DE3734592C2

DE3734592C2 -

Info

Publication number: DE3734592C2
Application number: DE19873734592
Authority: DE
Inventors: Alois 8011 Putzbrunn De Schwarz; Karlheinz 8012 Ottobrunn De Mautz
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1989-12-21
Also published as: DE3734592A1

Description

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 entgegengesetzten 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 einzigen Patentanspruchs gelöst. This task is with the characterizing features of the only claim solved.

Demnach erschöpft sich die Erfindung nicht in einem Austausch eines auf einem elastomeren Material basierenden Dämpfers durch einen Flüssig keitsdämpfer wie er beispielsweise in der US-PS 41 78 130 und EP-01 35 296 angewendet wird. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um einen im Rotorblatt integrierten Dämpfer gemäß dem Anmeldungsgegenstand sondern um einen Dämpfer zwischen einer Rotornabe und einem Rotorblatt bzw. Dämpfer als Baueinheit einer Rotornabe längs eines Rotornabenarmes. Das Wirkungsprinzip solcher Flüssigkeitsdämpfer schließt die Erzeugung einer Federkraft grundsätzlich aus. Mit dieser Erkenntnis werden erst durch die aufgezeigte Auswahl und Positionierung eines speziellen Flüssigkeitsdämpfers gemäß der Erfindung. Die an die Blattschwenkdämpfung gestellten Forderungen in der Gesamtheit weitestmöglich erfüllt. Unter anderem 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.Accordingly, the invention is not limited to an exchange of one an elastomeric material based damper through a liquid keits damper as he is for example in US-PS 41 78 130 and EP-01 35 296 is applied. However, this is not an im Rotor blade integrated damper according to the application but a damper between a rotor hub and one Rotor blade or damper as a structural unit of a rotor hub along one Rotor hub. The principle of action of such liquid dampers includes the generation of a spring force basically out. With this knowledge only through the selection and positioning shown a special liquid damper according to the invention. The to the leaf pivot damping as far as possible. Amongst 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.

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 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 elongated design of the leaf neck 2 , z. B. from in sheet longitudinal direction extending synthetic resin-soaked glass fiber strands, makes a damper 4 required for the blade pivoting movements because of possible unstable vibrations of the rotor blade, especially during rotor startup and runout. 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 slidability in the fluid-filled working cylinder 4.1 ensured by means of a piston rod 4.3 through piston bores 4.2.1 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 .

Claims

Damping device as part of a rotor blade, in particular for a rotary wing aircraft, which rotor blade has a blade neck which is flexible for the blade pivoting movements between a blade root and a blade wing, on the rear edge of which the damping device extends as a structural unit in the longitudinal direction of the blade and is rotatably connected in the blade pivoting direction with the same extension length in each case fictitious leaf pivot joint between a leaf wing side and a leaf root side articulation point, characterized in that the damper assembly has a liquid damper ( 4 ) with a working cylinder ( 4.1 ) for straight-line movements and this is positioned near the leaf root ( 3 ) at the leaf root articulation point.