DE3704552C1

DE3704552C1 - Rotor blade, especially of a rotary wing aircraft

Info

Publication number: DE3704552C1
Application number: DE19873704552
Authority: DE
Inventors: Michael Hahn; Georg Maier
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1988-03-17

Abstract

In the case of a rotor blade having a blade neck (2), which is torsionally soft for the blade incidence angle movements, between a blade root (1) and a blade aerofoil (3), a blade control casing (5) for the blade incidence angle control extends from said blade aerofoil (3) along the blade neck (2) but without touching it to the blade root (1), which blade control casing (5) is combined with the blade aerofoil (3) to form an integral fibre-composite plastic body. In order to reduce the manufacturing cost, this blade control casing (5) has an inner (on the blade neck side) base body (5.1) which is a supporting core (which is already of constant shape) for the casing structure during the combination with an outer casing structure (5.2 to 5.5), in a force-fitting composite manner with the rotor blade. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a rotor blade according to the preamble of the patent claim 1.

Bei einem derartigen z. B. durch die DE-PS 28 29 605 bekannten Rotorblatt wird durch die stoffliche Vereinigung ein fugenloser Übergang zwischen der Blattsteuerhülle und dem Blattflügel erreicht u. a. mit dem Vorteil der Verminderung des Strömungswiderstandes des Blattprofils. Anderer seits erhöht sich zwangsläufig der Aufwand für die Blattfertigung, weil die Gestaltung der Blattsteuerhülle in Verbindung mit dem Blattflügel einen formgebenden Stützkern für deren Aufbau auf dem Blatthals erfor dert. Dieser Stützkern ist anschließend zumeist nur durch Zerstörung zu entfernen.In such a z. B. known from DE-PS 28 29 605 rotor blade the material union creates a seamless transition between the blade control sleeve and the blade wing reached u. a. with the advantage the reduction of the flow resistance of the blade profile. Other on the other hand, the effort for sheet production inevitably increases because the design of the blade control cover in connection with the blade wing a shaping support core for their construction on the blade neck different. This support core is then mostly closed only by destruction remove.

Der Erfindung liegt bei einem Rotorblatt der eingangs genannten Gattung die Aufgabe zugrunde, auf einen derartigen gesonderten Stützkern für die Ausbildung der Blattsteuerhülle zu verzichten.The invention relates to a rotor blade of the type mentioned at the outset the task is based on such a separate support core for the To refrain from training the blade control cover.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß ein vorgefertigter Stützkern im Verbund mit dem Rotorblatt ein Bestandteil der Blattsteuerhülle in der Weise, daß unmittelbar hierauf der eigentliche Hüllenaufbau am Rotorblatt gestalt bar ist. Folglich wird der Aufwand für das Entfernen des Stützkernes eingespart. Zudem ist die Gestaltung dieses Stützkernes als Grundkörper der Blattsteuerhülle, vorzugsweise durch die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Ausgestaltungen, außerordentlich einfach möglich.This object is achieved according to the characterizing part of patent claim 1. Accordingly, according to the invention, a prefabricated support core is combined with the rotor blade part of the blade control sleeve in such a way that immediately afterwards shape the actual casing structure on the rotor blade is cash. Consequently, the effort for removing the support core saved. In addition, the design of this support core as a basic body the sheet tax envelope, preferably by the in the subclaims marked configurations, extremely simple possible.

Dies wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung weiter verdeutlicht. Hierbei zeigt die Zeichnung inThis is further based on an embodiment of the invention clarifies. The drawing shows in

Fig. 1 das blattwurzelseitige Ende eines Rotorblattes mit torsionswei chem Blatthals, Fig. 1, the blade-root-side end of a rotor blade with torsionswei chem blade neck,

Fig. 2 das Rotorblatt gemäß Fig. 1 mit einer Blattsteuerhülle um den Blatthals, Fig. 2, the rotor blade of FIG. 1 with a blade control envelope around the blade neck,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 mit der Blattsteuerhülle teilweise in Explosionsdarstellung. Fig. 3 shows the arrangement of FIG. 2 with the sheet control cover partially in an exploded view.

Bei dem dargestellten Rotorblatt im wesentlichen aus faserverstärktem Kunststoff (etwa Glasfasern in einer Kunstharzmatrix) ist gemäß Fig. 1 zwischen einer Blattwurzel 1 und einem Blattflügel 3 ein torsionsweicher Blatthals 2 (bzw. -Abschnitt) vorgesehen, dessen Torsionsweichheit durch den relativ langgestreckten Aufbau vorzugsweise aus Fasersträngen mit unidirektionaler Faserorientierung in Blattlängsrichtung erreicht wird. Für einen starren Anschluß des Rotorblattes an einer Rotornabe mittels die Blattwurzel 1 durchquerender Bolzen wird durch diesen Blatthals 2 sichergestellt, daß dennoch der Blattflügel 3 Blatteinstellwinkelbewe gungen um die Blattwinkelachse 4 ausführen kann.In the rotor blade shown, which is essentially made of fiber-reinforced plastic (for example glass fibers in a synthetic resin matrix), a torsionally soft blade neck 2 (or section) is provided between a blade root 1 and a blade wing 3 according to FIG. 1, the torsional softness of which is preferred due to the relatively elongated structure Fiber strands with unidirectional fiber orientation in the longitudinal direction of the sheet is achieved. For a rigid connection of the rotor blade to a rotor hub by means of bolts traversing the blade root 1 , this blade neck 2 ensures that the blade wing 3 can still perform blade adjustment angle movements about the blade angle axis 4 .

Wegen der großen Baulänge des Blatthalses 2 ist gemäß Fig. 2 für die Blatteinstellwinkelsteuerung (z. B. mittels einer taumelscheibenbetätig ten Steuerstange) eine torsionssteife Blattsteuerhülle 5 vorgesehen, welche sich in torsionssteifer Verbindung mit dem Blattflügel 3 längs des Blatthalses 2 berührungsfrei bis zur Blattwurzel 1 erstreckt. Hieran kann die Blattsteuerhülle 5 beispielsweise in der in der DE-PS 35 26 470 beschriebenen Weise beweglich abgestützt werden.Because of the great length of the blade neck 2 Fig. 2 (eg. By means of a taumelscheibenbetätig th control rod) according to Blatteinstellwinkelsteuerung provided a torsionally rigid blade control sleeve 5, which is in torsionally rigid connection with the blade wing 3 along the blade neck 2 without contact up to the blade root 1 extends. The sheet control sleeve 5 can be movably supported on this, for example in the manner described in DE-PS 35 26 470.

Die auch aus faserverstärktem Kunststoff aufgebaute Blattsteuerhülle 5 ist andererseits mit dem Blattflügel zu einem einstückigen Faserverbund kunststoffkörper vereinigt. Um zu dieser Vereinigung ohne gesonderte formgebende Hilfsmittel am Rotorblatt ausgebildet werden zu können, be steht gemäß Fig. 3 die Blattsteuerhülle 5 aus einem inneren blatthals seitigen Grundkörper 5.1 und einem hierauf gestalteten äußeren Hüllen aufbau z. B. aus mehreren Einzellagen 5.2, 5.3, 5.4 und 5.5. Für die Ge staltung dieses Hüllenaufbaus erfüllt der Grundkörper 5.1 die Funktion eines Stützkernes, wozu er zuvor als ein formbeständiger Bestandteil des Rotorblattes mit dem Blattflügel 3 an dessen Übergang zum Blatthals 2 vorzugsweise durch Kleben kraftschlüssig verbunden wird. Zur Vereinfa chung der Gestaltung dieses Grundkörpers 5.1 z. B. aus einem Fasergewebe mit ± 45°-Faserorientierung gegenüber der Blattwinkelachse 4 ist er in vorgefertigte Halbschalen 5.1.1 unterteilt, deren Längsränder zur Fügung durch ein nach dem Ansetzen am Blattflügel 3 aufgebrachtes Verbindungs laminat als Verbindungsmittel 5.1.2 eine Schäftung aufweisen. Durch eine überlappte Randfügung des Grundkörpers 5.1 bzw. der Halbschalen 5.1.1 mit dem Blattflügel 3 durch eine Schäftung seiner Fügefläche bzw. seines Überganges zum Blatt hals 2 wird nicht nur eine hohe Verbindungssicherheit erzielt, sondern auch ein stufenloser Übergang vom Blattflügel 3 auf den erst nach dem Aushärten der Klebverbindungen auf dem dann gegen Verformung beständigen Grundkörper 5.1 laminierten Hüllenaufbau. Letzterer besteht beispiels weise aus einer auf dem Grundkörper 5.1 nur an der Vorder- und Hinter kante der Blattsteuerhülle 5 positionierten Unidirektionalfaserlage (Einzellage) 5.2 mit einer Faserorientierung in paralleler Anordnung zur Blattwinkelachse 4, wodurch die nötige Steifigkeit der Blattsteuerhülle 5 in Blatt schwenkrichtung sichergestellt ist. Die von der Unidirektionalfaserlage (Einzellage) 5.2 unbedeckten Bereiche des Grundkörpers 5.1 werden mit einer Schaum stofflage 5.3 beschichtet, um Ausbeulungen der Blattsteuerhülle 5 bei Verformung unter Blattschlagbiegung auszuschließen. Schließlich wird der Hüllenaufbau mit einer Fasergewebelage (Einzellage) 5.4 als Außenhaut mit einer ±45°-Faserorientierung (wie der Grundkörper 5.1) abgeschlossen. Dieser Hüllenaufbau ist selbstverständlich in Verbindung mit dem erfindungsge mäßen Grundkörper 5.1 nicht zwingend und richtet sich sowohl in der Einzellagenanzahl als auch in der Einzellagenstruktur und -faser orientierung nach den Anforderungen an die Torsionssteifigkeit und Biegeelastizität der Blattsteuerhülle 5.On the other hand, the blade control sleeve 5, which is also made of fiber-reinforced plastic, is combined with the blade wing to form an integral fiber composite plastic body. In order to be formed into this association without separate shaping tools on the rotor blade, BE is shown in FIG. 3, the blade control sheath 5 consists of an inner leaf neck-side base body 5.1 and then shaped outer cases such construction. B. from several individual layers 5.2, 5.3, 5.4 and 5.5 . For the Ge design of this shell structure, the basic body 5.1 fulfills the function of a support core, for which purpose it is previously connected as a dimensionally stable component of the rotor blade to the blade wing 3 at its transition to the blade neck 2, preferably by adhesion. To simplify the design of this body 5.1 z. B. from a fiber fabric with ± 45 ° fiber orientation with respect to the blade angle axis 4 , it is divided into prefabricated half-shells 5.1.1 , the longitudinal edges of which are joined by a connecting laminate applied as a connecting means 5.1.2 after attachment to the blade wing 3 . Through an overlapped edge joining of the base body 5.1 or the half-shells 5.1.1 with the leaf wing 3 by shearing its joining surface or its transition to the leaf neck 2 , not only is a high connection security achieved, but also a smooth transition from the leaf wing 3 to the first after the adhesive connections have hardened on the base body 5.1, which is then resistant to deformation, laminated shell structure. The latter consists, for example, of a unidirectional fiber layer (single layer) 5.2 positioned on the base body 5.1 only at the front and rear edge of the blade control sleeve 5 with a fiber orientation in a parallel arrangement to the blade angle axis 4 , thereby ensuring the necessary rigidity of the blade control sleeve 5 in the sheet pivoting direction. The areas of the base body 5.1 which are uncovered by the unidirectional fiber layer (individual layer) 5.2 are coated with a foam layer 5.3 in order to rule out bulges of the blade control sleeve 5 when deformed by bending the blade. Finally, the shell structure is completed with a fiber fabric layer (individual layer) 5.4 as the outer skin with a ± 45 ° fiber orientation (like the base body 5.1 ). This casing structure is of course not mandatory in connection with the basic body 5.1 according to the invention and is oriented both in the number of individual layers and in the individual layer structure and fiber orientation according to the requirements for the torsional rigidity and bending elasticity of the blade control sleeve 5 .

Claims

1.Rotor blade, in particular a rotary wing aircraft, with a blade neck which is torsionally soft for the blade pitch angle movements between a blade root and a blade wing, from which a blade control sleeve for the blade pitch angle control extends without contact along the blade neck to the blade root, which blade control sleeve with the blade wing forms a one-piece fiber composite material is united, characterized in that the blade control sleeve ( 5 ) has an inner blade-side base body ( 5.1 ) which, when combined with an outer sleeve structure (individual layers 5.3, 5.4 ) in a force-locking connection with the rotor blade, an already dimensionally stable support core of the sleeve structure is.

2. Rotor blade according to claim 1, characterized in that the base body ( 5.1 ) from partial shells (half shells 5.1.1 ) is put together.

3. Rotor blade according to claim 2, characterized in that the longitudinal edges of the partial shells (half shells 5.5.1 ) have a shaft for joining by a connecting means ( 5.1.2 ).

4. Rotor blade according to claim 1 or 2, characterized by an overlapped edge joining of the base body ( 5.1 ) with the blade wing ( 3 ).

5. Rotor blade according to claim 4, characterized by a shaft of the joining surface of the blade wing ( 3 ).