DE3707333C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.The invention relates to a rotor according to the preamble of the patent saying 1.
Bei einem derartigen z. B. durch die DE-PS 35 26 470 bekannten Rotor stellt sich im Falle einer - z. B. bei einer Taumelscheibe geringen Durchmessers zwingenden - Schrägstellung der Steuerstange das Problem, daß es zu einer sog. negativen Kopplung der Blattschwenk- und Blattein stellwinkelbewegungen kommen kann, d. h. das Rotorblatt bei einer Schwenkbewegung in Rotordrehrichtung eine aufdrehende Steuerbewegung (Blattnase nach oben) und bei entgegengesetzter Schwenkbewegung eine abdrehende Steuerbewegung erfährt. Die Folge ist eine Minderung der Wir kung der Blattschwenkdämpfung bzw. Dämpfungseinrichtung. Daher ist bei einem derartigen Rotor gemäß der nicht vorveröffentlichten DE-Patentan meldung P 36 33 346.8-22 eine den von der Wirkungsebene der Dämpfungs einrichtung und der Längsachse der Steuerstange eingeschlossenen Winkel vergrößernde Neigung dieser Wirkungsebene gegenüber der Blattschwenkebe ne vorgesehen in der Erkenntnis, daß eine Kopplung der Blattschwenk- und Blatteinstellwinkelbewegungen nicht grundsätzlich zu einer negativen Beeinflussung der Blattschwenkdämpfung führt und für deren Beeinflussung auch die Stellung der Dämpfungseinrichtung bzw. Lage ihrer Wirkungsebene in Bezug auf die Blattschwenkebene bestimmend ist, welche Dämpfungsein richtung bei einer Blattschwenkbewegung zwangsläufig auch als eine Füh rung der mitbewegten Blattsteuerhülle wirkt. Unter dieser Führung "Dämpfungseinrichtung" kommt es durch die vorgeschlagene Neigung zwangs läufig zu einer Schwenkbewegung der Blattsteuerhülle unter einem Winkel zur Rotordreh- bzw. Blattschwenkebene mit der Folge einer Eliminierung der Kopplung der Blattschwenk- und Blatteinstellwinkelbewegungen oder, je nach Wahl des Winkels der Neigung der Wirkungsebene der Dämpfungsein richtung zur Blattschwenkebene, sogar zu einer die Wirkung der Blatt schwenkdämpfung erhöhenden, also positiven Kopplung dieser Blattbewegun gen. Es hat sich allerdings gezeigt, daß die für eine Erhöhung der Blattschwenkdämpfung über den gesamten Kollektivsteuerbereich erforder liche große Neigung der Wirkungsebene der Dämpfungseinrichtung gegenüber der Blattschwenkebene nicht ohne weiteres realisierbar ist, d. h. der Sicherung des Rotors gegen eine negative Kopplung der Blattschwenk- und Blatteinstellwinkelbewegungen durch die Einführung einer Neigung (der Dämpfungseinrichtung) sind bauliche Grenzen gesetzt.In such a z. B. known from DE-PS 35 26 470 rotor arises in the case of a - e.g. B. low with a swash plate Diameter imperative - tilting the control rod the problem that there is a so-called negative coupling of the leaf pivoting and leafing Angle movements can occur, d. H. the rotor blade at one Swiveling movement in the direction of rotation of the rotor is a revolving control movement (Leaf nose upwards) and one with opposite swiveling movement experiences turning control movement. The result is a diminution of the we Kung the leaf pivot damping or damping device. Therefore at such a rotor according to the unpublished DE patent message P 36 33 346.8-22 one of the effective level of the damping device and the longitudinal axis of the control rod included angle increasing inclination of this plane of action in relation to the leaf pivot ne provided in the knowledge that a coupling of the leaf pivoting and blade pitch movements do not fundamentally become negative Influencing the leaf pivot damping leads and for their influence also the position of the damping device or the position of its plane of action with regard to the leaf pivoting plane, it is the damping factor that is decisive direction with a leaf swiveling movement inevitably also as a guide tion of the moving blade control sleeve acts. Under this leadership "Damping device" is due to the proposed inclination frequently to a pivoting movement of the blade control sleeve at an angle to the rotor rotation or blade swiveling plane with the result of an elimination the coupling of the blade pivoting and blade pitch movements or, depending on the choice of the angle of inclination of the action level of the damping direction to the leaf pivoting plane, even to the effect of the leaf Swing damping increasing, i.e. positive coupling of this leaf movement gen. It has been shown, however, that the increase in the Leaf pivoting damping required over the entire collective control range Liche large inclination of the level of action of the damping device the leaf swiveling plane cannot be easily realized, d. H. the Securing the rotor against negative coupling of the blade pivoting and Blade pitch movements by introducing a slope (the Damping device) there are structural limits.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Rotor der ein gangs genannten Art weitgehender sicherzustellen, daß eine negative Kopplung der Blattschwenk- und Blatteinstellwinkelbewegungen unmöglich ist.The invention is therefore based on the object of a rotor to ensure that a negative It is impossible to couple the blade pivoting and blade pitch movements is.
Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patenanspruchs 1 gelöst. Hiernach ist die Dämpfungseinrichtung (nur noch) als ein mittelbares Verbindungsglied zwischen der Blattsteuerhülle und Strebe zugleich ein unmittelbares Verbindungsglied eines weiteren, steifen Verbindungsglie des zur Blattsteuerhülle, durch welches der Anlenkpunkt der Steuerstange mit dem blattwurzelseitigen Abstützpunkt der Blattsteuerhülle bzw. Stre be fest, also auch in Blattschwenkrichtung unverschiebbar gekoppelt ist. Da hierdurch zugleich eine feste Kopplung des Anlenk- und Abstützpunktes in Blattschlagrichtung erreicht ist, wird die Kinematik der Blattein stellwinkelsteuerung von jeglichen störenden Blattbewegungskopplungen freigehalten.This object is achieved in accordance with the characterizing part of patent claim 1. According to this, the damping device is (only) an indirect one Link between the blade control sleeve and strut at the same time direct link of another, stiff connecting link to the blade control cover, through which the articulation point of the control rod with the support point of the leaf control cover or str be fixed, so it is coupled immovably in the sheet pivoting direction. As this also results in a fixed coupling of the articulation and support point reached in the direction of the sheet, the kinematics of the sheet Setting angle control of any interfering leaf movement couplings kept clear.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Rahmen der in den Unteransprüchen gekennzeichneten bevorzugten Ausge staltungen erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung inThe following are two exemplary embodiments of the invention within the scope of the preferred Ausge characterized in the dependent claims events explained. The drawing shows in
Fig. 1 und 2 je eine perspektivische Ansicht von einem Rotorblattan schluß eines Drehflügelflugzeugs, Fig. 1 and 2 each a perspective view of a circuit Rotorblattan a rotary wing aircraft,
Fig. 3 im Querschnitt die Blattwurzel und Steuer- sowie Dämpfungsmittel des Rotorblattes gemäß Fig. 1, Fig. 3 in cross-section, the blade root and control and damping means of the rotor blade shown in FIG. 1,
Fig. 4 im Querschnitt die Blattwurzel und Steuer- sowie Dämpfungsmittel des Rotorblattes gemäß Fig. 2. FIG. 4 in cross section the blade root and control and damping means of the rotor blade according to FIG. 2.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist jeweils bei einer Rotornabe 1 eines Drehflügel flugzeugs der Anschluß des einzelnen beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff aufgebauten Rotorblattes 2 mittels dessen Blattwurzel 2.1 in Dickenrichtung durchquerenden Bolzen 3 hergestellt. Um bei diesem soge nannten starren Blattanschluß dennoch sicherzustellen, daß das Rotor blatt 2 bzw. dessen Blattflügel 2.3 Blatteinstellwinkelbewegungen um seine Blattwinkelachse 2.4 ausführen kann, ist ein Blatthals (bzw.-Ab schnitt) 2.2 zwischen der Blattwurzel 2.1 und dem Blattflügel 2.3 tor sionsweich ausgebildet. Die gewünschte Torsionsweichheit wird durch ei nen relativ langgestreckten Aufbau des Blatthalses 2.2 z. B. aus Faser strängen mit unidirektionaler Faserorientierung in Blattlängsrichtung erreicht.According to Fig. 1 and 2, each at a rotor hub 1 of a rotary wing aircraft of the connection of the individual rotor blade 2, for example constructed of fiber reinforced plastic by means of which the blade root 2.1 passing through in the thickness direction pin 3 manufactured. In order to ensure with this so-called rigid blade connection that the rotor blade 2 or its blade wing 2.3 can perform blade pitch angle movements about its blade angle axis 2.4 , a blade neck (or cut-off) 2.2 is formed between the blade root 2.1 and the blade blade 2.3 torionally soft . The desired torsional softness is by egg nen relatively elongated structure of the leaf neck 2.2 z. B. strands of fiber with unidirectional fiber orientation in the longitudinal direction of the sheet.
Wegen der großen Baulänge des Blatthalses 2.2 ist für die Blatteinstell winkelsteuerung eine torsionssteife Blattsteuerhülle 4 vorgesehen, wel che sich, in torsionssteifer Verbindung mit dem Blattflügel 2.3, längs des Blatthalses 2.2 berührungsfrei bis zur Blattwurzel 2.1 erstreckt. Die Blattsteuerhülle 4 ist mittels einer von einer nicht dargestellten Taumelscheibe betätigten Steuerstrangs 5 drehwinkelbewegbar.Because of the large overall length of the blade neck 2.2 , a torsionally rigid blade control sleeve 4 is provided for the blade adjustment angle control, which extends in a torsionally rigid connection with the blade wing 2.3 , along the blade neck 2.2 without contact up to the blade root 2.1 . The blade control sleeve 4 can be rotated by means of a control strand 5 actuated by a swash plate, not shown.
Eine lediglich Drehwinkelbewegungen ermöglichende Verbindung zwischen der Blattsteuerhülle 4 und der Blattwurzel 2.1 wäre unzureichend, weil auch mit Rückwirkungen auf die Blattsteuerhülle 4 aus Biegungen des Blatthalses 2.2 infolge Blattschlag- und Blattschwenkungen und aus Blattlängsdehnungen infolge Fliehkraft zu rechnen ist. Deshalb muß die Blattsteuerhülle 4 bei dieser Verbindung nicht nur dreh- und winkelbe weglich, sondern auch längsbeweglich sein. Hierzu ist zwischen einer die Blattsteuerhülle 4 stützenden zweiarmigen Strebe 6 und einem in einer Materialaussparung 2.1.1 an der Blattwurzel 2.1 koaxial zur Blattwinkel achse 2.4 befestigten Zapfen 7 ein z. B. hierauf längsbewegliches elasto meres Gelenklager 8 eingefügt.A connection between the blade control sleeve 4 and the blade root 2.1, which would only allow angular movements, would be inadequate, because repercussions on the blade control sleeve 4 from bending of the blade neck 2.2 as a result of blade pitch and blade pivoting and from longitudinal blade elongation due to centrifugal force can also be expected. Therefore, the blade control cover 4 must not only be rotatable and winkelbe movable with this connection, but also longitudinally movable. For this purpose, between a blade control sleeve 4 supporting two-armed strut 6 and in a material recess 2.1.1 on the blade root 2.1 coaxially fixed to the blade angle axis 2.4 pin 7 a z. B. then inserted longitudinally movable elastomeric bearing 8 .
Schließlich ist wegen möglicher instabiler Schwingungen des Rotorblattes 2 (insbesondere während des Rotoranlaufs und -auslaufs) eine Dämpfung der Blattschwenkbewegungen erforderlich. Hierzu ist vorzugsweise (zumin dest wirkungsmäßig) beiderseits der Blattwurzel 2.1 je eine Dämpfungs einrichtung 9.1 bzw. 9.2 angeordnet. Gemäß Fig. 3 und 4 besteht jede Dämpfungseinrichtung 9.1 bzw. 9.2 aus über steife Zwischenlagen 9.1.1 bzw. 9.2.1 verbundenen Elastomerschichten 9.1.1 bzw. 9.2.2 hoher Dämpfungsfähigkeit (z. B. aus Polyurethan) zwischen steifen Deckplatten 9.1.3 bzw. 9.2.3. Entsprechend ihrer Bestimmung sind sämtliche Elasto merschichten 9.1.2, 9.2.2, Zwischen lagen 9.1.1, 9.2.1 und Deckplatten 9.1.3, 9.2.3 parallel zur Blattschwenk- bzw. Blattebene 2.5 angeordnet. Folglich sind die beiden Dämpfungseinrichtungen 9.1 und 9.2 auf eine (und dieselbe) Wirkungsebene bzw. -richtung beschränkt. Da hierbei die beiden Dämpfungseinrichtungen 9.1 und 9.2 jeweils ein (mittelbares) Ver bindungsglied zwischen der Blattsteuerhülle 4 und der Strebe 6 bilden, muß eine Kopplung insbesondere der Blattschwenk- und Blatteinstellwin kelbewegungen ausgeschlossen werden, welche, wie eingangs erläutert, eine Minderung der Wirkung der Dämpfungseinrichtungen 9.1 und 9.2 zur Folge hätte. Zu diesem Zweck ist die Steuerstange 5 (nicht der DE-PS 35 26 470 entsprechend unmittelbar an der Blattsteuerhülle 4, sondern) an einem unmittelbar zwischen dem Dämpfungseinrichtungen 9.1, 9.2 und der Strebe 6 angeordneten steifen Verbindungsglied 10 angelenkt. Dieses ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 3 als ein zwischen der Blatt steuerhülle 4 und dem Rotorblatt 2 koaxial zur Blattwinkelachse 2.4 an geordneter, die Strebe 6 mit Abstand umgebender (Steuer-)Rahmen ausge bildet, der einerseits für die Anlenkung der Steuerstange 5 sowie für eine Hälfte der Dämpfungseinrichtungen 9.1, 9.2 ein in der Blattebene 2.5 seitlich auskragendes Kupplungsteil 10.1 aufweist und andererseits mit einem seitlich auskragenden Kupplungsteil 10.2 für die andere Hälfte der Dämpfungseinrichtungen 9.1, 9.2 versehen ist. Dabei weist die Blattsteuerhülle 4 im Bereich der Rahmen-Kupplungsteile 10.1 und 10.2 je eine für die Zwischenfügung der Dämpfungseinrichtungen 9.1 und 9.2 profilierte Seitenöffnung auf, so daß jene im Rotorbetrieb vorteilhaf terweise einer zwangsläufigen Luftkühlung ausgesetzt sind.Finally, damping of the blade pivoting movements is necessary because of possible unstable vibrations of the rotor blade 2 (in particular during the rotor start and stop). For this purpose, a damping device 9.1 or 9.2 is preferably arranged (at least in terms of effectiveness) on both sides of the leaf root 2.1 . According to FIGS. 3 and 4, each damping device 9.1 or 9.2 consists of elastomer layers 9.1.1 or 9.2.2 of high damping capacity (eg made of polyurethane) connected via rigid intermediate layers 9.1.1 or 9.2.1 between rigid cover plates 9.1. 3 or 9.2.3 . According to their determination, all elastomer layers 9.1.2, 9.2.2 , between layers 9.1.1, 9.2.1 and cover plates 9.1.3, 9.2.3 are arranged parallel to the sheet pivoting or sheet plane 2.5 . Consequently, the two damping devices 9.1 and 9.2 are limited to one (and the same) action level or direction. Since here the two damping devices 9.1 and 9.2 each form an (indirect) connecting link between the blade control sleeve 4 and the strut 6 , a coupling in particular of the blade pivoting and blade adjusting angle movements must be excluded, which, as explained at the outset, reduce the effect of the damping means 9.1 and 9.2 would result. For this purpose, the control rod 5 (not corresponding to DE-PS 35 26 470 directly on the blade control sleeve 4 , but) is articulated to a rigid connecting member 10 arranged directly between the damping devices 9.1, 9.2 and the strut 6 . This is in the embodiment of FIGS. 1 and 3 as a control sleeve between the blade 4 and the rotor blade 2 is coaxial with the blade angle axis 2.4 out of ordered, the strut 6 at a distance from surrounding (control) frames, on the one hand for the articulation of the control rod 5 and for one half of the damping devices 9.1, 9.2 has a coupling part 10.1 projecting laterally in the sheet plane 2.5 and on the other hand is provided with a laterally projecting coupling part 10.2 for the other half of the damping devices 9.1, 9.2 . Here, the blade control sleeve 4 in the area of the frame coupling parts 10.1 and 10.2 each have a profiled side opening for the intermediate insertion of the damping devices 9.1 and 9.2 , so that those in rotor operation are advantageously exposed to inevitable air cooling.
Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 4 ist das Verbin dungsglied 10 als ein in Bezug auf die Blattwurzel 2.1 außerhalb der Blattsteuerhülle 4 koaxial zur Blattwinkelachse 2.4 angeordneter, die Strebe 6 mit Abstand umgebender (Steuer-)Rahmen ausgebildet, dessen Verbindung mit der Blattsteuerhülle 4 durch zwei von den Dämpfungsein richtungen 9.1 und 9.2 umfaßte Kupplungsteile 4.1 und 4.2 erfolgt. Aus Gründen einer einfachen Montage besteht der Rahmen aus zwei über die Dämpfungseinrichtungen 9.1 und 9.2 vereinigten Teilen 10.3 bzw. 10.4, von denen zweckmäßig das in der Unterlage angeordnete Teil 10.4 zur Anlenkung der Steuerstange 5 gestaltet ist.In the alternative embodiment according to FIGS. 2 and 4, the connec tion member 10 is arranged as a with respect to the blade root 2.1 outside of the blade control sleeve 4 coaxial to the blade angle axis 2.4 , the strut 6 surrounding the (control) frame, its connection with the Sheet control sleeve 4 by two of the damping devices 9.1 and 9.2 included coupling parts 4.1 and 4.2 . For reasons of simple assembly, the frame consists of two parts 10.3 and 10.4 combined via the damping devices 9.1 and 9.2 , of which the part 10.4 arranged in the support is expediently designed to link the control rod 5 .
Es versteht sich, daß die vorbeschriebenen ausfallsicheren (fail safe) Ausführungsformen mit zwei Dämpfungseinrichtungen 9.1 und 9.2 nicht zwingend sind und andernfalls (mit nur einer Dämpfungseinrichtung) nur eine einarmige Strebe sowie ein halbrahmenförmiges Verbindungsglied zu verwenden wären.It goes without saying that the above-described fail-safe embodiments with two damping devices 9.1 and 9.2 are not mandatory and would otherwise (with only one damping device) only a single-arm strut and a half-frame-shaped connecting link be used.
Claims (5)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19873707333 DE3707333A1 (en) | 1987-03-07 | 1987-03-07 | Rotor, especially of a rotary wing aircraft |
Publications (2)
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Family
ID=6322484
Family Applications (1)
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Owner name: EUROCOPTER DEUTSCHLAND GMBH, 86609 DONAUWOERTH, DE |
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