DE912529C - Hubschrauber mit Verbindungsgestaenge zwischen Steuerfluegel und Steuervorrichtung des Piloten - Google Patents

Hubschrauber mit Verbindungsgestaenge zwischen Steuerfluegel und Steuervorrichtung des Piloten

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DE912529C
DE912529C DEH12944A DEH0012944A DE912529C DE 912529 C DE912529 C DE 912529C DE H12944 A DEH12944 A DE H12944A DE H0012944 A DEH0012944 A DE H0012944A DE 912529 C DE912529 C DE 912529C
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DE
Germany
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control
wing
universal joint
shaft
hub
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Expired
Application number
DEH12944A
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English (en)
Inventor
Stanley Hiller Jun
Harold Henry Sigler
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HILLER HELICOPTERS
Original Assignee
HILLER HELICOPTERS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

  • Hubschrauber mit Verbindungsgestänge zwischen Steuerflügel und Steuervorrichtung des Piloten Die Irrfindung betrifft die Ausbildung des Rotorkopfes von Hubschraubern und der im Rotorkopf enthaltenen Kreuzgelenklagerung für die um die Achse der Rotorsäule drehbaren Hub- und Steuerflügel sowie das Verbindungsgestänge, das den Steuerflügel mit einer vom Piloten bedienten Steuervorrichtung verbindet, mittels der beim Flattern des Hubflügels der Anstellwinkel des Steuerflügels verstellt werden kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verbindungsgestänges und die besondere Ausbil-Jung der mit diesem Gestänge verbundenen Kreuzgelenklagerung wird eine besonders für Hubschrauber mit Strahlantrieb geeignete Steueranlage geschaffen, bei der das Rückschubgestänge bei Beginn des Flatterns der Hubflügel sofort in Tätigkeit treten kann, um einen Teil der anfänglichen übergroßen Anstellwinkelverstellung des Steuerflügels rückgängig zu machen, so daß die Hubflügel nicht in einem übergroßen Winkel flattern. Das erfindungsgemäße Rückschubgestänge ist auch dann vorteilhaft, wenn der Hubflügelrotor gezwungen werden soll, der Schräglage der Rotorsäule zu folgen.
  • Erfindungsgemäß besteht das Verbindungsgestänge zwischen Steuerflügel und der vom Piloten bedienten Steuervorrichtung aus einem ersten Gestängeteil zwischen Steuerflügel und Kreuzgelenklagerung und einem zweiten, mit der Steuervorrichtung verbundenen Gestängeteil, der zwischen Steuerflügel und Kreuzgelenklagerung an dem ersten Gestängeteil angelenkt ist. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß die vom Piloten bediente Steuervorrichtung über eine Flattervorrichtung mit dem an der Nabe der Kreuzgelenklagerung angelenkten Hebel des ersten Gestängeteiles verbunden ist und daß dieser Hebel mittels eines Armes an der Steuerflügelwelle angelenkt ist.
  • Die Steuerflügelwelle, die zweckmäßig die Kreuzgelenklagerung durchdringt, kann dabei in einem Armstern der Kreuzgelenklagerung gelagert sein, der schwenkbar an einer um die Achse der Rotor-Säule drehbaren Gabel befestigt ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt: Fig. z eine Teildraufsicht des Rotorkopfaufbaus, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. r, wobei einzelne Teile des Aufbaus zwecks Verdeutlichung weggelassen sind, Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. r, Fig. 4 einen waagerechten Teilschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig.5 einen senkrechten Schnitt in größerem Maßstab, der teilweise in Ansicht eine Lager- und Steuereinrichtung für den Rotorkopf, insbesondere für einen Triebstrahlrotor, zeigt und Fig. 6 eine schematisch schaubildliche Darstellung der Hauptteile des erfindungsgemäßen Rotorkopfes. Der Hubschrauber besitzt zwei diametral sich gegenüberliegende Hubflügel 2 und zwei Steuerflügel 3, die allseitig verstellbar an der Spitze der Rotorsäule gelagert sind.
  • Die in Fig. 5 dargestellte Rotorsäule und ihr zugehöriger Aufbau sind besonders für einen Triebstrahlhubschrauber bestimmt. Die Rotorsäule enthält eine sich um ihre Achse drehende Hohlwelle 4 (Fig. 2, 3 und 5) und trägt eine Flatter- oder Anstellwinkelregelvorrichtung, die in bekannter Weise durch eine nachgiebige Lagerung 18 an der Säule abgestützt ist. Nach diesem Vorschlag hat die Flattervorrichtung einen außenliegenden Flatterring 58, dessen N eigungsebene durch einen über dem Piloten angeordneten Steuerknüppel verstellt werden kann. Obwohl ein obenliegender Steuerknüppel in den Zeichnungen dargestellt ist, kann die Flattereinrichtung auch durch ein beliebiges Gestänge mit einem Steuerknüppel verbunden werden, der in der Nähe des Bodens -am Führersitz des Flugzeuges vorgesehen ist.
  • An Stelle der dargestellten bevorzugten Form der Flattervorrichtung kann jede andere Flattervorrichtung zur Verwendung gelangen.
  • Die Hubflügel 2 und die Steuerflügels sitzen allseitig verstellbar auf dem oberen Ende der Rotorsäule ¢. Die Spitze der Rotorsäule 4 endet in einer Gabel 64, deren diametral gegenüberstehende Klauen 66 festliegende Zapfen 67 tragen, auf denen ein Armstern 68 gelagert ist, der also um eine durch die Zapfen 67 gelegte Achse sich drehen kann. Auf der senkrecht zu dieser Achse 67 stehenden Querachse ist der Armstern 68 mit diametral gegenüberstehenden Köpfen 69 ausgerüstet, in deren Kugellagern 71 sich ein Gestänge 72 in Form einer einstückigen Welle dreht, an deren Außenenden die Steuerflügel 3 befestigt sind. Der Armstern 68 besitzt eine Mittelöffnung 73 und die Welle 72 eine damit fluchtende Mittelöffnung 74., deren Zweck später erläutert wird.
  • Die Steuerflüggelwelle 72 erstreckt sich durch die gegenüberliegenden Seiten der Nabe 76 hindurch, in der die Welle 72 mittels Kugellagern 77 drehbar gelagert ist. Die Kugellager 71 und 77 werden in ihrer Stellung mittels Abstandsringen 78 und Haltemuttern 79 gehalten. Die Nabe 76 bildet einen Träger für die sich diametral gegenüberliegenden Hubflügel2, die auf der Nabe zur gemeinschaftlichen Anstellwinkeleinstellung drehbar gelagert sind. Zu diesem Zweck besitzt die Nabe 76 diämetral gegenüberstehende Zapfen 81, die sich längs der Anstellwinkeleinstellachse für die Hubflügel senkrecht zu der durch die Welle 72 gegebenen Anstellwinkeleinstellachse für die Steuerflügel 3 erstrecken. Die Lagerung zur gemeinschaftlichen Winkelverstellung für die Hubflügel 2 enthält eine hohle Hülse 82, die am Innenende jeder Hubflügellagerwelle 83 vorgesehen ist. An den Außenenden jedes Zapfens 81 befindet sich ein Kugellager 84 zur Führung der Hülse 82. Das Innenende jeder Hülse 82 ist auf Kugellagern 86 gelagert, die durch Haltemuttern 85 und 87 in ihrer Lage gehalten werden.
  • Die Hubflügel 2 und die Steuerflügel 3 sind mit der gemeinsamen Nabe 76 verbunden. Die zyklische Anstellwinkeleinstellung der Hubflügel wird um eine erste Achse bewirkt, die sieh in Längsrichtung der Hubflügel erstreckt. Diese Achse wird durch die Achse der Zapfen 67 bestimmt, weil die Nabe 76 durch ihre Lagerung auf der im Armstern 68 gelagerten Welle 72 um die Zapfen 67 schwingen kann. Die Hubflügel 2 können um eine zweite Achse flattern, die quer zur ersten Achse liegt und durch die Achse der Welle 72 bestimmt wird. Die SteuerflÜgel s sind hinsichtlich des zyklischen Einstellwinkels um eine dritte Achse einstellbar, die durch die Welle 72 bestimmt wird und die mit der erwähnten zweiten Achse oder der Flatterachse für die Hubflügel zusammenfällt. Die Steuerflügel 3 können auch gemeinsam um die Achse der Zapfen 67 flattern, die auch die Einstellachse für die zyklische Anstellwinkeländerung der Hubflügel ist. Sobald also eine zyklische Anstellwinkeländerung auf die Steuerflügel durch die vom Führer gesteuerte Flattervorrichtung, die mit dem noch zu beschreibenden Gestänge verbunden ist, übertragen wird, erzeugen die Steuerflügel einen zyklischen Anstellwinkel und schließlich ein Flattern der Hubflügel. Die Klauen 66 der Gabel 64 fassen mit Zwischenraum in Ausnehmungen 87' in diametral gegenüberliegende Seiten der Nabe 76 ein, um Grenzanschläge für das Flattern der Hubflügel zu bilden. Die unabhängigen Drehlagerungen der Hubflügel 2 auf den Zapfen 81 der Nabe 76 ermöglichen eine einfache gemeinschaftliche Anstellwinkelregelung der Hubflügel mittels eines axial verschiebbaren Gestänges 88, das sich durch die Rotorwelle 4 hindurch erstreckt. Dieses Gestänge 88 enthält zwei Teile, die durch ein Kreuzgelenk 89 in der Mitte des Hauptlagers des Rotorkopfes verbunden sind. Die bereits erwähnten Öffnungen 73 und 74 ermöglichen den Durchtritt des Gestänges 88 durch den Rotorkopf.
  • Während das untere Ende des Gestänges 88 in einem Lager 9i geführt ist, gleitet der obere Abschnitt des Gestänges in einer Hülse 92 einer Konsole 93, die fest auf der Nabe 76 sitzt. Am oberen Ende des Gestänges 88 sitzen schwenkbar zwei Stoßstangen 94, deren untere Enden mittels eines Kugelgelenkes allseitig schwenkbar mit je einer Stützplatte 96 der Hülse 82 verbunden sind.
  • Eine solche gemeinschaftliche Anstellwinkelregelung ist üblicherweise vorgesehen, kann aber auch weggelassen werden. Die Verbindungen der Stoßstangen 94 erfolgen an gegenüberliegenden Seiten der Hülsen 82, so daß die Hubflügel bei einer Axialbewegung des Gestänges 88 durch eine vom Flugzeugführer betätigte Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) gleichzeitig um gleiche Winkel in entgegengesetzten Richtungen eingestellt werden, um eine gleiche Anstellwinkelverstellung der Hubflügel zwecks gemeinschaftlicher Anstellwinkelregelung zu erzielen. Eine mit dem Flatterring 58 verbundene Einrichtung ist vorgesehen, um den Steuerflügeln 3 eine zyklische Anstellwinkelregelung zu geben. Diese Einrichtung besitzt diametral gegenüberstehende Umkehrgestänge 97. Jedes Gestänge 97 besteht aus zwei sogenannten Scherenlenkern, von denen je ein unterer Lenker 98 mit dem umlaufenden Flatterring 58 mittels eines Drehzapfens 99 in lotrechten Augen ioi schwenkbar verbunden ist, die fest am Ring 58 sitzen. An seinem Außenende ist jeder Lenker 98 durch einen Drehzapfen 102 mit einem zweiten Lenker 103 verbunden.
  • Dieser Lenker 103 könnte mit dem Gestänge 72 der Steuerflügel unmittelbar schwenkbar verbunden sein, um zyklische Anstellwinkeländerungen auf die Flügel zu übertragen, wie sie durch die Neigungsebene der Flattervorrichtung bestimmt werden. Erfindungsgemäß sind jedoch die Lenker 103 mittelbar mit den Steuerflügeln mittels eines Rückschubgestänges verbunden, das zwischen jedem Steuerflügel und einer Seite der Nabe 76 des Hauptlagers beweglich verbunden liegt, um die erwähnten Wirkungen hervorzurufen.
  • Das obere Ende jedes Lenkers 103 ist bei io4 allseitig schwenkbar mit einem Rückschubhebel io6 verbunden, der unterhalb des Gestänges 72 und im wesentlichen parallel zu diesem Gestänge liegt.
  • Das Innenende jedes Hebels io6 ist mit einer Seite der Nabe 76 durch ein Gelenk 107 verbunden, das eine allseitige Schwenkbarkeit zuläßt und von einer Tragplatte io8 getragen wird, deren Befestigung an der Nabe mittels Schraubenbolzen io9 erfolgt. Am Außenende besitzt jeder Hebel io6 ein Gelenk i i i für allseitige Schwenkbarkeit mit einem lotrechten Arm 112, dessen oberes Ende gegabelt und schwenkbar mit dem Gestänge 72 durch einen Zapfen I13 in Verbindung steht, der sich quer zur Achse dieses Gestänges erstreckt. Die Gelenkverbindungen 107 und i i i haben vorzugsweise den gleichen Abstand von der Achse des Gestänges 72.
  • Die Arbeitsweise der Vorrichtung, die am besten aus der schematisch dargestellten Fig. 6 ersichtlich ist, wird unter Annahme bestimmter typischer Betriebszustände der Steuerung nachstehend beschrieben. Wenn beispielsweise der Flugzeugführer die Flattervorrichtung verschwenkt, um den Anstellwinkel der Steuerflügel zu regeln, so daß die Hubflügel schließlich in der durch den Pfeil A dargestellten Richtung flattern, wird die zwischen dem Rückschubhebel io6 und der Nabe 76 liegende Gelenkverbindung 107 nach vorwärts in der Richtung des Pfeiles B bewegt. Da der Hebel io6 dreh-und schwenkbar an dem oberen Ende des Hebels 103 gelagert ist, bewegt sich das gegenüberliegende Ende des Hebels io6 nach rückwärts in einer entgegengesetzten Richtung, wie durch den Pfeil C dargestellt, so daß die Anstellwinkelverstellung der `Felle 72 in der Richtung des Pfeiles C erfolgt, um den zyklischen Anstellwinkel rückgängig zu machen oder zurückzustellen, der anfänglich auf die Steuerflügel durch die vom Führer betätigte Flattervorrichtung übertragen worden war.
  • Das Verhältnis des zwischen der Mitte des Gelenkes 107 und der Mitte des Gelenkes io4 vorhandenen Abstandes D zum Abstand zwischen der Mitte des Gelenkes 104 und der Mitte des Gelenkes i i i ist das Rückschubverhältnis. Vorzugsweise ist dieses Verhältnis gleich Eins und damit der Abstand D gleich dem Abstand L. Dieses Verhältnis kann jedoch geändert werden.
  • Das Antriebsverhältnis, d. h. das Verhältnis des Abstandes X zu dem Abstand Y (Fig. 6), das durch die Hebelarme und die Längen der Lenker 98 und 103, in der Neutralstellung der Flattervorrichtung mit Bezug auf die Länge des Lenkers I12 bestimmt wird, ist vorzugsweise größer als Eins und beträgt etwa Zweieinhalb bis Eins, so daß eine mechanische Erleichterung dadurch erhalten wird, daß für jeden bestimmten Verschwenkungswinkel, auf den die Flattervorrichtung von einer bestimmten Stellung aus mittels des Steuerknüppels 54 eingestellt wird, die Anstellwinkelverstellung der Steuerflügel entsprechend diesem Verhältnis vervielfacht wird. Wie bereits erwähnt, wird dabei ein Teil dieser Verstellung durch die Wirkung des beschriebenen Rückschubgestänges rückgängig gemacht oder gelöscht.

Claims (6)

  1. PATEN TANSPRÜGIIE: i. Hubschrauber mit einer von der Traghülse oder Säule abgestützten Kreuzgelenklagerung für die um die Säulenachse drehbaren Hub- und Steuerflügel und mit einem Verbindungsgestänge, das den Steuerflügel mit einer vom Piloten bedienten Steuervorrichtung verbindet, mittels der beim Flattern des Hubflügels der Anstellwinkel des Steuerflügels verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsgestängeaus einemerstenGestängeteil (io6, 112) zwischen Steuerflügel (3) und Kreuzgelenk- Lagerung (64, 68, 76) und einem zweiten Gestängeteil (97, 98) besteht, das zu der vom Piloten bedienten Steuervorrichtung (54) führt und zwischen Steuerflügel und Kreuzgelenklagerung an den ersten Gestängeteil angelenkt ist. :
  2. 2. Hubschrauber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zu der vom Piloten bedienten Steuervorrichtung (54) eine Flattervorrichtung (58) gehört.
  3. 3. Hubschrauber nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gestängeteil (io6; 112) einen Hebel (io6) hat, der an der Nabe (76) der Kreuzgelenklagerung angelenkt ist, mit der der Hub- und der Steuerflügel verbunden sind.
  4. Hubschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerflügel an einer mit der Nabe (76) der Kreuzgelenklagerung verbundenen Welle (7z) angeordnet ist und der Hebel (i o6) mittels eines Armes (i12) an dieser Welle angelenkt ist.
  5. 5. Hubschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (72) in der Nabe (76) gelagert ist und die Kreuzgelenklagerung eine um die Achse der Säule drehbare Gabel (64) und einen schwenkbar an dieser Gabel angeordneten Armstern (68) besitzt, in welch letzterem die Welle (72) gelagert ist.
  6. 6. Hubschrauber nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7-2) durch die Nabe (76) hindurchgeht.
DEH12944A 1951-06-25 1952-06-20 Hubschrauber mit Verbindungsgestaenge zwischen Steuerfluegel und Steuervorrichtung des Piloten Expired DE912529C (de)

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