DE4329521A1 - Vorrichtung zur Messung von Rotordaten bei Hubschraubern mit gelenklosen Rotoren zur Bestimmung von Roll- und Nickbeschleunigungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung von Rotordaten bei Hubschraubern mit gelenklosen Rotoren zur Bestim­ mung von Roll- und Nickbeschleunigungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Einrichtung (Proceedings of the International Telemetring Conference 1989, Vol. XXV, 1989, Seiten 315-324) ist es bei Verwendung von schnellen Mikrorechnern, insbesondere sol­ chen auf Transputerbasis, möglich, daß die Berechnung der Be­ schleunigungen aus der gemessenen Blattdurchbiegung und die Daten­ übertragung zur Hubschrauberbasis so schnell erfolgen kann, daß die errechneten Meßdaten den folgenden Rechnern gleichzeitig mit anderen Meßsignalen aus dem Hubschrauber zur Verfügung stehen und so als Eingangsgrößen zur Regelung des Flugzustandes in Echtzeit vorliegen.

Bei der bekannten Anordnung wird der Blattumlaufwinkel im Gehäuse des Hubschraubers gemessen und über einen Schleifring dem Mikro­ rechner auf dem Rotorkopf zugeführt. Über einen weiteren Schleif­ ring erfolgt die Stromversorgung des Mikrocomputers, und über zwei weitere Schleifringe werden die vom Mikrorechner seriell ausgege­ benen Meßwerte in das Gehäuse des Hubschraubers übertragen und dort in den Bordrechner eingegeben.

Bei dieser Anordnung müssen die Rotordrehwinkeldaten im Gehäuse des Hubschraubers in einem weiteren Rechner aufbereitet und dem Mikrorechner zugeführt werden. Dies führt zu zusätzlichem Aufwand für die Synchronisierung dieser Daten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß eine solche zusätzliche Synchronisierung entfällt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der besondere Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Daten für den Blattumlaufwinkel direkt vom Rotor­ kopf aus gemessen werden können. Damit erübrigt sich die Aufbe­ reitung der Winkelmessung im Hubschraubergehäuse und deren Über­ tragung in den Rotorkopf. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung fallen die Blattumlaufwinkelmessungen synchron mit den Meßwerten für die Blattdurchbiegung und damit die Neigung der Ro­ torblattebene relativ zum Hubschraubergehäuse an. Es erübrigt sich damit eine zusätzliche Synchronisierung, und es wird die Ermitt­ lung aller für die Bestimmung von Roll- und Nick-Beschleunigungen notwendigen Daten in Echtzeit erleichtert. Es entfällt der nach dem Stand der Technik notwendige zusätzliche Rechner zur Aufbe­ reitung der in den Mikrorechner auf dem Rotorkopf zu übertragen­ den Signale der Winkelmessung des Rotorumlaufs an der Rotorwelle und die für die Übertragung dieser Daten notwendige Schleifring­ verbindung. Die vom Rechner auf dem Rotorkopf errechneten Daten der Roll- und Nickbeschleunigung können direkt in einen beliebig ausgebildeten Bordrechner eingespeist werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrie­ ben.

Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt die Anordnung der Winkelmeßvor­ richtung.

Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 in Ansicht.

In der Zeichnung ist das obere Ende des gehäusefesten Rotormastes 2 dargestellt, auf dem der Kardanring 4 gelagert ist. Auf dem Kar­ danring ist die Taumelscheibe 6 mit ihrem feststehenden inneren Ring 8 gelagert, auf dem über Kugellager 10 deren äußerer Ring 12 gelagert ist. Am äußeren Ring der Taumelscheibe ist in bekannter Weise ein Ausgleichsgewicht 14 befestigt. In diesem Ausgleichsge­ wicht ist ein Drehmarkengeber 16 fest angeordnet, der über eine Leitung 18 mit dem Mikrorechner verbunden ist, der auf dem in der Zeichnung nicht dargestellten Rotorkopf befestigt ist.

An dem Kardanring 4 ist ein Tragarm 20 befestigt, der an seinem Ende eine Markierung 22 trägt, die mit dem Kopf 24 des Drehmarken­ gebers 16 zusammenwirkt.

Bei einem induktiv wirkenden Drehmarkengeber 16 ist die Markierung als Permanentmagnet ausgebildet. Bei einem optisch wirkenden Dreh­ markengeber kann die Markierung eine Strichmarkierung oder der­ gleichen sein, die von dem optischen Kopf erfaßbar ist.

Die Meßvorrichtung, wie sie in der Zeichnung dargestellt und im vorstehenden erläutert ist, gibt einen Signalimpuls pro Rotorum­ drehung und damit für eine vorgegebene Stellung des Rotors gegen­ über dem Gehäuse ab. Zwischenstellungen lassen sich im auf dem Rotorkopf fest angeordneten Mikrorechner mit Hilfe der Zeit zwi­ schen zwei Signalimpulsen interpolieren und gegebenenfalls mittels eines Schätzungsalgorithmus schätzen und optimieren. Der jeweilige Blattumlaufwinkel liegt dann mit hoher Genauigkeit in Echtzeit vor. Die Übertragung der Signalimpulse auf den Mikrorechner er­ folgt direkt über eine am Rotorkopf festliegende Leitung. Es ist also keine Schleifringübertragung notwendig.

In Fig. 2 ist noch ein am Rotormast 2 angelenkter doppelarmiger Hebel 26 dargestellt, an dessen Arm die Steuerstange 28 und an dessen anderem Arm die mit dem Kardanring verbundene Übertragungs­ stange 30 angelenkt ist. Am umlaufenden Teil 12 der Taumelscheibe 6 sind die Betätigungsstangen 32 angelenkt, über die die Blatt­ winkelstellung der Rotorblätter während des Umlaufs des Rotor­ kopfes gesteuert wird.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Messung der Rotordaten bei Hubschraubern mit gelenklosen Rotoren zur Bestimmung von Roll- und Nick-Be­ schleunigungen durch die Messung der Biegebeanspruchung der Rotorblätter im Bereich der Blattwurzeln, einer Anordnung zur Messung des Blattumlaufwinkels, einem Mikrorechner mit A/D- Wandler, der auf dem Rotorkopf angeordnet ist und der zur Berechnung der Blattspitzenebene ausgebildet ist, Schleif­ ringen auf der Rotorwelle zur Übertragung der im Mikrorechner unter Berücksichtigung des Blattumlaufwinkels errechneten Daten zum Bordcomputer sowie einer Stromversorgung des Mikrorechners über Schleifringe auf der Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotorkopf zur Messung des Blattumlaufwinkels Drehmarkengeber (16) vorgesehen sind, die mit gehäusefesten Markierungen (22) zusammenwirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotorkopf wenigstens ein induktiv wirkender Drehmarkengeber (16) angeordnet ist, der mit einem gehäusefesten Permanent­ magneten (22) als Markierung zusammenwirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotorkopf wenigstens ein optischer Drehmarkengeber (16) angeordnet ist, der mit wenigstens einer fest am Gehäuse angeordneten Markierung (22) zusammenwirkt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehmarkengeber (16) im/am Aus­ gleichsgewicht (14) der Taumelscheibe (6) am Rotorkopf und die Markierung (22) an einem am Kardanring (4) befestigten Tragarm (20) angebracht ist.