DE60201614T2 - Mehrblattheckrotornabe zur Entlastung des Coriolis-Effektes - Google Patents

Mehrblattheckrotornabe zur Entlastung des Coriolis-Effektes Download PDF

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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C27/48Root attachment to rotor head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Heckrotore für Hubschrauber und andere Drehflügelflugzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Vielblattheckrotore und ihre Fähigkeit um potentiell starke Coriolisdrehmomente aufzunehmen.
  • 2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
  • Eine der wesentlichen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Konstruktion von Vielblattheckrotoren ist ihre Fähigkeit um potentiell starke Coriolis-Drehmomente aufzunehmen. Wenn die Rotorebene eines Hubschrauberrotors in Bezug auf die Antriebswelle schwenkt treten 1/U und 2/U Coriolis-Drehmomente auf. Da das 1/U Coriolis-Drehmoment proportional ist zu der nach oben gerichteten Winkelstellung der Rotorblätter kann es normalerweise bei den meisten Heckrotoren vernachlässigt werden. Für Zweiblattheckrotore ist das 2/U Coriolis-Drehmoment auch kein Problem, da beide Blätter gleichzeitig beschleunigt und verzögert werden, und das Antriebssystem üblicherweise ausreichend flexibel ist um die erforderliche Torsionsfreiheit zu gewährleisten. Das 2/U Coriolis-Drehmoment wird aber ein Problem bei Vielblattheckrotoren wenn kein Voreil-Nacheil-Schwenkgelenk vorgesehen ist.
  • Viele verschiedene Verfahren werden in bestehenden Hubschraubern mit Vielblattheckrotoren eingesetzt um die erforderliche Entlastung betreffend das 2/U Coriolis-Drehmoment zu gewährleisten. Z. B. besitzt der Sikorsky S-56 einen Vollgelenkrotor mit Voreil-Nacheil-Gelenken und Dämpfern; der Sikorsky S-61 hat eine biegsame Spindel an der Blattwurzel in Kombination mit beschränkter Schlagbewegung um Belastungen infolge der Coriolis-Kräfte zu begrenzen; der Kaman UH-2 lässt eine geringe Voreil-Nacheil-Bewegung zu durch Vorsehen einer Pendelstiftanordnung in seinem Schlaggelenk; und der Lockheed AH-56 besitzt eine kardanische Heckrotornabe, welche das 2/U Coriolis-Drehmoment in der gleichen Weise entlastet wie ein halbstarrer Zweiblattrotor. Unglücklicherweise neigen alle diese Lösungsmöglichkeiten zu einer schweren und komplizierten Bauweise. Sie erfordern alle hoch belastete Lager, die mit Heckrotordrehzahl schwingen. Dies führt zu einer Konstruktion, welche viel Wartung und eine lange Stillstandszeit verlangt.
  • Eine der Möglichkeiten um dieses Problem zu lösen ist die Anordnung von zwei Zweiblattrotoren auf der gleichen Antriebswelle. Diese Ausführungsform ergibt einen Vierblattheckrotor mit der mechanischen und strukturellen Einfachheit eines halbstarren Zweiblattrotors. Diese Konstruktionsweise hat keine Lager, welche unter der Belastung durch die ganze Zentrifugalkraft des Blattes schwenkbar sein müssen.
  • Der AH-1Z/UH-1Y Heckrotor hat auch diese Konstruktionsweise, wobei zwei Zweiblattrotore auf der gleichen Antriebswelle angeordnet sind. Jeder Rotor ist ein halbstarrer Zweiblattrotor; sie sind unabhängig voneinander auf einer Ausgangswelle angeordnet. Die Spannweitenachsen der Blattpaare sind senkrecht zueinander, und sie sind axial voneinander beabstandet, um den erforderlichen Raum vorzusehen zur Anordnung der Blattbefestigungsbauteile und um den Betriebsabstand zwischen den Rotoren vorzusehen. Diese Konstruktionsweise führt aber nicht zwangsläufig zu der Entlastung des 2/U Coriolis-Drehmomentes. Jedes Mal wenn eine erste harmonische Schlagbewegung im Heckrotor auftritt ist ein Blattpaar bestrebt zu beschleunigen und gleichzeitig ist das andere Blattpaar bestrebt sich zu verzögern. Dementsprechend sind beide Rotore bestrebt sich wie eine Schere zu bewegen.
  • Diese Annäherung wurde in vielen Versuchs- und Produktionshubschraubern durch Drehflüglerkonstrukteure eingesetzt. Die Firma Bell Helicopter Textron Inc. hat erfolgreich einen doppelten, halbstarren Heckrotor mit einer gemeinsamen Antriebswelle in einem ihrer Versuchsflugzeuge eingesetzt. Der AH-64D Apache besitzt einen doppelten, halbstarren Heckrotor mit biegsamen Gabeln. Obschon beide Konstruktionsweisen die erwünschte Entlastung für das 2/U Coriolis-Drehmoment gewährleisten, sind beide mit vielen Nachteilen behaftet: wie z. B. die mechanische Komplexität, die schwerere Konstruktionsweise, Probleme hinsichtlich der Auslegung der Steifheit kritischer Metallteile – die möglicherweise zu einer verschlechterten strukturellen Konstruktion und zu potentiell katastrophalen Schadensfällen führen können, um nur einige zu nennen.
  • Aus der US-A-3,784,319, auf welche die zweiteilige Form des unabhängigen Anspruches 1 sich stützt, ist ein doppelter, halbstarrer Heckrotor bekannt, wobei die Entlastung des 2/U Coriolis-Drehmomentes durch den Einbau einer flexiblen Nabenstruktur oder zwei langen koaxialen Wellen erfolgt.
  • Die US-A-4,522,563 betrifft einen halbstarren Zweiblattheckrotor mit einer Zapfenblock-Lagerstruktur zur Halterung der Rotornabe an dem Rotormast. Die Zapfenblock-Lagerstruktur hat einen Hauptkörper, der am Mast befestigt wird und zwei gegenüberliegende koaxiale Wellen, welche Elastomerlager tragen, die in einer Rotornabenbohrung sitzen, welche sich quer zu der Rotormastachse erstreckt. Zurückhaltemittel sind vorgesehen zum Zurückhalten und Vorbelasten der Elastomerlager in der Rotormastquerbohrung.
  • Obschon die vorstehend beschriebenen Annäherungen wesentliche Fortschritte in dem Bereich der Heckrotorkonstruktion darstellen bleiben grosse Herausforderungen hinsichtlich der Fähigkeit der Vielblattheckrotore um die potentiell starken Coriolismomente aufzunehmen.
  • KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
  • Obschon verschiedene Vielblatt-Rotor-Ausführungen, welche heute eingesetzt werden das Coriolis-Drehmoment unterschiedlich kompensieren besteht ein Bedarf für ein Vielblattheckrotor-System, das ein potentiell starkes Coriolis-Moment aufnehmen kann ohne die Notwendigkeit für schwere, komplexe Bauteile, wie z. B. hochbelastete, mit Heckrotordrehzahl schwingende Lager.
  • Es ist demgemäss eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Vielblattheckrotor-System zu schaffen, das ein 2/U Coriolis-Moment aufnehmen kann, ohne die Notwendigkeit für schwere, komplexe Bauteile, die eine wesentliche Wartung und Stillstandszeit erfordern.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Heckrotorbaugruppe für einen Drehflügler mit:
    einem Antriebsmast;
    einer ersten und einer zweiten Vielzahl von Rotorblättern, die wippweglich in Bezug auf den Antriebsmast montiert sind; und
    einer Einrichtung zur 2/U Coriolis-Drehmoment-Entlastung in der Heckrotorbaugruppe;
    dadurch gekennzeichnet, dass:
    eine innere Querhauptbaugruppe mit dem Antriebsmast verbunden ist und die Rotorblätter der ersten Vielzahl von Rotorblättern mit der inneren Querhauptbaugruppe verbunden sind;
    eine äussere Querhauptbaugruppe zur Drehmomentübertragung mit der inneren Querhauptbaugruppe über eine Axialkupplung verbunden ist, wobei die Axialkupplung koaxial zum Antriebsmast ist und die Rotorblätter der zweiten Vielzahl von Rotorblättern mit der äusseren Querhauptbaugruppe verbunden sind;
    wobei die innere Querhauptbaugruppe und die äussere Querhauptbaugruppe jeweils versehen sind mit:
    einer Querhauptnabe mit einer sich durch die Nabe erstreckenden Querbohrung, wobei die Querbohrung senkrecht zu dem Antriebsmast ist;
    einer in der Querbohrung auf beiden Seiten des Antriebsmastes angeordneten Lager- und Zapfenbaugruppe mit:
    einem Zapfenteil mit Zapfenarmen die sich nach aussen von einem Zapfenkörperteil erstrecken, der den Antriebsmast umgibt; und
    wobei auf jedem Zapfenarm je ein elastomeres Lager angeordnet ist; und
    Haltemittel zum Ausrichten und Festhalten der Lager- und Zapfenbaugruppe in der Bohrung, wobei die Haltemittel mit der Querhauptnabe an jedem Ende der Querbohrung verbunden sind, damit eine Axialdruckvorspannung auf die Lager- und Zapfenbaugruppe ausgeübt wird;
    wobei die innere Querhauptbaugruppe mit dem Antriebsmast über eine Vielkeilkupplung verbunden ist, die sich im Inneren des Zapfenkörperteiles der Lager- und Zapfenbaugruppe der inneren Querhauptbaugruppe befindet, und wobei die elastomeren Lager der Lager- und Zapfenbaugruppen selektiv gestaltet sind zur 2/U Coriolis-Drehmoment-Entlastung.
  • In dem Anspruch 13 ist ein entsprechendes Verfahren gekennzeichnet.
  • Das Heckrotor-System gemäss der vorliegenden Erfindung bietet eine einfachere und kostengünstigere Lösung durch Zurückgreifen auf bestehende Bauteile, die vorgesehen sein müssen, um andere Aufgaben zu erfüllen.
  • Die Zapfenarme sind vorzugsweise geformt damit sie in dem Elastomerlagern zurückgehalten werden. Die Elastomerlager können entweder auf den Zapfenarmen geformt werden oder sie können vorgeformt und nachträglich an den Zapfenarmen befestigt werden. Eine starre Hülse ist um jedes Elastomerlager angeordnet. Diese Hülsen sind gestaltet um in der Querbohrung zurückgehalten zu werden, die sich durch jedes Rotorquerhaupt erstreckt. Die Zurückhaltemittel halten die Elastomerlager und die Hülsen in Stellung in dem Querhaupt und umfassen Haltefittings, die mit den Rotorquerhäuptern an jedem Ende der Querbohrung verbunden sind. Die Hülsen können mit Anschlagteilen versehen sein, die von den Haltefittings aufgenommen werden um die Bewegung des Querhauptes in Bezug auf die Antriebswelle zu begrenzen.
  • Gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die innere Lager- und Zapfenblockbaugruppe, die Axialkupplung oder der Nabenadapter, und die äussere Lager- und Zapfenblockbaugruppe durch einen inneren Konus, einen äusseren Konus und eine Rotormastschraubenmutter auf der Antriebswelle zusammengekuppelt. Das Antriebsdrehmoment wird von der Antriebswelle übertragen auf die innere Lager- und Zapfenblockbaugruppe durch eine Vielkeilverzahnung auf der Aussenseite der Antriebswelle, die in Eingriff ist mit einer Vielkeilverzahnung an der Innenseite des Körperteiles der inneren Lager- und Zapfenblockbaugruppe. Das Drehmoment wird übertragen von der inneren Lager- und Zapfenblockbaugruppe auf die Axialkupplung oder den Nabenadapter durch eine verzahnte Kupplung an einem Ende des Nabenadapters, und von dem Nabenadapter zu der äusseren Lager- und Zapfenblockbaugruppe durch eine andere verzahnte Kupplung an dem anderen Ende des Nabenadapters.
  • Das Vielblattheckrotor-System gemäss der vorliegenden Erfindung hat wesentliche Vorteile. Herkömmliche halbstarre Rotore welche Elastomerlager haben um die Schlagbewegung zuzulassen verlangen eine sehr hohe radiale Steifigkeit der Lager, um eine radiale Verformung unter der Belastung durch das Rotordrehmoment zu minimieren. In dem Vielblattheckrotorsystem gemäss der vorliegenden Erfindung wird aber die radiale Steifigkeit eines einzigartig konstruierten Elastomerschlaglagers ausgelegt, um eine geeignete Steifigkeit aufzuweisen zur Übertragung des Rotordrehmomentes und um eine geeignete Weichheit aufzuweisen zur Entlastung des 2/U Coriolis Momentes, ohne Einbau zusätzlicher Bauteile. Da diese Coriolis-Entlastung durch Auslegung der Federkonstante eines bestehenden Bauteiles erzielt wird, ist die Erfindungsgemässe Nabenbaugruppe wesentlich einfacher gestaltet bei verringertem Gewicht und niederigeren Kosten sowie hoher Betriebssicherheit infolge der Herabsetzung der Anzahl der Bauteile in dem System.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die neuen Merkmale, welche als kennzeichnend für die Erfindung angesehen werden, sind in den nachfolgenden Ansprüchen enthalten. Die Erfindung selbst aber, sowie auch ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel derselben, und weitere Aufgaben und Vorteile derselben sind bestens zu verstehen durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen, es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Hubschraubers mit einer Vielblattheckrotor-Baugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung.
  • 2 eine perspektivische Ansicht der Vielblattheckrotor-Baugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung.
  • 3 eine vergrösserte perspektivische Ansicht der Heckrotor-Baugruppe gemäss der 2.
  • 4 eine auseinandergezogene Darstellung der Vielblattheckrotor-Nabenbaugruppe gemäss der 3.
  • 5A eine z. T. aufgeschnittene Ansicht der Mast- und Zapfenblockbaugruppen der Vielblattheckrotor-Nabenbaugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung.
  • 5B eine perspektivische Ansicht von einer der Lager- und Zapfenblockbaugruppen der Vielblattheckrotor-Nabenbaugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung
  • 5C eine auseinandergezogene Darstellung der Lager- und Zapfenbaugruppe gemäss der 5B.
  • Die 69 Ansichten längs den Hauptachsen von einer der Heckrotor-Querhaupt-Baugruppen der Vielblattheckrotor-Nabenbaugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung.
  • 10 eine perspektivische Ansicht eines Rotorblattes der Vielblattheckrotor-Baugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung.
  • 11 eine vergrösserte perspektivische Ansicht der Rotorblatt-Manschette des Rotorblattes gemäss der 10.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
  • Die 1 der Zeichnungen zeigt einen Drehflügler 10 mit einer Vielblattheckrotor-Nabenbaugruppe zur Coriolis-Entlastung gemäss der vorliegenden Erfindung. Der Drehflügler 10 hat einen Rumpf 12 und einen Hauptrotor 14. Dem Drehmoment, welches durch den Hauptrotor 14 auf den Rumpf 12 ausgeübt wird, wird entgegengewirkt durch eine Vielblattheckrotor-Baugruppe 16, die an einem Heckteil 22 des Rumpfes 12 montiert ist. Der Hauptrotor 14 und die Vielblattheckrotor-Baugruppe 16 werden durch eine Antriebseinrichtung 18 angetrieben, welche vom Piloten in einer Pilotenkanzel 20 gesteuert wird.
  • Es ist zu erwähnen, dass die Heckrotor-Baugruppe 16 des Drehflüglers 10 ein Druck-Heckrotor ist, wobei die Heckrotor-Baugruppe 16 sich auf der linken Seite des Drehflüglers 10 mit Bezug auf die Vorwärts-Flugrichtung befindet. Diese Ausführung ist wünschenswert, da bei herkömmlicher Konstruktionsweise mit Zugheckrotor, wobei die Heckrotor-Baugruppe sich auf der rechten Seite des Drehflüglers befindet, festgestellt wurde, dass die Seitenbelastung des Heckteiles 22 durch den Abwind des Heckrotors den zur Verfügung stehenden Heckrotorschub wesentlich herabsetzen kann. In bestimmten Fällen kann der Netto-Schubverlust infolge Störung durch den Heckteil 22 bis zu 20% betragen. Aus diesem Grunde ist gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Heckrotor-Baugruppe 16 auf der "Druck"-Seite des Heckteiles 22 angeordnet. Der Abstand zwischen dem Leitwerk und dem Heckrotor wurde optimiert hinsichtlich des Gewichtes, des Schlagfreiraumes, und des aerodynamischen Wirkungsgrades.
  • Gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die Vielblattheckrotor-Baugruppe 16 vier Rotorblätter. Die Verwendung von vier Rotorblättern ergibt eine geringere Blattbelastung, d. h. einen geringeren Schub pro Blatt, im Vergleich mit einem Zweiblattrotor. Der Vierblattrotor hat eine verbesserte aerodynamische Leistungsfähigkeit infolge niedriger Blattspitzenverluste bei Blättern mit hohem Schlankheitsverhältnis. Die Verwendung von vier Heckrotorblättern führt auch zu herabgesetzten Steuerkräften.
  • In den 24 der Zeichnungen ist die Heckrotor-Baugruppe 16 des Drehflüglers 10 in Perspektive dargestellt. Die 2 zeigt die Heckrotoranordnung 16 im Zusammenbau, die 3 ist eine vergrösserte Ansicht der zusammengebauten Heckrotor-Baugruppe 16, und die 4 ist eine auseinandergezogene Darstellung einer Heckrotor-Nabenbaugruppe 16a. Die Heckrotor-Nabenbaugruppe 16a hat einen Antriebsmast 30 mit einer Antriebsmastachse 31, an dem zwei virtuell identische Nabenanordnungen montiert sind: eine äussere Nabenbaugruppe und eine innere Nabenbaugruppe. Die äussere Nabenbaugruppe hat ein äusseres Querhaupt 32, eine äussere Zapfenblock- und Elastomerlager-Baugruppe 56, die innerhalb des äusseren Querhauptes 32 angeordnet ist, und äussere Haltefittings 64, die an den Enden des äusseren Querhauptes 32 befestigt sind. Zwei äussere Blätter 34 sind an dem äusseren Querhaupt 32 befestigt, wie im Späteren ausführlicher beschrieben wird. Obschon in den Figuren nicht vollständig sichtbar, hat die innere Nabenbaugruppe ein inneres Querhaupt 33, eine innere Zapfenblock- und Elastomerlager-Baugruppe 57, die innerhalb dem inneren Querhaupt 33 angeordnet ist, und innere Haltefittings 59, die an den Enden des inneren Querhauptes 33 befestigt sind. Die äussere Nabenbaugruppe ist in Abstand von der inneren Nabenbaugruppe angeordnet durch Vorsehen einer Axialkupplung in Form eines Nabenadapters 54, wie im Späteren ausführlicher beschrieben wird. Wie noch im Folgenden ausführlich erläutert wird, sind die innere Nabenbaugruppe, die äussere Nabenbaugruppe und der Nabenadapter 54 zusammengehalten und in Stellung zurückgehalten auf dem Antriebsmast 30 zwischen einem Innenkonus 94 (siehe 5A), einen Aussenkonus 58, einem Abstandsstück 61 und einer Antriebsmast-Schraubenmutter 60.
  • Die äussere Zapfenblock- und Elastomer-Lagerbaugruppe 56 wird in dem äusseren Querhaupt in Stellung zurückgehalten durch Haltefittings 64. In gleicher Weise wird die innere Zapfenblock- und Elastomer-Lagerbaugruppe 57 in Stellung zurückgehalten in dem inneren Querhaupt 33 durch Haltefittings 59. Die Haltefittings 64 sind an dem äusseren Querhaupt 32 durch Schraubenbolzen 66 befestigt, die durch Bohrungen 78 (siehe 6) ragen. Die Haltefittings 59 sind in gleicher Weise am inneren Querhaupt 33 befestigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet ein zusätzlicher, am Haltefitting 64 angeformter Ansatz 80 einen der redundanten Kraftübertragungswege von dem Rotorblatt zur Querhauptbefestigung.
  • Ein drehendes Steuersystem 41 ist im Wesentlichen koaxial ausgerichtet mit dem Antriebsmast 30 und befindet sich auf der Aussenseite desselben. Das drehende Steuersystem 41 umfasst einen drehenden Querkopf 44, ein Drucklagergehäuse 42, ein Drucklager 43, einen Eingangshebel 40, eine Vielzahl von Blattwinkelstangen 46 und 48 und eine Vielzahl von U-förmigen Blattwinkelhörnern 50 und 52. Das Drucklager 43, zusammen mit einem System von Stangen und Hebeln, bildet eine Schnittstelle zwischen einem nichtdrehenden Steuersystem und dem drehenden Steuersystem 41. Der drehende Querkopf 44 steuert den Blattwinkel durch Übertragung von Steuereingängen von dem nichtdrehenden System über die Blattwinkelstangen 46 und 48 zu den an den Blattmanschetten befestigten U-förmigen Blattwinkelhörnern 50 und 52.
  • Die Heckrotor-Nabenbaugruppe 16a hat eine Vielzahl von Scherspindeln 74. Jede Scherspindel 74 ist an einem radial inneren Ende eines Rotorblattes 32 und 34 befestigt, um einen Blattscherkraft-Übertragungsweg zu einem in einem zugeordneten Haltefitting 64 angeordneten Lager 76 zu bilden. Jede Scherspindel 74 hat mindestens einen Anschlag 79, um die nach oben gerichtete Winkelstellung der Rotorblätter zu begrenzen. Die Winkelbegrenzungsanschläge 79 verhindern Schäden infolge starker seitlicher Windböen und Bodenmanoeuvrierung.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das äussere Querhaupt 32 und das innere Querhaupt 33 jeweils eine Reihe von redundanten Kraftübertragungswegen. Zur Übersichtlichkeit werden diese vielfachen, redundanten Kraftübertragungswege nur mit Bezug auf das äussere Querhaupt 32 beschrieben. Es ist zu verstehen, dass vielfache redundante Kraftübertragungswege, wie sie dem äusseren Querhaupt 32 zugeordnet sind, auch dem inneren Querhaupt 33 zugeordnet sind. Das Querhaupt 32 hat mehrfache Ansätze 68 mit redundanten Kraftübertragungswegen an jedem Ende. Jedes Ansatzpaar 68 ist ausgeführt zur Aufnahme von Blattansätzen 70 des Rotorblattes 34. Jedes Rotorblatt 34 ist an den Ansätzen 68 des äusseren Querhauptes 32 durch Schraubenbolzen 72 befestigt, welche mehrere Scherebenen aufweisen. Die Rotorblätter 34 sind vorzugsweise um 180° voneinander getrennt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das äussere Querhaupt 32 innerhalb der Ansätze 68 so gestaltet damit mehrfache Kraftübertragungswege vorliegen zur strukturellen Redundanz für die Übertragung der Blatt-zu-Blatt-Zentrifugalkräfte. Es ist zu verstehen, dass das Querhaupt 32 und die Rotorblätter 34 auch auf andere Art und weise zusammengebaut werden können.
  • In der 5A der Zeichnungen ist die Zapfenblock-Antriebsmastbefestigungsstruktur der Heckrotor-Nabenbaugruppe 16a dargestellt. Gemäss dieser Figur sind ein Innenkonus 94, ein innerer Zapfenblock 92, ein Nabenadapter 54, ein äusserer Zapfenblock 90, ein äusserer Konus 58 und ein Abstandsring 61 auf dem Antriebsmast 30 zusammengehalten zwischen einer inneren Schulter 101 des Mastes 30 und der Mastschraubenmutter 60. Beim Festschrauben der Mastschraubenmutter 60 auf dem Mast 30 werden der äussere Zapfenblock 90, der Nabenadapter 54 und der innere Zapfenblock 92 zusammengedrückt und wirksam zentriert. Der Innenkonus 94 schaltet Radialspiel in den Vielkeilabschnitt 96 aus und der Aussenkonus 58 gewährleistet eine wirksame Zentrierung des äusseren Drehzapfenblockes 90. Der Mast 30 überträgt das Antriebsdrehmoment auf den inneren Zapfenblock 92 über einen Vielkeilabschnitt 96 am Mast 30. Der innere Zapfenblock 92 hat eine Vielkeilverzahnung auf seiner Innenfläche, die mit dem Vielkeilabschnitt 96 des Mastes 30 zusammenpasst. Der innere Zapfenblock 92 ist mit dem Nabenadapter 54 durch eine Zahnkupplung 98 verbunden. Das Antriebsdrehmoment wird von dem inneren Zapfenblock 92 über die Zahnkupplung 98 auf den Nabenadapter 54 übertragen. Der Nabenadapter 54 ist mit dem äusseren Zapfenblock 90 über eine Zahnkupplung 100 verbunden. Das Antriebsdrehmoment wird von dem Nabenadapter 54 auf den äusseren Zapfenblock 90 über die Zahnkupplung 100 übertragen.
  • Wie in der Figur gezeigt hat ein Teil des Mastes 30 ausserhalb des inneren Zapfenblockes 92 einen kleineren Aussendurchmesser. Dieser kleinere Aussendurchmesser ergibt eine Torsionssteifigkeit, die wesentlich niedriger ist als die Torsionssteifigkeit des Nabenadapters 54. Für jede Rotationsverdrillung des inneren Zapfenblockes 30 wird dementsprechend der Mast 30 sich um einen äquivalenten Betrag drehen, wobei aber die Rotation in dem kleineren Durchmesserabschnitt des Mastes 30 erfolgt, und nicht an der Schnittstelle des äusseren Konus 58 und des Mastes 30. Die Mastschraubenmutter 60 erzeugt eine axiale Vorspannung des Innenkonus 94, des inneren Zapfenblockes 92, des Nabenadapters 54, des äusseren Zapfenblockes 90, des Aussenkonus 58 und des Abstandsringes 61. Diese axiale Vorspannung bewirkt eine erwünschte Friktionseinspannung am Aussenkonus 58 und wirkt Trennkräften der Zahnkupplungen 98 und 100 entgegen.
  • Der Hauptzweck des Nabenadapters 54 ist die Übertragung des Antriebsdrehmomentes von dem inneren Zapfenblock 92 auf den äusseren Zapfenblock 90. Da der innere Zapfenblock 92 über eine Vielkeilverbindung mit dem Mast 30 verbunden ist wird das gesamte, konstante Antriebsdrehmoment vom Mast 30 auf den inneren Zapfenblock 92 übertragen. Es wird aber nur etwa die Hälfte des Antriebsdrehmomentes durch das innere Querhaupt 33 auf die Rotorblätter 36 übertragen. Der restliche Teil des Antriebsdrehmomentes wird vom inneren Zapfenblock 92 durch den Nabenadapter 54 auf den äusseren Zapfenblock 90 übertragen und von diesem durch das äussere Querhaupt 32 auf die äusseren Blätter 34. Da der äussere Zapfenblock 90 nicht über eine Vielkeilverbindung mit dem Mast 30 verbunden ist, wird nur etwa eine Hälfte des Mastdrehmomentes als konstante Last auf den Nabenadapter 54 übertragen.
  • Durch diese Gestaltung der Heckrotor-Nabenbaugruppe 16a werden viele Vorteile erreicht, einschliesslich: (1) verringerte Ausfallhäufigkeit infolge Reibkorrosion und Abnutzung; (2) Vermeidung von Relativbewegung an den Befestigungsstellen; und (3) Bauteilgleichheit zwischen den Innen- und Aussenrotorbaugruppen. Da den 2/U Coriolis-Drehmomentkräfte zwischen dem inneren Zapfenblock 92 und dem äusseren Zapfenblock 90 durch die Zahnkupplungen 98 und 100 und nicht durch den Vielkeilabschnitt 96 des Mastes 30 entgegengewirkt wird, ist die potentielle Schadenshäufigkeit infolge Reibkorrosion vermindert. Da die zwei gestapelten Zapfenblöcke 90 und 92 durch Zahnkupplungen 98 und 100 zusammengespannt werden sind sie durch eine feste Verbindung miteinander verbunden, was erwünscht ist zum Herabsetzen der Reibkorrosion und Abnutzung, welche üblicherweise an Verbindungsstellen auftreten, die hohen Schwingbelastungen ausgesetzt sind. Der torsionsweiche äussere Abschnitt des Mastes 30 nimmt die Winkelverdrehung auf zwischen dem inneren Zapfenblock 92 und dem äusseren Zapfenblock 90 mit minimaler Relativbewegung an den verzahnten Verbindungsstellen der Zahnkupplungen 98 und 100. Desweiteren erlaubt diese einzigartige Konfiguration die Bereitstellung von gleichen inneren und äusseren Rotorbaugruppen, die zusammengebaut, ersetzt und als individuelle Zweiblattrotorbaugruppen versandt werden können. Die Gestaltung der Zahnkupplungen 98 und 100 des Nabenadapters 54 gründet auf wichtigen Konstruktionsüberlegungen. Erstens, jede Zahnkupplung 98 und 100 muss in der Lage sein den konstanten, Schwingungs- und Grenzdrehmomentlasten entgegenzuwirken, die durch die Heckrotornabenbaugruppe 16a angelegt werden. Zweitens, es ist wünschenswert, dass die axiale Vorspannung der Zahnkupplungen 98 und 100 ausreichend ist, um während dem Betrieb eine Auseinanderbewegung der Verbindung zu verhindern. Die Zahnkupplungen 98 und 100, zusammen mit den angrenzenden Bauteilen, müssen auch in der Lage sein die Vorspannkraft zu übertragen. Es ist demgemäss zu verstehen, dass sich die Grösse und die Teilung der Zahnkupplungen 98 und 100 von Anwendung zu Anwendung ändern können.
  • In den 5A und 5B der Zeichnungen ist die Elastomerlager- und Zapfenblockbaugruppe 56 dargestellt. Die 5B zeigt die Lager-Zapfenblockbaugruppe 56 im Zusammenbau, währenddem die 5C die Lager- und Zapfenblockbaugruppe 56 in auseinandergezogener Darstellung zeigt. Die Lager- und Zapfenblockbaugruppe 56 hat einen Zapfenblock 90 mit zwei Zapfenarmen 110, die sich vom Zapfenblock radial nach aussen erstrecken. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Zapfenarme 110 im Allgemeinen eine kegelige Form und nehmen dabei in ihrem Durchmesser ab bei ihrer Auswärtserstreckung von einem Körperteil 113. Jeder Zapfenarm 110 ist ausgelegt damit er fest in einem Innenteil 116 eines Elastomerlagers 112 zurückgehalten wird. Die Elastomerlager 112 nehmen die Rotorschlagbewegungen und -kräfte auf und jede Elastomerlager- und Zapfenblockbaugruppe 56 und 57 hat Kraftübertragungswege für das Rotordrehmoment und den Schub. Eine starre, ringförmige Hülse 114 ist um jedes Elastomerlager 112 angeordnet. Die Hülsen 114 sind ausgeführt um fest in einer Querbohrung 104 (siehe 6 bis 9) in dem inneren Querhaupt 33 und dem äusseren Querhaupt 32 zu sitzen. Gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Hülsen 114 Anschläge 118, die sie gegen die Haltefittings 64 anlegen zum Begrenzen der Radialbewegung der Hülsen 114 in der Bohrung 104. Auf diese Weise werden die Bewegungen des inneren Querhauptes 33 und des äusseren Querhauptes 32 in Bezug auf den Mast 30 begrenzt.
  • Wie vorstehend erwähnt, wird die 2/U Coriolis Entlastung gemäss der vorliegenden Erfindung erreicht durch Optimierung der Federkonstante der Elastomerlager 112, anstatt durch Einbau weiterer Bauteile. Herkömmliche, halbstarre Rotore, welche Elastomerlager besitzen, um eine Schlagbewegung der Rotorblätter zuzulassen, haben eine sehr hohe radiale Steifigkeit der Lager, um das Gewicht und die Lagergrösse zu minimieren. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist jedoch die radiale Steifigkeit der Elastomerlager 112 wahlweise bemessen um eine geeignete Steifigkeit zu besitzen zur Übertragung des Rotordrehmomentes, und gleichzeitig eine geeignete Weichheit aufzuweisen zur 2/U Coriolis-Last-Entlastung. Da die Coriolis-Entlastung erreicht wird durch Bemessen der Federkonstante eines bestehenden Bauteiles hat die erfindungsgemässe Nabenanordnung einen wesentlich einfacheren Aufbau bei verringertem Gewicht und niedrigeren Kosten, sowie eine höhere Betriebssicherheit infolge der Herabsetzung der Anzahl der erforderlichen Bauteile.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Zapfenblock 90 aus rostfreiem Stahl; es ist aber zu verstehen, dass auch andere, geeignete Werkstoffe eingesetzt werden können. Desweiteren ist auch zu verstehen, dass die Konstruktionswerkstoffe und die dynamischen Eigenschaften der Elastomerlager 112 sich von einer Anwendung zu einer anderen ändern können. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Elastomerlager 112 unmittelbar auf den Zapfenarmen 110 geformt und angeordnet und/oder vulkanisiert. Es ist aber zu verstehen, dass die Elastomerlager 112 auch vorgeformt und dann später nach dem Formen, mit den Zapfenarmen vereinigt, verklebt oder auf andere Art und Weise verbunden werden können. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Elastomerlager 112 wahlweise bemessen um eine axiale Federkonstante in einer Richtung parallel zur Achse des Zapfenarmes aufzuweisen; eine Schlagbewegungsfederkonstante, und eine Radial- oder Torsionsfederkonstante radial um die Achse des Mastes zur Entlastung des 2/U Coriolis-Drehmomentes. Es ist zu verstehen, dass sich jede dieser Eigenschaften ändern kann, je nach den Anforderungen einer bestimmten Anwendung.
  • Die Heckrotornabenbaugruppe 16a gewährleistet eine wesentlich bessere Wirksamkeit als herkömmliche Heckrotornabenbaugruppen, insbesondere hinsichtlich der Behandlung des 2/U Coriolis-Drehmomentes. Im Allgemeinen haben die bekannten Lösungen, die sich mit dem 2/U Coriolis-Drehmoment befassen schwierige und komplexe Mechanismen. Einige besitzen hochbelastete Lager, die mit Heckrotordrehzahl schwingen, was zu Konstruktionen führt, welche eine aufwendige Wartung und übermässige Stillstandszeiten verlangen. In einigen herkömmlichen Konstruktionen liegen Probleme vor hinsichtlich der Auswahl der Steifigkeit kritischer Metallbauteile, wodurch verschlechterte Strukturgestaltungen und potentiell katastrophale Versagungsfälle auftreten können. Die Heckrotornabenbaugruppe 16a gemäss der vorliegenden Erfindung beseitigt aber diese Nachteile.
  • Die 2/U Coriolis-Drehmomententlastung der Heckrotornabenbaugruppe 16a wird erreicht durch Optimierung der Federkonstantencharakteristik der Elastomerlager 112, welche bestehende Bauteile in einem Vielblattheckrotorsystems sind. Mit anderen Worten, die Heckrotornabenbaugruppe 16a greift auf ein bestehendes Elastomerlager zurück zum Aufnehmen der Rotorschlagbewegung, anstelle des Einbaues eines separaten Mechanismuses. Herkömmliche, halbstarre Rotore, die Elastomerlager besitzen um die Schlagbewegung zuzulassen, sehen eine sehr hohe radiale Steifigkeit der Lager vor um das Gewicht und die Lagergrösse zu minimieren. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist aber die radiale Steifigkeit des Lagers bemessen, um eine geeignete Steifigkeit aufzuweisen zur Übertragung des Rotordrehmomentes und um eine geeignete Weichheit aufzuweisen zur Entlastung der 2/U Coriolis-Drehmomentkräfte.
  • Da die Coriolis-Drehmomententlastung erreicht wird durch Bemessen der Federkonstante eines bestehenden Bauteiles, das zum Aufnehmen der Schlagbewegung erforderlich ist hat die erfindungsgemässe Nabenbaugruppe einen wesentlich einfacheren Aufbau, ein geringeres Gewicht und auch niedrigere Herstellungskosten, und zeichnet sich aus durch eine höhere Betriebssicherheit infolge der kleineren Anzahl von Bauteilen, die zum Erreichen der gewünschten Wirkung benötigt werden. Einzelne Bauteile der Vielblattheckrotornabenbaugruppe 16a gemäss der vorliegenden Erfindung können gestaltet werden, um als unabhängige, ausfallsichere Kraftübertragungswege zu wirken zum Schutz gegen katastrophales Versagen der Heckrotornabenbaugruppe 16a. Bestimmte Ausführungsbeispiele der Heckrotornabenbaugruppe 16a können z. B. redundante Lastübertragungswege in den Ansatzbereichen des äusseren Querhauptes 32 und des inneren Querhauptes 33 aufweisen. Insbesondere sind das äussere Querhaupt 32 und das innere Querhaupt 33 konstruiert damit jeder Ansatz 68 unabhängig von den anderen Ansätzen 68 als ein ausfallsicherer Lastübertragungsweg wirken kann. Bei dieser Gestaltung können selbst im Falle eines totalen mechanischen Versagens eines Ansatzes 68, die anderen Ansätze 68 weiterhin die Lasten übertragen.
  • In den 6 bis 9 der Zeichnungen ist das äussere Querhaupt 32 in vier Ansichten mit Bezug auf vier Hauptrichtungen dargestellt. Es ist zu verstehen, dass das äussere Querhaupt 32 identisch zu dem inneren Querhaupt 33 ist hinsichtlich seiner Form und seiner Wirkung. Das äussere Querhaupt 32 überträgt das Antriebsdrehmoment auf die Rotorblätter 34, überträgt die Rotorlasten und überträgt den Blattschub auf den Mast 30 über die Elastomerlager und Zapfenblockbaugruppe 56. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das äussere Querhaupt 32 und das innere Querhaupt 33 aus Titan geschmiedet.
  • Der Mast 30 ragt durch eine Mastbohrung 102. Eine Lagerbohrung 104, welche die Mastbohrung 102 schneidet und in Bezug auf eine Blattwinkelachse positioniert ist, nimmt die Elastomerlager- und Zapfenblockbaugruppe 56 auf. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Lagerbohrung 104 in einem Winkel von 40° in Bezug auf die Einstellwinkelachse positioniert. Im Zusammenbauzustand sind Haltefittings 64 mit dem Querhaupt 32 an jedem Ende der Lagerbohrung 104 verbunden, damit eine Axialdruckvorbelastung auf die Elastomerlager und Zapfenblockbaugruppe 56 ausgeübt wird. Wie am besten aus 4 ersichtlich, ist das Haltefitting 64 zurückgehalten durch zwei Schraubenbolzen 66, die durch Bohrungen 78 ragen.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sechs unabhängige Hauptbelastungsübertragungswege vorgesehen. Im Falle eines Versagens irgendeines dieser Lastübertragungswege gewährleistet das äussere Querhaupt 32 weiterhin eine hohe strukturelle Unversehrtheit für die Heckrotornabenbaugruppe 16a. Wenn z. B. in der Heckrotornabenbaugruppe 16a irgendeiner der Lastübertragungswege vollständig ausfällt kann die Heckrotornabenbaugruppe 16a die strukturelle Unversehrtkeit für mindestens sechs Flugstunden in einem unbeschränkten Flugspektrum, einschliesslich allen Grenz- und Höchstlastbedingungen aufrechterhalten.
  • In der 10 der Zeichnungen ist ein Rotorblatt 34 gemäss der Erfindung dargestellt. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Rotorblatt 34 drei verschiedene Teile: eine angeformte Manschette 120, ein äusserer Blattabschnitt 124, und ein angeformter Torsionsholm (nicht dargestellt). Der angeformte Torsionsholm innerhalb der Manschette 120 dient als Hauptlastübertragungsweg für die Zentrifugalkraft des Rotorblattes 34, und nimmt sowohl die Blattwinkelbewegung und auch die Blattschlagbewegung auf. Der angeformte Torsionsholm ist starr mit den Querhauptansätzen 68 über die Blattansätze 70 verschraubt. Die angeformten Manschetten 120, die mit der unteren und der oberen Fläche des Rotorblattes 34 an den Schnittstellen 122 verbunden sind, bilden Schnittstellen mit dem äusseren Querhaupt 32 über die Scherspindeln 74. Die angeformten Manschetten 120 übertragen vom Steuersystem Blattwinkeleingänge auf die Rotorblätter 34 über die U-förmigen Blattwinkelhörner 50. Die U-förmigen Blattwinkelhörner 50 sind auch mit den Manschetten 120 verbunden. Der äussere Blattabschnitt 124 erzeugt den aerodynamischen Schub für das Rotorblatt 34. Obschon die Heckrotornabenbaugruppe 16a vorstehend mit Bezug auf vier Rotorblätter beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Heckrotornabenbaugruppe 16a mehr oder weniger als vier Rotorblätter aufweisen kann.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Manschettenabschnitt 120 des Rotorblattes 34 ein hohle Flügelform. Vorzugsweise ist die Manschette 120 hauptsächlich aus nicht-axialen Glasfasern/Epoxiharzband in Kombination mit mehreren einseitig gerichteten Lagen aus Kohlenstofffasern hergestellt. Es ist natürlich zu verstehen, dass andere Konstruktionsweisen und Materialien zur Herstellung des Rotorblattes 34 eingesetzt werden können.
  • Eine innere Öffnung der Manschette 120 ist gross genug zum Zulassen der Blattwinkelbewegung des Torsionsholmes. Die Manschette 120 ist mit dem Rotorquerhaupt 32 über die Scherspindel 74 verbunden, die mit der oberen und der unteren Fläche des Rotorblattes 34 verschraubt ist und Blattwinkelbewegungen von dem Steuersystem über das U-förmige Einstellhorn 50 auf das Rotorblatt 34 überträgt. Wie vorstehend erwähnt, ist das radial äussere Ende der Manschette 120 einteilig mit dem Rotorblatt 34 geformt.
  • Ausser den vorstehend beschriebenen Unterschieden kann das Vielblattheckrotorsystem gemäss der vorliegenden Erfindung einen lagerlosen Blattwinkelmechanismus aufweisen zur Aufnahme der Blattwinkelbewegung. Herkömmliche Rotorbaugruppen unterscheiden sich von der Baugruppe gemäss der vorliegenden Erfindung darin, dass herkömmliche Rotorbaugruppen auf sphärische Lager zurückgreifen zwischen den Querhäuptern und den Blättern zum Zulassen der Einstellwinkelbewegung der Rotorblätter in Bezug auf das Querhaupt. Wie am besten aus den 2 bis 4 ersichtlich, sind die Rotorblätter 34 und 36 mit den Querhäuptern 32 bzw. 33 über diese mit dem Mast 30 verbunden, ohne Einrichtungen in der Heckrotornabenbaugruppe 16a zum Aufnehmen der Blattwinkelbewegung. Jedes Rotorblatt 34 und 36 hat einen einteilig angeformten flexiblen Holm, welcher die Funktion der Lager ersetzt, die in herkömmlichen Konstruktionen angetroffen werden, um durch Verdrillung um die Längsachse jedes Rotorblattes 34 und 36 die Einstellung des Blattwinkels für jedes Rotorblatt 34 und 36 ohne sphärische Lager zu erlauben.
  • Die radial innere Manschette 120 ist geformt, um den angeformten Torsionsholm zu schützen und dabei die aerodynamische Form des Rotorblattes 34 beizubehalten zur Vermeidung einer Berührung zwischen dem angeformten Holm und der hohlen Struktur des Rotorblattes 34 während dem Flug. Gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Manschette 120 so geformt damit sie ausreichend torsionssteif ist, um als das Blattwinkelstellmechanismus zu wirken zur Übertragung der Blattwinkeltorsionskraft vom Einstellhorn 50 auf das Rotorblatt 34.
  • Es ist offensichtlich, dass vorstehend eine Erfindung mit wesentlichen Vorteilen beschrieben und dargestellt ist. Obschon die vorliegende Erfindung in einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen dargestellt ist, ist sie nicht nur auf diese Ausführungsformen beschränkt sondern sie ist zugänglich für vielfältige Abänderungen und Modifikationen innerhalb des Rahmens der nachfolgenden Ansprüche.

Claims (13)

  1. Heckrotorbaugruppe für einen Drehflügler mit: einem Antriebsmast (30); einer ersten und einer zweiten Vielzahl von Rotorblättern (36, 34), die wippweglich in Bezug auf den Antriebsmast (30) montiert sind; und einer Einrichtung zur 2/U Coriolis-Drehmoment-Entlastung in der Heckrotorbaugruppe; dadurch gekennzeichnet, dass: eine innere Querhauptbaugruppe (33) mit dem Antriebsmast (30) verbunden ist und die Rotorblätter der ersten Vielzahl von Rotorblättern (36) mit der inneren Querhauptbaugruppe (33) verbunden sind; eine äussere Querhauptbaugruppe (32) zur Drehmomentübertragung mit der inneren Querhauptbaugruppe (33) über eine Axialkupplung (54) verbunden ist, wobei die Axialkupplung (54) koaxial zum Antriebsmast (30) ist und die Rotorblätter der zweiten Vielzahl von Rotorblättern (34) mit der äusseren Querhauptbaugruppe (32) verbunden sind; wobei die innere Querhauptbaugruppe (33) und die äussere Querhauptbaugruppe (32) jeweils versehen sind mit: einer Querhauptnabe mit einer sich durch die Nabe erstreckenden Querbohrung (104), wobei die Querbohrung (104) senkrecht zu dem Antriebsmast (30) ist; einer in der Querbohrung (104) auf beiden Seiten des Antriebsmastes (30) angeordneten Lager- und Zapfenbaugruppe (56) mit: einem Zapfenteil (90, 92) mit Zapfenarmen (110) die sich nach aussen von einem Zapfenkörperteil erstrecken, der den Antriebsmast (30) umgibt; und wobei auf jedem Zapfenarm (110) je ein elastomeres Lager (112) angeordnet ist; und Haltemittel (64) zum Ausrichten und Festhalten der Lager- und Zapfenbaugruppe (56) in der Bohrung (104), wobei die Haltemittel (64) mit der Querhauptnabe an jedem Ende der Querbohrung (104) verbunden sind, damit eine Axialdruckvorspannung auf die Lager- und Zapfenbaugruppe (56) ausgeübt wird; wobei die innere Querhauptbaugruppe (33) mit dem Antriebsmast (30) über eine Vielkeilkupplung (86) verbunden ist, die sich im Inneren des Zapfenkörperteiles der Lager- und Zapfenbaugruppe (56) der inneren Querhauptbaugruppe (33) befindet, und wobei die elastomeren Lager (112) der Lager- und Zapfenbaugruppen (56) selektiv gestaltet sind zur 2/U Coriolis-Drehmoment-Entlastung.
  2. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei jede Lager- und Zapfenbaugruppe (56) des Weiteren aufweist: eine starre ringförmige Hülse (114), die um jedes elastomere Lager (112) angeordnet ist; und eine Ausrichteinrichtung (114) die jedem Haltemittel (64) wirksam zugeordnet ist.
  3. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Zapfenarme (110) eine kegelförmige Form aufweisen.
  4. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Axialkupplung (54) versehen ist mit: einem Nabenadapter (54), der zwischen der Lager- und Zapfenbaugruppe der inneren Querhauptbaugruppe (33) und der Lager- und Zapfenbaugruppe (56) der äusseren Querhauptbaugruppe (32) angeordnet ist und mit beiden Lager- und Zapfenbaugruppen (56, 56) verbunden ist.
  5. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Federkonstante jedes elastomeren Lagers (112) ausgewählt ist zur Akkommodation der Rotorschlagbewegungen und -kräfte und zur Coriolis-Drehmoment-Entlastung.
  6. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 5, wobei jedes elastomere Lager (112) eine axiale Federkonstante in einer Richtung parallel zur Achse der Zapfenarme (110), eine Federkonstante in Schlagbewegungsrichtung und eine radiale Federkonstante um die Achse des Antriebsmastes (30) zur 2/U Coriolis-Entlastung aufweist.
  7. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die elastomeren Lager (112) ausgeführt sind um eine ausgewählte axiale Steifigkeit, eine ausgewählte Nachgiebigkeit in Schlagbewegungsrichtung, und eine ausgewählte radiale Steifigkeit zur 2/U Coriolis-Drehmoment-Entlastung aufzuweisen.
  8. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die elastomeren Lager (112) unmittelbar auf den Zapfenarmen (110) geformt sind.
  9. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die elastomeren Lager (112) vor der Befestigung auf den Zapfenarmen (110) vorgeformt sind.
  10. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei jede Querbohrung (104) in einem Winkel von etwa vierzig Grad in Bezug auf eine Blattwinkelverstellachse ausgerichtet ist.
  11. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, des Weiteren mit: einem inneren Kegelelement (94), das um den Antriebsmast (30) angeordnet ist; und einem äusseren Kegelelement (58), das um den Antriebsmast (30) angeordnet ist; wobei die innere Querhauptbaugruppe (33) und die äussere Querhauptbaugruppe (32) zwischen dem inneren Kegelelement (94) und dem äusseren Kegelelement (58) angeordnet sind und die Querhauptbaugruppen (33, 32) durch die Kegelelemente (94, 58) zentrisch in Bezug auf den Antriebsmast (30) eingestellt sind.
  12. Heckrotorbaugruppe nach Anspruch 1, des Weiteren mit: einer Vielkeilkupplung (96) zwischen dem Antriebsmast (30) und dem Zapfenkörperteil des Zapfenteiles (92) der Lager- und Zapfenbaugruppe (56) der inneren Querhauptbaugruppe (33); um das Antriebsdrehmoment des Antriebsmastes von dem Antriebsmast (30) auf die innere Querhauptbaugruppe (33) zu übertragen.
  13. Verfahren zur 2/U Coriolis-Drehmoment-Entlastung in einer Heckrotorbaugruppe für einen Drehflügler, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: Bereitstellen eines Antriebsmastes (30); Verbinden einer ersten Zapfenbaugruppe (92) mit ersten elastomeren Lagern (112) über eine Vielkeilkupplung (96) mit dem Antriebsmast (30); Anordnen einer ersten Querhauptbaugruppe (33) mit einem Nabenteil und einer Vielzahl von Rotorblättern (36) um die erste Zapfenbaugruppe (92) und die ersten elastomeren Lager (112), um die erste Zapfenbaugruppe (92) und die ersten elastomeren Lager (112) in einer Bohrung (104) der ersten Querhauptbaugruppe (33) einzuschliessen, welche Bohrung senkrecht zum Antriebsmast (30) ist; axiales Verbinden eines Nabenadapters (54) zur Drehmomentübertragung mit der ersten Zapfenbaugruppe (92) und den ersten elastomeren Lagern (112); axiales Verbinden einer zweiten Zapfenbaugruppe (90) mit zweiten elastomeren Lagern (112) mit dem Nabenadapter (54); Anordnen einer zweiten Querhauptbaugruppe (32) mit einem Nabenteil und einer Vielzahl von Rotorblättern (34) um die zweite Zapfenbaugruppe (90) und die zweiten elastomeren Lager (112) um die zweite Zapfenbaugruppe (90) und die zweiten elastomeren Lager (112) in einer Bohrung (104) der zweiten Querhauptbaugruppe (32) einzuschliessen, welche Bohrung (104) senkrecht zum Antriebsmast (30) ist; selektives Gestalten der ersten und zweiten elastomeren Lagern (112, 112) zur 2/U Coriolis-Drehmoment-Entlastung in der Heckrotorbaugruppe des Drehflüglers.
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