DE953936C

DE953936C - Hubschrauber

Info

Publication number: DE953936C
Application number: DEB28685A
Authority: DE
Inventors: Bartram Kelley
Original assignee: Bell Aircraft Corp
Current assignee: Bell Aircraft Corp
Priority date: 1952-12-02
Filing date: 1953-12-03
Publication date: 1956-12-06

Description

Hubschrauber Die Erfahrung hat gezeigt, daß die mnedsten Hub- schrauber beim Vorwärtsflug die Neigung haben, gewöhnlich als. Stampfen bezeichnete senkrechte Schwingbewegungen auszuführen. Wenn solchen Schwingbewegungen nicht durch den Flugzeug= fühser mittels der Steuerungsorgane entgegengewirkt wird, so nimmt ihre Amplitude unter Abweichung des Hubschraubers von dem beabsichtigten Flugweg zu, und es tritt ein unstabiler Flugzustand ein. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine selbsttätige Dämpfung der vorerwähnten; Schwingungen bewirkt, so daß der Hubschrauber das Bestreben hat, nach jeder Abweichung von der geradlinig. Flugbahn infolge einer Stampfbewegung wieder in diese Bahn, zurückzukehren, ohne daß der Flugzeugführer dabei mittels der Steuerungsorgane tätig werden muß.
Erfindungsgemäß findet zu diesem Zweck eine durch die Massenträgheit auf senkrechte Beschleunigungen des Flugzeugs ansprechende Vorrichtung Verwendung, welche die Steigung der Hub- schrauberflügel in die senkrechten Beschleunigungen ausgleichenderweise verstellt.
Beispielsweise Ausführungsformen des. Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar ist Fig. i eine Teilansicht in schematischer Darstellung einer Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung für einen. mit einer einzigen Schraube ausgerüsteten Hubschrauber, Fig. 2 eine Teilansicht im Schnitt und im vergrößerten Maßstab, wobei der Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i geführt ist, Fig. 3 eine graphische Darstellung von drei verschiedenen Arten von Hubschranberflugwegen, auf die im nachstehenden zur Erläuterung der Notwendigkeit und der Wirkung der Einrichtung gemäß der Erfindung Bezug genommen wird, Fig. 4 eine Teilansicht in schematischer Darstellung der Schraubenverstelleinrichtung gemäß der Erfindung in Anwendung auf einen Hubschrauber mit Tandemanordnung der Hubschrauben.
Ziel der Erfindung ist allgemein die Schaffung einer anrichtung, die auf Beschleunigungen des Flugzeugs in senkrechter Richtung anspricht, welche auf die Umlaufneigungsverstelleinrichtung der Schraubenblätter in der Weise einwirkt, daß sie bei senkrechten Beschleunigungen .des Flugzeugs neigungsberichtigende Verstellbewegungem in die Umlaufneigungsverstelleinrichtung der Schraubenblätter vor der vollen Entwicklung der eine phugoide.Schwingung erzeugende Wirkungen, die durch die Störung hervorgerufen werden, einbringt.
Obwohl die selbsttätige Verstelleinrichtung gemäß der Erfindung ebenso leicht auf alle im Gebrauch befindlichen Hubschrauber oder andere Drehflügelflugzeuge u. dgl. anwendbar ist, ist die Erfindung für die Zwecke ihrer Beschreibung, beispielsweise in Fig. i, in Anwendung auf einen Hubschrauber mit einer einzigen Schraube gezeigt. Dieser Hubschrauber hat einen mit io bezeichneben Schraubenmast bzw. eine Antriebswelle, auf der eine Schraubennabe 12 angeordnet ist, welche ihrerseits zwei diametral gegenüberliegend. angeordnete, sich von ihr radial erstreckende Schraubenblätter 14 (Fig. 2) trägt. Die Schraubennabe 12 ist auf der Antriebswelle bzw. auf den Mast io zur allseitigen Neigung mittels einer geeigneten Vorrichtung, z. B. eines Kardanr'ngs. 13, angeordnet und gleichzeitig mit der Welle io drehfest verbunden, so däß sie sich mit dieser dreht, wenn durch den, nicht gezeigten Flugmotor die Antriebswelle angetrieben. wird,.
Die Schraubenblätter 14,14 sind mit der Nabe 12 durch Lager 15 verbunden, die ein Verdrehen der Blätter mit Bezug auf die Nabe 12 um ihre Längsachsen zur Verstellung der Blattneigung ermÖglichen.Von, jedem dler Blätter erstreckt sich ein Neigungsverstellarm 16 zu einer Gelenkverbindung mit ernenn Gestänge 18, das seinerseits mit dem einen. Ende eines entsprechenden Schwingarms 2o verbunden ist. Die Schwingarme 2o, 2o sind bei 21 am oberen Ende einer Hülse 22 angelenkt, die eine senkrechte Kenlnutenverbdndubg mit lern Mast io hat, so daß sie sich mit diesem dreht, jedoch auf ihm in senkrechter Richtung gleitbar ist. Wie gezeigt, ist das äußere Ende jedes der Schwingarme 2o bei 26 zur Umlaufsneigungsverstellung der Schraubenblätter und damit zur Längs- und Seitensteuerung des Flugzeugs mit einem Glied- 27 verbunden, das sich vom äußeren Laufring 28 einer Taumelscheibe, die Lager 29 und einen inneren Laufring 3o hart, erstreckt.
Der innere Laufring 30 hat eine konkave, d. h. kubgelzonenförmige Innenfläche, die zu dem kugelzon.enförmigel Lagerteil 32 des oberen Endes eines Hülsenteils 34, der sich in starrer Verbindung mit dem Flugzeugrumpf von 'diesem erstreckt und die Antriebswelle io sowie die Hülse22 umgibt, komplementär ist. Vom inneren Laufring 3o der Taumelscheibe erstreckt sich ein Verbindungsglied 36 nach unten in den Flugzeugrumpf und zu einer Gelenkverbindung 37 an einem Ende eines Winkelhebels 38, der am Flugzeugrumpf schwenkbar- gelagert und an seinem anderen Ende gelenkig mit einem Verbindungsglied 4o verbunden ist. Obwohl die Taumelscheibe nm Mast io mittels eines Kugelgelenklagers angeordnet dargestellt ist, kann eine beliebige andere Lagerung vorgesehen werden, beispielswese ein Kardangelenk od. dgl.
Das andere Ende des Verbindungsgliedes 4o kann an sich. mit denn Steuerknüppel 42 des Flugzeugführers zur Längsneigungsverstellung des Flugzeugs durch. die beschleunigungsempfindliche Einrichtung gemäß der Erfindung in, Verbindung stehen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfind#ung ist das. Glied 4o jedoch bei 44 gelenkig mit einem Differentia,lmechamdsmus mit einem Ausgleichshebel 45 verbunden, der- seinerseits bei 46 an einem Kurbelarm 48 angelenkt ist. Der Kurbelare 48 ist seinerseits bei 49 am Flugzeugrumpf schwenkbar gelagert, während das andere Ende des Ausgleichshebels, 45 bei 5o gelenkig mit einem Verbindungsglied. 52 verbundieri ist, dessen anderes Ende bei 53 mit dem Steuerknüppel 42 gelenkig verbunden ist. Der Steuerknüppel qz ist bei 56 am Flugzeugrumpf gelenkig gelagert.
Der Kurbelarm 48 besitzt eine, waagerechten Arm 58, der eine Gewicht 6o an einer Stelle trägt, die wich sowohl vor dem Gesamtschwerpunkt des Flugzeugs. als, auch außerhalb senkrechter Ausfluchtung mit dem Schwerpunkt49 des Kurbelarms 48 am Flugzeugrumpf befindet. Daher hat, wie sich aus. der Zeichnung ergibt, das Gewicht 6o das Bestreben, den Kurbelarm, gesehen in Fig. i, entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den Schwenkpunkt, 49. zu drehen. Es ist jedoch eine Ausgleichsfeder 62 vorgesehen, die man Kurbelarm 48 angreift, um normalerweise den Kurbelarm und das Gewicht in der gezeigten Lage zu halten. Ferner ist ein. Zugseil 64 zur Veränderung der Spannung der Feder vorgesehen, das. an der Feder angreift und um die Seilscheiben 66, 66 gelegt und zu einer Verstellschraube 68 so geführt ist, daß der Flugzeugführer die Schraube 68 leicht verstellen und damit den Zug der Feder 62 auf dem Kurbelarm 48 verändern kann, um die Ausgleichswirkung der Feder gegen das Gewicht 6o zu verändern. Durch diese Anordnung wird außerdem eine gewisse »Zentrierung« des Steuerknüppels erreicht und, was von den Fachleuten allgemein als wünschenswert bezeichnet wird; die »Feinfühligkeit« der Steuereinrichtung verbessert. Ferner kann. natürlich ein nicht gezeigtes Gestänge vorgesehen sein, das, durch seitliche Bewegungen des Steuerknüppels 42 des Flugzeugführers betätigt wird und so mit der Taumelscheibe 28 verbunden ist, daß diese für eine entsprechende Seitem:steuerung des Flugzeugs geneigt werden kann, wie dies an sich in der Technik bekannt ist. Wie in Fig. z bei 70 angedeutet, kann in Verbindung mit denn Glied 4o, wenn gewünscht, eine Servoeinrichtung vorgesehen werden, um die Ver= stellkräfte der durch. den Flugzeugführer gesteuerten Einrichtung .zu verstärken.
Wie ersichtlich, verbindet der Differentialmechanismus das. Gewicht 6o und den Steuerknüppe142 des Piloten durch die unabhängig zu verstellenden impulsaufnehmenden Organe 48 bzw. 45, und er stellt eine Differentialverbindung dieser Organe mit dem einzigen, impulsabgebenden Organ 4o her, das zu dem Verstellmechanismus für die Steigung der Hubschraubenfügel führt. Die Größe des abgegebenen Impulses ist dabei einte Funktion der algebraischen Summe der aufgenommenen Impulsgrößen..
Aus dem vorangehendem. ergibt sich, daß, wenn das Gewicht 6o und die Feder 6ä @ so gewählt und aufeinander ab-gestimmt sind, daß das Verstellgestänge normalerweise im Gleichgewicht und in der in Fig. r gezeigten Lage ist, die Betätigung dies Steuerknüppels 42 durch den Flugzeugführer zur Folge hat, daß der Zwischenhebel 45 um seinen Schwerpunkt 46 gedreht wird. Diese Bewegung wird über das Glied! 4o und dein Kurbelarm 38 auf die Stange 36 übertragen:, wodurch die. Taumelscheibe,28 auf ihrer Lagerung 32 mit Bezug auf den Flugzeugrumpf entsprechend geneigt wird: Dieses Neigen der Taumelscheibe hat zur Folge, daß der entsprechende Schwingarm 2o um seinen Schwenkpunkt auf der Hülse 22 verschwenkt wird', so daß die entsprechende Stange 18 den entsprechen-, den Blattneigungsverstellarm betätigt. Hierdurch werden die Schraubenblätter in ihren Neigungsverstellagern, während des Umlaufs gedreht, da sich die Hubschraube um die senkrechte Mittelliniei der Antriebswelle ro dreht. Die Schraube wird dabei so verstellt, daß sich verändernde wirksiameAnstellwinkel der jeweiligen -Schraubenblätter bei ihrem Umlauf um dien. Mast ergeben.
Aus dem vorangahenden ergibt sich, daß durch die Verwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit der üblichen Steuereinrichtung die Betätigung der letzteren durch dien Flugzeugführer zur Steuerung des Flugzeugs nicht beeinträchtig wird, während. in jedem Zeitpunkt ohne Veranlassung durch den Flugzeugführer das Gewicht 6o selbsttätig auf senkrechte Beschleunigungen anspricht und eine Verstellung der Schmubenblatt - Umlaufneigungsverstellvorrichtung bewirkt, um den Beschleunigungsbewegungen des Flugzeugs entgegenzuwirken. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß sich das Flugzeug im Vorwärtsflug auf einem im wesentlichen waagerechten. Flugweg befindet und plötzlich durch eine Bö od. dgl. gestört wird und sich dabei nach oben neigt, eilt das Gewicht 6o hinter dem senkrechten »Sprung« des Flugzeugs infolge der Trägheit das Gewichtes nach. Dieses Nacheilen des Gewichtes hat zur Folge, daß der Hebel 48 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn: um den Schwenkpunkt 49 gedreht wird, so d.aß über die Stange 4o eine Verstellbewegung übertragen wird, die das Bestreben hat, die Taumelscheibe 38 zu neigen, was dadurch bedingt ist, daß der Steuerknüppel die Neigung hat, in seiner früheren Lage zeit Bezug- auf den Flugzeugrumpf zu bleiben. Zu diesem Zweck sind für die Bewegung .des Steuerknüppels ein gewisser Reibungswiderstand und/oder nichtgezeigte, an sich bekannteverstellbareZentrierfedernvorgesehen. Die Verstelleinrichtung -ist so ausgelegt und ausgebildet, daß eine der Taumelscheibenverstelleinrichtung mitgeteilte Verstellbewegung die Taumelscheibe in der Weise neigt, daß die Umlaufneigungsverstelleinrichtung der Schraubenblätter in Tätigkeit tritt und bewirkt, daß die Schraube nach unten geneigt wird und damit der Steigbewegung des Flugzeugs entgegenwirkt. In ähnlicher Weise haben Störungen, die eine Abwärtsneigung des Flugzeugs bewirken, automatisch das. Verschwenken des Kurbelarms 48 nach oben, oder im Uhrzeigersinn zur Folge, wodurch entsprechende Verstellungen der die Blattneigung verstellenden Taumelscheibe herbeigeführt werden., so daß dieTendenz zu Schwingbewegungen eine Gegenwirkung erfährt.
Selbstverständlich sind hierbei die Feder 62 und das Gewicht 6o der Fig. r von vornherein so zu wählen, daß sie verhältnismäßig empfindlich auf senkrechte. Beschleunigungen reagieren. Es ist vorzuziehen, die Wirkung der auf Beschleunigungen ansprechenden: Masse 6o zu dämpfen, beispielsweise mit Hilfe= eines geeigneten Reibungsdämpfers 72, der durch ein Glied 73 mit dem Kurbelarm 48 verbunden ist. Zur »Sammel«-Steuerung der Neigung der Schraubenblätter ist ein Verstellarm 74 mit der Hülse 22 durch einen. geeigneten, geschlitzten Teil des Bundes 34 gekuppelt.
Es ist natürlich wesentlich, daß diese der Beschleunigwng entgegenwirkende Steuerwirkung zeitlich so geregelt wird, daß sie als dämpfender Einfluß gegen dem, phugoide Schwingungen erzeugenden Einfluß, der normalerweise durch die störende Bö od. dgl. hervorgerufen wird, wirkt, statt kumulativ zu wirken..
Fig. 3 zeigt die Wirkung der Einrichtung gemäß der-Erfindung in graphischer Darstellung. In dieser Darstellung stellt die mit 75 bezeichnete Kurve die Abweichungen vom, einem Flugweg dar, die ein Hubschrauber üblicher Bauart od, dgl. auf Grund einer den Flugweg störendem Bö erfährt, wenn. das Flugzeug neutrale Stabilitätseigenschaften hat. Daher wird, wie in Fig. 3 gezeigt, wenn das Flugzeug durch einte ankommende Bö od. dgl. gestört wird; beispielsweise am Punkt A der Kurve 75, die Schraube nach oben geneigt, was zur Folge hat, daß das Flugzeug eine nach oben geneigte Lage einnimmt. Der Flugweg krümmt sich als Folge hiervon nach oben, erreicht seinen: höchsten Punkt bei B und beginnt bei C wieder abzusteigen, worauf er fortfährt, mit im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit und gleichbleibenden Amplituden über und unter dem Niveau des ursprünglichen geradlinigen Flugweges weiterzuschwingen. Andererseits tritt, wie durch die Kurve 76 dargestellt, wenn ein mit der Einrichtung gemäß der Erfindung ausgerüsteter Hubschrauber von einer ankommenden Bö, getroffen wird und sich nach oben. neigt, die beschleunigungsempfindliche Steuereinrichtung gemäß der Erfindung selbsttätig in Wirkung, beispielsweise am Punkt D der Kurve 76, wodurch dies Kräfte, die normalerweise eine phugoide Schwingung des Flugweges hervorrufen, eine Gegenwirkung erfahren.
Das wesentliche Markmal der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung beruht in der zeitlichen Steuerung dieser Wirkung, die derart isst, daß sie den Bewegungen des Hubschraubers zuvorkommt. Wenn sich beispielsweise das Gewicht im Schwerpunkt der Maschine befinden würde, würde die maximales Wirkung an oder kurz nach dem Punkt B der Kurve 75 eintreten. Wenn sich das Gewicht 6o vor dem Schwerpunkt des Flugzeugs befinden würde, würde es durch dieRumpfneigungsbeschleunigungen ebenfalls betroffen. werden, so daß seine maximale Wirkung kuiz vor dem PunktB eintreten; würde, beispielsweise im Punkt D der Kurve 75. Dieses Phasenverhältnis ist für die richtige Arbeitsweise der Vorrichtung wesentlich. Daher wird durch die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung die Neigung des Flugzeugs, in seinem Flugweg zu schwingen, wie durch die Kurve 75 dargestellt, unterdrückt und einer Dämpfung der Schwingungstendenzen sowohl oberhalb als auch unterhalb der Ebene des ursprünglichen waagerechten Flugweges bewirkt, was schließlich die Ausflachung des Flugweges. zur Folge hat, wie irrechten Endteil der Kurve 76 angedeutet.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung unterscheidet sich deutlich von, dem Verhalten der Hubschrauber bekannter Art, die in ihren. Flugeigenschaften unstabil sind und die Barher, wenn keine Berichtigung durch den Flugzeugführer erfolgt, die Neigung haben, in zunehmend divergierenden schwingenden Flugwegen zu fliegen, . wie beispielsweise durch die Kurve 77 der Fig 3 angegeben. Die Kurve 77 zeigt, wies d6.e Schwingungen an sich unstabdler Hubschrauber die Neigung haben, sich ständig in Geschwindigkeit und Amplitude zu vergrößern, und daher eine genaue und geschickte Gegensteuerung durch den Flugzeugführer fordern, um einenAbsturz beim Fehlen einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zu vermeiden. Obwohl bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform die Anordnung der beschleunigungsempfindlichen Vorrichtung vor dsrn Schwerpunkt des Flugzeugs vorgesehen ist, wodurch eine maximale Reaktion erreicht wird; bevor das Flug- zeug den Punkt B der Fig. 3 erreicht, ist es jedoch auch möglich, daß die erwähnte Vorrichtung mit Vorteil auch in oder hinter dem Schwerpunkt, je nach den natürlichen Flugeigenschaften des jeweiligen Flugzeugs, angeordnet werden kann.-Fig. 4 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Hubschrauber mixt Tandemanordnung der Schrauben, bei welchem ein vorderer und ein hinterer Mast 8o bzw. 82 vorgesehen sind, von denen jeder wie bei der Anordnung nach Fig. i eine allgemein mit 84 bzw. 86 bezeichnete Schraube trägt. Die Blätter der Schrauben sind neigungsverstellbar mit Hilfe von Verbindungsstangen 87, 88, die mit . Hebeln 9o, 92 verbunden. sind, welche an. senkrecht verschiebbären Hülsen 94, 96 aasgelenkt und. durch. Glieder 97, 98 verstellbar sind. Die Glieder 97, 98 erstrecken sich vom, den äußeren Laufringen 99, ioo der Taumelscheiben io2, 104, die zur allseitigen Neigung mit Bezug auf die Masten beispielsweise mittels Kugelgelariklagern, io6, io8 gelagert sind. Diel Kugelgelenklager werden von entsprechenden, die Schraubenantriebswellen 8o, 82 umgebenden Hülsen sog; iio getragen.
Die Taumelscheiben io2, io4 werden ihrerseits in ihrer Neigung zu den Masten So, 82 durch Verbindungsstangen 112, 114 verstellt, die durch Winkelhebel 116, 118 mit einer gemeinsamen. Ver-Bindungsstange i2o verbunden sind. Die Verbin: dungsstange i2o ist bei 122 an dem Mittelteil eines Ausgleichshebels, 124 aasgelenkt, der bei 126 seinen Schwenkpunkt auf einem Kurbelarm 128 hat, welcher seinerseits am Flugzeugrumpf bei 129 angelenkt :ist. Das freie Ende des Ausgleichshebels 124 ist gelenkig mit einer Verbindungsstange 130 verbunden, die ihrerseits bei 131 zur Steuerung der Längsneigung gelenkig mit einem Steuerknüppel 132 für die UmIaufneigungsverstellung verbunden ist, der bei 133 am Flugzeugrumpf schwenkbargelagert ist. Der Kurbelarm 128 ist mit einem sich setitlich erstreckenden Armteil 134 versehen, der ein Gewicht 135 trägt, wobei eine Zugfeder 138 an dem Armteil 134 angreift und mit ihrem anderen Ende am Flugzeugrumpf befestigt ist, um das Gewicht der Masse 135 auszugleichen und hierdurch den Kurbelarm 128 normalerweise im wesentlichen, in der in Fig. 4 gezeigten Stellung zu halten.. Mit dem Kurbelani 128 ist ferner zur Dämpfung der Bewegung des Kurbelarms vorzugsweise eine Dämpfungseinrichtung13g verbunden, wie inVerbindung mit der Därnpfungseinrichtung 72 der Fig. i erläutert.
Bei dieser Hinterreinanderanordnung der Schrauben weisen die Mittel zur Sammelverstellung der Neigungsverstelleinrichtung für die Schraubenblätter, wie gezeigt, einen Verstedlhebel i4o für den Flugzeugführer auf, der bei 141 am Flugzeugrumpf schwenkbar gelagert und mit einer Verbindungsstange 142 verbunden ist, die zwei Winkelhebes 14,4 verbindet. Die Winkelhebel 144 betätigen ihrerseits Verbindungsstangen 146, 148, welche bei i49, 15o Gelenkverbindung mit Hebeln 151, 152 haben. Diese Hebel haben Bei 153, 154 Gelenkverbindung mit Gliedern 155, 156, welche ihrerseits mitWinkelhebdn 157, 158 verbunden sind. Die Winkelhebel 157, 158 sind so angeordnet, daß sie durch ein Verbindungsglied 16o betätigt werden können, welches seinerseits durch einen Hebel 162 betätigt wird, der am Flugzeugrumpf zwischen seinen Enden schwenkbar gelagert ist und; bei 164 gelenkig mit der vorerwähnten, Verbindungsstange i2o verbundi#n ist.
Wieg sich aus dem vorangehenden jedoch ergibt, sind dieWinkelhebelI57,I58 und dieVerbindungss:tamge i6o derart zueinander angeordnet, daß sich, bei einer Bewegung der Verbindungsstange 16o einte »Differential«-Wirkung der Winkelhebel 157, 158 ergibt, d. h. daß die Winkelhebel durch die Bewegung der Verbindungsstange 16o zwar gleichzeitig, jedoch in entgegengesetzten Drehrichtungen verschwenkt werden. Beispielsweise hat also, eine Bewegung des Verbindungsgliedes 16o, gesehen in Fig. 4 von links nach rechts., eine Schwenkbewegung des Winkelhebels 157 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zur Folge, während, der Winkelhebel 158 gleichzeitig im Uhrzeigersinn gedreht wird. Umgekehrt wird, wenn das Verbindungsglied 16o, g&-sehen in Fig. 4, von rechts nach links bewegt wird, der Winkelhebel 157 im Uhrzeigersinn, gedreht, während! dem Winkelhebel 158 eine Schwenkbewegung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn: mitgeteilt wird.
Das freie Ende des Schwinghebels. 151 ist bei 156 gelenkig mit einem Verbindungsglied 168 verbunden:, welches bei 169 gelenkig mit einem Bolzen verbunden, ist, der von- einer senkrecht auf und ab beweglichen Hülse 94, aus einem Stück mit dieser bestehend, absteht und sich durch einen senkrecht geschlitzten. Teil der äußeren, Hülse igg erstreckt. 1n ähnlicher Weise ist der Schwinghebe1152 bei 172 gelenkig mit einer' Verbindungsstange 174 verbunden, die ihrerseits bei 176- Gelenkverhindung mit einem. Bolzen hat, der von, der inneren, senkrecht auf und ab, beweglichen: Hülse 96, aus einem Stück mit dieser bestehend, absteht und sich durch einen. senkrecht geschlitzten Teil der äußeren Hülse i io erstreckt.
Hieraus ergibt sich, daß, wenn der, Sammelneigungsverstellhe#bel i4o nach oben und, rückwärts bewegt wird, beispielsweise, wenn das Verbindungsglied 42, gesehen in Fig. 4, von rechts nach links bewegtwird, dieWinkelhebel 44,144 imUhrzeigersinn gedreht werden, was zur Folge bat, daß die Sammelneigungsverstellhülsen 94, 96 durch das vorangehend beschriebene Verbindungsgestänge angehoben werden, wobei die Gelenkpunkte 153, 154 als Schwenkpunkte für die Hebel ISi, 152 dienen. Daher 'bewirkt eine Betätigung des Hebels i4o durch den. Flugzeugführer eine gleichzeitige Neigungsveränderung der wirksamen Anstellwinkel der Schraubenblätter beider Schrauben zur Steuerung des Schwebefluges und des senkrechten Aufstiegs oder Abstiegs des Flugzeugs, wobei die Sammeln.eigungsverstellung der Blätter der beiden Schrauben, unter diesen Umständen im wesentlichen gleich in Ausmaß und Richtung ist.
Durch das Verbindungsgestänge, zu dem der $chwinghebel 162 gehört, der Gelenkverbindung mit der Verbindungsstange i2o hat und über die Winkelhebel 157, 158 die mit »Differential«-Wirkung arbeitende Sammelnengungsverstelleinriehtung beeinflußt, werden, wenn ein Umlaufneigungsverstedl,impuls abgegeben wird, z. B. durch Betätigung des Steuerknüppels. 132, die Sä:mmelblattneigungsverstelleinrichtungen der Schrauben gleichzeitig »differential« beeinflußt. D,ie Anordnung ist dabei so- getroffen, daß, wenn: der Flugzeugführer den. Steuerknüppel 132, zur Verstellung der Umliaufneigung der Schrauben nach vorn drückt, um. eine nach vorn gerichtete Zugkomponente im Auftriebssystem zu erzielen, die Sammelneigungsverstelleinrrichtung für die Schrauben Blätter gleichzeitig so verstellt werden, daß die Neigungsverstellung aller Blätter der vorderen Schraube geringfügig vermindert und, gleichzeitig die Neigungsverstellung aller Blätter der hinfiteren Schraube erhöht wird. Hierdurch wird sofort ein nach vorn und unten gerichtetes Neigungsmoment erzeugt. Dieses Neigungsmoment hat das. Bestreben, die Nase des Flugzeugs zu senken, und dessen Schwanz zu heben.
Wenn der Flugzeugführer den Steuerknüppel 132 für die Verstellung der Umlaufneigung nach rückwärts zieht, beispielsweise zur Beendigung des Vorwärtsfluges, werden hierdurch die Blätter der beiden Schrauben in ihrer Umlaufebene so verstellt, daß beide Schrauben in die waagerechte Lage für den einfachen Schwebeflug des Flugzeugs gebracht werden: Gleichzeitig hiermit wird der »Differential«-Verstellmechanismus bestätigt, so daß die Sammelneigungs.verstellein:rich:tungen, der Schrauben so verstellt werden., d,aB die Sammelneigungsverstellungen der Blätter der beiden Schrauben einander angeglichen: werden, was zur Folge hat, daß das Flugzeug in die. waagerechte Lage für Schwebeflug zurückkehrt.
In ähnlicher Weise werden selbsttätige Verstellungen des Schraubenverstellmechanismus, wie sie während des Fluges durch die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung, 'beispielsweise auf Grund der durch Beschleunigungen: hervorgerufenen Bewegungen des Gewichtes 135 mit Bezug auf den Flugzeugrumpf, herbeigeführt werden, sowohl auf die Umlaufneigungsverstelleinrichtung als auch auf die Sammelneigungsverstelleinfirichtung wirksam zur gleichzeitigen koordinierten Verstellung der Umlaufneigungsverstelleinrichtung und der Sammelneigungsverstelleinrichtung der vorderen und der hinteren Schraube wirksam.
Statt der Kombination der Umlau.fneigungsverstelleinrichtung und der Sammeln:eigungsverste@lleinrichtung, die im vorangehenden. in Verbindung mit in Tandem angeordneten Schrauben. beschrieben worden ist, ist es auch möglich, die beschleunigungsempfindliche Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem: Hubschrauber mit Tandemanordnung der Schrauben zur Verstellung nur der Sammelneigungsverstelleinrichtung einer der beiden Schrauben zu verwenden. Beispielsweise kann die Vorrichtung nur mit der Sammelneigungsverstelleinrichtung der vorderen Schraube verbunden. werden. In diesen Falle bewirkt, wenn sich das Flugzeug nach oben neigt, die beschleunigungsempfindliche Vorrichtung eine selbsttätige Verminderung der Neigung der Blätter der vorderen Schraube, wodurch die Neigungsbewegung eine Gegenwirkung erfährt. Es kann jedoch die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch mit der Sammelneigungsverstelleinrichtung der hinteren Schraube allein Zur Verstärkung der Neigung der hinteren Schraube verbunden. werden, wenn sich das Flugzeug nach obern neigt, um dem »Stampfen« des Flugzeugs entgegenzuwirken.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem Scluaubenmechanismus nach dem USA.-Patent 2 368 698 beschrieben ist, ist sie j edoch ebenso leicht auf eine andere Hubschraubenbauart oder ein anderes Drehflügelsystem anwendbar. Beispielsweise ist die Erfindung in gleicher Weise auf Hubschrauber anwendbarr, bei welchen. die Schraubennabe am Mast oder an dr Antriebswelle starr befestigt ist und. bei welchen. die Schraubenblätter einzeln an der Schraubennabe mittels Scharnieren angelenkt sind:, die eine Neigungsbewegung der Blätter mit Bezug auf die Nabe gestatten. In jedem Falle sind die Schraubenblätter in ihrer Neigung einzeln mit Bezug auf die Nabe verstellbar und, wie vorangehend beschrieben, zur Umlaufneigungsverstellung wie zur Sammelneigungsverstellung angeordnet und sowohl mit den üblichen Flugzeugführerhebeln, als auch mit dem auf Bewegungsbeschleunigungen in senkrechter Richtung ansprechenden Mechanismus gemäß der Erfindung, wievorangehend beschrieben, gekuppelt. Daher wird jede Tendenz des Flugzeugs, sich von dem beabsichtigten. Flugweg weg zu neigen, selbsttätig und mit sofortiger Wirkung abgefangen bzw. erfährt eine Gegenwirkung durch die selbsttätige Arbeitsweise der auf Beschleunigungen. ansprechendem, Steuervorrichtung gemäß der Erfindung.
Selbstverständlich kann. das bei 6o in Fig. i und bei 135 in Fig. q. dargestellte Gewicht jede beHehige geeignete Form haben. und beispielsweise durch ein in anderer Weise nützliches Gewicht, z. B. durch den Akkumulator des. Flugzeugs od. dgl., gebildet werden. Ebenso kann das Gewicht mit der Neigungsverstelleixu-ichtung und der Differentia,l-Neigungssammelverstelleinrichtung in jeder anderen gewünschten Weise verbunden werden, beispielsweise dadurch, daß es unmittelbar am Steuerknüppel des Flugzeugführers. befestigt wird, vorausgesetzt natürlich, däß eis sich nicht in senkrechter Ausfluchtung mit dem Schwenkpunkt; des Hebels befindet, so daß es auf senkrechte Beschleuniguigen des Flugzeugs ansprechen kann. Ferner ist zu erwähnen, daß, obwohl in Fig. i die auf Beschleunigungen ansprechende Masse als nur mit der Umlaufvdrstelleinrichtung verbunden dargestellt ist, diese in gleicher Weise auch nur mit der Sammelverstelleänrichmuig, die zum Glied 74 der Fig. i führt, verbunden. werden. kann oder in Kombination mit dieser und mit der Umlaufverstelleiwichtung. PATENTANSPRÜCHE: i. Hubschrauber od. dgl., gekennzeichnet durch eine durch die Massenträgheit auf senkrechte Beschleunigungen des Flugzeuges ansprechende Vorrichtung, welche die Steigung der Hubschraubenflügel in die senkrechten Beschleunigungen ausgleichenderweise verstellt.
2. Hubschrauber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Massenträgheit wirksame Verstellvorrichtung mit Dämpfungsmitteln versehen ist.
3. Hubschrauber nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Massenträgheit wirksame Verstellvorrichtung oberhalb des Flugzeugschwerpunktes angeordnet ist.
4.. Hubschrauber nach Anspruch 1,.2 oder 3, dadurch -gekennzeichnet, daß die durch die Massenträgheit wirksame Verstellvorrichtung mit dem Einstellmechanismus zur zyklischen Verstellung der Steigung der Schraubenflügel in Verbindung steht.
5. Hubschrauber nach Anspruch 1,:2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Massenträgheit wirksame Verstellvorrichtung mit dem Einstellmechanismus zur gemeinsamen Verstellung der Steigung der Schraubenflügel in Verbindung steht.
6. Hubschrauber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Massenträgheit wirksame Verstellvorrichtung mit dem vom, dem Piloten betätigten Steuermechanismus in Verbindung steht, jedoch senkrechten Beschleunigungen des Flugzeuges unabhängig und autrnnatisch entgegenwirkt.
7. Hubschrauber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB die der Betätigung der Verstellvorrschtung dienende Hauptmasse aus einem genügend schweren, beweglich angeordneten 'Teil des Flugzeuges, z. B. aus der Anlaßbatterie, besteht.
B. Hubschrauber nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zwei oder mehr Hubschrauben, dadurch. gekennzeichnet, daß die durch die Massenträgheit wirksame Verstellvorrichtung die Steigung nur einer Hubschraube regelt.
9.z Hubschrauber nach den Ansprüchen i bis 7 mit zwei oder mehr Hubschrauben., dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Massenträgheit wirksame Versstellvorrichtung die Steigung 'der Hubschrauben verschieden regelt.
io. Hubschrauber nach einem der Ansprüche i bis 7 mit zwei oder mehr Hubschrauben, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Massenträgheit wirksame Verstellvorrichtung den Einstellmechanismus zur zyklischen Verstellung der Steigung der Schraubenflügel aller Hubschrauben gleichmäßig und den Einstellmechamnsmus zur gemeinsamen Verstellung der Steigung der Schraubenflügel der Hubschrauben unterschiedlich betätigt.
i -i. Hubschrauber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, d(aß die Verbindung zwischei i der der Massenträgheit unterliegenden Vorrichtung und dem, Verstellmechanismus für die Steigung der Hubschraubenflügel einen Differentialmechanismus darstellt, der die von dem Piloten betätigte Steuerung und die der Massenträgheit unterliegende Vorrichtung mit der Flügelsteigungsverstellung verbindet.
1a. Hubschrauber nachAnspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffarentialmechanismus zwei unabhängig zu verstellende impulsaufnehmende Organe und ein impulsabgebendes Organ aufweist, dessen abgegebene Impuls größe eine Funktion der algebras'scheri Summe der aufgenommenen Impulsgrößen ist, und daß die von dem Piloten betätigte Störung eines der impulsaufnehmenden Organe beeinflußt, während das andere impulsaufnehmende Organ von dar der Massenträgheit unterliegenden Vorrichtung beeinflußt wird und das impulsabger bende Organ, dien Flügelsteigungsverstellung be@ wirkt.