Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung eines Rotorblattes
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a damping device of a rotor blade
according to the preamble of claim 1.
Eine derartige durch die DE-PS 31 48 903 bekannte Dämpfungseinrichtung
soll eine hochwirksame Blattschwenkdämpfung ohne Minderung der Biege
elastizität des Blatthalses sicherstellen, im Rahmen der Forderung nach
einem im aerodynamischen Verhalten weitgehend ungestörten Rotorblatt.
Mit der hierfür gewählten Ausführungsform aus mindestens einer Schicht
elastischen Materials hoher Dämpfungsfähigkeit zwischen zwei in Blatt
längs- und Blattschwenkrichtung steifen (Deck-)Schichten, wobei sämtli
che Schichten in Blattdickenrichtung übereinanderliegend und untereinan
der fest verbunden sind und dabei aufeinanderfolgende steife
(Deck-)Schichten an entgegengesetzen Enden jeweils in einer verschiebe
festen Verbindung mit dem Rotorblatt stehen, läßt sich jedoch eine
Dämpferwirkung mit gänzlichem Ausschluß der Federwirksamkeit der
einzelnen Elastomerschicht nicht erreichen. Die Elastomerschicht ist
auch ein dem Blatthals wirkungsmäßig parallel geschaltetes federndes
Verbindungsmittel zwischen der Blattwurzel und dem Blattflügel, so daß
für die Auslegung dieser Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung nicht
nur die wechselnde, sondern auch die aus dem Rotorantriebsdrehmoment
resultierende statische Auslenkung des Rotorblattes in Blattschwenk
richtung maßgebend ist.Such a damping device known from DE-PS 31 48 903
is said to provide highly effective leaf pivoting damping without reducing bending
Ensure elasticity of the leaf neck as part of the call for
a rotor blade largely undisturbed in aerodynamic behavior.
With the embodiment selected for this purpose from at least one layer
elastic material with high damping capacity between two in sheet
longitudinal and leaf swiveling stiff (cover) layers, whereby all
layers in the sheet thickness direction one above the other and one below the other
which are firmly connected and consecutive rigid
Shift (cover) layers at opposite ends in one
are firmly connected to the rotor blade, but can be
Damper effect with complete exclusion of the spring effectiveness of the
single elastomer layer. The elastomer layer is
also a resiliently connected in parallel with the leaf neck
Lanyard between the leaf root and the leaf wing, so that
not for the design of this embodiment of the damping device
only the changing one, but also that from the rotor drive torque
resulting static deflection of the rotor blade in blade swivel
direction is decisive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der Auslegung einer
Dämpfungseinrichtung der gattungsgemäßen Art im Rahmen der Forderung
nach einer hochwirksamen Blattschwenkdämpfung ohne Beeinträchtigung des
aerodynamischen und aeroelastischen Verhaltens des Rotorblattes
ausschließlich die Wechselauslenkung des Rotorblattes in Blattschwenk
richtung berücksichtigen zu müssen.The invention is therefore based on the object in the design of a
Damping device of the generic type in the context of the requirement
after a highly effective leaf swiveling damping without affecting the
aerodynamic and aeroelastic behavior of the rotor blade
only the alternating deflection of the rotor blade in blade swivel
direction.
Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
This task is with the characterizing features of the claim
1 solved.
Demnach erschöpft sich die Erfindung nicht in einem Austausch eines auf
einem elastomeren Material basierenden Dämpfers durch einen Flüssig
keitsdämpfer, dessen Wirkungsprinzip die Erzeugung einer Federkraft
grundsätzlich ausschließt. Vielmehr werden mit dieser Erkenntnis erst
durch die aufgezeigte Auswahl, bewegliche Anordnung und Positionierung
eines speziellen Flüssigkeitsdämpfers die an die Blattschwenkdämpfung
gestellten Forderungen in der Gesamtheit weitestmöglich erfüllt. U.a.
bleibt also beim Rotorblatt die Lage der Schwenkeigenfrequenz absolut
unbeeinflußt, zumal durch die Verlagerung der Masse der Dämpfer-Bauein
heit im wesentlichen zur Blattwurzel hin insoweit der Blatthals von
Fliehkräften weitgehendst freigehalten wird. Die Einstellung bzw.
Mittelstellung der Dämpfer-Baueinheit richtet sich lediglich nach der
statischen Schwenkverformung des Rotorblattes infolge des Rotorantriebs
momentes. Dabei läßt sich die gemäß dem Unteranspruch bevorzugte
Dämpfer-Baueinheit besonders einfach handhaben.Accordingly, the invention is not limited to an exchange of one
an elastomeric material based damper through a liquid
damper whose principle of action is the generation of a spring force
basically excludes. Rather, with this knowledge
through the selection shown, flexible arrangement and positioning
of a special liquid damper to the leaf pivot damping
as far as possible. Among other things
the position of the natural swiveling frequency remains absolute with the rotor blade
unaffected, especially by shifting the mass of the damper assembly
essentially to the root of the leaf in so far as the leaf neck of
Centrifugal forces are kept largely free. The setting or
The middle position of the damper assembly depends only on the
static swivel deformation of the rotor blade due to the rotor drive
moment. It can be preferred according to the subclaim
Easy handling of damper assembly.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.
Hierzu zeigt die Zeichnung inAn embodiment of the invention is explained in more detail below.
The drawing shows in
Fig. 1 in der Draufsicht ein am Blattflügel abgebrochenes Rotorblatt
mit einem Schwingungsdämpfer längs des Blatthalses, Fig. 1 in a plan view a broken at the blade wing rotor blade having a vibration damper along the blade neck,
Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 in der rückwärtigen Seitenansicht. Fig. 2 shows the arrangement of FIG. 1 in the rear side view.
Bei diesem Rotorblatt ist ein am Blattflügel 1 anschließender Blatthals
2 dermaßen schlag- und schwenkbiegeweich, daß beim Anschluß des
Rotorblattes über seine Blattwurzel 3 an einer (nicht dargestellten)
Rotornabe auf die Zwischenfügung von besonderen Gelenken für die
Blattschlag- und Blattschwenkbewegungen verzichtet werden kann. Die
entsprechend - auch aus Gründen der Blatteinstellwinkelverstellung -
langgestreckte Bauform des Blatthalses 2, z.B. aus in Blattlängsrich
tung sich erstreckenden kunstharzgetränkten Glasfasersträngen, macht
wegen möglicher instabiler Schwingungen des Rotorblattes insbesondere
während des Rotoranlaufs und -auslaufs einen Dämpfer 4 für die
Blattschwenkbewegungen erforderlich. Der aus aerodynamischen Gründen an
der Blatt- bzw- Blatthalshinterkante angeordnete Dämpfer 4 ist ein
Flüssigkeitsdämpfer in Form eines Kolbendämpfers mit einem Arbeitszylin
der 4.1 für geradlinige Bewegungen eines Kolbens 4.2, dessen Axialver
schieblichkeit im flüssigkeitsgefüllten Arbeitszylinder 4.1 mittels
einer Kolbenstange 4.3 durch Kolbenbohrungen 4.2.1 sichergestellt ist.
Diese Dämpfer-Baueinheit aus Arbeitszylinder 4.1, Kolben 4.2 und Kolben
stange 4.3 ist, in paralleler Anordnung zum Blatthals 2 jeweils mit
gleicher Erstreckungslänge beiderseits des fiktiven Blattschwenkgelenkes
5, einerseits blattwurzelseitig und andererseits blattflügelseitig
jeweils über einen Gelenkbolzen 6 drehbeweglich angeschlossen, so daß
Biegungen des Blatthalses 2 in Blattschwenkrichtung zu einer Verschie
bung des Kolbens 4.2 relativ zum Arbeitszylinder 4.1 führen können mit
der Folge einer Dämpfung der diese Blatthalsbiegungen verursachenden
Blattschwenkbewegungen (des Blattflügels 1). Dabei ist durch die darge
stellte Positionierung des Arbeitszylinders 4.1 (möglichst) nahe an der
Blattwurzel 3 sichergestellt, daß die Fliehkraftbelastung der
Gelenkbolzen 6 aus der Dämpfermasse relativ gering ist; entsprechendes
gilt auch für die Kolbenlängsführung im Arbeitszylinder 4.1.In this rotor blade, a blade neck 2 adjoining the blade wing 1 is so hard to bend and swivel so that when the rotor blade is connected via its blade root 3 to a (not shown) rotor hub, the interposition of special joints for the blade flap and blade pivoting movements can be dispensed with. The corresponding - also for reasons of blade pitch adjustment - elongated design of the blade neck 2 , for example from resin-impregnated glass fiber strands extending in the blade longitudinal direction, makes a damper 4 necessary for the blade pivoting movements because of possible unstable vibrations of the rotor blade, in particular during the rotor start and stop. The arranged for aerodynamic reasons on the leaf or leaf neck rear edge 4 is a liquid damper in the form of a piston damper with a working cylinder 4.1 for straight movements of a piston 4.2 , the Axialver displaceability in the fluid-filled working cylinder 4.1 by means of a piston rod 4.3 through piston bores 4.2.1 ensured is. This damper assembly of working cylinder 4.1 , piston 4.2 and piston rod 4.3 is, in a parallel arrangement to the leaf neck 2 each with the same extension length on both sides of the fictitious leaf pivot joint 5 , on the one hand leaf root side and on the other hand leaf wing side each rotatably connected via a hinge pin 6 , so that bends of the leaf neck 2 in the blade pivoting direction to a displacement of the piston 4.2 relative to the working cylinder 4.1 can result in damping of the blade pivoting movements causing the blade neck bends (the blade wing 1 ). It is ensured by the Darge positioning of the working cylinder 4.1 (as far as possible) close to the blade root 3 that the centrifugal force loading of the hinge pin 6 from the damper mass is relatively low; The same applies to the longitudinal piston guide in the working cylinder 4.1 .