DE4331825A1

DE4331825A1 - Method and device for hydraulic adjustment (displacement) of a propeller of an aircraft

Info

Publication number: DE4331825A1
Application number: DE4331825A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Muehlbauer
Original assignee: MUEHLBAUER LUFTFAHRTTECHN GmbH
Current assignee: MUEHLBAUER LUFTFAHRTTECHN GmbH
Priority date: 1993-05-05
Filing date: 1993-09-18
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2013-09-19
Also published as: DE4331825C2

Abstract

A method and device for hydraulic adjustment to the windmilling position of a propeller without counterbalances of an aircraft, pressure being applied to the adjusting device (2) by means of a hydraulic fluid in the direction of increasing the pitch angle of the propeller (13), and the pitch angle of the propeller (13) being reduced, in the opposite direction, by means of a spring (9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hydraulischen Verstellung eines Propellers eines Luft fahrzeugs nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 3.The invention relates to a method and a device for hydraulic adjustment of an air propeller Vehicle according to the preambles of claims 1 and 3.

Die Leistung des Triebwerks eines Luftfahrzeugs ist im all gemeinen durch den Ladedruck und die Drehzahl bestimmt. Durch Konstanthalten dieser Größen ist es somit möglich, ebenfalls die Leistung des Triebwerks konstant zu halten. Durch Verwendung geeigneter Regeleinrichtungen kann die Lei stung des Triebwerks unabhängig von dem jeweiligen Flugzu stand konstant gehalten werden. Hierdurch kann u. a. z. B. eine Überlastung des Triebwerks verhindert werden.The performance of an aircraft engine is in space generally determined by the boost pressure and the speed. By keeping these sizes constant, it is therefore possible also keep the power of the engine constant. By using suitable control devices, the Lei engine independent of the respective flight condition stood constant. This can u. a. e.g. B. Overloading the engine can be prevented.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Regelung der Drehzahl zur Konstanthaltung der Leistung. Es sind bereits zahlreiche Einrichtungen bekannt geworden, die die Drehzahl eines Triebwerks dadurch konstant halten, daß sie den An stellwinkel des Propellers bei Abweichungen von der Soll drehzahl derart selbsttätig regeln, daß infolge der hiermit verbundenen Belastungsänderung die richtige Drehzahl wieder erreicht wird.The present invention is concerned with the regulation of Speed to keep the power constant. There are already Numerous bodies have become known for speed of an engine by keeping the An Setting angle of the propeller in the event of deviations from the target regulate the speed automatically so that as a result of this associated load change the correct speed again is achieved.

Derartige bekannte Einrichtungen umfassen elektrische Regel einrichtungen (DE-PS 6 71 179, DE-PS 6 76 363) oder hydrau lische Einrichtungen.Such known devices include electrical control facilities (DE-PS 6 71 179, DE-PS 6 76 363) or hydrau facilities.

Bei bekannten hydraulischen Einrichtungen für Segelstellung sind Verstellvorrichtungen vorgesehen, bei denen das Hydrau likfluid entweder beidseitig auf den Verstellschieber oder einseitig auf den Verstellschieber zur Verminderung des Steigungswinkels des Propellers einwirkt. Bei den bekannten einseitig wirkenden Verstelleinrichtungen sind eine Feder und Gegengewichte an den Blättern vorgesehen, die beim Aus fall der Hydraulik einen maximalen Steigungswinkel (Segel stellung) des Propellers bewirken.In known hydraulic devices for feathering adjustment devices are provided in which the hydraulic likfluid either on both sides of the adjustment slide or on one side on the adjustment slide to reduce the The pitch angle of the propeller acts. With the known unidirectional adjustment devices are a spring and counterweights are provided on the blades, which when off If the hydraulic system has a maximum pitch angle (sail position) of the propeller.

Bei einem Segelflugzeug mit Hilfsmotor, im folgenden kurz Motorsegler genannt, findet ein verstellbarer Propeller An wendung, der üblicherweise drei Stellungen, nämlich eine Segelstellung, in der die Propellerblätter einen Anstell winkel von ca. 90° aufweisen, eine Reisestellung in der die Propellerblätter einen Anstellwinkel von etwa 20° bis 30° aufweisen und eine Startstellung, in der die Propellerblät ter einen Anstellwinkel von etwa 10° bis 20° aufweisen, ermöglicht.In the case of a glider with an auxiliary engine, briefly below An adjustable propeller is called a motor glider usually three positions, namely one Feathering in which the propeller blades have angles of approx. 90 °, a travel position in which the Propeller blades an angle of attack of about 20 ° to 30 ° have and a starting position in which the propeller blade ter have an angle of attack of approximately 10 ° to 20 °, enables.

Unter Verwendung der bekannten einseitig wirkenden Verstell vorrichtung bedeutet dies, daß bei einem Ausfall oder Druck verlust der Hydraulik der Propeller mittels der Feder und Gegengewichten an den Blättern in die Stellung mit maximalem Steigungswinkel, d. h. die Segelstellung, gestellt wird und somit für den Antrieb des Luftfahrzeugs unwirksam wird.Using the known unilateral adjustment device means that in the event of failure or pressure loss of the hydraulics of the propellers by means of the spring and Counterweights on the blades in the position with maximum Pitch angle, d. H. the feathering, and thus becomes ineffective for the propulsion of the aircraft.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfah ren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei einem Ausfall der Hydraulik der Propeller in eine Stellung geführt wird, in der weiterhin seine Wirksamkeit gewährleistet ist.It is therefore an object of the present invention to provide a method ren and a device of the type mentioned to further develop that in the event of a hydraulic failure Propeller is brought into a position in which continues its effectiveness is guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 bzw. 3 gekenn zeichnete Erfindung dadurch gelöst, daß die Druckbeaufschla gung der Verstelleinrichtung mittels eines Hydraulikfluids in Richtung einer Steigungswinkelerhöhung eines Propellers ohne Gegengewichte und mittels einer Feder in entgegenge setzter Richtung einer Steigungswinkelverminderung des Pro pellers erfolgt, bzw. dadurch, daß der mit Hydraulikfluid- beaufschlagte Verstellschieber auf den Propeller zur Stei gungswinkelerhöhung und die Feder auf den Propeller zur Steigungswinkelverminderung einwirkt.This object is characterized by the claims 1 and 3, respectively drew invention solved in that the Druckbeaufschla supply of the adjusting device by means of a hydraulic fluid in the direction of increasing the pitch angle of a propeller without counterweights and by means of a spring in counter set direction of a slope angle reduction of the Pro pellers, or in that the hydraulic fluid Actuated adjustment slider on the propeller to the Stei increase in angle and the spring to the propeller Incline angle reduction acts.

Bei einem Druckverlust oder einem Ausfall der Hydraulik wird mit der Erfindung eine Propellerstellung erreicht, die einen weiteren Antrieb des Luftfahrzeugs gewährleistet, d. h. mit der Erfindung wird eine Notlandung verhindert.If there is a loss of pressure or the hydraulic system fails achieved a propeller position with the invention, the one ensures further propulsion of the aircraft, d. H. With the invention prevents an emergency landing.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result itself from the subclaims.

So ist weiter vorgesehen, daß bei einem Druckverlust im Regler für die Propellerblattstellung automatisch eine Druckbeaufschlagung der Verstelleinrichtung mittels eines zweiten Hydraulikfluids erfolgt. Hierdurch wird sicherge stellt, daß bei einer Leckage in der Regelung bei einer Segelflugstellung des Propellers diese weiterhin automatisch aufrechterhalten werden kann.So it is further provided that in the event of a pressure loss in the Regulator for propeller blade position automatically one Pressurizing the adjustment device by means of a second hydraulic fluid takes place. This will secure represents that in the event of a leak in the control at a The propeller's gliding position continues to be automatic can be maintained.

Zweckmäßigerweise ist weiter vorgesehen, daß das Hydraulik system eine Hauptservoleitung mit einem Regler zur Regelung des Steigungswinkels des Propellers und ein in der Hauptser voleitung propellerseitig angeordnetes Absperrventil und eine Hilfsservoleitung mit einer Pumpe für die Segelstellung des Propellers und ein in der Hilfsservoleitung propeller seitig angeordnetes Absperrventil umfaßt. Mit dieser Kon struktion wird auf einfache, gewichtssparende und billige Weise die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht.Advantageously, it is further provided that the hydraulics system a main servo line with a regulator for regulation of the pitch angle of the propeller and one in the main ser voleitung shut-off valve and propeller side an auxiliary power line with a feathering pump of the propeller and a propeller in the auxiliary power line check valve arranged on the side. With this con Structure is made on simple, weight-saving and cheap Way of performing the method according to the invention enables.

Das Vorsehen eines Druckschalters gemäß Anspruch 5 ermög licht das automatische Ein- und Ausschalten der Pumpe für die Segelstellung des Propellers. So kann der Druckschalter z. B. bei einem Druck von 10,5 bar (150 psi) ein Abschalten der Pumpe und bei ca. 5 bar (70 psi) ein Einschalten der Pumpe bewirken.The provision of a pressure switch according to claim 5 enables the automatic switching on and off of the pump for the feathering of the propeller. So the pressure switch e.g. B. at a pressure of 10.5 bar (150 psi) shutdown the pump and at approx. 5 bar (70 psi) switch on the Effect pump.

Außerdem muß aus Sicherheitsgründen eine manuelle Über wachung der Regelung bzw. Steuerung möglich sein. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß das Absperr ventil in der Hauptservoleitung sowie das Absperrventil und die Pumpe in der Hilfsservoleitung mittels eines Schalters an einen Bedienungshebel im Cockpit des Luftfahrzeugs be dienbar sind.In addition, for security reasons, a manual over monitoring of the regulation or control may be possible. this will achieved in an advantageous manner that the shut-off valve in the main servo line as well as the shut-off valve and the pump in the auxiliary power line using a switch to an operating lever in the cockpit of the aircraft are serviceable.

Damit bei einem vollständigen Ausfall der Hydraulik eine Propellerstellung von < 20° und damit eine Überdrehzahl vermieden wird, ist eine Steigungsblockierung vorgesehen, um in diesem Fall einen mittleren Steigungswinkel des Propel lers von ca. 20° bis 50° zu gewährleistenSo in the event of a complete hydraulic failure, Propeller position of <20 ° and thus an overspeed is avoided, a slope lock is provided to in this case an average pitch angle of the propel to ensure it from approx. 20 ° to 50 °

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine Schematische Darstellung der Verstellvorrich tung. Fig. 1 is a schematic representation of the Verstellvorrich device.

Die in Fig. 1 dargestellte Verstellvorrichtung umfaßt eine Hauptservoleitung 11 und eine Hilfsservoleitung 12, die zu der Verstellvorrichtung 2 für den Propeller 13 führen. In der Verstellvorrichtung 2 ist ein Verstellschieber 14, eine Feder 9 und eine Steigungsblockierung 10 vorgesehen. In der Hauptservoleitung 11 befindet sich ein Regler 1 und strom abwärts davon ein Magnetventil 3. In der Hilfsservoleitung 12 befindet sich eine Pumpe 4 und stromabwärts davon ein Druckschalter 6 sowie ein Magnetventil bzw. ein Rückschlag ventil 5. Die beiden Servoleitungen 11, 12 sind zweckmäßiger weise nach den jeweiligen Ventilen 3 bzw. 5 zusammenge führt, können jedoch ebenfalls getrennt mit der Verstellvor richtung 2 verbunden sein. Zur manuellen Steuerung ist im Cockpit des Luftfahrzeugs ein Bedienungshebel 7 und ein Schalter 8 vorgesehen, mit dem die Absperrventile 3 bzw. 5 geöffnet bzw. geschlossen werden können und ein Ein- bzw. Abschalten der Pumpe 4 erfolgt.The adjusting device shown in FIG. 1 comprises a main servo line 11 and an auxiliary servo line 12 , which lead to the adjusting device 2 for the propeller 13 . An adjustment slide 14 , a spring 9 and a pitch lock 10 are provided in the adjustment device 2 . A regulator 1 is located in the main servo line 11 and a solenoid valve 3 downstream thereof. In the auxiliary power line 12 there is a pump 4 and downstream thereof a pressure switch 6 and a solenoid valve or a check valve 5 . The two servo lines 11 , 12 are expediently leads to the respective valves 3 and 5 , but can also be connected separately to the adjusting device 2 . For manual control, an operating lever 7 and a switch 8 are provided in the cockpit of the aircraft, with which the shut-off valves 3 and 5 can be opened and closed and the pump 4 is switched on and off.

Im folgenden wird das Verfahren zur hydraulischen Verstel lung des Propellers beschrieben. Der Propellerregler 1 ver sorgt die hydraulische Verstelleinrichtung 2 des Propellers mit Hydraulikfluid, wodurch über einen Verstellschieber 14 eine Vergrößerung des Steigungswinkels des Propellers 13 erreicht wird. Soll der Propeller 13 bei abgestelltem Trieb werk in Segelstellung gebracht werden, befindet sich der Regler 1 im Unterdrehzahlzustand, wobei der Steuerschieber geöffnet ist, um im Normalbetrieb Hydraulikfluid zur Vermin derung des Steigungswinkels der Verstelleinrichtung 2 abzu führen. Um nun eine Segelstellung erreichen zu können, muß die Hauptservoleitung 11 zum Propeller 13 mittels des Magnetventils 3 geschlossen werden, damit die Pumpe 4 für die Segelstellung Hydraulikfluid zum Propeller 13 fördern kann. Im Normalbetrieb muß die Hilfsservoleitung 13 zur Pumpe 4 durch ein weiteres Magnetventil 5 oder ein Rück schlagventil, das nur Druck zur Hauptservoleitung 11 aber keinen Rückfluß zuläßt, blockiert sein. In Segelstellung und bei etwaigen Druckverlusten durch Leckage wird durch den Druckschalter 6 in der Hilfsservoleitung 12 automatisch die Pumpe 4 aktiviert, um die Segelstellung zu erhalten. Soll die Segelstellung manuell eingestellt werden, so wird ein Schalter 8 im Bedienungshebel 7 im Cockpit betätigt, der bei ausgelöster Schaltung automatisch das Magnetventil 3 schließt, das eventuell vorhandene Magnetventil 5 öffnet und die Segelstellungspumpe 4 aktiviert. Soll der Propeller aus der Segelstellung wieder in die Normalbetriebsstellung ver stellt werden, wird der Bedienungshebel 7 in den Normalbe triebsbereich gestellt, wodurch mittels des Schalters 8 das Magnetventil 3 geöffnet wird und das Magnetventil 5 ge schlossen wird, um den Rücklauf des Hydraulikfluids zu ermöglichen, also das System drucklos zu machen. Die Feder 9 verstellt dann den Propeller 13 in den Normalbetriebsbe reich. Um die Gefahr einer Überdrehzahl im Reiseflug bei plötzlichem Druckverlust, z. B. bei einem Versagen des Reg lers 1 zu vermeiden, ist in der Verstellvorrichtung eine Steigungsblockierung 10 vorgesehen, die von Fliehkraft und Servodruck abhängig die Blattsteigung des Propellers 13 auf einer reiseflugähnlichen Stellung, d. h. bei einem Steigungs winkel von ca. 20° bis 50° blockiert. Dadurch wird ein auf wendiges Steigungsblockiersystem vermieden.The procedure for the hydraulic adjustment of the propeller is described below. The propeller controller 1 ver ensures the hydraulic adjustment device 2 of the propeller with hydraulic fluid, whereby an increase in the pitch angle of the propeller 13 is achieved via an adjusting slide 14 . If the propeller 13 to be brought into the feathered state when the engine is switched off, the controller 1 is in the underspeed state, the control slide being open in order to lead to hydraulic fluid in normal operation for reducing the pitch angle of the adjusting device 2 . In order to be able to achieve a feathering position, the main servo line 11 to the propeller 13 must be closed by means of the solenoid valve 3 so that the pump 4 for the feathering position can convey hydraulic fluid to the propeller 13 . In normal operation, the auxiliary servo line 13 to the pump 4 must be blocked by a further solenoid valve 5 or a check valve which only allows pressure to the main servo line 11 but no backflow. In the feathering position and in the event of any pressure losses due to leakage, the pressure switch 6 in the auxiliary power line 12 automatically activates the pump 4 in order to maintain the feathering position. If the sail position is to be set manually, a switch 8 in the control lever 7 in the cockpit is actuated, which automatically closes the solenoid valve 3 when the circuit is triggered, opens the solenoid valve 5 which may be present and activates the sail position pump 4 . If the propeller is to be moved from the sail position back to the normal operating position, the operating lever 7 is placed in the normal operating range, whereby the solenoid valve 3 is opened by means of the switch 8 and the solenoid valve 5 is closed to enable the hydraulic fluid to return, to depressurize the system. The spring 9 then adjusts the propeller 13 in the normal operating range. To avoid the risk of overspeed when cruising in the event of a sudden loss of pressure, e.g. B. to avoid failure of the regulator 1 , a pitch lock 10 is provided in the adjusting device, which depends on centrifugal force and servo pressure, the pitch of the propeller 13 in a cruise-like position, ie at a pitch angle of about 20 ° to 50 ° blocked. This avoids an agile slope locking system.

Claims

1. A method for hydraulic adjustment in " Segelstel development " of a propeller of an aircraft, characterized in that the pressurization of the adjustment device ( 2 ) by means of a hydraulic fluid in the direction of a pitch increase of a propeller ( 13 ) without counterweights and by means of a spring ( 9 ) takes place in the opposite direction of a pitch angle reduction of the propeller ( 13 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that in the event of a pressure loss in the controller ( 1 ) for the propeller blade position automatically pressurization of the adjusting device ( 2 ) by means of a second hydraulic fluid, it follows.

3. Adjustment device for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic fluid-actuated adjusting slide ( 14 ) of the propeller without counterweights ( 13 ) for increasing the pitch angle to "sail position" and the spring ( 9 ) on the propeller ( 13 ) acts on the "start position" to reduce the pitch angle.

4. Adjusting device according to claim 3, characterized in that the hydraulic system of a main servo line ( 11 ) with a controller ( 1 ) for regulating the pitch angle of the propeller ( 13 ) and a shut-off valve ( 3 ) arranged on the propeller side in the main servo line ( 11 ) and one Auxiliary servo line ( 12 ) with a pump ( 4 ) for the sail position of the propeller ( 13 ) and a shut-off valve ( 5 ) arranged on the propeller side in the auxiliary servo line ( 12 ).

5. Adjusting device according to claim 3 or 4, characterized in that a pressure switch ( 6 ) is arranged in the auxiliary power line ( 12 ) between the shut-off valve ( 5 ) and the pump ( 4 ).

6. Adjusting device according to one or more of claims 3 to 5, characterized in that the shut-off valve ( 3 ) in the main servo line ( 11 ) and the shut-off valve ( 5 ) and the pump ( 4 ) in the auxiliary servo line ( 12 ) by means a switch ( 8 ) on an operating lever ( 7 ) in the cockpit of the aircraft can be operated in order to automatically achieve feathering.

7. Adjusting device according to one or more of claims 3 to 6, characterized in that the adjusting device ( 2 ) has a pitch lock ( 10 ) to ensure an average pitch angle of the propeller ( 13 ) to overspeed in cruise flight in the event of failure of the servo pressure to avoid.