DE3942918A1 - Flugzeug-antriebssystem mit einem luftschrauben-tragring und verfahren zum verstaerken eines solchen tragrings - Google Patents
Flugzeug-antriebssystem mit einem luftschrauben-tragring und verfahren zum verstaerken eines solchen tragringsInfo
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/02—Hub construction
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Halterung und
Befestigung von Propellerschaufeln bei einem Flugzeug-
Triebwerk. Bei einer Halterungs- und Befestigungsbauart
wird die Zentrifugalbelastung der Luftschraubenblätter
als Ringbeanspruchung auf einen Ring verteilt. Der Ring
wird seinerseits von einer Turbine getragen, die von dem
Ring umgeben wird. Sollte der Ring während des Betriebs
brechen, kann die Zentrifugalbeanspruchung der Luftschrau
benblätter dazu führen, daß der Ring von der Turbine los-
oder abgewickelt wird. Ziel der Erfindung ist es, ein
solches Abwickeln zu verhindern.
Zum Hintergrund der Erfindung sowie zum besseren
Verständnis der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen folgendes ausgeführt.
Fig. 1 zeigt
ein Flugzeug-Triebwerk 3 der nicht ummantelten Fan-Bauart,
bei der die Erfindung angewendet werden kann. Ein Bereich 6
des Triebwerks ist in Fig. 2 näher dargestellt. Dieser
Bereich 6 enthält gegenläufige Turbinen 9 (schraffiert)
und 12 (nicht schraffiert), die von einem Heißgasstrom 15
angetrieben werden, den ein nicht dargestelltes Kerntrieb
werk (core engine) liefert. Die Turbinen 9 und 12 treiben
wiederum gegenläufig rotierende Fanschaufeln oder Fan
blätter 18 und 21 an, die in Fig. 1 und 2 dargestellt sind.
Die Bezeichnung "gegenläufig rotierend" bedeutet in diesem
Zusammenhang, daß sowohl die Turbinen 9 und 12 als auch
die Blätter 18 und 21, die an den Turbinen befestigt sind,
in entgegengesetzten Richtungen zueinander rotieren, wie es
durch eingezeichnete Pfeile 24 und 27 in Fig. 1 angedeutet
ist.
Ein Unterbereich 6 A nach Fig. 2 ist in Fig. 3 und
mit noch mehr Einzelheiten in Fig. 4 gezeigt. Die Tur
binenschaufeln oder Turbinenblätter, die im Unterbereich
6 B nach Fig. 2 angeordnet, jedoch dort nicht zu sehen
sind, sind schematisch in Fig. 3 als Blätter 28 und de
taillierter in Fig. 4 gezeigt. Die Turbinenblätter 28
erstrecken sich zwischen einer Umkleidung 24 und einer
inneren Trommel 92, wie es in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt
ist. Die Turbinenblätter entziehen dem in Fig. 2 mit
einem Pfeil angedeuteten Luftstrom 15 Energie und wirken
auch wie ein steifes Verbindungsgerippe zwischen der
Umkleidung 24 und der Trommel 92.
Die Fanschaufeln oder Fanblätter 18 nach Fig. 3
sind durch einen Aufbau gehaltert, der in Fig. 4 als
Ring 22 dargestellt ist. Der Ring 22 ist an der Umklei
dung 24 mit Hilfe von Stützen 25 befestigt. Während des
Betriebs wird die Zentrifugalbelastung der Fanblätter 18
durch den Ring 22 als Ringspannung aufgenommen.
Der tatsächlich verwendete Aufbau ist allerdings nicht
der in Fig. 4 dargestellte idealisierte Ring 22, sondern
ein als Polygon- oder Vieleckring 22 P in Fig. 4A gezeig
ter Ring. Der Vieleckring 22 P enthält zwei Abschnittsarten:
Eine Art ist ein Schaufel- oder Blattstützabschnitt 22 B oder eine "Nabe". Eine Nabe ist auch in Fig. 5 dargestellt, die Druck- und Drehmomentlager 22 D enthält, welche die Zentrifugalbelastung, denen die Fanblätter 18 ausgesetzt sind, auf den Ring 22 P überträgt. Die Drucklager 22 D ge statten eine Blattsteigungs- oder Blattwinkelverstellung, wie es durch einen eingezeichneten Pfeil 23 angedeutet ist. Die andere Art von Ringabschnitt ist ein Verbinder 22 A, der benachbarte Naben 22 B miteinander verbindet. Der Ver binder enthält Schienen 29, die wegen der Zentrifugalbela stung der Blätter 18 unter Spannung stehen.
Eine Art ist ein Schaufel- oder Blattstützabschnitt 22 B oder eine "Nabe". Eine Nabe ist auch in Fig. 5 dargestellt, die Druck- und Drehmomentlager 22 D enthält, welche die Zentrifugalbelastung, denen die Fanblätter 18 ausgesetzt sind, auf den Ring 22 P überträgt. Die Drucklager 22 D ge statten eine Blattsteigungs- oder Blattwinkelverstellung, wie es durch einen eingezeichneten Pfeil 23 angedeutet ist. Die andere Art von Ringabschnitt ist ein Verbinder 22 A, der benachbarte Naben 22 B miteinander verbindet. Der Ver binder enthält Schienen 29, die wegen der Zentrifugalbela stung der Blätter 18 unter Spannung stehen.
Eine Bauart eines Vieleckrings ist beschrieben in der
DE-Patentanmeldung P 35 38 599.5. Der Inhalt dieser Pa
tentanmeldung zählt zum Offenbarungsgehalt.
Sollte eine der Schienen 29 brechen, wie es durch
einen Bruch 31 bei einer in Fig. 6 dargestellten gebro
chenen Schiene 29 B angedeutet ist, muß die gesamte Ring
spannung, die zuvor als Zugspannung auf beide Schienen 29
verteilt war, nunmehr vollständig von der verbleibenden
intakten Schiene 29 I aufgenommen werden. Ferner bewirkt
der Bruch, daß auf die intakte Schiene 29 I eine Torsions
belastung einwirkt, wie es durch einen Torsionspfeil 33
angedeutet ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die
Torsionsbelastung, die man als eine in Fig. 7 dargestell
te Kraft 35 betrachten kann, welche am Massenzentrum 18 M
des Blatts 18 angreift, um eine Strecke 36 von der Wir
kungslinie 38 der intakten Schiene 29 I entfernt ist. Das
Blatt 18 wird versetzt in die in Fig. 7 als Phantombild
oder gestrichelt eingezeichnete Stellung 18 P. Die zusätz
liche Spannung und Torsion können sehr groß sein, wie es
das nachfolgende Beispiel veranschaulicht.
Dazu wird angenommen, daß die in Fig. 1 eingezeich
nete Luftschraubendurchmesserabmessung 42, 3,66 m (12 feet)
beträgt. Ferner wird angenommen, daß man jedes Fanblatt
als Punktmasse 45 mit einem Gewicht von 24,5 kg (54 pounds)
behandeln kann. Diese Punktmassen 45 liegen auf dem Umfang
eines Kreises 46, der einen Durchmesser von 1,83 m (6 feet)
hat. Weiterhin wird angenommen, daß die Drehzahl 1200 U/min
oder 20 U/s beträgt, was 2 π × 10 Radiant/s entspricht,
d. h. etwa 126 Radiant/s.
Die Zentrifugalbeschleunigung ist gleich w 2 × r,
wobei w die Winkelgeschwindigkeit (Radiant/s) und r der
Radius ist. Bei diesem Beispiel beträgt die Winkel
geschwindigkeit etwa 14 449 m/s2 (47 374 feet per second2):
14 449 = (126/s)2 × 0,91 m
(47,374 = (126/sec)2 × 3 feet).
(47,374 = (126/sec)2 × 3 feet).
Dividiert man diese Zahl durch die Erdbeschleunigung g,
also 9,81 m/s2 (32,2 feet per second2), erhält man als
Quotient etwa 1471. Dieser Quotient ist das g-Feld, dem
die Punktmassen ausgesetzt sind.
Dies bedeutet anders ausgedrückt, daß jede Punkt
masse 45, die das Gewicht jedes Blatts darstellt, anstelle
des ursprünglichen Gewichts von 24,5 kg (54 pounds) jetzt
unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft (1471 × 24,5
(54) = 36 040 (79 434)) etwa 36 000 kg (80 000 pounds) wiegt.
Die zusätzliche Zugkraft, die von der intakten Schiene 29 I
nach Fig. 6 aufzunehmen ist, liegt im Bereich von etwa
der Hälfte des Gewichts von 36 000 kg (80 000 pounds), also
einer Kraft von etwa 356 × 103 N. Nimmt man ferner den
Abstand 36 mit 15,2 cm (6 inches) an, beträgt die Torsions
belastung an der intakten Schiene 29 I etwa 356 × 103 × 1,52
= 542 × 103 Nm (80 000 × 6 = 480 000 inch pounds). Die
Torsionskraft entspricht jedoch nicht exakt diesem Wert,
weil die benachbarten nicht gebrochenen Schienen 29 N
nach Fig. 6 die intakte Schiene 29 I bei der Aufnahme des
Drehmoments unterstützen.
Der Bruch der Schiene 29 B ruft große Zug- und Tor
sionsbelastungen in der verbleibenden, intakten Schiene
29 I hervor, welche Belastungen zu Deformationen und
Schäden führen können. Wenn darüber hinaus die Bewegungs
strecke 49 (Fig. 6) der gebrochenen Schiene 29 B hinrei
chend groß ist, kann es sowohl zu einem unerwünschten
Ungleichgewicht des rotierenden Systems als auch zu einem
Bruch der noch intakten Schiene 29 I kommen.
Die Deformation des Vieleckrings 22 P kann außerdem
zu einer Störung des Blattsteigungsverstellmechanismus
(nicht dargestellt) des Flugzeugs führen. Dieser Verstell
mechanismus dient zur Verstellung der Fanblätter um
die in Fig. 3 und 5 dargestellte Achse 23 A, um den Blatt
winkel zu ändern. Ein Verständnis der genauen Arbeits
weise dieses Mechanismus ist hier nicht erforderlich.
Es genügt zu wissen, daß der Blattsteigungsverstellmecha
nismus betriebsfähig bleiben muß, damit die Steigung der
Blätter richtig eingestellt werden kann. Die Einstellung
einer richtigen oder geeigneten Blattsteigung ist zur
Erzielung einer hohen Leistungsfähigkeit sowie eines
sicheren Betriebs sowie zur Verhinderung einer Luft
schraubenüberdrehzahl erforderlich.
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Blatt
halterungssystem zur Verwendung in einem Flugzeug vor
zusehen.
Insbesondere soll nach der Erfindung ein redundantes
Stütz- oder Tragsystem für Flugzeug-Propellerschaufeln
geschaffen werden, die von einem Ring unterstützt oder
getragen werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
werden Flugzeug-Luftschraubenblätter von einem Ring getra
gen, der eine Turbine umgibt, die den Ring und die Blät
ter drehmäßig antreibt. Die Erfindung umfaßt ein System,
das verhindern soll, daß die Zentrifugalbelastung der
Blätter den Ring von der Turbine abwickelt, falls der Ring
bricht. Eines dieser erfindungsgemäßen Systeme enthält ein
den Ring umgebendes Band, das die Ringspannung des Rings
teilweise oder vollständig aufnimmt, wenn es zu einem
Ringbruch kommen sollte.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeich
nungen beispielshalber erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Flugzeug, das von gegenläufigen
Luftschrauben angetrieben wird,
Fig. 2 eine vereinfachte Schnittansicht des
Flugzeug-Triebwerks 3 von Fig. 1,
Fig. 3 eine vereinfachte Ansicht des Bereiches 6 A
von Fig. 2,
Fig. 4 eine mehr Einzelheiten darstellende
Ansicht von Fig. 3,
Fig. 4A den tatsächlichen Vieleckring 22 P, der
die Luftschraubenblätter 18 trägt, wobei dieser Vieleck
ring 22 P in vereinfachter Form als Kreisring 22 in
Fig. 4 dargestellt ist,
Fig. 5 Lager, die eine Verstellung der Steigung
der Propellerblätter 18 gestatten,
Fig. 6 einen in dem Vieleckring aufgetretenen
Bruch 31, der in einer intakten Schiene 29 I eine durch
einen eingezeichneten Pfeil 33 angedeutete Torsion
verursachen kann,
Fig. 7 die Platzveränderung eines Luftschrauben
blatts 18, die durch die in Fig. 6 angedeutete Torsion
bewirkt werden kann,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem Bänder 50 den Ring 29 umgeben,
Fig. 8A eine Querschnittsansicht des Ausführungs
beispiels nach Fig. 8 längs der Linien 8A-8A,
Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung, wie das
Band 50 eine Platzänderung einer gebrochenen Schiene 29
in eine als Phantombild eingezeichnete Stellung 29 PH
verhindert,
Fig. 10 eine Darstellung zur Veranschaulichung
des Abwickelns des Vieleckrings 22 P, wie es nach einem
Bruch 31 auftreten kann,
Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem Bänder 50 in Kanälen 56 gehalten sind,
Fig. 11A eine Querschnittsansicht längs der
Linien 11A-11A von Fig. 11,
Fig. 12 eine Darstellung zur Veranschaulichung
des Umwickelns des Vieleckrings 22 P mit einer Folie 65
zur Bildung der Bänder 50 (nicht gezeigt),
Fig. 13 einen Stapel aus Folienschichten 65, die
das Band 50 bilden,
Fig. 14 eine vereinfachte Querschnittsansicht
des Vieleckrings 22 P von Fig. 4A längs dortiger Linien
14-14, sowie der Umkleidung 24 von Fig. 4 zusammen mit
Haken- oder Eingreifvorrichtungen 70,
Fig. 15 eine Darstellung zur Veranschaulichung
der Deformation der Eingreifvorrichtung 70, was auftreten
kann, wenn die Schiene 29 zu einer Bewegung in einer ein
gezeichneten Richtung 77 gezwungen wird,
Fig. 16A, 16B und 16C verschiedene Ausführungs
formen der Eingreifvorrichtungen 70, welche die Deforma
tion nach Fig. 15 verhindern,
Fig. 17 einen Stapel aus Folienschichten, die
ein Band 50 bilden und innerhalb eines Kanals 56 ange
ordnet sind,
Fig. 18 eine Platzveränderung der Folien
schichten 65, wie sie auftreten kann, wenn man den
Versuch unternimmt, die Schichten bei Abwesenheit von
Kanalwänden 120 nach Fig. 17 auf einen Vieleckring zu
wickeln,
Fig. 19 eine Deformation des Nabenabschnitts 22 B,
wie sie auftritt, wenn ein Luftschraubenblatt (nicht
gezeigt) einen solchen Steigungswinkel hat, daß die
Belastung auf den Nabenabschnitt 22 B durch eingezeichnete
Kräfte 30 hervorgerufen wird, die lediglich in verein
fachter Form dargestellt sind,
Fig. 20 eine Führung 130, die verwendet werden
kann, um die Folienschichten 65 nach Fig. 17 während des
Wickelns als Stapel auszurichten,
Fig. 21 eine Darstellung zur Veranschaulichung
der Abwesenheit eines Kanals 56 im Nabenabschnitt 22 B,
Fig. 22 ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem Ringe 155 in den Schienen 29 ange
ordnet sind,
Fig. 23 eine Durchkrümmung oder Beulung einer
Schicht 183, wie sie auftritt, wenn eine Lamellierung
durchgebogen wird,
Fig. 24 ein schräg oder konisch zulaufendes Ende
einer Folienschicht 65,
Fig. 25 eine andere Ausführungsform der Eingreif
vorrichtungen 70 nach Fig. 14, und
Fig. 26 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er
findung, bei dem der Vieleckring 22 P ein Zahnradgetriebe
305 umgibt, anstelle einer Turbine nach Fig. 4.
Wie bereits eingangs erläutert, verursacht der
in Fig. 6 dargestellte Bruch 31, daß die verbliebene,
intakte Schiene 29 I die gesamte Zentrifugalbelastung
der Luftschraubenblätter 18 nach Fig. 4A aufnimmt,
welche Zentrifugalbelastung durch Kraftpfeile 35 dar
gestellt ist. Da die Zentrifugalkraft 35 des Luftschrau
benblatts gegenüber der noch intakten Schiene 29 I um
eine Strecke 36 versetzt ist, teilt die Zentrifugalbela
stung 35 des Blatts der intakten Schiene 29 I ein Dreh
moment mit. Die Schiene erfährt eine Torsion, wie es
durch den eingezeichneten Pfeil 33 angedeutet ist. Der
Ring 22 P wird in einer solchen Weise verdreht, daß die
gebrochene Schiene 29 B nach oben versetzt wird, wie es
durch einen eingezeichneten Pfeil 49 dargestellt ist.
Das Blatt 18 wird verschoben, wie es Fig. 7 zeigt.
Ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel der Erfin
dung ist in Fig. 8 als Ansicht und in Fig. 8A als Quer
schnitt dargestellt. Danach sind ein Paar paralleler
Bänder 50 rund um den Vieleckring mit den Schienen 29,
29 gepaßt. Sollte eine der Schienen 29 brechen, wie es
in Fig. 8 durch einen Bruch 53 angedeutet ist, übernimmt
das diese Schiene umgebende Band 50 den größten Teil der
Ringspannung, die vorher in dieser Schiene auftrat,
wodurch vermieden wird, daß die gebrochene Schiene
eine große Platzveränderung ausführt, wie es bei der in
Fig. 9 als Phantombild eingezeichneten Schiene 29 PH
der Fall ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 10 bedeutet dies,
daß das Band 50 den Ring 22 P daran hindert, infolge des
dort eingezeichneten Bruchs 31 die platzveränderte Posi
tion 22 PH einzunehmen. Eine große Platzveränderung könn
te in der noch intakten Schiene 29 I nach Fig. 6 eine
Schäden verursachende Torsion hervorrufen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
in Fig. 11 und 11A dargestellt. Bei diesem Ausführungs
beispiel ist ein Paar ringförmiger Kanäle 56 in den
Vieleckring 22 P maschinell eingearbeitet. Die bereits
obenerwähnten Bänder 50 liegen bei dem Ausführungs
beispiel nach Fig. 11 innerhalb der Kanäle 56. Die
Anordnung der Bänder innerhalb dieser Kanäle unter
stützt die Herstellung der Bänder, wie es noch im fol
genden erläutert wird.
Die Bänder 50 kann man aus Metallfolie herstellen,
beispielsweise einer Folie aus Titan 17. Die Folie 65
nach Fig. 12 wird dadurch vorgespannt, daß sie beim
Wickeln rund um den Ring unter Spannung gehalten wird,
und zwar beim Einlegen in den Kanal 56 (in Fig. 12
nicht gezeigt). Das Band 50 enthält dann eine vorge
spannte Wicklung. Ein Pfeil 58 zeigt die Drehrichtung
des Rings 22 P an, und ein Pfeil 60 gibt die Richtung
der Spannung an, der die Folie beim Wickeln ausgesetzt
wird. Die Spannung beträgt vorzugsweise 21 × 106 bis
35 × 106 Pa (3000 bis 5000 pounds per square inch).
Die Folie 65 hat eine Stärke oder Dicke von etwa 0,25 mm
(0,010 inch) und eine Breite von etwa 19 mm (3/4 inch).
Die in Fig. 11A gezeigte Abmessung LL wird später noch
erläutert. Die Schichten oder Lagen der Folie werden
miteinander mittels eines Epoxidharzklebers verbunden,
beispielsweise eines von der Firma DuPont, Wilmington,
Delaware, unter der Produkt Nummer NR150-256X vertrie
benen "epoxy adhesive". Die Folie 65 wird so lange
aufgewickelt, bis die gewünschte Anzahl der Lagen der
Folie 65 erreicht ist, wie es in Fig. 13 dargestellt
ist, vorzugsweise 50 Lagen oder Schichten. Dementspre
chend hat das Band 50 eine Querschnittsfläche von 9,7 cm2
(1,5 square inch). Da Titan 17 eine Bruchfestigkeit von
1035 × 106 Pa (150 000 pounds per square inch) hat,
weist das Band 50 eine Bruchfestigkeit von 1001 × 103 N
(225 000 pounds) auf.
Ein Grund für die Vorspannung des Bandes 50
besteht darin, daß, wenn die Ringspannung der Schiene
29 B nach Fig. 6 beim Bruch der Schiene 29 B vom Band
aufgenommen werden muß, die zusätzlich auf das Band
einwirkende Spannung veranlaßt, daß sich das Band dehnt.
Bei nichtvorhandener Vorspannung könnte die Dehnung
des Bandes dazu führen, daß sich die gebrochene Schiene
radial nach außen bewegt und dann dennoch trotz Band
die als Phantombild dargestellte Position 29 PH nach
Fig. 9 einnimmt. Eine solche Bewegung würde die dyna
mische Ausgewogenheit des Systems vermindern. Weiter
hin ist die Torsion in der intakten Schiene 29 I um so
größer, je größer die in Fig. 6 dargestellte Verschie
bung 49 der gebrochenen Schiene 29 B nach außen ist.
Die Vorspannung des Bandes 50 nach Fig. 8 und 13 ver
mindert die im Band auftretende Dehnung im Anschluß
an den Bruch einer Schiene und vermindert daher die
Torsionsbelastung auf die noch intakte Schiene 29 I.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in Fig. 14 dargestellt. Bei der Darstellung nach
Fig. 14 handelt es sich um eine Querschnittsansicht
eines Teils von Fig. 4A längs der Linie 14-14. In
Fig. 14 sind die Schienen 29 zu erkennen. Die Erfindung
umfaßt ein Paar Halte- oder Eingreifvorrichtungen 70,
die wie Haken wirken und an einem Flansch 73 angreifen,
wenn eine Schiene 29 bricht. Die Flansche 73 sind an
dem Vieleckring vorgesehen. Die Halte- oder Eingreif
vorrichtungen 70, im folgenden kurz Halter genannt,
greifen bei einem Schienenbruch am Flansch 73 an und
begrenzen dadurch die Auswärtsbewegung der Schiene 29
im Falle eines Bruchs, d. h. eine Bewegung der Schiene
in Richtung eines eingezeichneten Pfeils 115. Die
Halter 70 laufen ringförmig um die Turbinenumkleidung
24 und sind daran vorgesehen. Die in Fig. 14 dargestell
ten Halter können abgewandelt und modifiziert werden,
wie es im folgenden noch in Verbindung mit Fig. 15 er
läutert wird.
Nach dieser Figur verursacht die radial nach außen
gerichtete Kraft 77, die der Flansch 73 auf den Hal
ter 70 ausübt, ein durch einen Pfeil angedeutetes
Drehmoment 80 in dem Halter. Ein Grund für dieses Dreh
moment ist, daß der Berührungspunkt 83 zwischen dem
Flansch und dem Halter gegenüber dem Anbringungs- oder
Befestigungspunkt 86 des Halters an der Umkleidung 24
um eine Strecke 89 versetzt ist. Dieses Drehmoment be
wirkt eine Drehung des Halters 70 in die als Phantom
bild eingezeichnete Position 70 P, was zur Folge hat,
daß der Flansch 73 freigegeben wird.
Diese Freigabe des Flansches 73 kann durch modi
fizierte Konstruktionen verhindert werden, wie es aus
Fig. 16A bis 16C hervorgeht. So können als eine erste
Möglichkeit entsprechend der Darstellung nach Fig. 16A
Stützen oder Pfeiler 90 vorgesehen sein, die sich zwi
schen den Haltern 70 und der Umkleidung 24 erstrecken.
Eine zweite, in Fig. 16B dargestellte Möglichkeit be
steht darin, den Halter und den Flansch mit einer solchen
Ausgestaltung vorzusehen, daß keilförmig ineinandergrei
fende Klauen 95 vorgesehen sind. Wenn die Klauen bei
einem Schienenbruch miteinander in Eingriff kommen,
versuchen die keilförmigen Oberflächen oder Schrägen 98
den Halter gegen den Flansch zu ziehen, wie es durch
Pfeile 100 angedeutet ist. Eine in Fig. 16C dargestell
te dritte Möglichkeit besteht darin, daß entweder der
Halter oder der Flansch eine Zunge oder eine Nase 105
aufweisen, die dann in eine Nut 107 des anderen der
beiden Bauteile eingreift, wenn es zu einem Schienen
bruch kommt. Bei dem dargestellten Beispiel ist die
Nase 105 am Halter 70 vorgesehen, und die Nut 107 be
findet sich in der Schiene 29.
Einige bevorzugte wichtige Merkmale der Erfindung
sind die folgenden:
- 1. Wie oben erläutert, sind die Bänder 50 nach Fig. 8 und 10 vorgespannt, um die Deformationsstrecke 49 nach Fig. 6 bei gebrochener Schiene 29 B zu begrenzen. Jedoch sollte eine solche Deformation nicht vollständig verhindert werden. Eine geringe Deformation ist er wünscht, um mit Absicht das rotierende Luftschrauben system aus dem Gleichgewicht zu bringen und dadurch eine Vibration zu erzeugen, die die Aufmerksamkeit des Piloten auf das Triebwerk lenkt. Eine Deformation um eine Strecke 49 in Fig. 6 von etwa 1,27 mm (0,050 inches) oder weniger wird daher zugelassen.
- 2. Aus dem gleichen Grunde existiert ein Zwischen raum 110 nach Fig. 14 zwischen dem Halter 70 und dem Flansch 73. Der Zwischenraum 110 gestattet es einer ge brochenen Schiene 29, sich zusammen mit den Luftschrau benblättern in der Nähe der gebrochenen Schiene radial nach außen in der Richtung des Pfeils 115 zu bewegen und auf diese Weise ein Ungleichgewicht in dem System hervorzurufen, wie es oben beschrieben wurde.
- 3. Das aus den Haltern 70 bestehende Halterpaar kann man als Mittel zum Begrenzen eines Kanals betrach ten, in welchem die Schienen 29 gefangengehalten werden. Der Kanal ist ringförmig und hat generell einen C-förmi gen Querschnitt, wie es durch Punkte 300 in Fig. 14 angedeutet ist.
- 4. Die obigen Erläuterungen zeigen auf, daß das Band 50 in einen Kanal 56 nach Fig. 11 und 11A ge wickelt werden sollte, welcher Kanal in den Ring 22 P eingeschnitten worden ist. Einer der Gründe hierfür ist, daß die Wände 120 des Kanals nach Fig. 17 dazu dienen, die Schichten oder Lagen aus der Folie in senkrechter Richtung miteinander auszurichten bzw. zusammenzuhalten und auf diese Weise während der Ausbildung eine Nicht ausfluchtung zu verhindern, wie sie in Fig. 18 darge stellt ist.
- Die Ausbildung eines Kanals 56 im Nabenabschnitt 22 B nach Fig. 11 bedeutet jedoch die Entfernung von Material aus der Nabe, wodurch die Nabe geschwächt wird. Diese Schwächung ist unerwünscht, da die Nabe die Zentrifugal belastung der Luftschraube aufzunehmen hat, die gewichts mäßig 36 000 kg (80 000 pounds) pro Blatt bzw. kräftemäßig 356 × 103 N pro Blatt beträgt, wie es in der Beschrei bungseinleitung angegeben ist. Die Zentrifugalbelastung verursacht zusammen mit der aerodynamischen Belastung der Luftschraubenblätter innerhalb der Nabe eine komplexe, ungleichförmige Spannungsverteilung.
- Bei einem mehr als vereinfachten Beispiel der Wir kungen dieser Spannung kann man das Luftschraubenblatt als Erzeuger zweier Punktbelastungen oder Punktkräfte darstellen, die in Fig. 19 mit Pfeilen 30 eingezeichnet sind. Diesen Punktbelastungen widerstehen die Zugspan nungen in den Schienen, welche Zugspannungen durch Pfeile 133 eingezeichnet sind. Man kann erkennen, daß unter diesen Belastungen die Nabe 22 B die Neigung hat, sich in eine Gestalt zu verbiegen, die als Phantombild 136 in Fig. 19 dargestellt ist. Entfernt man Material oder Werkstoff von der Nabe, wie es beim Einschneiden des Kanals 56 nach Fig. 11 der Fall ist, wird die Steifig keit der Nabe vermindert und die Durchbiegung nach Fig. 19 verschlimmert. Zur Überwindung dieser Schwierig keit gibt es wenigstens zwei Lösungen.
- Eine erste Lösung besteht darin, den Kanal 56 in einer solchen Weise einzuschneiden, daß das unterhalb des Kanals (d. h. vom Kanal aus in Radialrichtung nach innen) verbleibende Material, also das Rechteck 125 nach Fig. 11A, ein Höhen/Breiten-Verhältnis, d. h. TT/LL, hat das gleich dem Höhen/Breiten-Verhältnis der Schiene selbst ist, d. h. T/L. Das Höhen/Breiten-Verhältnis im Falle eines Balkens mit einem rechteckförmigen Querschnitt gibt das Massenmoment des Balkens an und ist daher eine Anzeige für die Biegebelastung gegenüber der Scherbelastung innerhalb des betreffenden Rechtecks. Es ist erwünscht, das relative Biege/Scher-Verhältnis in beiden Rechtecken gleich zu machen, obgleich die gesamte Belastungstragfähigkeit der Schiene mit einem Kanal kleiner ist als bei einer Schiene ohne Kanal.
- Umformuliert heißt dies: obgleich die Gesamtbiegung und Gesamtscherung innerhalb des kleineren Rechtecks 125 pro Querschnittseinheit größer sein wird als die Gesamt biegung und Gesamtscherung pro Querschnittseinheit in nerhalb des größeren Rechtecks der Schiene 29 selbst, sollte das Verhältnis in beiden Rechtecken das gleiche sein.
- Eine zweite Lösung beinhaltet entweder die Vermei dung oder Verminderung der Einschnittstiefe des Kanals 56 in die Naben. Wie oben angegeben, dienen die Kanäle zur Erleichterung der Stapelung oder Aufeinanderschich tung der Folienstreifen während der Herstellung. Die Abwesenheit eines Kanals 56 in den Naben kann man da durch begegnen, daß man vorübergehend eine Lehre oder Vorrichtung 130 an der Nabe anklemmt, wie es aus Fig. 20 hervorgeht. So kann man beispielsweise eine Schraubenklemme 135 oder eine andere Klemmvorrichtung benutzen, um die Vorrichtung 130 während der Herstellung des Bandes am Ring festzuklemmen. Die Lehren oder Auf spannvorrichtungen 130 übernehmen vorübergehend die Funktion der Kanalwände 120 nach Fig. 17, so daß die Folienlagen 65 miteinander ausgerichtet werden können.
- Eine Ausführungsform dieser Lösung ist in Fig. 20 dargestellt, bei der das Band 50 innerhalb eines Kanals 56 in den Schienen 29 angeordnet ist und, im Gegensatz dazu, auf der Oberseite der Nabe 22 B verläuft, die keinen Kanal hat. Nachdem das Band 50 gefertigt ist, nimmt es auf der Nabe die Position ein, die in Fig. 20 bei 140 gestrichelt eingezeichnet ist.
- 5. Die Verwendung lamellierter Folienbänder ist oben erläutert worden. Als Alternative kann man Metall scheiben 155 in ringförmige Nuten 157 pressen, die in die Seitenfläche der Schienen 29 geschnitten sind, wie es aus Fig. 22 hervorgeht.
- Im Falle der Metallscheiben 155 nach Fig. 22 oder auch im Falle der lamellierten Folienbänder 50 nach Fig. 17 kann man Abdeckungen 165 und 160 nach Fig. 22 bzw. 17 verwenden, um die Scheiben oder das Band zurück zuhalten.
- 6. Der Vieleckring 22 P nach Fig. 4A ist vorzugsweise aus Titan hergestellt, und zwar gleichermaßen wie die Bänder 50 nach Fig. 8 und die Scheiben 155 nach Fig. 22. Folglich haben diese beiden Bauteile eine fast identische Wärmeausdehnung, was erwünscht ist. Besteht in der Wärme ausdehnung eine Differenz, gleitet das eine Bauteil längs des anderen Bauteils im Falle von Temperaturänderungen, was Reibung und Verschleiß verursacht.
- 7. Wie oben erläutert, sind die Bänder 50 nach Fig. 17 vorgespannt. Folglich drücken sie den Boden 170 des Kanals 56 zusammen. Wenn sich ein Nabenabschnitt unter der Einwirkung der Zentrifugalbelastung deformiert, wie es in Verbindung mit Fig. 19 beschrieben worden ist, verrutscht oder gleitet das Band 50 gegenüber dem Kanal 56. Der Grund, warum ein solches Gleiten oder Schlupfen des Bandes während der Deformation auftritt, ist Fig. 23 entnehmbar, wobei es sich allerdings um eine beispielhafte Darstellung handelt, die überaus stark übertrieben ist.
- Wenn zwei Stücke 183 und 185 aus flachem oder ebenem Material längs einer Naht 180 miteinander verklebt und dann durchgebogen werden, krümmt und verwirft sich das Bodenstück 183 in der gezeigten Weise, wohingegen das Oberstück 185 gedehnt wird. In der Naht 180 tritt eine Scherbeanspruchung auf. Die Naht ist als Analogon zu der Grenzfläche zwischen dem Band 50 und dem Kanalboden 170 nach Fig. 18 anzusehen.
- Um den durch Schlupf und Gleiten verursachten Ver schleiß zu vermindern, kann man in den Kanal ein Schmier mittel geben, beispielsweise dadurch, daß der Kanal mit einer festen Lager- oder Gleitoberfläche aus Polytetra fluorethylen überzogen wird, das unter dem Namen Teflon von der Firma DuPont Company erworben werden kann.
- Innerhalb des in den Schienen 29 vorgesehenen Kanals 56 stellt der Schlupf kein so großes Problem dar, weil die Schienen 29 vorherrschend mit Zugspannung be lastet sind und keine beachtenswerte Durchbiegung zeigen.
- 8. Das Ende der Außenlage 195 der Folienwicklung nach Fig. 17 ist abgeschrägt, wie es in Fig. 24 gezeigt ist, und zwar über eine Abmessung 201, die sich über einige letzte Zentimeter (inches) vorzugsweise weniger als 15 cm (6 inches), erstreckt, um eine bessere Span nungsverteilung innerhalb der Folie zu erreichen. Eine solche Abschrägung der Folie ist auch über einige Zenti meter (inches) am Anfang der Wicklung erwünscht.
- 9. Die Verwendung von Mehrfachelementen in den Bändern, beispielsweise die Folienschichten 65 nach Fig. 17 und die Titanscheiben 155 nach Fig. 22, sorgen im Falle eines Bruchs für redundante belastungstragende Mittel. Wären nämlich die Bänder massiv, könnte ein einziger Einriß zu einer Durchtrennung des gesamten Bandes führen. Bei einem mehrlagigen Band führt jedoch ein einziger Einriß lediglich zur Durchtrennung einer Lage oder einer Schicht des Bandes.
- Die Erfindung vermindert somit die Gefahr, die von einem einzigen Einriß oder einer einzigen Fehlstelle ausgeht. Bei dem ungeschützten Ring nach Fig. 4A kann ein einziger Einriß durch und durch voranschreiten und zu einem Bruch einer Schiene führen. Es kommt dann zu einer Abwicklung des Rings. Demgegenüber führt ein ein ziger Einriß bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung zu keiner Abwicklung.
- 10. Die Halter 70 nach Fig. 14 sind als ringförmig beschrieben worden. Sie müssen jedoch notwendigerweise nicht durchgehend ausgebildet sein, sondern können unter teilt oder segmentiert sein, wie es aus Fig. 25 hervor geht, in der jedoch lediglich ein Satz von Halter segmenten 70 A dargestellt ist.
- 11. Die Bänder 50 nach Fig. 8 und die Scheiben 155 nach Fig. 22 können als Reifen oder Ringe betrachtet werden, die in Redundanz zu dem Vieleckring 22 P nach Fig. 4A wirken. Sollte der Vieleckring 22 P brechen, wirken die Bänder 50 und die Scheiben 155 als Back-Up oder Schutz.
- 12. Der Vieleckring 22 P wurde im Zusammenhang mit einem Rotor oder Läufer in Form einer Turbine beschrie ben, die Bewegungsenergie an die Luftschraubenblätter 18 liefert, wie es aus Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich ist. Auf eine solche Anwendung ist jedoch die Erfindung nicht beschränkt. Der Ring 22 P kann statt dessen auch ein Getriebe umgeben, vorzugsweise ein Zahnradgetriebe 305, wie es in Fig. 26 dargestellt ist. Eine Turbine 307 wird von dem Heißgasstrom 15 nach Fig. 2 angetrieben, hat jedoch eine so hohe Drehzahl und ein derart niedri ges Drehmoment, daß das Getriebe 305 erforderlich ist, um die Drehzahl zu vermindern und das Drehmoment zu er höhen, und zwar auf Werte, die zum Antrieb der Luft schraubenblätter 18 geeignet sind.
- Schließlich ist es auch nicht erforderlich, daß die Erfindung bei einem Triebwerk mit einem nicht um mantelten dualen Fan angewendet wird. Es kann sich auch um einen einzigen Fan handeln, der ummantelt oder nicht ummantelt sein kann.
- 13. Die vorstehenden Erläuterungen wurden im Zusammenhang damit gemacht, daß die Bänder 50 nach Fig. 8 einen Schutz für den Vieleckring 22 P bilden, im Fall dieser Ring bricht. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Ringspannung des Rings 22 P während des Normalbetriebs auf sowohl die Bänder 50 als auch die Schienen 29 nach Fig. 8 aufgeteilt. Jedes dieser Bauteile ist jedoch so konstruiert, daß es eine hin reichende Stärke und Festigkeit hat, um allein die Be lastung durch die Luftschraubenblätter aufzunehmen.
- Folglich wird jedes Bauteil durch das andere geschützt:
Wenn ein Band bricht, wird es durch eine Schiene ge schützt; wenn eine Schiene bricht, wird sie durch ein Band geschützt. - 14. Für den Fall, bei dem die Bänder 50 vorbelastet sind, teilen die Bänder 50 und der Ring 22 P die Ring spannung während des Betriebs. Folglich ist die vom Ring übernommene Ringspannung geringer als bei einem Ring, der kein Band 50 hat. Falls ein Ring 22 P versagt, nimmt die Ringspannung in dem vorbelasteten Band zu. Diese Zunahme kann noch betrachtet werden als Übernahme von Ringspannung durch das Band 50.
Zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen sind
denkbar, ohne daß dabei der Schutzumfang der Erfindung
verlassen wird.
Claims (30)
1. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und mehrere Luftschraubenblätter (18) trägt, welcher Ring während des Betriebs einer Ringspannung ausgesetzt ist, und
- (c) eine Vorrichtung (50; 70, 73; 70 A; 155, 157) zur Aufnahme eines Teils der Ringspannung, falls der Ring (22 P) versagt.
2. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und mehrere Luftschraubenblätter (18) trägt; und
- (c) eine Vorrichtung (50, 70, 73; 70 A; 155, 157) zur Vermeidung, daß durch Zentrifugalbelastung der Ring vom Rotor abgelöst wird, wenn der Ring versagt.
3. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und mehrere Luftschraubenblätter (18) trägt; und
- (c) eine Vorrichtung (50, 70, 73; 70 A, 155, 157) zum Begrenzen einer auf einem Ringbruch beruhenden Deformation des Rings.
4. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der einer Ringspannung aus gesetzt ist, die durch eine auf die Luftschraubenblätter während des Betriebs einwirkende Zentrifugalkraft hervor gerufen wird, und
- (c) ein Band (50), das den Ring umgibt und zur Auf nahme wenigstens eines Teils der Ringspannung dient, wenn im Ring ein Schaden auftritt.
5. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und mehrere Luftschraubenblätter (18) trägt; und
- (c) einen ringförmigen Kanal (70), der am Rotor angebracht ist und in welchem der Ring gefangen ist, um bei einem Schaden des Rings ein Entweichen des Rings zu vermeiden.
6. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und mehrere Luftschraubenblätter (18) trägt; und
- (c) eine Vielzahl ringförmiger Kanalsegmente (70 A), die am Rotor befestigt sind und in welchen der Ring eingefangen ist, um bei einem Schaden des Rings ein Entweichen des Rings zu vermeiden.
7. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben blätter als Ringspannung auftritt, und
- (c) ein Band (50), das um den Ring vorgesehen ist und zur Aufnahme von Zentrifugalbelastung dient, wenn der Ring versagt.
8. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen ersten Ring (22 P), der den Rotor umgibt, und eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrau benblätter als Ringspannung auftritt, und
- (c) einen zweiten Ring (55; 155) der umfangsmäßig um den ersten Ring angeordnet ist und zur Aufnahme von Zentri fugalbelastung dient, wenn ein Schaden im ersten Ring auftritt.
9. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben blätter als Ringspannung auftritt, und
- (c) ein erstes und ein zweites Band (50), die im wesentlichen parallel zueinander den Ring umgeben und wenigstens einen Teil der Zentrifugalbelastung aufnehmen, wenn ein Schaden in dem Ring auftritt.
10. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 26, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben blätter als Ringspannung auftritt,
- (c) einen ringförmigen Kanal (56), der in dem Ring vorgesehen ist, und
- (d) ein Band (50), das in dem Kanal angeordnet ist.
11. System nach Anspruch 10, bei dem das Band ein vorge
spanntes Band innerhalb des Kanals ist.
12. System nach Anspruch 11, bei dem das vorgespannte Band
(50) eine Wicklung (65) aus einer Metallfolie ist.
13. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt,
- (c) eine Vielzahl Luftschraubenblätter (18), die der Ring trägt, und
- (d) eine Vorrichtung (50; 70, 73; 70 A; 155, 157), die dazu dient, eine Abtrennung des Rings vom Rotor zu ver hindern, wenn ein baulicher Schaden in dem Ring auftritt.
14. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt,
- (c) eine Vielzahl Luftschraubenblätter (18), die der Ring trägt, und
- (d) eine Vorrichtung (50; 70, 73; 70 A; 155, 157), die dazu dient, eine Deformation des Rings auf ein vorbe stimmtes Ausmaß zu begrenzen, wenn ein Schaden in dem Ring auftritt.
15. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben blätter als Ringspannung auftritt, und
- (c) ein Haltersystem (70, 73; 70 A), das dazu dient, eine Abtrennung des Rings vom Motor zu verhindern, wenn ein Schaden in dem Ring auftritt, mit einer Vielzahl am Rotor angebrachter Haken zum Festhalten des Rings, wenn ein Schaden auftritt.
16. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben blätter als Ringspannung auftritt,
- (c) einen ringförmigen Haken (105), der am Rotor befestigt ist, und
- (d) eine ringförmige Nut (107), die am Ring vorge sehen ist und die einen Teil des ringförmigen Hakens er faßt, wenn ein Schaden im Ring auftritt.
17. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben blätter als Ringspannung auftritt,
- (c) einen Flansch (73) am Ring, und
- (d) einen Haken (70) am Rotor zum Erfassen des Flansches, wenn ein Schaden im Ring auftritt.
18. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Vieleckring (22 P), der einen Rotor (24, 28, 92; 305) umgibt und der eine Vielzahl Luft schraubenblätter (18) trägt, welcher Ring die Zentrifugal belastung der Luftschraubenblätter als Ringspannung auf nimmt und welcher Paare aus Schienen (29) enthält, die sich zwischen benachbarten Blatttraggliedern (22 B) er strecken, wobei die Schienenpaare die jeweiligen Seiten eines Paares von Vielecken begrenzen, und
- (b) ein Paar Bänder (50), von denen jeweils ein Band eines der Vielecke umgibt und die dazu dienen, eine Verwerfung der Vielecke zu verhindern, wenn eine Schiene bricht.
19. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P) mit einer vorderen und einer hinteren Fläche, welcher Ring den Rotor umgibt und dazu dient, eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) zu tragen, und welcher Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschraubenblätter als Ringspannung aufnimmt,
- (c) einen ersten ringförmigen Schlitz in der vorderen Fläche,
- (d) einen zweiten ringförmigen Schlitz in der hinteren Fläche,
- (e) einen ersten Reifen (155) in dem ersten Schlitz, und
- (f) einen zweiten Reifen (155) in dem zweiten Schlitz.
20. System nach Anspruch 18, bei dem die Bänder (50)
mehrere Lagen (65) enthalten.
21. System nach Anspruch 19, bei dem die Reifen (155)
lamellierte Scheiben enthalten.
22. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und
eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in
welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben
blätter als Ringspannung auftritt, welcher Ring enthält:
- (b1) Nabenabschnitte (22 B), die die Luft schraubenblätter (18) tragen und die aufgrund einer ungleichförmigen Verteilung der Zentrifugalbelastung der Luftschraubenblätter Biegekräften ausgesetzt sind,
- (b2) Schienenabschnitte (22 A; 29), die benach barte Nabenabschnitte miteinander verbinden,
- (b3) einen in dem Ring ausgebildeten ringförmi gen Kanal (56) mit einer geringeren Tiefe in den Nabenabschnitten als in den Schienenabschnitten, und
- (b4) ein vorgespanntes Band (50), das innerhalb des Kanals liegt.
23. System nach Anspruch 22, bei dem das vorgespannte
Band (50) eine Wicklung (56) aus Metallfolie enthält.
24. System nach Anspruch 22, bei dem ein Schmiermittel
zum Erleichtern einer Relativbewegung zwischen dem Kanal
(56) und dem Band (50) vorgesehen ist.
25. System nach Anspruch 22, bei dem ein Schmiermittel
in dem Kanal (56) enthalten ist.
26. System nach Anspruch 22, bei dem eine Gleitober
fläche innerhalb des Kanals (56) vorgesehen ist.
27. Flugzeug-Antriebssystem, enthaltend:
- (a) einen Rotor (24, 28, 92; 305),
- (b) einen Ring (22 P), der den Rotor umgibt und
eine Vielzahl von Luftschraubenblättern (18) trägt, in
welchem Ring die Zentrifugalbelastung der Luftschrauben
blätter als Ringspannung auftritt, welcher Ring enthält:
- (b1) Nabenabschnitte (22 B), die die Luft schraubenblätter (18) tragen und die aufgrund einer ungleichförmigen Verteilung der Zentrifugalbelastung der Luftschraubenblätter Biegekräften ausgesetzt sind,
- (b2) Schienenabschnitte (22 A; 29), die benach barte Nabenabschnitte miteinander verbinden,
- (b3) einen Kanal (56) in jedem Schienenabschnitt, und
- (b4) ein vorbestimmtes Band, das innerhalb der Kanäle (56) liegt und das auf der Oberseite der Nabenabschnitte liegt.
28. Verfahren zum Verstärken eines ringartigen Trägers
für Flugzeug-Luftschraubenblätter, enthaltend die
folgenden Schritte:
- (a) ein Stück einer Metallfolie wird auf den Träger unter Ausbildung eines Bandes gewickelt, das mehrere Lagen der Folie enthält, und
- (b) die Folie wird während des Aufwickelns unter Spannung gehalten.
29. Verfahren zum Verstärken eines ringartigen Trägers
für Flugzeug-Luftschraubenblätter, enthaltend die
folgenden Schritte:
- (a) in der Oberfläche des Rings wird ein ringförmi ger Kanal ausgebildet, und
- (b) ein Stück einer Metallfolie wird unter Ausbil dung eines Bandes, das mehrere Lagen der Folie enthält, in dem Kanal aufeinandergewickelt.
30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem während des
Aufwickelns die Folie unter Spannung gehalten wird.
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