018-09-11 | General Electric Company | Variable pitch fan for gas turbine engine and method of assembling the same |
FR3030446B1 (fr) * | 2014-12-17 | 2018-06-01 | Safran Aircraft Engines | Turbomachine a helice multi-diametres |
CN104675635B (zh) * | 2015-03-10 | 2018-02-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种装有转角放大器的振动翼发电装置 |
US9388825B1 (en) | 2015-10-08 | 2016-07-12 | Fawzi Q. M. A. O. A. Behbehani | Ventilation fan with automatic blade closure mechanism |
US10100653B2 (en) | 2015-10-08 | 2018-10-16 | General Electric Company | Variable pitch fan blade retention system |
US10288083B2 (en) * | 2015-11-16 | 2019-05-14 | General Electric Company | Pitch range for a variable pitch fan |
EP3296513B1 (de) * | 2016-09-16 | 2020-08-19 | Ratier-Figeac SAS | Propellerzustandsüberwachung |
EP3323714B1 (de) * | 2016-11-21 | 2019-07-03 | Ratier-Figeac SAS | Propellergegengewicht |
FR3066559B1 (fr) * | 2017-05-18 | 2019-06-07 | Safran Aircraft Engines | Module de soufflante a pales a calage variable |
US10934866B2 (en) * | 2017-06-20 | 2021-03-02 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Variable pitch change control method |
WO2019099293A1 (en) * | 2017-11-09 | 2019-05-23 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Aero/hydro-dynamically balanced passively varying pitch propeller |
US10655603B2 (en) * | 2017-11-13 | 2020-05-19 | Noel Richard Potter | Vane pitch control of a wind turbine assembly |
CN108691806B (zh) * | 2018-05-09 | 2019-10-29 | 中国航空发动机研究院 | 采用导轨轮盘和套齿圆管的发动机变结构风扇 |
US11505306B2 (en) * | 2021-04-05 | 2022-11-22 | General Electric Company | Variable pitch fan assembly with remote counterweights |
US11674435B2 (en) | 2021-06-29 | 2023-06-13 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
US11795964B2 (en) | 2021-07-16 | 2023-10-24 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US24530A (en) * | 1859-06-28 | Improvement in seeding-machines | ||
US1829443A (en) * | 1927-07-02 | 1931-10-27 | Gobereau Robert Richard | Propeller |
GB293307A (en) * | 1927-07-02 | 1929-12-30 | Robert Richard Gobereau | Propellers with automatically variable pitch |
US2054947A (en) * | 1930-06-25 | 1936-09-22 | Riddle Zelie | Automatic variable pitch propeller |
US2032254A (en) * | 1931-04-21 | 1936-02-25 | United Aircraft Corp | Adjustable pitch propeller |
GB390241A (en) * | 1931-11-10 | 1933-04-06 | John Porter Landrum | Improvements in variable pitch propeller |
US2146334A (en) * | 1935-01-21 | 1939-02-07 | Caria Ugo De | Air propeller with automatically variable pitch |
FR805813A (fr) * | 1935-08-17 | 1936-12-01 | Hélice à pas automatiquement variable | |
US2353334A (en) * | 1942-04-27 | 1944-07-11 | Virgil V Haugh | Constant load transmission |
FR916410A (fr) * | 1945-10-25 | 1946-12-05 | Hélice à pas variable automatique | |
US2607430A (en) * | 1946-02-26 | 1952-08-19 | Curtiss Wright Corp | Fan for aircraft propeller spinners |
GB722978A (en) * | 1952-12-03 | 1955-02-02 | Allgaier Werkzeugbau G M B H | Improvements in wind-power plant with a centrifugal governor |
GB819032A (en) * | 1955-09-30 | 1959-08-26 | Power Jets Res & Dev Ltd | Improvements in or relating to jet propulsion engines |
GB816485A (en) * | 1955-10-07 | 1959-07-15 | Garrett Corp | Improvements in or relating to ram air turbine |
GB1196589A (en) * | 1966-11-21 | 1970-07-01 | British Aircraft Corp Ltd Form | Improvements relating to Turbo-fan Aircraft Engines |
GB1290485A (de) * | 1968-10-22 | 1972-09-27 | ||
GB1371371A (en) * | 1971-04-27 | 1974-10-23 | Defence Secretary Of States Fo | Variable pitch fans or propellers particularly for gas turbine engines |
GB1368282A (en) * | 1972-05-15 | 1974-09-25 | Secr Defence | Bladed rotors |
US4111601A (en) * | 1977-02-02 | 1978-09-05 | Richard Joseph G | Adjustable windmill |
US4423333A (en) * | 1982-02-02 | 1983-12-27 | Rossman Wendell E | Horizontal axis wind energy conversion system with aerodynamic blade pitch control |
NL8303401A (nl) * | 1982-11-01 | 1984-06-01 | Gen Electric | Aandrijfturbine voor tegengesteld draaiende propellers. |
-
1986
- 1986-08-15 GB GB8619883A patent/GB2182727B/en not_active Expired
- 1986-09-03 JP JP61206092A patent/JPS62113698A/ja active Pending
- 1986-11-07 FR FR8615542A patent/FR2589817A1/fr not_active Withdrawn
- 1986-11-07 DE DE19863638038 patent/DE3638038A1/de not_active Withdrawn
- 1986-11-10 SE SE8604801A patent/SE465871B/sv not_active IP Right Cessation
- 1986-11-12 CN CN198686107684A patent/CN86107684A/zh active Pending
- 1986-11-12 IT IT22315/86A patent/IT1197974B/it active
-
1988
- 1988-05-20 US US07/196,888 patent/US4913623A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0380278A2 (de) * | 1989-01-23 | 1990-08-01 | General Electric Company | Propellerblatt-Einstellmechanismus |
EP0380278A3 (de) * | 1989-01-23 | 1991-01-23 | General Electric Company | Propellerblatt-Einstellmechanismus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8604801D0 (sv) | 1986-11-10 |
SE465871B (sv) | 1991-11-11 |
FR2589817A1 (fr) | 1987-05-15 |
GB2182727B (en) | 1989-09-27 |
IT8622315A0 (it) | 1986-11-12 |
GB2182727A (en) | 1987-05-20 |
GB8619883D0 (en) | 1986-09-24 |
IT1197974B (it) | 1988-12-21 |
CN86107684A (zh) | 1987-05-27 |
US4913623A (en) | 1990-04-03 |
SE8604801L (sv) | 1987-05-13 |
JPS62113698A (ja) | 1987-05-25 |
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