DE3830309C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubschrauber mit einem Hauptrotor, einem Gegendrehmomentrotor, sowie einer Kabine, in der ein Rettungssystem mit Schleudersitzen angeordnet ist.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei kleineren Hubschraubern, deren Auftrieb mit nur einem Rotorsystem erzeugt wird. Solche Hubschrauber werden vorwiegend im zivilen Bereich zum Personentransport oder zu Überwachungs- und Beobachtungsaufgaben eingesetzt.

Das zur Erzeugung des Rotorschubes dienende Rotorsystem eines Hubschraubers ist bekanntlich oberhalb dessen Kabine angeordnet. An einem Rotorkopf sind die sich drehenden Rotorblätter angebracht und die Flugbewegungen des Hubschraubers geschehen durch die Änderungen des Anstellwinkels der Rotorblätter. Bei dieser Bauart ist jedoch von Nachteil, daß Schleudersitze zur Rettung der Piloten bei Unfällen nicht verwendet werden können, weil der Schleuderweg in den Drehkreis der Rotorblätter geführt werden müßte. Die Lösung dieses Problems ist in der zurückliegenden Zeit von verschiedenen Seiten her mehr oder weniger erfolglos angegangen worden.

Mit der US-PS 37 01 503 ist ein Hubschrauber mit einem oberhalb der Kabine angeordneten Hauptrotor, mit einem Gegendrehmomentrotor und mit einer Kabine bekanntgeworden, in welcher ein Rettungssystem vorgesehen ist. Dieses besteht aus einem um einen tiefliegenden Schwerpunkt kippbaren Schleudersitz, mit dessen Hilfe sich der Pilot im Notfall zur Seite hin unter den Rotorblättern vorbei etwa horizontal hinauskatapultieren kann. Das System versagt aber bei niedrig fliegendem Hubschrauber und insbesondere dessen zusätzlicher Schräglage, wenn die erforderliche Mindesthöhe für die sichere Öffnung des Fallschirms nicht erreicht ist.

Es ist auch ein Hubschrauber mit auf der Kabine sitzendem Rotor bekannt, bei welchem im Rettungsfall der Pilot nach Hochheben seines Körpers aus der Sitzmulde durch eine sehr kompliziert aufgebaute Rakete von seinem Sitz weg und horizontal zur Seite nach Absprengen der Kabinentür herausgezogen wird (US-PS 33 61 397).

Zur Rettung der Piloten im Katastrophenfall ist weiterhin bekannt, bei einem Hubschrauber mit oberhalb des Kabinendaches liegendem Hauptrotor die Sitze der Piloten auf kugelgelagerten, horizontalen Gleitschienen anzuordnen und sie mit getrennten, aufwendigen Einrichtungen erst waagerecht zur Seite aus der Kabine heraus und dann außerhalb des Rotorbereiches senkrecht nach oben zu katapultieren (US-PS 32 22 015).

In der US-Zeitschrift "Aviation Week & Space Technology" vom 18. 7. 1966 ist auf Seite 125 zusammen mit Fotos noch von einem Versuch mit einer Rettungskabine eines mit zwei Rotoren ausgestatteten, großen Hubschraubers berichtet worden, bei welchem zur Problemlösung nach Absprengen der Rotorblätter zuerst die Kabine vom Rumpf getrennt und dann zwei Fallschirme aufgesprengt worden waren.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Rettungssystem für einen Hubschrauber derart auszubilden, daß ein Auswurf der Schleudersitze nach oben aus der Kabine erfolgen kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einem Hubschrauber mit einem Hauptrotor, einem Gegendrehmomentrotor, und einer Kabine, in der ein Rettungssystem mit Schleudersitzen angeordnet ist, ausgegangen.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß der Hauptrotor mit seinen Rotorblättern ringförmig um die Kabine angeordnet ist.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist die Kabine kreisförmigen Grundriß auf, am Außenmantel der Kabine ist ein Tragring vorgesehen, der Tragring trägt eine kreisförmige Laufschiene, auf der Laufschiene sind Tragelemente für den Anschluß der Rotorblätter des Hauptrotors vorgesehen und an jedem Tragelement ist ein Rotorblatt befestigt.

Die Ausbildung dieses im wesentlichen aus mehreren konzentrischen Ringen bestehenden und an der Außenwand der Kabine angeordneten, neuartigen Hauptrotors gestattet es, in der Kabine einen oder mehrere Schleudersitze für die Besatzung anzuordnen. Nach Abnehmen oder Absprengen der Decke der Kabine kann der Schleudersitz mit dem Piloten ungehindert und gefahrlos direkt nach oben ausgeworfen werden, was völlig unabhängig von der Flughöhe geschehen kann. Darüber hinaus wird durch den Wegfall des Rotorkopfes oberhalb der Kabine die Aerodynamik des Hubschraubers beträchtlich verbessert und eine vorteilhafte Verlagerung seines Schwerpunktes erzielt. Das neuartige, ringförmige, um die Kabine bzw. um einen oberen Teil der Kabine angeordnete Rotorsystem läßt alle Steuerfunktionen der bekannten, klassischen Systeme zu, nämlich das allseitige Kippen, die kollektive und die zyklische Blattverstellung, die Befestigung der Blattwurzeln mittels Schwenk- und Schlaggelenke sowie die Autorotation und die anderen Flugbewegungen.

Der neuartige Hubschrauber wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die vier Zeichnungsblätter näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Hubschrauber gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht, in einer ver­ einfachten Darstellung;

Fig. 2 den Hubschrauber gemäß Fig. 1 in einem Horizontalschnitt, geschnitten entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teil-Querschnitt durch das Rotor­ system des Hubschraubers gemäß Fig. 1 und 2, an der Stelle "A" in Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Führungs­ element für den Zahnkranz, angeordnet an der Stelle "B" in Fig. 2.

Der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebene Hubschrauber be­ sitzt eine Kabine 1, ein Triebwerk 2, ein Hauptrotor 3, zwei Rotorblätter 4, einen Gegendrehmomentrotor 5 und ein Landegestell 6.

Der vom Triebwerk 2 auf nicht dargestellte Weise über Wellen angetriebene Gegendrehmomentrotor 5 besteht aus zwei Rotorblättern und ist am freien, hochgezogenen Ende eines von der Kabine 1 ausgehenden, rohrförmigen Trägers 7 vertikal angeordnet.

Das Landegestell 6 besteht aus zwei parallelen Kufen 8, welche mit Hilfe von Stützen 9 an der Unterseite der Kabine 1 befe­ stigt ist.

Die Kabine 1 zeigt die Gestalt eines Zylinders, dessen Boden und Decke halbkugelig ausgebildet sind. Der Zylinder besitzt einen kreisförmigen Querschnitt; die halbkugelige Decke dient als Dach der Flugkanzel für die Besatzung.

Der Hauptrotor 3 weist einen kreisförmigen Tragring 10 auf, welcher an dem Außenmantel 11 der Kabine 1 vorgesehen ist und in diesen Außenmantel 11 vertieft in eine Rechtecknut 12 mit Abständen eingelassen ist. Dieser aus Stahl bestehende Trag­ ring 10 weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem Steg 13 und zwei hieran rechtwinklig angeordneten U-Schenkeln 14 auf. Der Tragring 10 ist mit Hilfe von Hydraulik-Zylindern 15 all­ seits kippbar an der Kabine 1 befestigt. Sowohl die Zylinder als die Kolbenstangen der Hydraulik-Zylinder 15 sind an der Kabine 1 bzw. dem Tragring 10 auf geeignete Weise gelenkig angeordnet. Mittels der Hydraulik-Zylinder 15 kann bei ent­ sprechender Steuerung die Flugrichtung des Hubschraubers vorgegeben werden.

Der kreisförmige und im Querschnitt U-förmige Tragring 10, dessen Steg 13 nach innen zur Kabine 1 weist, trägt eine kreisringförmige Laufschiene 16 aus Stahl. Diese Laufschie­ ne 16 besitzt ein T-förmiges Profil, welches mit seinem Gurt 18 auf dem Steg 13 des Tragringes 10 innen aufsteht und einstückig verbunden ist.

Auf der Laufschiene 16 laufen zwei Tragelemente 19 für die beiden Rotorblätter 4. Ist der Hubschrauber mit mehr als zwei Rotorblättern 4 ausgerüstet, dann erhöht sich die Anzahl der Tragelemente 19 entsprechend. Diese Tragelemente 19 weisen eine T-Nut 20 auf, deren Querschnitt dem T-förmigen Pro­ fil 17 des Tragringes 10 entspricht und in welche das Pro­ fil 17 eingreift.

In den Wänden 21 der T-Nut der Tragelemente 19 sind oben und unten je ein Paar von Zylinderrollen 22 und rechtwinklig zu diesen jeweils zwei einander gegenüberliegende Laufrollen 23 angeordnet. Die Drehachsen der Zylinderrollen 22 und der Lauf­ rollen 23, die auf den Seiten des T-Profiles 17 abrollen, sind mit strichpunktierten Linien angegeben.

An jedem der Tragelemente 15 ist die Blattwurzel 24 eines Ro­ torblattes 4 schwenkbar befestigt. Hierzu trägt die Blatt­ wurzel 24 eine Achse 25 mit einem end­ ständigen Kopf 26. Die Achse 25 durchsetzt in einer Bohrung 27 das Tragelement 19, und der Kopf 26 sitzt in einer zur T-Nut 20 weisenden Sackbohrung 28. Es versteht sich, daß zusätzlich Schlaggelenke vorgesehen sein können, auf deren Darstellung jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnungen verzichtet worden ist.

In den Tragelementen 19 ist ein Schwenkorgan 29 in Gestalt eines elektrisch angetriebenen Stellmotores vorgesehen. Das Betätigungsglied dieses Schwenkorganes 29 greift an der Schwenkachse 25 der Blattwurzel 24 an; hierzu dient ein Schwenkhebel 30, der in der Schwenkachse 25 steckt. Die Strom­ zufuhr zu den Stellmotoren kann beispielsweise durch ringför­ mige Stromschienen im Zusammenwirken mit geeigneten Stromab­ nehmern geschehen (nicht dargestellt).

Die beiden Tragelemente 19 sind über einen kreisringförmigen Zahnkranz 31 miteinander verbunden, welcher horizontal zur Laufschiene 16 bzw. zum Tragring 10 liegt. Der Zahnkranz 31 ist an einer nach unten weisenden Schulter 32 des Tragele­ mentes 19 angeschraubt.

In den Zahnkranz 31, dessen Zähne 33 nach außen weisen, greift ein Antriebsritzel 34 ein. Dieses Antriebsritzel 34 sitzt auf einer Antriebswelle 35, welche in dem unteren U- Schenkel 14 des Tragringes 10 drehbar gelagert und vom Trieb­ werk 2 angetrieben ist.

Auf der Laufschiene 16 laufen zwischen den 180 Grad auseinanderliegenden Tragelementen 19 für die beiden Rotorblätter 4 in einem jeweiligen Abstand von 90 Grad zwei Führungselemente 36 (vgl. Fig. 2). Diese Führungselemen­ te 36 tragen (vgl. Fig. 4) die gleiche, nach unten gerichte­ te Schulter 32 wie die Tragelemente 19, weisen die gleiche T- Nut 20 auf und tragen dieselben Zylinderrollen 22 und Laufrol­ len 23. An diesen Führungselementen 36 ist der Zahnkranz 31 befestigt.

Die beiden Rotorblätter 4 werden vom Triebwerk 2 über die An­ triebswelle 35, das Antriebsritzel 34, den Zahnkranz 31 und die Tragelemente 19 in Drehung versetzt. Das Steigen, Schwe­ ben und Sinken des Hubschraubers geschieht durch Veränderung des Anstellwinkels der Rotorblätter 4 infolge der Betätigung der Schwenkorgane 29, während der Vorwärts-, Rückwärts- und Seitenflug durch Kippen des Tragringes 10 mittels Steuerung der Hydraulik-Zylinder 15 erfolgt.

Claims (3)

1. Hubschrauber, mit

• - einem Hauptrotor,
• - einem Gegendrehmomentrotor,
• - einer Kabine, in der ein Rettungssystem mit Schleudersitzen angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrotor (3) mit seinen Rotorblättern (4) ringförmig um die Kabine (1) angeordnet ist.

2. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Kabine (1) kreisförmigen Grundriß aufweist,
• - am Außenmantel (11) der Kabine (1) ein Tragring (10) vorgesehen ist,
• - der Tragring (10) eine kreisförmige Laufschiene (16) trägt,
• - auf der Laufschiene (16) Tragelemente (19) für den Anschluß der Rotorblätter (4) des Hauptrotors (3) vorgesehen sind,
• - an jedem Tragelement (19) ein Rotorblatt (4) befestigt ist.