DE695916C - Steilschrauber mit einer Gestaengeverbindung zwischen dem Rotor und einem die Laengsneigung des Steilschraubers mitbestimmenden Organ - Google Patents

Description

Bei Steilschraubern mit gelenkig an der Nabe angeschlossenen Flügelblättern ergeben sich besondere Längsstabilitätsverhältnisse, die· teils günstiger, teils ungünstiger Natur sind. Der Längsstabilitätsanteil eines bestimmten Flugzeugteiles, also z. B. des Tragwerks (in diesem Falle des Rotors) und des Leitwerks ist nicht das Längsmoment des Rotors selbst, sondern seine Änderung mit der Geschwindigkeit -¥-. Eine Geschwindigkeits-

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änderung kann dem Flugzeug freilich durch eine Längsmomentenänderung aufgezwungen

werden. Der Stabilitätsanteil aber —ψ- des

Rotors für sich allein genommen wird dadurch nicht geändert, denn er ist eine Eigenschaft des Rotors: Die Lage der Luftkraftresultierenden hängt in ganz bestimmter Weise von der Geschwindigkeit, der Drehzahl, dem Blattgewicht, dem Gesamtgewicht, dem Einstellwinkel der Blätter zur Achse und einigen weniger erheblichen Einflüssen ab. Ebenso ist bei einem Drachenflugzeug der Stabilitätsanteil durch Profilierung· und Formgebung des Flügels festgelegt. Auch das Drachenflugzeug wird durch Momentenänderung gesteuert, aber das gegebene feste Tragwerk hat einen durch den Momenteneingriff nicht veränderten Stabilitätsanteil -P-. Dagegen kann

die Gesamtstabilität eines Flugzeuges

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durch die Eigenschaften des Leitwerks geändert werden. Bekanntlich ist der Stabilitätsanteil gewölbter Flugzeugflügel in der Regel negativ und wird erst durch Hinzufügung des positiven Stabilitätsanteils dies Höhenleitwerks -MM- i_n Stabilität verwandelt.

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Die Hinzufügung eines festen Leitwerks auch beim Steilschrauber kann nun zwar die

gesamte Stabilität erhöhen, jedoch nicht verkleinern. Für viele Aufgaben der Drehflügelflugzeuge kann aber nicht nur- eine Vergrößerung, sondern auch eine Verkleinerung der statischen Längsstabilität in Frage kommeqC¹ Zusammenfassend gesagt ist es also dringende·, erwünscht, Mittel zu besitzen, die fest vor# gegebene Stabilität eines Rotors beliebig nach oben oder unten hin zu beeinflussen, während ίο sie bisher unabänderlich festliegt.

Die Erfindung ermöglicht dies durch eine Beeinflussung zusätzlicher Organe in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Luftkraftresultierenden des Rotors. Sie geht von ¹S der Erkenntnis aus, daß die Lage der Blattlaufebene mit der Lage der Luftkraftresultierenden in festem Zusammenhang steht, derart, daß im wesentlichen die Luftkraftresultierende'die Winkelhalbierende zwischen der Richtung der vorn und hinten in Flugrichtung liegenden Blätter ist. Wenn man also durch irgendeine Vorrichtung die Neigung der Blattlaufebene (eigentlich der einen Kegelmantel : beschreibenden Blattbahn) auf ein zusätzliches, die Stabilität beeinflussendes Organ, ζ. B. die Höhenflosse, einwirken läßt, so ist die gesamte Stabilität des Steilschraubers nicht mehr allein durch die Luftkraftresultierende des Rotors festgelegt. Dieses zusätzliehe Organ wird durch die Neigungsänderung der Blattbahn so beeinflußt, daß die ge-' samte Stabilität je nach der Art der Hebelverbindung beliebig größer oder kleiner als die des Rotors allein gemacht werden kann. Die Abbildungen veranschaulichen Ausr führungsbeispiele der Erfindung. Nach Fig. 1 ist in Mitte der Rotornabe α gelenkig um den Punkt b ein Stab C₀ angebracht, auf dem die Hülset auf- und abwärts gleiten kann. An diese Hülse angelenkt sind die zu den Blättern führenden Stäbe e. Hat der Steilschrauber keine Vorwärtsgeschwindigkeit, ist also der Blattlauf symmetrisch zur Nabe, wie gestrichelt gezeichnet, so steht der Stab C₀ senkrecht. Tritt Vorwärtsflug ein, so neigt sich der Blattlauf kegel und damit der Stab C₀ nach hinten, die Verlängerung c_a des Stabes C₀ dagegen nach vorn, verläuft also vor dem Schwerpunkt des Steilschraubers. Die Größe des Kegelwinkels kann sich dabei beliebig verändern, wobei lediglich die Hülse d auf dem Stab C₀ auf- oder abwärts gleitet. Am unteren Ende der Verlängerung c„ ist ein Ge stängef mit Winkelhebel f_i angelenkt, das zur Höhenflosse g führt, und zwar so·, daß bei zunehmender Geschwindigkeit die Höhenflosse größeren Einstellwinkel erhält.

Bei dieser Anordnung ergeben sich folgende Stabilitätsverhältnisse: Wie bekannt, bewirkt das Wandern der Richtung der Resultierenden mit zunehmender Geschwindigkeit vor den -Schwerpunkt hin stabiles Verhalten,, da es den Steilschrauber aufzurichten, die Geschwindigkeit also zu vermindern dachtet. Die bei der in Fig. 1 gezeichneten ;.j4nördnung durch das Vorwandern von c_u, >dvri. der Resultierenden, erfolgende steilere -^Einstellung der Höhenflosse wirkt nun dem """durch das Vorwandern selbst hervorgerufenen stabilisierenden Moment entgegen. Diese Anordnung verkleinert dementsprechend die sonst fest gegebene Eigenstabilität des Rotors. Durch entsprechende Wahl der Hebelarme läßt sich jeder beliebige Grad von Stabilität ' bis zu Null herab erzielen.

Wählt man dagegen die Anordnung der Fig. 2, indem man den Winkelhebel f₂ des Gestänges umkehrt, so bewirkt die Vorwanderung der Resultierenden bzw. des Stabes c_u eine Verringerung des Einstellwinkels der Höhenflosse. Auf diese Weise wird die Eigenstabilität des Rotors durch die Flosse noch vermehrt. Auch hier kann selbstverständlich wiederum durch die Wahl der Hebelarme die Größe dieser Stabilitätsvermehrung bestimmt werden.

Da die Höhenflosse nur bei genügender Strömungsbeaufschlagung wirksam ist, hat bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen die Einrichtung den Nachteil, bei Steilschraubern sehr geringer Geschwindigkeit oder gar bei Stillstand eines Hubschraubers unwirksam zu werden. In Fig. 3 ist deshalb eine Anordnung gezeigt, die von dem Gedanken ausgeht, auch dem Leitwerk eine Eigenbewegung zu erteilen, damit es auch bei fehlender Vo'rwärtsgeschwindigkeit des Steil- · schraubers wirksam bleibt. Auf diese Weise ist es dann gleichzeitig möglich, ein solches Leitwerk auch zur Höhensteuerung heranzuziehen. In diesem Falle bewegt der Stab c„ einen Doppelhebel i, der am Gestänge f_s sitzt und an seinem anderen Endpunkt durch die Stange h mit dem Knüppel k verbunden ist. Von der Mitte des Hebels i geht das Gestänge /₃ zu einer Muffe I, die auf einer vom Motor mitangetriebenen Welle m gleiten kann, die ihrerseits ein umlaufendes, in zwei Teile geteiltes, luftschraitbenartiges Leitwerk η trägt. Beide Hälften des an der Achse geteilten Leitwerks lassen sich durch einen in die Muffe/ eingreifenden, jedoch mitumlaufenden Teil 0 mit anschließendem Stellgestänge^ in der Art einer Versteil-Luftschraube im Einstellwinkel zur Achse ni verstellen. Der Vorgang der Erzeugung einer wählbaren Gesamtstabilität geht nun grundsätzlich genau so vor sich, wie er bereits zuvor geschildert ist. Denkt man zunächst in Fig. 1 den Knüppel k durch den Flugzeugführer festgehalten, so bewegt der tao Stabc„ über das Gestängef₃ die Muffe/ und verstellt dadurch das umlaufende Leitwerk,

und zwar in dem geschilderten Falle mit Winkelhebel fx derart, daß die Gesamtstabilität vermindert wird, da das Leitwerk eine aufwärts gerichtete Kraft erzeugt.

S Entsprechend Fig. 2 stellt Fig. 4 die Anordnung mit Winkelhebel f₂ dar, bei der die Eigenstabilität des Rotors für den Steilschrauber verstärkt wird¹.
Wird bei ungeändert gedachter Lage des Stabes c Tom Führer der Knüppel k in üblicher Weise betätigt, so wirkt das umlaufende Leitwerk η in gewöhnlicher Weise als Höhenruder, und zwar nunmehr auch dann, wenn die Maschine am Ort bewegungslos

¹S schwebt.

Die Erfindung kann ohne weiteres auf Steilschrauber mit mehreren Rotoren Anwendung finden, indem von einem der Rotoren mittels des Stabes c das Leitwerk beeinflußt wird; man kann aber auch die Anordnung treffen, daß durch ein gemeinsames Gestänge eine Durchschnittsbewegung sämtlicher Stäbe c der Rotoren auf das Leitwerk übertragen wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steilschrauber mit an der Rotornabe angelenkten, einen Kegelmantel beschreibenden Blättern und einer Gestängeverbindung zwischen dem Rotor und einem die Längsneigung des Steilschraubers mitbestimmenden Organ, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Steuerung des die Längsneigung mitbestimmeridenOrgans (g.) mittels eines durch die Neigung des Blattlaufkegels betätigten Baugliedes (c₀, c_u).

2. Steilschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Längsneigung des Steilschraubers mitbestimmende Organ aus einer an sich bekannten Heck-Steilschraube mit Verstellflügeln (n) besteht.

3. Steilschrauber nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Einschaltung der Höhensteuerungshandhabe (k) in das Gestänge (f) zwischen dem Bauglied (c„) und der Heck-Steilschraube {ti).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen