DE3877848T2 - Faserverstaerkte hubschrauberrotornabe. - Google Patents

Faserverstaerkte hubschrauberrotornabe.

Info

Publication number
DE3877848T2
DE3877848T2 DE8888630137T DE3877848T DE3877848T2 DE 3877848 T2 DE3877848 T2 DE 3877848T2 DE 8888630137 T DE8888630137 T DE 8888630137T DE 3877848 T DE3877848 T DE 3877848T DE 3877848 T2 DE3877848 T2 DE 3877848T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ring
braided
rotor hub
helicopter rotor
hub according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE8888630137T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3877848D1 (de
Inventor
Francis E Byrnes
Donald L Ferris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE3877848D1 publication Critical patent/DE3877848D1/de
Publication of DE3877848T2 publication Critical patent/DE3877848T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/02Hub construction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

  • Das technische Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, betrifft Hubschrauberrotornaben und insbesondere Rotornaben, die einen Verbundstoff mit faserverstärkter Epoxidmatrix aufweisen.
  • Hubschrauberhauptrotornaben sind, historisch gesehen, aus hochfesten, leichtgewichtigen, kritischen Metallen oder Legierungen hergestellt worden. Diese metallischen Bauteile haben zwar ihren Zweck ausreichend erfüllt, es gibt jedoch eine Anzahl von Nachteilen, die mit diesen Materialien verbunden sind. Drei wichtige Bereiche, wo diese Materialien weniger als optimale Merkmale besitzen, sind Gewicht, Verfügbarkeit und Beschädigungstoleranz.
  • Das Gewicht ist immer eine Überlegung bei der Hubschrauberkonstruktion gewesen, und mit zunehmenden Brennstoffkosten ist es zu einem Hauptziel geworden, d.h. es geht darum, das Gewicht des gesamten Hubschraubers durch Verwendung von leichteren Werkstoffen zu reduzieren. Gegenwärtig werden Aluminium und Titan wegen ihres leichten Gewichts und ihrer Festigkeit zwar umfangreich benutzt, es wird jedoch ständig nach leichteren und stabileren Werkstoffen gesucht. Darüber hinaus werden diese Leichtmetalle als ''kritische" Werkstoffe eingestuft, da sie hauptsächlich durch lmportieren verfügbar sind. Durch die Ölembargos der vergangenen Jahre ist demonstriert worden, daß es nicht erwünscht ist, sich auf Fremdquellen für diese Werkstoffe zu verlassen. Darüber hinaus verleihen diese Metalle ihren Bauteilen keine Beschädigungstoleranz. Das bedeutet, wenn ein metallisches Bauteil durch Ermüdung oder auf andere Weise schwächer zu werden beginnt, werden Risse erzeugt. Diese Risse wachsen schnell weiter, wenn nichts da ist, um ihre Ausbreitung zu stoppen, und das Bauteil kann vollständig versagen. Es ist ohne weiteres vorstellbar, daß dieser Mangel an Beschädigungstoleranz bei einem Hubschrauber katastrophale Folgen haben kann.
  • Zum Beseitigen der Nachteile von solchen metallischen Bauteilen hat die Industrie zwei Maßnahmen ergriffen. Eine besteht darin, ein redundantes Bauteil zu bauen, so daß, falls eins ausfallen sollte, das andere ein sicheres Landen gestatten wird. Die zweite besteht darin, das besondere Teil überzudimensionieren, so daß es eine größere Festigkeit haben wird, als normalerweise unter normalen Umständen erforderlich wäre. Diese beiden Maßnahmen bringen zusätzliches Gewicht für das Flugzeug mit sich sowie erhöhte Kosten und den Einsatz von kritischen Metallen.
  • In jüngster Zeit sind Verbundwerkstoffe als Ersatzteile für viele metallische Bauteile wegen ihres geringen Gewichts und ihrer relativ geringen Kosten benutzt worden. Zum Beispiel werden nun Verbundwerkstoffe in Hauptkonstruktionsteilen wie Hauptrotorblättern und Heckrotorvorrichtungen von Hubschraubern benutzt. Es ist jedoch nicht immer praktisch durchführbar, ein Metallteil durch einen Verbundwerkstoff zu ersetzen, und zwar aufgrund von besonderen Entwurfsüberlegungen und Nachteilen in den physikalischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffes.
  • Verbundrotornaben sind unter Verwendung eines Schichtaufbaus aus faserverstärktem Harz entworfen worden (vgl. z.B. GB-A-2 092 541). Solche Naben haben einen so komplizierten Aufbau, daß sie in der Herstellung teuer sind und, da sie weniger Einzelteile haben, eine erhöhte Anzahl von Ausfallpunkten erzeugt wird. Die US-A-4 568 245 beschreibt eine weitere Verbundhauptrotornabe.
  • Eine Haupthubschrauberrotornabe nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 ist in der GB-A-236 377 beschrieben. Die bekannte Nabe weist ein ringförmiges Bauteil oder einen polygonalen Ring aus Verbundwerkstoff auf. Jede Seite des Ringes hat wenigstens in dem zentralen Teil ein Paar obere Streifen und ein Paar untere Streifen, die durch eine Schicht von Füllstoff getrennt sind, die in der Nähe der Ecken des polygonalen Ringes verschwindet.
  • Es gibt jedoch auf diesem Gebiet eine ständige Suche nach beschädigungstoleranten, relativ billigen und leichtgewichtigen Verbundbauteilen, die in der Lage sind, die Kräfte auszuhalten, die in einer Hubschrauberrotornabenbaugruppe erzeugt werden.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Haupthubschrauberrotornabe geschaffen, die eine Halteplatte hat, wobei die Halteplatte einen rohrförmigen Verbundring aus faserverstärktem Harz und eine Armeinrichtung zum Befestigen des Ringes an einer Antriebswelle aufweist, wobei sich die Armeinrichtung von dem Ring aus nach innen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundring triaxiale, geflochtene Fasern hat, die im wesentlichen umfangsmäßige Fasern umfassen, welche mit abgewinkelten Fasern verwoben sind, welche unter einem vorbestimmten Winkel gegen die Umfangsfasern orientiert sind, wobei die umfangsmäßigen und abgewinkelten Fasern um einen zentralen Kern angeordnet sind und wobei die Faserorientierung Kräfte sowohl in der Ebene der Halteplatte als auch normal zu dieser Ebene aushält.
  • Diese Erfindung stellt einen beträchtlichen Fortschritt auf dem Gebiet der Verbundhubschrauberrotornaben dar, weil sie eine beschädigungstolerante Halteplatte schafft, die triaxiale, geflochtene Fasern aufweist, um die Kräfte auszuhalten, denen eine Halteplatte üblicherweise ausgesetzt wird.
  • Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, die eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen werden. In den Zeichnungen:
  • Die Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichen exemplarische Halteplatten für eine Haupthubschrauberrotornabe.
  • Die Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen die Halteplatten, die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt sind und eine exemplarische radiale Armeinrichtung zum Befestigen der Halteplatte an der Antriebswelle aufweisen.
  • Fig. 7 ist eine Ansicht nach der Linie 7-7 in Fig. 5.
  • Fig. 8 veranschaulicht eine Lagervorrichtung zum Abstützen eines Joches, das an dem Ring befestigt ist, der im Querschnitt gezeigt ist.
  • Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 8.
  • Üblicherweise wird Graphitfaser als Verstärkung benutzt. Eine hochfeste Graphitfaser kann benutzt werden, die einen minimalen Filamentmodul von 20,7 x 106 N/cm² (30 x 10&sup6; psi) hat. Die einzelnen Fasern haben im allgemeinen einen Durchmesser von etwa 0,009 bis etwa 0,01 mm (etwa 0.35 bis etwa 0.4 mil). Vorimprägnierte Graphitfaser kann von Narmco Materials, Inc. (Anaheim, California) in Bogenform oder als durchgehendes Band gekauft werden. Es wird bevorzugt, daß der ausgehärtete Graphit/Harz-Verbundwerkstoff etwa 60 Vol.% Fasern enthalten sollte. Prozentsätze von bis zu 65 % und bis herunter auf 55 % können allerdings toleriert werden, ohne daß die mechanischen Eigenschaften nachteilig beeinflußt werden.
  • Vorzugsweise sollte ein Harz wie Epoxid so gewählt werden, daß es mit der Faserverstärkung kompatibel ist. Es ist außerdem erwünscht, daß das Harz bei niedrigen Drücken (d.h. etwa 0,138 bis etwa 0,689 MPa (etwa 20 bis etwa 100 psig)) zufriedenstellend aushärtbar ist. Ein derartiges Harzsystem, Dow Tactax 123 - Harz und Dow Tactax H41 - Härter, ist von Dow Industries erhältlich.
  • Triaxiale, geflochtene Verbundwerkstoffe sind für diese Erfindung kritisch. Triaxiale, miteinander verwobene, geflochtene Fasern ergeben einen integralen Verbundwerkstoff, der keine Verbindungslinien hat, wie sie in herkömmlichen Schichtverbundstoffen vorhanden sind (z.B. US-A-4 568 245). Daher werden primäre Belastungen, die aus Zentrifugalkräften und Scherkräften aufgrund von Auftrieb resultieren, durch die Fasern in dem Ring und nicht durch die Harzmatrix aufgenommen. Triaxialer, geflochtener, rohrförmiger Verbundwerkstoff ist z.B. von Fiber Innovations, Inc. (Norwood, MA) erhältlich. Alternativ kann eine Flechtvorrichtung für einen durchgehenden Ring modifiziert werden, um eine Flechtvorrichtung mit geteiltem Bett zu bilden, die zum Flechten von durchgehenden rohrförmigen Ringen geeignet ist. Eine Flechtvorrichtung für durchgehende Ringe, wie z.B. die von der New England Butt Division von Wardwell Braiding Machine Company (Central Falls, Rhode Island) erhältliche, wird im Durchmesser zerschnitten, um zwei Halbringe zu bilden. Die beiden Halbringe werden mit einem Scharnier (zum Wiederherstellen des Ringes) befestigt, so daß das Bett geöffnet werden kann, um das Entnehmen des geflochtenen Ringes aus dem Bett zu gestatten. Ein Verriegelungsmechanismus ist vorgesehen, um die Halbringe während des Betriebes miteinander verbunden zu halten.
  • Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen verschiedene exemplarische Formen (z.B. Kreis, Quadrat, Oktogon) für das rohrförmige Ringteil. Ein nichtkonstruktives, verlorenes Material (z.B. mit zerhackten Glasfasern verstärktes Epoxid) kann als Dorn für den geflochtenen, rohrförmigen Ring 3 benutzt werden. Alternativ kann der Ring einen permanenten Dorn haben, z.B. ein Verbundwerkstoff- und Metallgebilde, das die gewünschte Form des fertigen Ringteils hat. Der Dorn kann ein Fadenwickelverbundwerkstoff auf einem Metallkern sein, um einen durchgehenden rohrförmigen Ring (z.B. kreisförmig, quadratisch, oktogonal) aus Verbundwicklungen zu ergeben. Der Dorn wird ausgehärtet, und die innere Oberfläche des rohrförmigen Verbundringes kann entfernt werden, was gestattet, den Werkzeugdorn zu entfernen, so daß ein Verbundring mit C-Querschnitt zurückbleibt, der in dem inneren, offenen Bereich des kreisförmigen Ringes hohl ist. Metall oder zerhackte Blöcke aus Verbundwerkstoff können in den offenen C- Querschnitt des Ringes eingeführt und darin befestigt werden, um den Dorn zu verstärken, z.B. dort, wo die Arme oder elastomeren Lager, welche unten beschrieben sind, befestigt werden können. Die übrigen offenen Bereiche dieses Ringdorns mit C-Querschnitt können mit einem leichtgewichtigen, nichtkonstruktiven, geschlossenzelligen Schaumstoff ausgefüllt werden.
  • Der geflochtene Ring 3 hat vorzugsweise einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, weil das einen vergrößerten Oberflächeninhalt zur Verbindung zwischen den im folgenden beschriebenen Teilen ergibt (z.B. zwischen den Ringen und den Armeinrichtungsflanschen). Darüber hinaus wird bevorzugt, daß die Ringe im wesentlichen kreisförmig sind (z.B. keine Ecken haben). Ecken können schwierig zu flechten sein und können zum Zusammenballen von Fasern führen, wogegen gekrümmte Ringe ein konstantes Faser/Harz-Verhältnis innerhalb eines gesamten Querschnittes ergeben.
  • Der geflochtene, rohrförmige Ring 3 hat ein triaxiales Geflecht aus umfangsmäßigen Fasern 9, die mit abgewinkelten Fasern 12 verwoben sind, welche unter etwa 30º bis etwa 60º gegen die umfangsmäßigen Fasern 9 orientiert sind. Die umfangsmäßigen Fasern 9 sind vorzugsweise koplanar zu dem geflochtenen Ring 3, geringfügige Abweichungen von 0º (z.B. ±5º) können jedoch toleriert werden. Über etwa 10º Entfernung von der Achse haben die umfangsmäßigen Fasern eine reduzierte Fähigkeit, die Zentrifugalkräfte aus zuhalten, welchen die Halteplatte ausgesetzt ist, was zu einer Verschlechterung der Festigkeit führt. Unterhalb von etwa 30º und oberhalb von etwa 60º sind die abgewinkelten Fasern 12 nicht so effektiv beim Aufnehmen der Querscherkräfte (z.B. verursacht durch Auftrieb als Zugbelastung), was Delamination verursachen kann. Es hat sich z.B. gezeigt, daß herkömmliche Verbundschichtstoffhalteplatten delaminieren können, wenn sie Biegeermüdungstests unterzogen werden.
  • Die geflochtenen, rohrförmigen Ringe können in eine geeignete Harzspritzpreßform eingesetzt und mit Harz in einer herkömmlichen Spritzpreßvorrichtung imprägniert und bei Temperaturen und Drücken und in Zeiten, welche für das benutzte besondere Harz geeignet sind, verarbeitet werden. Alternativ kann ein Prepreg-Geflecht benutzt werden. Fig. 1 zeigt im einzelnen einen kreisförmigen oder nahezu kreisförmigen, geflochtenen, rohrförmigen Ring 3. Eine alternative Konfiguration, die eine oktogonale Form hat, ist in Fig. 2 dargestellt. Die Arme und Lagergebilde, die unten beschrieben sind, können an dem geflochtenen, rohrförmigen Ring längs abwechselnder Seiten des Oktogons befestigt werden. Das ergibt einen geraden oder nahezu geraden Abschnitt 13 für Lagergebilde, um darauf zu ruhen, im Gegensatz zu anderen Konfigurationen (z.B. kreisförmig).
  • Fig. 3 veranschaulicht eine weitere exemplarische Konfiguration des geflochtenen, rohrförmigen Ringes 3. Der geflochtene, rohrförmige Ring 3 ist (geometrisch) so geformt, daß wenigstens drei Punkte, 4, 5 und 6, die gleichabständig auf der inneren Oberfläche des Ringes angeordnet sind, weiter entfernt von dem Zentrum des Ringes sind als ein Mittelpunkt zwischen jeweils zwei der oben aufgeführten benachbarten Punkte längs des Ringes von dem Zentrum des Ringes aus angeordnet ist. Die Zahl der Punkte wird so gewählt, daß sie der Zahl der Arme entspricht. Das praktische Ergebnis dieser Form ist, daß ein radiales Armgebilde, das Schlitze an dem Ende (z.B. dem äußeren Ende) der Arme (unten beschrieben) hat, in den geflochtenen, rohrförmigen Ring (koplanar mit dem Ring) eingeführt und so verdreht werden kann, daß die Schlitze den geflochtenen, rohrförmigen Ring aufnehmen.
  • Die Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen die obigen exemplarischen geflochtenen, rohrförmigen Ringe und zeigen exemplarische Armeinrichtungen 18/21, 24 bzw. 32 zum Befestigen des Ringes 3 an einer Hubschrauberantriebswelle, die sich in der zentralen Achse erstreckt. Üblicherweise werden die Armeinrichtungen durch Schrauben mit oberen und unteren Flanschen verbunden, welche an den Antriebswellenflanschen befestigt werden. Diese Armgebilde sind zwar an eine besondere geflochtene, rohrförmige Ringkonfiguration angepaßt worden, eine Vielfalt von alternativen angepaßten Gebilden ist jedoch möglich.
  • Fig. 4 zeigt ein oberes und unteres Verbundschichtstoffkreuz 18, 21, die auf entgegengesetzten Seiten des Ringes 3 angeordnet sind und Flansche 19 und 20 haben, die den Ring 3 überlappen und mit einander und dem Ring 3 verbunden sind.
  • Alternativ kann gemäß der Darstellung in Fig. 5 eine Anzahl von Fadenwickelverbundwerkstoffarmen 24 benutzt werden, die Schlitze 25 an ihrem äußeren Ende zum Aufnehmen des Ringes 3 haben. Da die Arme 24 separat sind, können sie in Stellung geschoben werden, so daß die Schlitze den Ring 3 aufnehmen. Die radialen Arme 24 sind im Querschnitt im wesentlichen rechteckig und werden auf einen entfernbaren Dorn fadengewickelt. Flanschbereiche 26 der Armschlitze 25 können verstärkt werden, indem flache Schichten von Verbundstoff, die zwischen Wickelschichten eingeschachtelt sind, hinzugefügt werden. Die radialen Armwickelfasern sind im wesentlichen unter ±45º sowohl auf der oberen als auch an der unteren Oberfläche der radialen Arme orientiert, um das Randdrehmoment der Rotorwelle an den Rotorblättern aufnehmen. Die Faserorientierung der beiden vertikalen Seiten der radialen Arme beträgt ebenfalls im wesentlichen +45º um die Auftriebsbelastungen des Rotors an den radialen Armen aufzunehmen. Die radialen Arme sind individueller Natur, können aber in entgegengesetzten Paaren fadengewickelt und zugeschnitten werden, so daß sie um die zentrale Rotorwelle passen. Die radialen Arme sind im Querschnitt wesentlich höher als der umgebende geflochtene, rohrförmige Ring und können in ihrem vertikalen Wandabschnitt eingekerbt oder ausgeschnitten sein, um einen Schlitz 25 zu bilden. Somit wird der geflochtene, rohrförmige Ring an seiner oberen und unteren Oberfläche überlappt und vertikal durch die oberen und unteren Flansche 26 der radialen Arme und die obere und untere Oberfläche des geflochtenen, rohrförmigen Ringes 3 befestigt.
  • Gemäß Fig. 7 kann zwischen den geflochtenen, rohrförmigen Ring 3 und die radialen Arme 24 eine mit Flanschen versehene Metallbüchse 27 in das äußere Ende eines radialen Arms 24 eingeführt werden, um sich an den inneren Oberflächen des radialen Arms abzustützen. Die Metallflansche 27A dieser Büchse erstrecken sich oberhalb und unterhalb des geflochtenen, rohrförmigen Ringes und des Arms und sind zwischen den äußeren Endflanschen 26 der radialen Arme und dem geflochtenen, rohrförmigen Ring 3 angeordnet. Die Metallflansche 27 helfen, die Auftriebsbelastungen der Blätter von dem geflochtenen, rohrförmigen Ring aus über die radialen Arme und in die Hauptrotorwelle zu übertragen. Vertikale Befestigungselemente 28, mit denen der geflochtene, rohrförmige Ring 3 an den radialen Armen 24 befestigt ist, sind außerdem über die Flansche der Metallbüchsen befestigt.
  • Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen eine Lagerbaugruppeneinrichtung 60, die zur Verwendung bei der in Fig. 5 gezeigten Konfiguration besonders geeignet ist, obgleich sie bei anderen Konf igurationen benutzt werden kann. Sie umfaßt ein sphärisches, segmentiertes, elastomeres Lager 63, das zwischen den radialen Armen und an der inneren Oberfläche 66 des geflochtenen, rohrförmigen Ringes 3 angeordnet ist und an seinem äußeren Ende ein Joch abstützt. Der Fokalpunkt des Drehzapfens dieses Lagers befindet sich außerhalb des geflochtenen, rohrförmigen Ringes. Dieses Lager führt die typischen Bewegungen des Rotorblattes aus (z.B. Schlagen, Vor- und Nacheilen, Blattverstellung).
  • Noch eine weitere exemplarische Konfiguration ist in Fig. 6 dargestellt, wo mehrere Arme 32 ein radiales Armgebilde 30 bilden, wobei jeder Arm 32 einen Schlitz 33 zum Aufnehmen des geflochtenen, rohrförmigen Ringes 3 hat. Dieses Gebilde ist besonders für einen geflochtenen, rohrförmigen Ring 3 geeignet, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, wo der Ring 3 eine derartige Form hat, daß das radiale Armgebilde 30 in den geflochtenen, rohrförmigen Ring 3 eingeführt werden kann (so daß ihre Ebenen koplanar sind) und so verdreht werden kann, daß der geflochtene, rohrförmige Ring 3 in jeden der Schlitze 33 der radialen Arme 32 paßt.
  • Der geflochtene, rohrförmige Ring und die Arme bilden eine Hauptrotorkopfnabe mit geflochtener Platte aus Verbundwerkstoff, die an den Hubschrauberblättern durch eine herkömmliche Joch/Drehmomentkasten/Steuerungshorn- und Dämpferbaugruppe befestigt werden kann.
  • Diese geflochtene Verbundwerkstoffrotornabe hält Kräfte sowohl in der Ebene als auch normal zu der Ebene aus. Wichtig ist, daß sie Scherkräfte beim Blattschlagen aushält, die herkömmliche Verbundschichtstoffe delaminieren können.
  • Die Erfindung schafft ein Nabensystem, bei dem eine minimale Anzahl von Befestigungselementen benutzt wird, das Fressen zwischen verschraubten Oberflächen reduziert und Feldprobleme bei der Montage und Demontage minimiert. Außerdem, wenn ein Bauteil des Rotornabengebildes beschädigt wird, kann der Rest gerettet werden. Die Rotornabe überträgt Schlag-, Kopfmoment- und Auftriebsbelastungen über leichtgewichtige radiale Nabenarme auf die Rotorwelle unter Verwendung der effizientesten Querschnittseigenschaften. Kritisch schafft diese geflochtene Verbundwerkstoffkonstruktion einen beträchtlich größeren ausreichenden Querschnitt, durch den eine beträchtlich größere Überlebensfähigkeit bei Beschuß gegenüber einer vergleichbaren Metallnabe erzielt wird. Außerdem ist die Nabe ein leichtgewichtiges, ein niedriges Profil aufweisendes Verbundwerkstoffgebilde, das die Zentrifugalkraft über einen Umfangsring von Blatt zu Blatt aufnimmt.

Claims (14)

1. Haupthubschrauberrotornabe mit einer Halteplatte, wobei die Halteplatte einen rohrförmigen Verbundring (3) aus faserverstärktem Harz und eine Armeinrichtung zum Befestigen des Ringes (3) an einer Antriebswelle aufweist, wobei sich die Armeinrichtung von dem Ring (3) aus nach innen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundring (3) triaxiale, geflochtene Fasern hat, die im wesentlichen umfangsmäßige Fasern (9) umfassen, welche mit abgewinkelten Fasern (12) verwoben sind, die unter einem vorbestirninten Winkel gegen die umfangsmäßigen Fasern (9) orientiert sind, wobei die umfangsmäßigen und abgewinkelten Fasern (9, l2) um einen zentralen Kern angeordnet sind und wobei die Faserorientierung Kräfte sowohl in der Ebene der Halteplatte als auch normal zu dieser Ebene aushält.
2. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Fasern (12) unter einem Winkel von etwa 30º bis etwa 60º gegen die im wesentlichen umfangsmäßigen Fasern (9) orientiert sind.
3. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der faserverstärkte, geflochtene, rohrförmige Ring (3) einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat.
4. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der faserverstärkte, geflochtene, rohrförmige Ring (3) einen inneren Fadenwickeldorn hat.
5. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armeinrichtung einen Flansch (26) zur Befestigung an dem geflochtenen, rohrförmigen Ring (3) hat.
6. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 5, dadurch gekennezeichnet, daß die Armeinrichtung eine Verstärkungsmetallbüchse (27) hat, die Flansche (27A) aufweist, welche zwischen dem Armflansh (26) und dem geflochtenen, rohrförmigen Ring (3) angeordnet sind.
7. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach innen erstreckende Armeinrichtung mehrere Arme (24; 32) aufweist, wobei jeder Arm einen horizontalen Schlitz (25; 33) zum Aufnehmen des geflochtenen Ringes hat.
8. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen gewandte Oberfläche des geflochtenen Ringes (3) im wesentlichen gleichen Abstand vom Zentrum des geflochtenen Ringes hat.
9. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach innen erstreckenden radialen Arme ein unteres Kreuz und ein oberes Kreuz (18, 21) bilden, wobei die Kreuze auf entgegengesetzten Seiten des geflochtenen, rohrförmigen Ringes (3) angeordnet sind.
10. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach innen erstreckende Armeinrichtung einen Fadenwickelverbundwerkstoff umfaßt.
11. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der geflochtene, rohrförmige Ring (3) eine derartige innere Oberfläche hat, daß wenigstens drei Paßpunkte (4, 5, 6), deren Anzahl der Anzahl der radialen Arme (32) entspricht, die äquidistant um die innere Oberfläche des Ringes angeordnet sind, weiter entfernt von dem Zentrum des Ringes sind, als ein Punkt zwischen zwei benachbarten Paßpunkten längs des Ringes (3) von dem Zentrum des Ringes angeordnet ist.
12. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die sich einwärts erstreckende Armeinrichtung ein radiales Armgebilde (30) bildet, das mehrere Arme (32) aufweist, und jeder Arm einen horizontalen Schlitz (33) zum Aufnehmen des geflochtenen, rohrförmigen Ringes (3) hat; und
b) der geflochtene, rohrförmige Ring (3) eine Form hat, die in der Lage ist, das radiale Armgebilde (30) durch Drehen des radialen Armgebildes (30) innerhalb des geflochtenen, rohrförmigen Ringes (3) und koplanar mit demselben, so daß die Schlitze (33) den geflochtenen, rohrförmigen Ring (3) aufnehmen, aufzunehmen.
13. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geflochtene, rohrförmige Ring (3) innere Befestigungseinrichtungen hat, die symmetrisch versetzt um den Ring (3) angeordnet sind.
14. Haupthubschrauberrotornabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach innen erstreckende Armeinrichtung Befestigungseinrichtungen zum Verbinden mit der Antriebswelle hat.
DE8888630137T 1987-07-30 1988-07-14 Faserverstaerkte hubschrauberrotornabe. Expired - Fee Related DE3877848T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/080,370 US4797064A (en) 1987-07-30 1987-07-30 Composite helicopter rotor hub

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3877848D1 DE3877848D1 (de) 1993-03-11
DE3877848T2 true DE3877848T2 (de) 1993-05-19

Family

ID=22156948

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8888630137T Expired - Fee Related DE3877848T2 (de) 1987-07-30 1988-07-14 Faserverstaerkte hubschrauberrotornabe.
DE198888630137T Pending DE301995T1 (de) 1987-07-30 1988-07-14 Faserverstaerkte hubschrauberrotornabe.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE198888630137T Pending DE301995T1 (de) 1987-07-30 1988-07-14 Faserverstaerkte hubschrauberrotornabe.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4797064A (de)
EP (1) EP0301995B1 (de)
JP (1) JPS6444397A (de)
KR (1) KR960004172B1 (de)
CA (1) CA1311459C (de)
DE (2) DE3877848T2 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645400A (en) * 1996-03-18 1997-07-08 Sikorsky Aircraft Corporation Composite cuff structure for helicopter rotors
US5601408A (en) * 1996-03-18 1997-02-11 Sikorsky Aircraft Corporation Axisymmetric elastomeric bearing assembly for helicopter rotors
US6695583B2 (en) 2002-05-30 2004-02-24 Sikorsky Aircraft Corporation Snubber-vibration damper system for a bearingless main rotor
US8800145B2 (en) * 2008-12-30 2014-08-12 Sikorsky Aircraft Corporation Refurbishing method and system for a main rotor blade spar
IT1394295B1 (it) 2009-05-08 2012-06-06 Nuovo Pignone Spa Girante centrifuga del tipo chiuso per turbomacchine, componente per tale girante, turbomacchina provvista di tale girante e metodo di realizzazione di tale girante
IT1397058B1 (it) 2009-11-23 2012-12-28 Nuovo Pignone Spa Stampo per girante centrifuga, inserti per stampo e metodo per costruire una girante centrifuga
IT1397057B1 (it) 2009-11-23 2012-12-28 Nuovo Pignone Spa Girante centrifuga e turbomacchina
US8807918B2 (en) 2010-06-18 2014-08-19 Hamilton Sundstrand Corporation Rotating catcher for impeller containment
CN101881333B (zh) * 2010-06-23 2013-11-20 西峡县金方圆密封材料有限责任公司 一种无接口编织密封环及其生产方法、专用设备
ITCO20110064A1 (it) 2011-12-14 2013-06-15 Nuovo Pignone Spa Macchina rotante comprendente un rotore con una girante composita ed un albero metallico
US9777579B2 (en) 2012-12-10 2017-10-03 General Electric Company Attachment of composite article
US9797257B2 (en) 2012-12-10 2017-10-24 General Electric Company Attachment of composite article
US9714086B2 (en) 2013-03-13 2017-07-25 Bell Helicopter Textron Inc. Fiber orientation to allow for automated ply placement with composite rotor yokes
EP3038908A4 (de) * 2013-08-28 2017-04-26 Sikorsky Aircraft Corporation Flugzeugrotorbaugruppe mit verbundlaminat
US10618643B2 (en) 2013-12-04 2020-04-14 Sikorsky Aircraft Corporation Rotor shaft closeout plate
ITCO20130067A1 (it) 2013-12-17 2015-06-18 Nuovo Pignone Srl Girante con elementi di protezione e compressore centrifugo
WO2016081057A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 Sikorsky Aircraft Corporation Composite reinforced swashplate
EP3424818B1 (de) * 2017-07-06 2020-12-30 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Rotornabe für einen heckrotor eines drehflügelflugzeugs
EP3424817B1 (de) * 2017-07-06 2020-09-02 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Rotornabe für einen heckrotor eines drehflügelflugzeugs

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2648343C3 (de) * 1976-10-26 1981-06-19 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Schlag- und schwenkgelenkloser Rotor für Drehflügelflugzeuge
IT1143358B (it) * 1981-02-05 1986-10-22 Agusta Aeronaut Costr Mozzo composito di un rotore di elicottero
FR2501579A1 (fr) * 1981-03-13 1982-09-17 Verre Tisse Sa Structure tubulaire utilisable notamment pour la realisation de mats de voiliers de plaisance
IT1155132B (it) * 1982-03-11 1987-01-21 Agusta Aeronaut Costr Rotore per elicotteri
IT1155131B (it) * 1982-03-11 1987-01-21 Agusta Aeronaut Costr Mozzo di rotore di elicotteri
EP0089809A1 (de) * 1982-03-23 1983-09-28 The British Petroleum Company p.l.c. Methode für die Herstellung von faserverstärkten Gegenständen
FR2529860B1 (fr) * 1982-07-08 1987-01-02 Aerospatiale Plateau de moyeu, procede de fabrication et moyeu de rotor de giravion equipe de tels plateaux
IT1159375B (it) * 1983-03-15 1987-02-25 Agusta Aeronaut Costr Rotore per elicotteri
US4568245A (en) * 1983-03-22 1986-02-04 United Technologies Corporation Composite helicopter rotor hub
IT1182447B (it) * 1985-02-19 1987-10-05 Agusta Aeronaut Costr Rotore per elicotteri
US4666753A (en) * 1985-05-16 1987-05-19 United Technologies Corporation Filament wound structure for use as a torque drive

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6444397A (en) 1989-02-16
US4797064A (en) 1989-01-10
EP0301995A2 (de) 1989-02-01
CA1311459C (en) 1992-12-15
DE301995T1 (de) 1989-08-03
KR960004172B1 (ko) 1996-03-27
KR890001830A (ko) 1989-04-06
EP0301995B1 (de) 1993-01-27
EP0301995A3 (en) 1990-02-28
DE3877848D1 (de) 1993-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3877848T2 (de) Faserverstaerkte hubschrauberrotornabe.
DE2953675C2 (de) Rotor für ein Drehflügelflugzeug
DE68914567T2 (de) Hybride Hubschrauberrotornabenplatte.
DE3879287T2 (de) Fvk-blatt und sein herstellungsverfahren.
DE19903550C1 (de) Blattwurzel für Propeller- und Rotorblätter
DE69019507T2 (de) Redundantes krafthaltesystem eines rotors für einen kurz- und senkrechtstarter.
DE69307856T2 (de) Blatt-Nabe geschichtete Verbindungsvorrichtung, Rotorblatt und damit ausgerüsteter Rotor
DE19962989B4 (de) Rotorblatt für Windenergieanlagen
EP0057272B1 (de) Rotorblatt in Schalenbauweise
DE2642038C2 (de) Schaufel für Strömungsmaschinen
DE2937895C2 (de) Vorrichtung zur Befestigung eines faserverstärkten Rotorflügels an der Nabe einer Windkraftanlage
EP2257467B1 (de) Querstossverbindung zwischen zwei rumpsektionen sowie verfahren zur herstellung derselben
DE2648343C3 (de) Schlag- und schwenkgelenkloser Rotor für Drehflügelflugzeuge
JPS60236897A (ja) 複ブレ−ド式プロペラ
EP2261113B1 (de) Propeller
WO2006039953A1 (de) Rotorblatt für eine windenergieanlage
DE2942519A1 (de) Gabelkopf zur befestigung von rotorblaettern an einem hubschrauber-rotormast
DE3878084T2 (de) Hubschrauber-taumelscheibe aus verbundwerkstoff.
DE2645174C2 (de) Rotorkopf für einen schlag- und schwenkgelenklosen Rotor
EP1666354B1 (de) Strukturbauteil, Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils und Verwendung eines Strukturbauteils für eine Flugzeugschale
DE2758086C2 (de) Rotor für ein Drehflügelflugzeug mit gelenklosem Blattanschluß
DE2545929B1 (de) Anschlusselement zur einleitung von kraeften in ein bauteil
DE2558689C2 (de) Radförmiger Speichenrahmen
DE69112886T2 (de) Scherenglieder aus Verbundmaterial für eine Taumelscheibe.
EP0506721B1 (de) Zugbeanspruchtes fasertechnisches bauteil

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee