ITMI991124A1 - Pala per un rotore privo di supporto di un elicottero - Google Patents
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Description
Riassunto del trovato
L'invenzione riguarda una pala per un rotore, privo di supporto, di un elicottero, laddove la pala rotorica nella zona verso la testa rotorica e nella direzione longitudinale della pala rotorica possiede un flexbeam con zone integrate cedevoli alla battitura, all'orientamento e alle torsioni, il quale è fissato alla testa rotorica ed è rivestito a involucro da una guaina di comando, e la guaina di comando è fissata in una zona di raccordo fra flexbeam e pala generante portanza e sono disposti elementi ammortizzatori per ammortizzare la pala rotorica rotante nel piano di orientamento.
In una pala per il rotore di un elicottero, l'invenzione si pone il compito di ridurre le deviazioni di ammortizzatori in elementi ammortizzatori locali, per realizzare elementi ammortizzatori di altezza costruttiva ridotta, per rendere in tal modo più semplici e più economici gli elementi ammortizzatori.
Il problema viene risolto in quanto sono disposti elementi ammortizzatori (40, 40') fra la zona (SG) del flexbeam (2) cedevole agli orientamenti e il fissaggio della guaina di comando (1) nella zona di raccordo (17) della pala rotorica (R).
(Figura 5)
Descrizione del trovato
L'invenzione riguarda una pala per un rotore, privo di supporto, di un elicottero, laddove la pala rotorica nella zona verso la testa rotorica e nella direzione longitudinale della pala rotorica possiede un flexbeam con zone integrate cedevoli alla battitura, all'orientamento e alle torsioni, è fissato alla testa rotorica ed è rivestito ad involucro da una guaina di comando, e la guaina di comando è fissata in una zona di raccordo fra flexbeam e pala generante portanza e sono disposti elementi ammortizzatori per ammortizzare la pala rotorica rotante nel piano di orientamento.
Le pale rotoriche per elicotteri vengono realizzate prevalentemente in materiale composito in fibre. Le pale rotoriche durante l'esercizio dell'elicottero vengono deviate in differenti direzioni e di conseguenza fortemente sollecitate. La pala rotorica, nel caso di un rotore privo di supporto, all'estremità interna verso la testa rotorica possiede un elemento strutturale cedevole flessionalmente e torsionalmente (chiamato flexbeam), che consente i movimenti in direzione di battitura, orientamento e la deviazione angolare attorno all'asse torsionale. Inoltre il flexbeam trasmette le forze centrifughe della pala sulla testa rotorica. La zona torsionalmente cedevole del flexbeam si trova all'interno di una guaina di comando torsionalmente rigida, tramite la quale i movimenti di comando vengono trasmessi nella zona della pala rotorica generante portanza. Affinché sia possibile realizzare separatamente il flexbeam, rispettivamente sostituirlo in caso di danneggiamento, si inserisce spesso un punto di separazione fra flexbeam e zona della pala generante portanza. La pala rotorica in un tale caso è eseguita in due pezzi. Contemporaneamente questo punto di separazione può essere utilizzato per una piegatura della pala. Per la piegatura della pala una pala generante portanza in corrispondenza del punto di separazione mediante eliminazione di un mezzo di collegamento può essere orientata in una direzione tale che un elicottero può essere sistemato in poco ingombro in un mezzo trasportatore.
La guaina di comando è collegata con un comando. Tramite la guaina di comando è possibile trasmettere un movimento di comando nella zona della pala generante portanza. Come movimento di comando va intesa una deviazione angolare della pala rotorica attorno all'asse torsionale (corrisponde all'asse longitudinale di mezzeria) del flexbeam. Per la pala rotorica rotante in relazione ad una deviazione si verifica un orientamento (orientamento dall'asse longitudinale della pala rotorica) della zona della pala all'interno di un piano, il piano di orientamento, che è sostanzialmente identico al piano di rotazione della pala rotorica. Per assicurare sufficiente stabilità di risonanza a terra e aerea l'orientamento della pala rotorica deve essere necessariamente ammortizzato. Per questo ammortizzamento sono necessari ammortizzatori (elementi ammortizzatori). Assai spesso questi elementi ammortizzatori (per motivi di rigidezza) sono formati da un complesso elastomero multistrato. Il necessario ammortizzamento viene ottenuto per effetto della periodica distorsione tangenziale di questi strati elastomeri.
In pale rotoriche finora note, gli elementi ammortizzatori sono disposti fra raccordo della pala rotorica alla testa rotorica e zona cedevole agli orientamenti. Nel brevetto tedesco DE 3526 470 CI inoltre gli elementi ammortizzatori sono disposti sulla parete esterna della guaina di comando in prossimità del bordo della guaina di comando vicino alla testa rotorica, ossia al disopra, rispettivamene al disotto, del flexbeam e quindi al disopra e al disotto del piano di orientamento della pala rotorica. Con la grande distanza dell'elemento ammortizzatore dallo snodo di orientamento fittizio (corrisponde alla zona cedevole agli orientamenti) si ottengono corse di spostamento relativamente grandi degli strati ammortizzatori. Tuttavia queste corse di spostamento relativamente grandi in relazione ad una sufficiente durata utile richiedono anche una grande altezza costruttiva dell'elemento ammortizzatore. L'altezza costruttiva dell'elemento ammortizzatore e la disposizione al disopra, rispettivamente al disotto, del flexbeam influenzano sfavorevolmente l'aerodinamica. Inoltre per elementi ammortizzatori esterni possono verificarsi problemi con la facilità di movimento di aste di comando o coperture della testa rotorica. Gli elementi ammortizzatori di costruzione alta sono formati da più strati elastomeri fra i quali si trovano strati rigidi per sostenere carichi assiali. Questi ammortizzatori sono di fabbricazione dispendiosa e pertanto costosi. Affinché non compaiano perdite di ammortizzamento è necessario realizzare il fissaggio degli elementi ammortizzatori e la relativa trasmissione delle forze senza gioco e in modo assai rigido.
La domanda di brevetto tedesco DE 37 07 333 Al è a conoscenza del problema che, a causa di possibili vibrazioni instabili della pala rotorica, (specialmente durante l'avviamento e l'arresto del rotore) si rende necessario un ammortizzamento del movimento di orientamento della pala. Dal documento si rileva come è possibile risolvere il problema mediante l'articolazione dell'asta di comando. La soluzione prevede di disporre ammortizzatori ai due lati della base di una pala rotorica eseguita in un unico pezzo. La base è fissata alla testa rotorica ed è parte di un flexbeam. L'articolazione dell'asta di comando avviene, conformemente alla soluzione nota, direttamente su un organo di collegamento rigido disposto fra dispositivo ammortizzatore e puntone. Nonostante uno spostamento degli ammortizzatori dalla superficie esterna della guaina di comando nella zona interna della guaina di comando e quindi più vicino nell'ambito della base del flexbeam, esistono ciò nonostante spostamenti relativamente grandi degli strati ammortizzatori, poiché anche qui la distanza dell'elemento ammortizzatore dallo snodo di orientamento fittizio risulta ancor sempre relativamente grande. Questa sollecitazione, tenendo conto di una sufficiente durata utile, richiede una grande altezza costruttiva degli ammortizzatori. Tali ammortizzatori inoltre sono di fabbricazione costosa e quindi cari. Alla soluzione nota è pervenuto unicamente un miglioramento delle condizioni aerodinamiche in corrispondenza della guaina di comando.
Il DE 2927 263 Al non illustra una disposizione modificata degli elementi ammortizzatori. Anche ivi gli elementi ammortizzatori si trovano nell'ambito della base del flexbeam. Il DE 37 34 592 Al comporta il perfezionamento per cui il dispositivo ammortizzatore disposto nell'ambito della base del flexbeam è posizionato nel piano di orientamento. Ciò nonostante esistono deviazioni relativamente grandi per il singolo elemento ammortizzatore. Inoltre sono necessarie altezze costruttive relativamente grandi dell'elemento ammortizzatore.
In una pala per un rotore, privo di supporto, di un elicottero l'invenzione si pone il compito di ridurre, per locali elementi ammortizzatori, le deviazioni degli ammortizzatori, per realizzare forme di elementi ammortizzatori sostanzialmente più piatte, di conformazione più semplice e più economica.
Il problema viene risolto in quanto sono disposti elementi ammortizzatori fra la zona del flexbeam cedevole agli orientamenti (snodo di orientamento fittizio) e il fissaggio della guaina di comando nella zona di raccordo della pala rotorica. Con questa conformazione viene modificato il rapporto di trasmissione di "movimento di orientamento della pala rotorica rispetto a spostamento dell'ammortizzatore", che porta a minore deviazione dell'elemento ammortizzatore. Con lo spostamento dell ammortizzatore gli strati elastomeri ammortizzatori di un elemento ammortizzatore ricevono una temporanea distorsione tangenziale rispetto alla loro posizione di partenza (posizione di riposo). Una proiezione dello strato elastomero superiore deviato, sullo strato elastomero inferiore, nel caso di una distorsione tangenziale presenta un grado di copertura modificato. Questa distorsione tangenziale viene anche chiamata deviazione dell ammortizzatore. Un vantaggio dell'ottenibile minore deviazione dell ammortizzatore sta nel fatto che la proiezione della piastra ammortizzatrice superiore deviata o sulla piastra ammortizzatrice inferiore presenta un grande grado di copertura, cosicché in tal modo si ottengono minori coppie e quindi un minore livello di tensione tangenziale. Il grado di sollecitazione dell'elemento ammortizzatore viene in tal modo ridotto. L'altezza costruttiva di un elemento ammortizzatore può essere decisamente ridotta. Il vantaggio di impiegare elementi ammortizzatori di minore altezza costruttiva fornisce anche la possibilità di sfruttare meglio lo spazio rivestito a involucro dalla guaina di comando, rispettivamente di realizzare in modo aereo-dinamicamente più vantaggioso la guaina di comando. La guaina di comando può essere conformata in modo più compatto. È possibile realizzare in modo aerodinamicamente più vantaggioso un rivestimento della testa rotorica. Vantaggiosamente è possibile disporre elementi ammortizzatori in modo che tutti vengono sollecitati nello stesso modo, per cui si evita ampliamente un'anticipata avaria di singoli elementi. Si ottiene una esecuzione ottimale, e quindi vantaggiosa (rivendicazione 2) quando elementi ammortizzatori sono disposti fra la zona cedevole agli orientamenti (SG) e la zona di raccordo della pala rotorica e ivi in sostanza lateralmente al flexbeam nel piano di orientamento. In tal modo essi possono smorzare con la massima efficacia l'orientamento della pala rotorica. Gli elementi ammortizzatori in tal caso sono disposti all'interno della guaina di comando. La distanza del singolo elemento ammortizzatore rispetto all'asse longitudinale di mezzeria del flexbeam è in tal caso particolarmente modesta. In tal modo si ottengono corse di deviazione dello stato elastomero particolarmente piccole. Specialmente per pale rotoriche con un punto di separazione gli elementi ammortizzatori possono essere disposti in corrispondenza del punto di separazione utilizzando lo spazio già presente. Gli elementi ammortizzatori in tal caso vengono disposti sulla piastra di fissaggio già presente per collegare testa flexbeam e pala generante portanza. Conformemente ad un'ulteriore esecuzione (rivendicazione 3) è previsto che l'elemento ammortizzatore sia collegato in maniera amovibile con la guaina di comando a involucro e la pala rotorica. Questa conformazione consente una rapida sostituibilità dell'elemento ammortizzatore quando necessario.
Conformemente ad un'ulteriore esecuzione (rivendicazione 4) , l'elemento ammortizzatore è fissato in primo luogo alla piastra di fissazione collegante il flexbeam con la pala generante portanza, e d'altro canto è fissato con la guaina di comando. Il fissaggio degli elementi ammortizzatori avviene sulla superficie mantellare direttamente circostante della guaina di comando.
Per tenere modesta l'altezza costruttiva della guaina di comando e ottimizzare quindi aerodinamicamente la guaina di comando, può essere necessario mantenere modesta la superficie della sezione trasversale dell'ammortizzatore. Al riguardo può essere di aiuto un'esecuzione conforme alla rivendicazione 5. In tal caso gli strati ammortizzatori sono sovrapposti molteplicemente, per cui si riduce fortemente la superficie proiettata dell'elemento ammortizzatore e gli elementi ammortizzatori possono essere meglio integrati nella guaina di comando.
Tuttavia potrebbe essere vantaggiosa anche l'esecuzione della disposizione di ammortizzamento conforme alla rivendicazione 6, in cui gli elementi ammortizzatori sono disposti in un piano (piano di orientamento) consecutivamente e di preferenza parallelamente all'asse longitudinale di mezzeria del flexbeam. Di conseguenza è possibile ridurre la dimensione laterale (l'ampiezza) della guaina di comando, laddove si migliora la proprietà aerodinamica.
Conformemente ad un'ulteriore esecuzione (rivendicazione 7) la testa flexbeam può essere eseguita come piastra di fissaggio. In tal modo si risparmia un'aggiuntiva piastra di fissaggio.
In particolare:
la figura 1 mostra la disposizione dell'elemento ammortizzatore all'esterno della guaina di comando conformemente all'attuale stato della tecnica;
la figura 2 mostra una disposizione degli elementi ammortizzatori verticalmente rispetto al piano di rotazione del flexbeam conforme all'attuale stato della tecnica; la figura 3 mostra il principio di funzionamento della cinematica dell'ammortizzatore conforme all'attuale stato della tecnica;
la figura 4 mostra il nuovo principio di funzionamento della cinematica dell 'ammortizzatore con elementi ammortizzatori fra snodo di orientamento e fissaggio della guaina di comando;
la figura 5 mostra la disposizione di elementi ammortizzatori nella zona di raccordo di una pala rotorica in due pezzi, in vista prospettica, con guaina di comando sezionata;
la figura 6 mostra la rappresentazione esplosa rispetto alla figura 5;
la figura 7 mostra il flexbeam con piastra di fissaggio integrata;
la figura 8 mostra la disposizione di elementi ammortizzatori nel piano di orientamento parallelamente all'asse longitudinale di mezzeria del flexbeam in fila; la figura 9 mostra la pala rotorica in un unico pezzo con disposizione degli elementi ammortizzatori nella zona di raccordo fra flexbeam e pala generante portanza.
La figura 1 (stato della tecnica) mostra schematicamente il principio di funzionamento di un noto rotore privo di supporto con 4 pale rotoriche. La struttura di principio di una pala rotorica R comprende la zona della pala 3 generante portanza nonché il flexbeam 2 disposto verso la testa rotorica 5 in direzione longitudinale della pala rotorica. Il flexbeam 2 corrisponde ad un elemento strutturale di materiale composito in fibre. L'estremità del flexbeam 2, associata alla testa rotorica 5, viene indicata come base (rispettivamente base del flexbeam). La base del flexbeam è collegata con il mozzo dell'asse rotorico. Mozzo e asse rotorico fanno parte della testa rotorica 5. L'estremità del flexbeam 2, fronteggiante la base, viene indicata come testa del flexbeam. Dalla testa del flexbeam ha luogo il raccordo con la pala 3 generate portanza. Questo raccordo forma una zona di raccordo. Quando guesta zona di raccordo è conformata senza commettitura si parla di una pala rotorica in un unico pezzo. Se tuttavia questa zona di raccordo è dotata di un punto di separazione T, si parla di una pala rotorica in due pezzi. L'invenzione descritta in seguito è adottabile sia per una pala rotorica in un unico pezzo sia anche per una in due pezzi.
La zona di raccordo presente in entrambi i tipi di pale rotoriche costituisce una zona di collegamento della guaina di comando 1 alla pala rotorica R, in cui coppie torsionali del comando (tramite asta di comando St) vengono immesse con vincolo geometrico sulla pala aerodinamica 3. Entrambi i limiti della zona di raccordo vengono fissati in primo luogo dalla possibilità di un collegamento della guaina di comando 1 con il flexbeam 2 e in secondo luogo mediante la possibilità di un collegamento della guaina di comando 1 con la pala 3 generate portanza. La zona fra questi due limiti viene indicata come zona di raccordo. Fra flexbeam 2 con guaina di comando 1 di rivestimento a involucro e la pala 3 generante portanza, conformemente alla figura 1 si trova ad un punto di separazione T consentente in particolare una sostituzione del flexbeam oppure della pala, rispettivamente una piegatura della pala.
Il flexbeam 2 possiede zone a, b e o integrate, cedevoli alla battitura, all'orientamento e alla torsione. La guaina di comando 1 è torsionelmente rigida e conformemente allo stato della tecnica in direzione verticale in corrispondenza del suo lato superiore e inferiore presenta, rispettivamente la disposizione di un elemento ammortizzatore 4. Una tiranteria si impegna con un mezzo di fissaggio sulla superficie della guaina di comando 1. Questa tiranteria St forma parte di un comando con l'ausilio della quale si produce una forza per la regolazione angolare della pala rotorica R. Con la regolazione angolare si imposta l'angolo d'impostazione della pala rotorica come è noto allo specialista. La forza per la regolazione angolare viene trasmessa tramite la guaina di comando 1 sul flexbeam 2, laddove il flexbeam 2 lungo l'asse longitudinale di mezzeria esegue un movimento torsionale portante ad una regolazione angolare della pala 3 generante portanza. Per la pala rotorica rotante R a tale riguardo si verifica un movimento di battitura (verticalmente al piano di rotazione) nonché un movimento di orientamento (orientamento) nel piano di orientamento, che coincide sostanzialmente con il piano di rotazione della pala. Come mostra inoltre lo schema pertanto il flexbeam possiede uno snodo di battitura fittizio, uno snodo di orientamento fittizio ed una zona torsionale. Il movimento di orientamento della pala rotorica viene ammortizzato mediante gli elementi ammortizzatori.
La figura (stato della tecnica) mostra la disposizione degli elementi ammortizzatori conformemente allo stato della tecnica. La figura 2 rappresenta la sezione A-A della figura 1. Nella figura 2 è riconoscibile che il flexbeam 2 è rivestito a involucro dalla guaina di comando 1. Relativamente al flexbeam gli elementi ammortizzatori sono associati alla zona della base del flexbeam. Rispettivamente un elemento ammortizzatore 4, 4', relativamente al piano, di orientamento della pala rotorica, si trova in direzione verticale, al disopra, rispettivamente al disotto, della guaina di comando 1. Per garantire l'ammortizzamento gli elementi ammortizzatori necessitano di più strati ammortizzatori (strati elastomeri) e in tal modo conseguono un'altezza costruttiva relativamente grande. Poiché gli elementi ammortizzatori 4, 4' sono disposti all'esterno della guaina di comando 1, essi influenzano sfavorevolmente l'aerodinamica della pala rotorica R. Inoltre possono verificarsi problemi con la libertà di movimento di aste di comando oppure della copertura della testa rotorica. Gli elementi ammortizzatori 4, 4' sono collegati con un appoggio 6 della guaina di comando con supporto di sostegno 7 disposto nel flexbeam 2.
La figura 3 (stato della tecnica) mostra il principio di funzionamento della cinematica dell'ammortizzatore della disposizione nota secondo la figura 1. Si tratta di una rappresentazione schematica. Nel caso di un movimento di orientamento della pala 3 nel piano di orientamento (corrisponde al piano della figura) si verifica una deviazione dell'asse longitudinale di mezzeria MLQ del flexbeam 2 da una posizione Al in una posizione A2 e nuovamente indietro. La pala 3 pertanto si orienta in ragione di un angolo £ attorno all'asse longitudinale di mezzeria. In seguito all'accoppiamento rigido della pala 3 alla guaina di comando 1 e alla rigidezza della guaina di comando 1 stessa viene deviato ogni elemento ammortizzatore 4, 4', ossia gli strati elastomeri di un elemento ammortizzatore ricevono una distorsione tangenziale. È rappresentata la distorsione tangenziale per l'elemento ammortizzatore 4. Lo.strato superiore 42 viene spostato rispetto allo strato inferiore 41 dell'elemento ammortizzatore 4, il che è rappresentato nella vista dall'alto. Ciò riguarda anche l'elemento ammortizzatore 4'. La deviazione dell'ammortizzatore, ossia la deviazione di un elemento ammortizzatore, avviene approssimativamente corrispondentemente alla formula
laddove ξ è l'angolo di orientamento. La grandezza della deviazione S dell'ammortizzatore viene definita dalla distanza a fra l'appoggio 6 della guaina di comando e lo snodo di orientamento SG. Per motivi costruttivi la distanza a non può essere variata a piacere. Lo snodo di orientamento SG per motivi di resistenza e di rigidezza non può essere spostato ulteriormente verso l'interno. L'appoggio 6 della guida di comando invece dovrà poggiare sulla zona interna rigida del flexbeam 2 e, pertanto, per questo motivo non può essere spostato ulteriormente verso l'esterno (in direzione dello snodo di orientamento SG). La figura 4 mostra il nuovo principio di funzionamento della cinematica dell 'ammortizzatore con elementi ammortizzatori 40, 40'. Gli elementi ammortizzatori 40, 40' sono disposti fra la zona cedevole all'orientamento, il cosiddetto snodo di orientamento fittizio SG, il flexbeam 2 il fissaggio della guaina di comando 1 sulla pala rotorica R. Il fissaggio della guaina di comando 1 sulla pala rotorica R avviene in una zona di raccordo fra flexbeam 2 pala 3 generante portanza. La testa del flexbeam è inclusa sostanzialmente in questa zona di raccordo. Nel caso di una pala rotorica in due pezzi anche il punto di separazione T è disposto nella zona di raccordo.
La zona di raccordo del collegamento della guaina di comando 1 alla pala rotorica R è la zona in cui coppie torsionali del comando ST vengono immesse con vincolo geometrico sulla pala 3 generante portanza. La disposizione degli elementi ammortizzatori 40, 40' nella zona fra snodo di orientamento fittizio SG e fissaggio della guaina di comando 1 sulla pala rotorica R si distingue pertanto fondamentalmente dal noto stato della tecnica, che conosce soltanto disposizioni nella zona della base del flexbeam. In questa nuova zona esiste la possibilità di disporre all'interno della guaina di comando i piccoli elementi ammortizzatori al disopra, rispettivamente al disotto, del piano di orientamento oppure nel piano di orientamento, senza peggiorare l'aerodinamica della guaina di comando o modificare sfavorevolmente un punto di separazione. Non occorre la disposizione degli elementi ammortizzatori nella zona della base del flexbeam. Non è decisivo se la pala rotorica è realizzata in un unico pezzo oppure in due pezzi. La soluzione secondo l'invenzione ha il vantaggio che è possibile ridurre sostanzialmente la deviazione dell'ammortizzatore senza limitare la funzione di ammortizzamento. In tal modo contemporaneamente è possibile ridurre drasticamente l'altezza costruttiva dell'elemento ammortizzatore. L'altezza costruttiva è riducibile in ragione di 3 fino a 4 volte la nota altezza costruttiva. Pertanto risulta possibile impiegare l'elemento ammortizzatore ad esempio con soltanto ancora uno strato elastomero senza dischi intermedi metallici. Una soluzione particolarmente vantaggiosa consiste nel disporre gli elementi ammortizzatori 40, 40' all'interno della zona di raccordo della pala rotorica e ivi sostanzialmente lateralmente al flexbeam 2 nel piano di orientamento SE- Gl elementi ammortizzatori 40, 40' in tal caso sono disposti all'interno della guaina di comando 1 e non sono collegati direttamente con l'asta di comando St della pala rotorica R.
Se la pala rotorica possiede un punto di separazione T nella zona di raccordo, allora di regola il collegamento fra testa del flexbeam e pala generante portanza viene realizzato per mezzo di una piastra di fissaggio 8 (chiamata anche ferramenta 8) e relativi mezzi di collegamento. Ciò è opportuno ad esempio per motivi di piegatura della pala.
Vantaggiosamente lo spazio presente in seguito al punto di separazione T può essere utilizzato aggiuntivamente per sistemarvi elementi ammortizzatori 40, 40'. La guaina di comando 1 in tal modo può essere realizzata nella zona della base del flexbeam in modo aerodinamicamente e sostanzialmente più vantaggioso, poiché ivi non occorrono gli elementi ammortizzatori. Il principio di funzionamento secondo la figura 4 corrisponde anche alla disposizione degli elementi ammortizzatori, come quelli mostrati in seguito nelle figure 5 , 6, 7 , 8.
La deviazione S dell 'ammortizzatore rispetto alla disposizione secondo la figura 4 avviene in base alla formula
L'indice 1 nella formula (3) caratterizza lo stato di partenza prima dell'orientamento. L'indice 2 nella formula (4) caratterizza lo stato di orientamento, ossia la deviazione degli strati elastomeri dell'elemento ammortizzatore, in seguito a distorsione tangenziale.
Lo stato di partenza prima della deviazione viene rappresentato dalla posizione Al dell'asse longitudinale di mezzeria MLQ del flexbeam. Lo stato di deviazione del flexbeam è ottenuto con la posizione A2 dell'asse longitudinale di mezzeria ML1> Con questa deviazione attorno allo snodo di orientamento SG si è verificato un orientamento secondo l'angolo ξ. Con l'appoggio 6 della guaina di comando la guaina di comando 1 è fissata nella zona della base della pala del flexbeam nella posizione Al dell'asse longitudinale di mezzeria MLQ. Poiché gli elementi ammortizzatori 40, 40' sono disposti nel piano di orientamento (corrisponde al piano del disegno) della pala rotorica dietro allo snodo di orientamento SG (guardando dalla base del flexbeam) in sostanza lateralmente al flexbeam, risulta visibile che la deviazione ora ottenuta S dell 'ammortizzatore risulta sostanzialmente minore rispetto allo stato della tecnica illustrato (figura 3).
La deviazione S dell'ammortizzatore è mostrata graficamente secondo al figura 4 mediante proiezione dello strato elastomero superiore sullo strato elastomero inferiore di rispettivamente un elemento ammortizzatore nel piano della figura. La deviazione S dell'ammortizzatore in tal caso dipende soprattutto dalla grandezza h, dalla distanza dell'ammortizzatore dall'asse del flexbeam (corrisponde all'asse longitudinale di mezzeria).
La figura 5 mostra la disposizione degli elementi ammortizzatori in vista prospettica con guaina di comando 1 sezionata. Ivi è riconoscibile che il flexbeam 2 è orientato in direzione longitudinale della pala. Nella zona di raccordo 17 è disposto un punto di separazione T formato dalla piastra di fissaggio 8. La piastra di fissaggio 8 collega la testa del flexbeam 2 con i bracci di raccordo 10, 10' della pala 3 generante portanza. La pala rotorica R pertanto è in due pezzi. Il flexbeam è circondato dalla guaina di comando 1. In direzione longitudinale del lato rivolto verso la testa rotorica la guaina di comando 1 è di nuovo sostenuta nella zona interna, mediante l'appoggio 6 della guaina di comando, sul supporto di sostegno. Gli elementi ammortizzatori 40, 40' sono disposti vicino alla testa del flexbeam in sostanza lateralmente al flexbeam 2. Gli elementi ammortizzatori 40, 40' pertanto sono disposti nel piano di orientamento S_ della pala rotorica R. Essi si trovano all'interno della guaina di comando 1, ossia nello spazio rivestito a involucro dalla guaina di comando 1. Con questa disposizione degli elementi ammortizzatori 40, 40' -come mostra la figura 4 - si riesce a ridurre la deviazione dell'ammortizzatore. La direzione della freccia mostra la possibile direzione di orientamento SR della pala rotorica R nel piano di orientamento S,,. In seguito a ridotti percorsi di spostamento degli strati nell'elemento ammortizzatore l'altezza costruttiva dell'elemento ammortizzatore può risultare minore rispetto all'attuale stato della tecnica.
Con la disposizione perfezionata degli elementi ammortizzatori si riduce anche il grado di sollecitazione del singolo elemento ammortizzatore e se ne aumenta quindi la durata utile.
Gli elementi ammortizzatori 40, 40' per mezzo di una piastra di fissaggio 8 sono accoppiati rispettivamente con vincolo geometrico con la zona 3 della pala generante portanza. D'altro canto gli elementi ammortizzatori 40, 40' sono collegati rigidamente con la parete interna della guaina di comando 1. Pertanto i mezzi di fissaggio 11, 11' dell'elemento ammortizzatore 40 e i mezzi di fissaggio 9, 9' dell'elemento ammortizzatore 40' sono accoppiate rispettivamente con la guaina di comando.
La figura 6 è una rappresentazione esplosa rispetto alla figura 5 ed oltre al flexbeam 2, alla guaina di comando 1 torsionalmente rigida e alla zona 3 della pala generante portanza, mostra specialmente la piastra di fissaggio 8 portante fori per alloggiare mezzi di collegamento. La piastra di fissaggio 8 è eseguita essenzialmente a forma di U, laddove nella sella della forma ad U centralmente è disposta una rientranza (foro oblungo) (non visibile nella figura), in grado di alloggiare la testa 15 del flexbeam. Nella sella della forma ad U, ai due lati della rientranza, sono disposti due ponticelli 8.1 e 8.2. Su questi ponticelli vengono disposti gli elementi ammortizzatori 40, 40'. L'elemento ammortizzatore 40 ad esempio è montato in modo da alloggiare il ponticello 8.1 nel suo interno. Analogamente l'elemento ammortizzatore 40' è collegato con il ponticello 8.2. I mezzi di fissaggio 9, 9' e 11, 11' (ad esempio collegamento tramite perni) sono collegabili con la guaina di comando 1 e vengono ivi alloggiati. Analogamente vale per il lato inferiore degli elementi ammortizzatori. La testa 15 del flexbeam viene introdotta e posizionata attraverso il foro oblungo fra le due pareti della piastra di fissaggio 8. Tramite i fori riconoscibili nella testa 15 del flexbeam e nella piastra di fissaggio 8 vengono introdotti mezzi di fissaggio consententi un accoppiamento rigido fra testa 15 del flexbeam e piastra di fissaggio 8. Nella piastra di fissaggio 8 vengono disposti e fissati mediante mezzi di fissaggi parimenti i bracci di raccordo 10, 10' della pala 3 generante portanza. Nel caso di un montaggio degli elementi ammortizzatori 4, 4' di fronte alla piastra di fissaggio 8 è possibile sovrapporre anche più elementi ammortizzatori.
La figura 7 mostra un'esecuzione particolarmente vantaggiosa di una testa di flexbeam. Conformemente alla presente figura 7 la testa del flexbeam è stata eseguita corrispondentemente alla conformazione di una piastra di fissaggio 16. Pertanto non occorre il montaggio di una aggiuntiva piastra di fissaggio (ad esempio della piastra di fissaggio 8) sulla testa del flexbeam. Nella testa del flexbeam eseguita secondo la figura 7, corrispondentemente ad una piastra di fissaggio 16, gli elementi ammortizzatori 40, 40' vanno montati parimenti come già descritto.
La figura 8 mostra un'ulteriore possibilità di esecuzione. In relazione ad una piastra di fissaggio 8 oppure in relazione ad una testa di flexbeam, eseguita come piastra di fissaggio 16, è possibile disporre consecutivamente più singoli elementi ammortizzatori 40.0, 40.1, 40.2, 40.3 in un piano, di preferenza parallelamente all'asse longitudinale di mezzeria ML del flexbeam 2. Di conseguenza è possibile ridurre la dimensione laterale della guaina di comando. Gli elementi ammortizzatori 40.0, 40.1 in particolare corrispondono ad un elemento ammortizzatore 40 e analogamente agli elementi ammortizzatori 40.2, 40.3 e ad un elemento ammortizzatore 40'.
La figura 9 mostra una disposizione degli elementi ammortizzatori 40, 40' nell'esempio di una pala rotorica R in un unico pezzo. Il flexbeam 2 si raccorda senza commettitura con la pala 3 generante portanza. Il flexbeam 2 è rivestito a involucro dalla guaina di comando 1. Un'estremità della guaina di comando mediante l'appoggio 6 della guaina di comando è sostenuta su un supporto di sostegno. Gli elementi ammortizzatori 40, 40' sono posizionati vantaggiosamente nella zona di raccordo 17 della pala rotorica R. La zona di raccordo 17 corrisponde alla zona già definita. Una piastra di fissaggio 8, parimenti ivi posizionata, nella zona di raccordo 17 è collegata con la pala rotorica R (ad esempio mediante 4 collegamenti a perni) e reca gli elementi ammortizzatori 40, 40'. Questi mediante mezzi di fissaggio 9, 9' e 11, 11<7 >sono fissati alla piastra di fissaggio 8 e alla guaina di comando 1. La guaina di comando 1 è sezionata per migliorarne la vista. È riconoscibile che gli elementi ammortizzatori 44<7 >sono posizionati nel piano di ammortamento SE_ lateralmente al flexbeam 2.
Claims (7)
- Rivendicazioni 1. Pala per un rotore privo di supporto di un elicottero, laddove la pala rotorica nella zona verso la testa del rotore e nella direzione longitudinale della pala rotorica possiede un flexbeam con zone integrate cedevoli alla battitura, all'orientamento e alla torsione, il quale flexbeam è fissato alla testa rotorica ed è rivestito a involucro da una guaina di comando e la guaina di comando è fissata in una zona di raccordo fra flexbeam e pala generante portanza, e sono disposti elementi ammortizzatori per ammortizzare la pala rotorica rotante nel piano di orientamento, caratterizzata dal fatto che sono disposti elementi ammortizzatori (40, 40<7>) fra la zona (SG) del flexbeam (2), cedevole all'orientamento, e il fissaggio della guaina di comando (1).
- 2. Pala rotorica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'elemento ammortizzatore (40, 40') è disposto in sostanza lateralmente al flexbeam (2) nel piano di orientamento (SE) ed è rivestito ad involucro dalla guaina di comando (1).
- 3. Pala rotorica secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che l'elemento ammortizzatore (40, 40') è accoppiato in maniera amovibile con la guaina di comando (1) di rivestimento a involucro e la pala rotorica (R).
- 4. Pala rotorica secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che l'elemento ammortizzatore (40, 40'), in primo luogo, è fissato ad una piastra di fissaggio (8), accoppiata con la pala rotorica (R) nella zona di raccordo e, in secondo luogo, è fissato con la guaina di comando (1).
- 5. Pala rotorica secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che più elementi ammortizzatori sono sovrapposti.
- 6. Pala rotorica secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che più elementi ammortizzatori sono disposti consecutivamente nel piano di orientamento (S_il,), preferibilmente parallelamente all'asse longitudinale di mezzeria (ML) del flexbeam (2).
- 7. Pala rotorica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la testa del flexbeam è eseguita come piastra di fissaggio (16). p. la ditta Eurocopter Deutschland GmbH
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|---|---|---|---|---|
| US6695583B2 (en) | 2002-05-30 | 2004-02-24 | Sikorsky Aircraft Corporation | Snubber-vibration damper system for a bearingless main rotor |
| DE102007013291B4 (de) * | 2007-03-16 | 2010-04-15 | Eurocopter Deutschland Gmbh | Rotorblatt für einen lagerlosen Rotor eines Drehflügelflugzeugs |
| EP2653385B1 (en) * | 2012-04-18 | 2018-03-21 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Aerodynamic blade attachment for a bearingless rotor of a helicopter |
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| EP2653383B1 (en) * | 2012-04-18 | 2016-04-13 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | An airfoil blade of a bearingless rotor of a helicopter |
| EP2722276B1 (en) * | 2012-10-18 | 2015-03-18 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Separable blade attachment for a bearingless rotor of a helicopter |
| US9051047B2 (en) * | 2012-11-12 | 2015-06-09 | Sikorsky Aircraft Corporation | Flexbeam rotor attachment to rotor blade |
| US10336445B2 (en) | 2013-03-12 | 2019-07-02 | Bell Helicopter Textron Inc. | High flapping yoke hub assembly using a cylindrical elastomeric attachment to avoid holes |
| US9505489B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-11-29 | Bell Helicopter Textron Inc. | Flexing clevis arrangement bolted joint attachment for flexible rotor hub with high offset and high flapping |
| US9505490B2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-11-29 | Bell Helicopter Textron Inc. | Composite rotor system using two race track style cantilevered yokes |
| US10611471B2 (en) * | 2014-05-02 | 2020-04-07 | Sikorsky Aircraft Corporation | Light weight rigid rotor with blade fold capability |
| US10442531B2 (en) * | 2015-08-18 | 2019-10-15 | Sikorsky Aircraft Corporation | Rotor damping |
| US10472057B2 (en) | 2016-02-16 | 2019-11-12 | Bell Helicopter Textron Inc. | Rotor assembly with high lock-number blades |
| US10457388B2 (en) | 2016-02-16 | 2019-10-29 | Bell Helicopter Textron, Inc. | Rotor assembly with high lock-number blades |
| FR3057541B1 (fr) * | 2016-10-14 | 2019-03-29 | Airbus Helicopters | Amortisseur de trainee integre a l'interieur d'une pale d'un rotor |
| US10793254B2 (en) * | 2016-12-12 | 2020-10-06 | Textron Innovations Inc. | Soft-in-plane proprotor systems |
| US11001374B2 (en) * | 2017-09-14 | 2021-05-11 | The Boeing Company | System and method for vertical take-off in an autogyro |
| EP3736211B1 (en) | 2019-05-07 | 2022-08-31 | The Boeing Company | A system and method for enhanced altitude control of an autogyro |
| CN112224445A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-15 | 中国直升机设计研究所 | 一种可透视检查柔性梁的袖套 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2558709C3 (de) * | 1975-12-24 | 1982-02-11 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Elastomere Dämpfungseinrichtung |
| US4244677A (en) | 1978-07-12 | 1981-01-13 | United Technologies Corporation | Cross-beam helicopter rotor with readily replaceable snubber |
| US4427340A (en) * | 1982-06-24 | 1984-01-24 | Bell Helicopter Textron Inc. | Soft inplane bearingless helicopter rotor |
| US4601639A (en) | 1984-03-19 | 1986-07-22 | Bell Helicopter Textron Inc. | Nodalized rotor |
| US4676720A (en) * | 1984-07-10 | 1987-06-30 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Bearingless hub structure for rotary-wing aircrafts |
| DE3526470C1 (de) | 1985-07-24 | 1987-01-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor,insbesondere eines Drehfluegelflugzeugs |
| US4746272A (en) | 1986-07-23 | 1988-05-24 | United Technologies Corporation | Lobed composite flexbeam |
| US4898515A (en) | 1986-07-23 | 1990-02-06 | United Technologies Corporation | External wrap of composite flexbeam |
| DE3707333A1 (de) | 1987-03-07 | 1988-09-15 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor, insbesondere eines drehfluegelflugzeugs |
| DE3734592A1 (de) | 1987-10-13 | 1989-05-03 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Daempfungseinrichtung eines rotorblattes |
| JP2667176B2 (ja) | 1987-11-10 | 1997-10-27 | 富士重工業株式会社 | ヘリコプタのピッチ変更及びリードラグ減衰装置 |
| JP2583259B2 (ja) | 1988-01-08 | 1997-02-19 | 富士重工業株式会社 | ヘリコプタ用フレックスビーム |
| US4874292A (en) * | 1988-11-18 | 1989-10-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Apparatus for damping helicopter rotor blade oscillations |
| US5096380A (en) | 1990-05-03 | 1992-03-17 | United Technology Corporation | Composite flexbeam for a bearingless helicopter rotor |
| US5372479A (en) | 1993-06-02 | 1994-12-13 | United Technologies Corporation | Flexbeam for a helicopter bearingless main rotor assembly |
| US5820344A (en) * | 1997-06-27 | 1998-10-13 | Mcdonnell Douglas Corporation | Contoured flexure strap for helicopter rotor system |
-
1999
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