DE550222C - Hubschraubensystem mit wenigstens zwei konaxialen gegenlaeufigen Hubschrauben - Google Patents

Description

Die für Hubschraubenflieger bisher bekannt gewordenen Schraubensysteme ermangeln einer solchen allseitigen Beweglichkeit der Schraubenflügel, wie sie für die Steuerung und für die selbsttätige Anpassung des Systems an alle Bedingungen des Flugs erforderlich ist. So sind zwar Hubschrauben bekannt geworden, deren Flügel um ihre Längsachse drehbar sind und denen durch eine Stabilisierungsfläche Eigenstabilität verliehen wurde. Jedoch fehlt diesen Systemen die Steuerbarkeit des Anstellwinkels der Schraubenflügel, und die Schraubenflügel können nur in einer ebenen Fläche umlaufen, nicht aber in einer Kegelfläche. Andere Systeme haben zwar die letztere Bewegungsmöglichkeit, aber die Steigung der Schraubenflügel kann sich nicht selbsttätig den Flugbedingungen anpassen. Bei allen bekannten Systemen, die mehrere Hubschrauben aufweisen, laufen diese mit gleicher Geschwindigkeit um. Jeder äußere Einfluß, welcher auf nur eine Hubschraube wirkt, verursacht Beanspruchungen auf die Hauptwelle des Systems, die nicht ausgeglichen werden können und den Apparat aus dem Gleichgewicht bringen oder abstürzen lassen.

Das Hubschraubensystem gemäß der Erfindung unterscheidet sich diesem Stande der Technik gegenüber durch eine allseitige Beweglichkeit der Schraubenflügel und durch deren sowohl selbsttätige wie auch steuerbare Einstellungsmöglichkeit und schließlich durch eine differentiate Verbindung der beiden gegenläufigen Hubschrauben, welche mit verschiedener Geschwindigkeit umlaufen können und eventuelle ungleichmäßige Reaktionen unter sich ausgleichen, ohne sie auf die Hauptwelle des Apparats zu übertragen.

Diese Vorteile werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise um ihre Längsachse drehbare und mit einer Stabilisierungsfläche ausgestattete Schraubenflügel derart an die Hubschraubenachse angelenkt werden, daß sie nicht nur in einer Ebene, sondern in beliebig geneigter Kegelfläche umlaufen können, sowie dadurch, daß zur Stabilisierungsfläche noch eine steuerbare Fläche tritt, so daß nicht nur eine selbsttätige Einstellung, sondern auch eine willkürliche Änderung der Schraubensteigung möglich wird.

In den Abbildungen ist als Ausführungsbeispiel ein Hubschraubenflieger gemäß der * Erfindung dargestellt, und zwar ist Abb. ι eine Seitenansicht,

Abb. 2 ein Grundriß des Hubschraubenfliegers mit Schnitt durch die Arme des oberen Flügelpaares, während

Abb. 3 einen in Richtung seiner Längsachse gesehenen Schraubenflügel zeigt.

Der Hubschraubenflieger (Abb. ι und 2) besteht aus einem Rumpf i, in dem außer dem Führersitz, den Steuerorganen, Behältern usw. auch der Motor 2 untergebracht ist, ίο der über die vom Führer bediente Friktion 3 und das Kegelradgetriebe 4 einer senkrechten Welle 5 eine rasche Drehbewegung mitteilt. Diese Welle trägt oben eine Zahnung 6, in welche eine Gruppe von Satelliten 7 eingreift. Die Drehlagerzapfen dieser Satellitengruppe sind am oberen Ende einer mit der Welle 5 konzentrischen Hohlwelle 8 befestigt, welche im Rumpf in zwei Kugellagern 9 und 10 geführt ist. Am oberen Ende der Hohlwelle ist ao ferner in geeigneten Lagern das Kronenradgehäuse 11 vorgesehen.

Von den zwei Hubschraubensystemen wird das eine von dem Kronenradgehäuse 11, mit dem es fest verbunden ist, bewegt, das andere von der Hohlwelle 8. Jeder Schraubenflügel besteht aus einem Arm 13 und einem Flügel 12. Dieser Flügel ist mit einem Zapfen 14 in Verlängerung der die Schwerpunkte der Flügelprofile verbindenden Achse 15 in seinem Arm 13 lose drehbar gelagert, wobei diese Schwerachse auch nahe an den Zentren des aerodynamischen Drucks der Profile vorbeigeht. Die Arme 13 sind ihrerseits mit der Hohlwelle 8 und dem Gehäuse 11 durch Zapfenlager 16 und 17 gelenkig verbunden, deren Lagerachsen die Drehachse der Hubschrauben rechtwinklig schneidet.

Jeder Schraubenflügel trägt außerdem außen, d. h. in der Zone der größten Geschwindigkeit, eine Befiederung, die in passender Entfernung vom hinteren Flügelrand angeordnet ist und entsprechend den waagerechten Steuerflächen der gewöhnlichen Flugzeuge aus zwei Teilen besteht, einer starr mit dem Hubschraubenflügel verbundenen Fläche 18 und einer vom Führer als Höhensteuer einzustellenden Steuerfläche 19.

Wenn der Motor angelassen wird, setzen sich die vom Kronenradgehäuse und die von der Hohlwelle 8 getragenen Schraubenflügelpaare in entgegengesetztem Drehsinn und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in Bewegung, so daß sich ihre Momente ausgleichen. Nur die Drehung der Hohlwelle 8 wird ein Moment erzeugen, das eines besonderen Ausgleichs bedarf, soll der Kurs eingehalten werden. Diese Aufgabe erfüllt der in der Hauptsache der Seitensteuerung dienende Propeller 21.

Infolge der Rotation und unter dem Einfluß der Höhensteuerung stellen sich die Hubschraubenflügel, welche um ihre Schwerachse lose drehbar sind, von selbst auf einen bestimmten Elevationswinkel ein, und es entsteht ein Auftrieb, der den Apparat vom Boden abhebt. Nicht gezeichnete Dämpfer verhindern plötzliche Bewegungen der Flügel. Da die Flügelpaare außerdem am Kronenradgehäuse und der Hohlwelle derart angelenkt sind, daß sich die Flügelenden heben und senken können, so ist der Winkel zwischen Flügelarmen und Horizontalebene als eine Funktion von Zentrifugalkraft und Auftrieb veränderlich.

Durch Betätigung der ähnlich wie bei gewohnlichen Flugzeugen gebauten Steuerzüge, die zum Höhensteuer der Befiederung jedes Schraubenflügels führen, wird der Anstellwinkel der Hubschrauben und damit der Auftrieb verändert. Plötzliche Windstöße vermögen das Gleichgewicht des Apparats darum so gut wie gar nicht zu stören, weil alle Momente an der Mittelachse des Flugzeuges angreifen.

Es versteht sich, daß es zur Höhensteuerung genügt, auf die bewegliche Steuerfläche der Befiederung der unteren Hubschraube einzuwirken, und daß somit die obere Hubschraube nur eine starre Befiederung zu haben braucht, so daß ihr Einstellwinkel nicht direkt vom Führer beeinflußt wird. Dagegen wird der Einstellwinkel der oberen Schraubenflügel sich infolge der veränderten Winkelgeschwindigkeit dem der unteren Schraubenflügel angleichen.

Bei abgestelltem Motor wirken die Hubschraubenflügel wie die Tragflächen eines Aeroplane, werden sich aber weiterdrehen. Die Geschwindigkeit des Niedergangs hängt dabei von der Form und Befiederung der Schraubenflügel ab, welche so zu berechnen ist, daß die Fallgeschwindigkeit so weit gedämpft wird, daß das Landegestell der Erschütterung beim Aufsetzen gewachsen ist. In das Getriebe zwischen Motorwelle und Schraubenflügel wird zweckmäßig ein Freilauf eingeschaltet, so daß die Schraubenflügel das Getriebe nicht bewegen.

Solange der Schraubenflieger sich in Ruhe befindet, halten elastische Bänder 27 die Schraubenflügel in passender Lage. Diese Bänder greifen etwas vor der Längsdrehachse an den Schraubenflügeln an, so daß bei der Erschütterung des Landens der Anstellwinkel des einzelnen Flügels steiler wird, der Stoß gemildert und die Schrauben gebremst werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Hubschraubensystem mit wenigstens zwei konaxialen gegenläufigen Hubschrau-

   ben, deren um ihre Längsachse drehbare Schraubenflügel mit einer Stabilisierungsfläche versehen sind, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anordnung einer gelenkigen Verbindung der Schraubenflügel mit der Hubschraubenachse und einer einstellbaren Fläche hinter der Stabilisierungsfläche der Schraubenflügel.
2. 2. Hubschraubensystem nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die An-Ordnung eines Differentialgetriebes zwischen den beiden Hubschrauben.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen