WO1992012897A1 - Steuerungsanlage für drehflügel-fluggeräte - Google Patents

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WO1992012897A1
WO1992012897A1 PCT/CH1991/000273 CH9100273W WO9212897A1 WO 1992012897 A1 WO1992012897 A1 WO 1992012897A1 CH 9100273 W CH9100273 W CH 9100273W WO 9212897 A1 WO9212897 A1 WO 9212897A1
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WO
WIPO (PCT)
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ring
control system
control
handle
preferably according
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Application number
PCT/CH1991/000273
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gene Rock
Original Assignee
Liteco Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Liteco Ag filed Critical Liteco Ag
Publication of WO1992012897A1 publication Critical patent/WO1992012897A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/58—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
    • B64C27/59—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical

Definitions

  • the present invention relates to a control system for rotary wing aircraft, which has a linkage between the main rotor blades and a wobble ring, and a pilot control handle.
  • a one-man helicopter is described in US Pat. No. 4,473,199, the main rotor blades of which are set in rotation by gas jet drives. It is a so-called small helicopter, i.e. a small, lightweight and inexpensive one-man helicopter with single-handle control.
  • the small helicopter described in this US patent has a control system which has a linkage for adjusting the position of the plane of rotation and the angle of attack of the main rotor blades. Due to its guidance and its complexity, and because of its partly spatially designed levers, this linkage exhibits an elastic behavior which the pilot perceives as an unpleasant dead travel when the aircraft is being controlled. Due to the elastic behavior, this has a more unpleasant effect than an excessive play in the joints.
  • the described, simplified control system is otherwise pleasant for the pilot, since he only has to move the individual handle in the direction in which he wants to fly, this elastic behavior is perceived as a hindrance in the sense described.
  • the control of the aircraft disclosed there takes place as follows:
  • Raising or lowering the handle, while leaving the position of the rotor blade plane, causes a collective adjustment of the blade pitch angle corresponding to the stroke by the same amount, so that the aircraft rises or falls vertically in response to such movements.
  • the drive receives more fuel to increase its speed, in adaptation to different flight conditions with regard to carried load, climb, speed, air density, etc.
  • the present invention aims to create a largely foolproof control system which does not have such a dead path and is used by the pilot This is perceived as a rigid linkage during control movements and at which more extreme final control positions can be reached.
  • FIG. 1 is a side view of a rotary wing aircraft, in which the pilot uses his feet as a chassis,
  • FIG. 2 is a side view of a control system for a rotary wing aircraft
  • FIG. 3 shows a section of the control system in the region of the wobble ring, according to section line III - III of FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a detail from the control system according to FIG. 2 with an enlarged illustration of the bell housing with the wobble ring.
  • FIG. 1 shows a one-man rotary-wing aircraft, also referred to as a helicopter, with a fuselage 2, a hollow fuselage part 4 and a seat 5 attached to it. Furthermore, a front panel 6 and a harness belt 7 for holding the pilot in place can be seen and a backrest 8 of a seat which is otherwise covered by side tanks.
  • a shock absorber 10 is also shown, as is a dash-dot line, a helmet 11 which the pilot wears.
  • the overall control of the helicopter 1 also includes a tail rotor 18 on a tail rotor support rod 20, of which rotor 18 two propeller blades 21 and 22 are evident.
  • This tail rotor 18 serves to stabilize the direction of the helicopter 1 and its rotation about its vertical axis.
  • a bracket 23 with leaf springs 24 is provided, and pivot pins 26, which parts since they do not belong to the invention, are not described in detail. Their detailed description can be found in US Pat. No. 4,473,199.
  • the control system of this helicopter 1 includes a first control handle 28 and a second control handle, of which only the upper control lever 76 is shown, which control handles are located near the handle in front of the pilot. Furthermore, a throttle 29 which can be pivoted about an axis 30 is provided and can be actuated in connection with the fuel supply in a manner which is not explained in more detail.
  • the lower end of the control handle 28 is designated 32.
  • the uppermost part of the helicopter 1 is formed by an end housing 33.
  • FIG. 2 shows the upper handle end 35 of the rod-shaped control handle 28, at the free end of which a cyclic cross tube 36 is connected to the control handle 28 via a horizontal pivot bearing 37.
  • the other end of the cross tube 36 is connected to a nose at the lower end of a sliding sleeve 57.
  • a first control rod 39 which is connected to the upper handle end 35 via a horizontal pivot axis 40.
  • a double lever 41 is articulated by means of an axle bolt 43.
  • the other end of the double lever 41 serves to receive a second control rod 45, which extends over the cross tube 36.
  • a pivot bearing 44 connects the double lever to the second control rod 45.
  • the double lever 41 itself is connected to the cross tube 36 via a pivot bearing 47.
  • the free end of the second control rod 45 is pivotally coupled in the sense of FIG. 3 via a lever arm 71 with an outer gimbal ring 61 of a gimbal.
  • a solid support 51 which extends conically in the longitudinal section at the bottom and carries the sliding sleeve 57 at its upper end, is provided with an annular bearing surface for limiting the movement of the sliding sleeve 57. This sleeve 57 in turn serves to accommodate the gimbal.
  • a cardanic bearing is characterized by the fact that the gimbaled part can rotate around two mutually perpendicular, intersecting axes and this individually on each Axis, regardless of the other. This corresponds to a spherical ball bearing, ie a ball joint.
  • the sliding sleeve 57 is the fixed part.
  • an inner cardanic ring 59 is pivotably mounted on a pin 65 each.
  • an outer gimbal ring 61 is pivotably mounted (FIG. 3).
  • the axes of the two pairs of pins 65 and 69 lie in a common plane and intersect at a right angle. Their intersection 60 lies on a rotor shaft axis 68.
  • the lever arm 71 protruding from the outer gimbal ring 61 is pivotally connected to the second control rod 45 via a bolt 52.
  • This cardanic bearing is used to control an annular swash plate or swash ring 63, which can be swiveled both forwards and backwards and to the left and right.
  • the outer gimbal ring 61 carries the swash ring 63 on two ball bearings 72 and 73, which in turn is operatively connected to the main rotor housing 17 (FIG. 1) in a subsequently explained manner.
  • the sliding sleeve 57 is actuated via a crosshead 49 by means of a collective control lever 76.
  • the crosshead 49 is pivotable about a joint 74 as a fixed point of a bearing lever 53. Its inner end is connected to the sliding sleeve 57 via a hinge 48 pivotally connected.
  • a hull-proof rotor shaft 64 is connected at its upper end to the rotating rotor hub 13 via ball bearings (not shown).
  • the rotor shaft 64 extends through a housing 50.
  • the swash ring 63 which is mounted on the outer gimbal ring in the middle of the two ball bearings 72 and 73, is provided with a plurality of eyelets which are used for connecting to various adjusting levers, such as the drive scissor levers 62 .
  • a number of eyelets of the wobble ring 63 are connected to the lower ends of levers 62, the upper ends of which are pivotally connected to drive arms 66.
  • the upper ends of the drive arms 66 are fastened to the rotor hub 13 via joints 67. In this way, the swash ring drive rod 62 and 66 rotates when the main rotor blades 14, 15 rotate with their main rotor housing 17 and the rotor hub 13 on the rotor shaft 64.
  • control handle for the collective control lever 76 In its rest position on a horizontal landing site, the control handle for the collective control lever 76 is approximately in a vertical position and the rotor blades 14 and 15 rotate in a horizontal plane.
  • the helicopter 1 If the helicopter 1 is now to be lifted vertically, the pilot pulls the handle (not shown) and the control lever 76 moves vertically. no direction down.
  • the sliding sleeve 57 is lifted and with it the cyclic system 28, 35, 39, 36 and 45 in a horizontal position. With this lifting movement, the wobble ring 63 is also lifted via the sleeve 57.
  • the swash ring 63 remains in its horizontal position.
  • the drive arms 66 and the levers 62 transmit the rotational movement of the rotor blades 14 and 15 fastened in the main rotor housing 17 to the wobble ring 63, while the two rotor blade pivot levers 70 arranged symmetrically to the axis 68 and the levers 62 pivotably connected to them pivot movement To run. Since the two rotor pivot levers 70 are each connected to one of the hubs of the main rotor blades 14 and 15, the angle of attack of the two rotor blades 14 and 15 is increased when the swash ring 63 is moved upward, thereby increasing their lift and lifting the helicopter 1 vertically.
  • the helicopter 1 flies forward, the pilot pushes the control handle 28 forward. This will pivoted about the pivot bearing 37. Therefore, the axis 40 also moves forward, pulling the first control rod 39 with it. As a result, the double lever 41 is pivoted clockwise about the pivot bearing 47 via the axle bolt 43 and the pivot bearing 44 with the tilting arm 45 is pushed against the carrier 51. Due to the connection of the second control rod 45 via the bolt 52 to the outer gimbal ring 61, the latter is pivoted together with the wobble ring 63 about the axis of the pins 69, so that the wobble ring 63 is now inclined obliquely forward with respect to the rotor shaft 64 is.
  • the angle of attack of the rotor blades 14 and 15 is cyclically adjusted between the smallest and the largest angle of attack. This causes the plane of action of the rotor blades 14 and 15 to be inclined and the two rotor blades to act like propellers in different planes of rotation. This causes the helicopter 1 to move forward.

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Abstract

Die Steuerungsanlage für Drehflügel-Fluggeräte (1) weist eine Gestängeverbindung zwischen den Hauptrotorblättern (14, 15) und einem Taumelring (63) auf. Der Taumelring (63) ist einerseits mit einem Pilotensteuergriff (28) wirkverbunden und anderenseits mit den Hauptrotorblättern (14, 15) über im wesentlichen mit deren Rotationsachse in einer Ebene liegende Hebel (62, 66) verbunden. Beim Vorwärtsschieben des Pilotensteuergriffes (28) neigt sich die Taumelscheibe (63) ohne Totweg nach vorn-unten, wodurch jeweils das vordere Hauptrotorblatt (14 bzw. 15) den kleinsten Profilanstellwinkel aufweist. Diese Steuerungsanlage hat keinen Totweg. Sie wird daher vom Piloten bei Steuerbewegungen als starres Gestänge empfunden. Die Anlage ist daher schnell und in genauem Masse ansprechbar.

Description

Steuerungsanlage für Drehflügel-Fluggeräte
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsan¬ anlage für Drehflügel-Fluggeräte, welche eine Gestän¬ geverbindung zwischen den Hauptrotorblättern und ei¬ nen Taumelring aufweist, sowie einem Pilotensteuer¬ griff.
In der US-PS 4 473 199 ist ein Einmann-Helikopter be¬ schrieben, dessen Hauptrotorblätter durch Gasstrahl¬ antriebe in Drehung versetzt werden. Es handelt sich um einen sog. Kleinhelikopter, d.h. um einen kleinen, leichtgewichtigen und billigen Einmann-Hubschrauber mit einer Steuerung durch Einzelgriff.
Der in dieser US-PS beschriebene Kleinhelikopter weist eine Steuerungsanlage auf, welche zum Verstel¬ len der Lage der Drehebene und des .Anstellwinkels der Hauptrotorblätter ein Gestänge besitzt. Dieses Ge¬ stänge weist, bedingt durch seine Führung und seine Kompliziertheit und wegen seiner zum Teil räumlich ausgebildeten Hebel, ein elastisches Verhalten auf, das der Pilot beim Steuern des Fluggerätes als unan¬ genehmen Totweg empfindet. Dies wirkt sich infolge des elastischen Verhaltens unangenehmer aus als ein übergrosses Spiel in den Gelenken. OboChon das be¬ schriebene, vereinfachte Steuersystem im übrigen für den Piloten angenehm ist, indem er lediglich den Ein¬ zelgriff in die Richtung, in die er fliegen will, be¬ wegen muss, wird doch dieses elastische Verhalten im dargelegten Sinne als hinderlich empfunden. Das Steuern des dort offenbarten Fluggerätes ge¬ schieht fclgendermassen:
1. Durch Drücken oder Ziehen des Handgriffes wird der Winkel der Rotorblattebene bezüglich der Rotorwellenachse verändert und damit der An¬ stellwinkel der Rotorblätter zyklisch ver¬ stellt, wodurch das Flugzeug, je nach Fall, zum Vorwärts- oder Rückwärtsfliegen gebracht wird.
2. Ein Heben oder Senken des Griffes bewirkt, un¬ ter 3elassung der Lage der Rotorblattebene, ein dem Hub entsprechendes kollektives Verstellen der Blattanstellwinkel um den gleichen Betrag, so dass das Flugzeug als .Antwort auf solche Be¬ wegungen vertikal steigt oder sinkt.
3. Ein Drehen des Griffes um seinen vertikalen Drehpunkt bewirkt eine Links- oder Rechtskurve des Flugzeugs in der gleichen Richtung, in wel¬ cher der Griff betätigt wird, indem diese Dre¬ hung auf den Heckrotor wirkt.
4. Wird die Drossel am Handgriff nach vorn ge¬ dreht, erhält der Antrieb mehr Treibstoff zur Erhöhung seiner Drehzahl, in Anpassung an ver¬ schiedene Flugbedingungen bezüglich mitgeführ¬ ter Last, Steigflug, Geschwindigkeit, Luftdich¬ te usw.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung ei¬ ner weitσehendst narrensicheren Steuerungsanlage, weiche keinen derartigen Totweg besitzt und vom Pilo- ten bei Steuerbewegungen als starres Gestänge empfun¬ den wird und bei welcher extremere Endsteuerlagen er¬ reichbar sind.
Eine derartige Steuerungsanlage zeichnet sich durch einen der .Ansprüche, insbesondere den Anspruch 1, aus.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise an¬ hand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Drehflügel-Flugge¬ rätes, bei welchem der Flugzeugführer seine Füsse als Fahrgestell benutzt,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Steuerungsanlage für ein Drehflügel-Fluggerät,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Steuerungsanlage im Bereich des Taumelringes, gemäss Schnittlinie III - III der Fig. 2,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Steuerungsanlage gemäss Fig. 2 mit vergrösserter Darstellung des Giockengehäuses mit dem Taumelring.
Fig. 1 zeigt ein Einmann-Drehflügel-Fluggerät, auch als Hubschrauber bezeichnet, mit einem Rumpf 2, ei¬ nem Hohlrumpfteil 4 und einem daran befestigten Sitz 5. Ferner ist eine Frontverkleidung 6 ersichtlich sowie ein Geschirrgurt 7 zum Festhalten des Piloten und eine Rückenlehne 8 eines im übrigen durch Sei¬ tentanks bedeckten Sitzes. Es ist ebenso ein Stoss- dämpfer 10 dargestellt sowie, strichpunktiert, ein Helm 11, welchen der Pilot trägt.
Im Oberteil der Fig. 1 ist eine Rotornabe 13 mit Ro¬ torblättern 14 und 15 ersichtlich sowie ein dazuge¬ hörendes Hauptrotorgehäuse 17. Zur Gesamtsteuerung des Hubschraubers 1 gehört ferner ein Heckrotor 18 auf einer Heckrotortragstange 20, von welchem Rotor 18 zwei Propellerblätter 21 und 22 ersichtlich sind. Dieser Heckrotor 18 dient der Stabilisierung der Richtung des Hubschraubers 1 und dessen Drehung um seine Vertikalachse. Ferner ist eine Konsole 23 mit Blattfedern 24 vorgesehen sowie Drehbolzen 26, wel¬ che Teile, da sie nicht zur Erfindung gehören, nicht näher beschrieben werden. Deren ausführliche Be¬ schreibung kann aus der US-PS 4 473 199 entnommen werden.
Zur Steuerungsanlage dieses Hubschraubers 1 gehört ein erster Steuergriff 28 und ein zweiter Steuer¬ griff, von welchem nur der obere Steuerhebel 76 dar¬ gestellt ist, welche Steuergriffe sich vor dem Pilo¬ ten in Griffnähe befinden. Ferner ist eine um eine Achse 30 schwenkbare Drossel 29 vorgesehen, welche in Zusammenhang mit der Treibstoffzufuhr in nicht näher erläuterter Weise zu betätigen ist. Das untere Ende des Steuergriffes 28 ist mit 32 bezeichnet. Den obersten Teil des Hubschraubers 1 bildet ein Endge¬ häuse 33.
In Anlehnung an die bisherige Ausführung gemäss Fig. 12 der US-PS 4 473 199 zeigt die Fig. 2 das obere Griffende 35 des stangenförmigen Steuergriffes 28, an dessen freiem Ende ein zyklisches Querrohr 36 über ein horizontales Schwenklager 37 mit dem Steu¬ ergriff 28 verbunden ist. Das andere Ende des Quer¬ rohres 36 ist mit einer Nase am unteren Ende einer Schiebehülse 57 verbunden. (Fig. 4) Unmittelbar un¬ terhalb dieses Schwenklagers 37 befindet sich eine erste Steuerstange 39, die über eine horizontale Schwenkachse 40 mit dem oberen Griffende 35 verbun¬ den ist. Am anderen Ende dieser Steuerstange 39, de¬ ren Länge einstellbar ist, ist ein Doppelhebel 41 mittels eines Achsbolzens 43 angelenkt. Das andere Ende des Doppelhebels 41 dient der Aufnahme einer zweiten Steuerstange 45, welche über dem Querrohr 36 verläuft. Ein Schwenklager 44 verbindet den Doppel¬ hebel mit der zweiten Steuerstange 45. Der Doppelhe¬ bel 41 selbst ist über ein Schwenklager 47 mit dem Querrohr 36 verbunden. Das freie Ende der zweiten Steuerstange 45 ist im Sinne der Fig. 3 über einen Hebelarm 71 mit einem äusseren kardanischen Ring 61 einer kardanischen Aufhängung schwenkbar gekuppelt. Ein im Längsschnitt sich unten konusförmig erwei¬ ternder fester Träger 51, der an seinem oberen Ende die Schiebehülse 57 trägt, ist mit einer ringförmi¬ gen Auflagefläche für die Bewegungsbegrenzung der Schiebehülse 57 versehen. Diese Hülse 57 wiederum dient der Aufnahme des kardanischen Lagers.
Eine kardanische Lagerung zeichnet sich dadurch aus, dass der kardanisch gelagerte Teil sich um zwei rechtwinklig zueinander stehende, sich schneidende Achsen drehen kann und dies individuell auf jeder Achse, unabhängig von der anderen. Es entspricht dies einem sphärischen Kugellager, d.h. einem Kugel¬ gelenk.
Im vorliegenden Fall ist die Schiebehülse 57 der Festteil. An dieser Schiebehülse 57 ist, im oberen ballig verdickten Hülsenende 58, ein innerer karda- nischer Ring 59 auf je einem Zapfen 65 schwenkbar gelagert. Am inneren Ring 59, der ebenfalls mit zwei Zapfen 69 versehen ist, lagert schwenkbar ein äusse- rer kardanischer Ring 61 (Fig. 3) . Die Achsen der beiden Zapfenpaare 65 und 69 liegen in einer gemein¬ samen Ebene und schneiden sich unter rechtem Winkel. Deren Schnittpunkt 60 liegt auf einer Rotorwellen¬ achse 68.
Der vom äusseren kardanischen Ring 61 abstehende He¬ belarm 71 ist über einen Bolzen 52 schwenkbar mit der zweiten Steuerstange 45 verbunden. Ueber diese kardanische Lagerung erfolgt die Steuerung einer ringförmigen Taumelscheibe bzw. Taumelringes 63, welcher sowohl nach vorn und nach hinten als auch nach links und rechts schwenkbar ist. Der äussere kardanische Ring 61 trägt auf zwei Kugellagern 72 und 73 den Taumelring 63, der seinerseits mit dem Hauptrotorgehäuse 17 (Fig. 1) in anschliessend er¬ läuterter Weise wirkverbunden ist.
Die Schiebehülse 57 wird über ein Querhaupt 49 mit¬ tels eines kollektiven Steuerhebels 76 betätigt. Das Querhaupt 49 ist um ein Gelenk 74 als Fixpunkt eines Lagerhebels 53 schwenkbar. Dessen inneres Ende ist über ein Scharnier 48 mit der Schiebehülse 57 schwenkbar verbunden.
In Fig. 2 ist, wie ersichtlich, eine rümpffeste Ro¬ torwelle 64 an ihrem oberen Ende über Kugellager (nicht dargestellt) mit der sich drehenden Rotornabe 13 verbunden. Die Rotorwelle 64 erstreckt sich durch ein Gehäuse 50. Der auf dem äusseren kardanischen Ring mitteis der beiden Kugellager 72 und 73 gela¬ gerte Taumelring 63 ist mit mehreren Oesen versehen, die zum Verbinden mit verschiedenen Verstellhebeln, wie den .Antriebsscheren-Hebeln 62, dienen.
Eine Anzahl Oesen des Taumelringeε 63 ist mit den unteren Enden von Hebeln 62 verbunden, deren obere Enden mit .Antriebsarmen 66 schwenkverbunden sind. Die oberen Enden der Antriebsarme 66 sind über Ge¬ lenke 67 an der Rotornabe 13 befestigt. Auf diese Weise rotiert das Taumelringantriebsgestange 62 und 66, wenn die Hauptrotorblätter 14, 15 sich mit ihrem Hauptrotorgehäuse 17 und der Rotornabe 13 auf der Rotorweile 64 drehen.
Die beschriebene Steueranlage arbeitet wie folgt:
In seiner Ruhestellung auf horizontalem Landeplatz befindet sich der Steuergriff zum kollektiven Steu¬ erhebel 76 ungefähr in vertikaler Lage und die Ro¬ torblätter 14 und 15 drehen in einer Horizontalebe¬ ne.
Soll nun der Hubschrauber 1 vertikal angehoben wer¬ den, so zieht der Pilot den Handgriff (nicht darge¬ stellt) und der Steuerhebel 76 bewegt sich in verti- kaier Richtung nach unten. Die Schiebehülse 57 wird dabei angehoben und mit ihr in horizontaler Lage das zyklische System 28, 35, 39, 36 und 45. Mit dieser Hubbewegung wird über die Hülse 57 auch der Taumel¬ ring 63 angehoben. Dabei bleibt der Taumelring 63 in seiner horizontalen Lage.
Die Antriebsarme 66 und die Hebel 62 übertragen die Drehbewegung der im Hauptrotorgehäuse 17 befestigten Rotorblätter 14 und 15 auf den Taumelring 63, wäh¬ rend die beiden zur Achse 68 symmetrisch angeordne¬ ten Rotorbiatt-Schwenkhebel 70 und die mit ihnen schwenkbar verbundenen Hebel 62 eine Schwenkbewegung ausführen. Da die beiden RotorSchwenkhebel 70 je mit einer der Naben der Hauptrotorblätter 14 und 15 ver¬ bunden sind, werden beim Aufwärtsbewegen des Taumel¬ ringes 63 die Anstellwinkel der beiden Rotorblätter 14 und 15 vergrössert, dadurch deren Auftrieb erhöht und der Hubschrauber 1 senkrecht angehoben.
Analog wird durch eine Vertikalbewegung des Hand¬ griffes (nicht dargestellt) nach unten der Steuerhe¬ bel 76 aus der Ruhelage nach oben geschoben und der Taumelring 63 abgesenkt, die Hebel 62 und Rotor- εchwenkhebel 70 gestreckt und dadurch die Anstell¬ winkel der beiden Rotorblätter 14 und 15 verklei¬ nert: Der Hubschrauber 1 bewegt sich vertikal nach unten. Dieses gleichsinnige Verstellen der Anstell¬ winkel der Rotorblätter 14 und 15 um den gleichen Betrag wird als kollektives Versteilen bezeichnet.
Seil der Hubschrauber 1 nach vorne fliegen, schiebt der Pilot den Steuergriff 28 nach vorne. Dieser wird um das Schwenklager 37 geschwenkt. Daher bewegt sich die Achse 40 ebenfalls nach vorne und zieht dabei die erste Steuerstange 39 mit sich. Ueber den Achs¬ bolzen 43 wird dadurch der Doppelhebel 41 um das Schwenklager 47 im Uhrzeigersinn geschwenkt und da¬ bei das Schwenklager 44 mit dem Kipparm 45 gegen den Träger 51 geschoben. Bedingt durch die Verbindung der zweiten Steuerstange 45 über den Bolzen 52 mit dem äusseren kardanischen Ring 61 wird dieser mit¬ samt dem Taumelring 63 um die Achse der Zapfen 69 geschwenkt, so dass der Taumelring 63 jetzt bezüg¬ lich der Rotorwelle 64 schief nach vorne geneigt ist. Wenn sich daher einer der beiden Hebel 62 in seiner tiefsten Lage befindet, so weist das mit die¬ sem Hebel 62 über den Rotorblatt-Schwenkhebel 70 verbundene Rotorblatt 14 bzw. 15 den kleinsten An¬ stellwinkel und damit den kleinsten Auftrieb auf, während der gegenüberliegende entsprechende Hebel 62, der sich gleichzeitig im höchsten Punkt des Tau¬ melringes 63 befindet, sein Rotorblatt 15 bzw. 14 in die Lage des grössten Anstellwinkels schwenkt.
Während sich der Taumelring 63 dreht und mit ihm die Hebel 62 und die Rotorblatt-Schwenkhebel 70, wird zyklisch der Anstellwinkel der Rotorblätter 14 und 15 zwischen kleinstem und grösstem Anstellwinkel verstellt. Dies bewirkt, dass die Wirkungsebene der Rotorblätter 14 und 15 geneigt wird und die beiden Rotorblätter wie Propeller in unterschiedlichen Drehebenen wirken. Dies bedingt die Vorwärtsbewegung des Hubschraubers 1.
In umgekehrter Weise erfolgt die Steuerung für einen Rückwärtsflug des Hubschraubers 1 durch Ziehen des Steuergriffes 28 nach hinten. Bei schrägstehendem, nach hinten unten geneigtem Taumelring 63 erfolgt mithin eine zyklische Aenderung des Anstellwinkels der Rotorblätter zum Rückwärtsflug.
Bei dieser beschriebenen Konstruktion ist es, wie erläutert, möglich, das kollektive Verstellen der Anstellwinkel mit Hilfe des kollektiven Steuerhebels 76 zu bewirken, wobei eine Bewegung des Hebels 76 nach unten ein Steigen, eine solche nach oben ein Sinken, zur Folge hat. Durch Bewegen des Steuergrif¬ fes 28 wird, wie beschrieben, der Taumelring 63 be¬ züglich der Rotorwellenachse 68 geneigt und damit eine zyklische Verstellung der Anstellwinkel der Ro¬ torblätter 14 und 15 bewirkt. Dabei bewegt sich das Fiuggerät 1 in der gewünschten Richtung nach vorn oder rückwärts. Eine Seitenbewegung des Steuergrif¬ fes 28 bewirkt ein Schwenken des Taumelringes 63 um rechte Winkel zur Vorwärtsrichtung. Das Flugzeug be¬ wegt, sich daher in gewünschter Richtung links oder rechts.
Die beschriebene Steuerungsanläge arbeitet durchwegs mit im wesentlichen auf Zug und Druck beanspruchtem Verbindungsgestänge (Rotorblatt-Schwenkhebel 70) zum Verändern der .Anstellwinkel der Rotorblätter. Da¬ durch können einfache senkrechte Hebel ohne kreuz¬ weise Anordnungen, wie dies der Stand der Technik offenbart, verwendet werden. Damit ist auch das eine Ziel der gesteckten Aufgabe, nämlich die praktisch starre, tctwegiose und dadurch sehr genaue Steuerung der Verstellung der Anstellwinkel der Rotorblätter erreicht .
.Aber auch die Sicherheit des Steuerns wird durch die Einführung einer kardanischen Lagerung sowie die Trennung von Vorwärts- und Rückwärtsbewegung einer¬ seits und von Hub- und Senkbewegung andererseits mittels zweier unterschiedlicher Steuerungshebel er¬ reicht.
Alle in der Beschreibung und/oder den Figuren darge¬ stellten Einzelteile und Einzelmerkmale sowie deren Permutationen, Kombinationen und Variationen sind erfinderisch, und zwar für n Einzelteile und Einzel¬ merkmale mit den Werten n = 1 bis n-*- •**•=■ .

Claims

Patentansprüche:
1. Steuerungsanläge für Drehflügel-Fluggeräte (1), welche eine Gestängeverbindung zwischen den Hauptro¬ torblättem (14, 15) und einem Taumelelement (63) aufweist sowie vom Piloten betätigbare Steuermittel (28) , dadurch gekennzeichnet, dass das Taumelelement (63) einerseits mit einem Pilotensteuergriff (28) wirkverbunden und andererseits mit den Hauptrotor¬ blättem (14, 15) über im wesentlichen mit deren Ro¬ tationsachse in einer Ebene liegende Hebel (62, 66) verbunden ist, derart, dass beim Vorwärtsschieben des Pilotensteuergriffes (28) ohne Totweg das Tau¬ melelement (63) sich nach vom unten neigt, um in zyklischer Verstellung das jeweils vordere Hauptro¬ torblatt (14 bzw. 15) in den entsprechend kleinsten Profilansteilwinkel zu schwenken.
2. Steuerungsanlage zum Steuern der Flugrichtung von Drehfiügel-Fluggeräten (1) durch Veränderung der La¬ ge der Drehebene und des Anstellwinkels der Hauptro¬ torblätter (14, 15) mittels eines Gestänges (70) und eines Taumelringes (63) , gekennzeichnet durch einen vom Piloten zu betätigenden Steuergriff (28) , ein Verbindungsgestänge (39, 41, 45) vom Steuergriff (28) zu einem Lagerträger (61) des Taumelringes (63) , um diese gleichsinnig übereinstimmend mit der Bewegung des Handgriffes (28) in der Längsmittelebe¬ ne des Fluggerätes (1) zu bewegen, derart, dass beim Vorwärtsschieben des Handgriffes (28) der Taumelring (63) nach vorn kippt und beim nach hinten Ziehen des Handgriffes (28) der Taumelring (63) vorn angehoben wird.
3. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, gekennzeichnet durch eine kar¬ danische Lagerung (59, 61, 65, 69) des Taumelringes (63) .
4. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbindungsgestänge (39, 41, 45) die Bewegungsrichtung umkehrende Mit¬ tel, z.B. mindestens ein zweiarmiger Hebel (41) an¬ geordnet ist, um eine Bewegungsrichtung in eine Ge¬ genbewegungsrichtung umzuwandeln.
5. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Einzelhebel (62, 62) oder Hebelpaare (62, 66; 62, 66) um 180° zueinander versetzt, den Taumelring (63) mit den Rotornaben (13, 13) verbinden.
6. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kardanische Lage¬ rung einen inneren, an einer heb- und senkbaren Schiebehülse (57) schwenkbar (65) angeordneten Ring (59) aufweist sowie einen ausseren, mit dem inneren Ring (59) schwenkbar (69) verbundenen Ring (61) .
7. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere kardanische Ring (61) zwecks Schwenkens mit einem Steuergriff (28) wirkverbunden (45, 52, 71) ist. (Figuren 3, 4)
8. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom ersten Steuergriff (28) völlig unabhängiger zweiter Steuerhebel (76) vorgesehen ist, welcher ausschliesslich zum Heben und Senken der kardani¬ schen Lagerung dient, um ein kollektives Verstellen der Rotorblätter (14, 15) sicherzustellen und ein senkrechtes Steigen und Sinken des Fluggerätes (1) zu bewirken, wobei vorzugsweise der Steuerhebel (76) mit der Schiebehülse (57) , z.B. über ein zwischenge¬ lagertes (53, 74) kollektives Querhaupt (49), wirk¬ verbunden ist.
9. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das umkehrende Element, z.B. ein zweiarmiger Hebel (41) mit einem zyklischen Querhaupt (36) schwenkbar verbunden ist, und dass ein Ende des Querhauptes (36) fest mit der Schiebehülse (57) verbunden ist.
10. Sύeuer ngsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere kardanische Ring (59) schwenkbar, z.B. über ein Zapfenpaar (65) , mit der Schiebehülse (57) verbunder. ist.
11. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der .Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere kardanische Ring (61) über zwei Kugella¬ ger (72, 73) mit dem Taumelring (63) verbunden ist.
12. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine .Anzahl der Teile der Verbindungsge¬ stänge (28, 39, 36, 45, 49, 53, 62) längeneinstell¬ bar ist.
13. Steuerungsanlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aenderung des Anstellwinkels der zwei Propeller¬ blätter (14, 15) vom Taumelscheibenring (61) je ein gerader Verstellhebel (62) diesen (61) mit jenen (14, 15) direkt verbindet.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2486059A (en) * 1945-10-09 1949-10-25 Horace T Pentecost Control mechanism for helicopters with coaxial rotors
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GB924839A (en) * 1959-04-07 1963-05-01 Ludwig Bolkow Control mechanism for rotorcraft
FR2182222A1 (de) * 1972-04-28 1973-12-07 Boeing Co

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