WO2007147650A1 - Geregelte rotorbremse - Google Patents

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WO2007147650A1
WO2007147650A1 PCT/EP2007/051772 EP2007051772W WO2007147650A1 WO 2007147650 A1 WO2007147650 A1 WO 2007147650A1 EP 2007051772 W EP2007051772 W EP 2007051772W WO 2007147650 A1 WO2007147650 A1 WO 2007147650A1
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helicopter
braking
brake
rotor
control device
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PCT/EP2007/051772
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English (en)
French (fr)
Inventor
Henry Hartmann
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/662—Electrical control in fluid-pressure brake systems characterised by specified functions of the control system components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/12—Rotor drives

Definitions

  • the present invention relates to a braking system and in particular ⁇ sondere a braking system for a rotor shaft of a Hubschrau ⁇ berrotors. Furthermore, the present invention relates to a method for braking a rotor shaft of a helicopter.
  • the Ro ⁇ motors decelerate a landed helicopter and gene unintentional rotation in a parking position of brass ge ⁇ to Si.
  • the parameters brake time, braking torque and braking power are defined for the brake systems, which essentially influence the design of the systems.
  • the critical parameter is usually the maximum braking torque.
  • Helicopter on the ground Under certain circumstances, it can even lead to a tipping over of the helicopter.
  • the braking process at Podratzky is divided into two sections.
  • the rotor In the first section, the rotor is decelerated solely due to its air resistance. This aerodynamic braking effect is used up to a fall in the rotor speed to 50% of the rated speed.
  • the aerodynamic Bremswir ⁇ kung decreases significantly at lower speeds, so that a mechanical brake is used for the second brake section.
  • the mechanical braking is triggered manually by the Pilo ⁇ th.
  • the brake is designed by Podratzky as a hydraulic brake, in which the maximum braking torque is limited by ei ⁇ nen brake force limiter. This restriction of the braking force and the maximum braking torque to rotate the helicopter is prevented due to the foundedgerufe ⁇ NEN reaction torque.
  • the operation of the brake is displayed to the pilot via a warning lamp, so that it is an undesirable braking ⁇ effect, eg. During the flight, is displayed.
  • the pilot must automatically recognize the time to start the mechanical braking process. If it initiates the mechanical braking process too early, there is a risk of overheating and damage to the brake. He leads the mechanical braking too late, the time until full stop of the rotor siege unnecessary Longer side ⁇ .
  • an automatically controllable mechanical brake which acts electromechanically and self ⁇ reinforcing.
  • the brake disclosed therein can be controlled auto matically fully ⁇ and further provides a friction torque estimation ready. This makes it possible not only to detect a braking effect per se, but to measure the actually acting frictional force.
  • an automatically controlled brake that can be operated by the pilot after landing and then performs a timed braking operation without causing the helicopter to twist or overheat the brake.
  • An inventive brake system for a rotor shaft of a helicopter rotor of a helicopter comprising a sensor ⁇ device, a braking device and a control device, wherein the control means based on the detected data by the sensor means, the brake means may automatically control.
  • an actuating device can be provided for triggering a braking process controlled by the regulating device.
  • the braking process can be triggered on a tail rotor shaft of a tail rotor of the helicopter, which is mechanically gekop ⁇ pelt with a main rotor of the helicopter.
  • the sensor device according to the invention can be configured to detect the measured variables rotor speed, yaw rate, braking force, angle of attack of the rotor blades, temperature of the brake disc and acting on a landing gear of the helicopter normal force.
  • the Landewerk may, for example, be runners or a Radriewerk.
  • further sensors may be provided to detect other data needed for control.
  • the sensors already present in the helicopter for determining the position of the helicopter such as a gyro platform, via which the yaw rate of the helicopter is determined, are used to control the braking process.
  • the control device of the brake system can control the braking device so that a constant braking torque acts on the helicopter rotor of the helicopter.
  • control device automatically controls the braking device such that a reaction torque acting on the helicopter due to a braking torque acting on the helicopter rotor does not cause any rotational movement of the helicopter on the ground. This means that with a corresponding control, the braking torque is increased until the yaw rate sensor detects a twisting of the helicopter. The braking torque is then lowered again until the rotation is stopped. In this way, the maximum possible braking torque is controlled.
  • control device characteristics can be provided, being provided for different types of helicopters individually adapted characteristics. These characteristics are then as specifications for the regulation of the braking force. the brake torque curve pre ⁇ see. Furthermore, it can be provided that the control device is designed so that it can control the angle of attack of the main rotor blades of the main rotor of the helicopter. The control device then controls the angle of attack accordingly so that the helicopter located on the ground undergoes a minimum buoyancy to provide the largest possible normal force acting on the drive, which allows a correspondingly large braking torque.
  • control device can be configured so that it controls an angle of attack of the tail rotor blades of the helicopter's tail rotor.
  • the tail rotor ⁇ a transverse force applied to the helicopter, which counteracts the reaction torque.
  • the lateral force can be absorbed by the helicopter landing gear and the helicopter is not displaced or tilted by the lateral force.
  • the proposed braking device may be an electromechanical self-energizing wedge brake.
  • an emergency opening mechanism for opening the brake device can be provided.
  • the emergency opening mechanism is intended to open the brake in case of unwanted deceleration of the helicopter rotor.
  • the Notö Stammsmechanismus may also driven by a motor natuer ⁇ Lich and his triggered by a control unit.
  • the brake in flight is generally put in a notgeSen inflow stood, drove an application of the brake in Flugbe ⁇ to prevent.
  • a once notgeSe brake remains in its state notge Formulaen ver ⁇ until a corresponding maintenance of the brake system upstream was taken. At the bottom of the helicopter rotor is then braked only by its aerodynamic resistance.
  • the emergency opening system can also be triggered manually.
  • the pilot can be displayed via an optical and / or acoustic warning signal that the Notöff ⁇ mechanism is triggered.
  • first data are detected by means of a sensor device and the recorded data are then sent to a control device.
  • a control device Based on the detected data by means of a regulation device ⁇ a maximum possible braking force is determined and then a braking device controlled by a control device such that the actual braking force in wesentli ⁇ chen corresponds to the maximum possible braking force. In this way, a time-optimized braking process is achieved.
  • the braking operation is made at a tail rotor shaft of a tail rotor of the helicopter, the helicopter having a main rotor of the mechanical gekop ⁇ is pelt.
  • Figure 1 shows a schematic view of a brake system of the prior art.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a brake system according to the invention.
  • Figure 1 shows a known braking system of the prior art.
  • a lever 100 with which a pilot can operate a brake manually.
  • the lever 100 is connected via a Bowden cable 110 with a brake force limiter 120.
  • a brake force limiter 120 In the brake force limiter 120, a spring is provided, wherein the maximum exercisable by means of the lever 100 force is determined by the maximum travel.
  • Brake disk 140 exerted by means of a helicopter rotor (not shown) is braked.
  • the pilot has to decide for himself when to initiate the braking operation.
  • premature initiation of the braking operation may result in overheating and thus damage to the brake disk unit 140.
  • Too late initiation of the braking operation has an unnecessarily long braking time, i. a long positioning time, the helicopter result.
  • an inventive braking system provides 10 Darge ⁇ . It includes an actuator 80, conduits 20, a control device 30, a sensor device 90 and a braking device 40.
  • the brake means 40 further comprises at least one brake disc 70 and brake pads 60, with which a brake disc ⁇ (not shown) of the helicopter rotor 50 to ⁇ braked is.
  • the core of the brake system 10 is the control device 30.
  • the sensor device 90 may comprise a plurality of individual sensors which record different measured variables which are associated with the
  • the control device 30 can either regulate a constant braking torque or regulate the braking torque depending on other parameters, such as, for example, the speed.
  • a regulation of the braking torque can be provided along predetermined characteristics defined for the respective helicopter type.
  • a third possibility is an intelligent control, which increases the braking torque in each case until a rotation of the helicopter at the bottom is detected by means of a yaw rate sensor. The braking torque is then transmitted along these The maximum possible torque limit line is controlled so that the helicopter rotor comes to a standstill as quickly as possible.
  • an emergency opening mechanism is provided which overrides the control device 30 and completely opens the braking device 40.
  • This emergency opening mechanism is triggered by the actuator 80.
  • the emergency opening mechanism is then opened until the fault has been eliminated during maintenance.
  • the helicopter rotor is decelerated in this case on the ground only via its aerodynamic resistance.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für eine Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers, der eine Sensoreinrichtung (90), eine Bremseinrichtung (40) und eine Regelungseinrichtung (30) umfasst, wobei die Regelungseinrichtung (30) anhand von durch die Sensoreinrichtung (90) erfassten Daten die Bremseinrichtung (40) automatisch steuern kann. Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bremsen einer Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers bereit.

Description

Beschreibung
Geregelte Rotorbremse
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem und insbe¬ sondere ein Bremssystem für eine Rotorwelle eines Hubschrau¬ berrotors. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bremsen einer Rotorwelle eines Hubschrau- bers.
Bei Hubschraubern werden Bremssysteme eingesetzt, um die Ro¬ toren eines gelandeten Hubschraubers abzubremsen und sie ge¬ gen ein unbeabsichtigtes Drehen in einer Parkposition zu si- ehern. Je nach Hubschraubertyp und Einsatzbereich werden für die Bremssysteme die Parameter Bremszeit, Bremsmoment und Bremsleistung festgelegt, die im wesentlichen die Auslegung der Systeme beeinflussen. So stellt bei Hubschraubern mit Radlandewerke die Bremszeit den kritischen Parameter dar. Bei Hubschraubern mit Kufenlandewerke ist der kritische Parameter in der Regel das maximale Bremsmoment.
Beim Abbremsen der Rotorwelle wirkt ein entsprechendes Reak¬ tionsmoment auf den Hubschrauber. Dieses Reaktionsmoment muss an der Kontaktfläche zwischen Rad- bzw. Kufenlandewerk und Untergrund aufgenommen werden. Das an dieser Kontaktstelle maximal aufnehmbare Moment wird durch die auf den Untergrund wirkende Normalkraft und den Reibungskoeffizienten zwischen Landewerk und Untergrund bestimmt. Wird beim Abbremsen des Rotors dieses Maximalmoment überschritten, dreht sich der
Hubschrauber auf dem Untergrund. Unter Umständen kann es dabei sogar zu einem Umkippen des Hubschraubers kommen.
Um ein Drehen des Hubschraubers unter allen Umständen zu ver- meiden, werden die Rotoren im Vergleich zu bspw. Kraftfahrzeugen nur mit relativ niedrigen Bremsmomenten gebremst. Daraus resultiert dann allerdings eine relativ hohe Bremszeit. Da aufgrund gängiger Sicherheitsvorschriften der Aufenthalt von Personen unter drehenden Rotorblättern untersagt ist, ist ein Be- und Entladen des Hubschraubers während des Abbrems¬ vorgangs nicht möglich. Dies ist insbesondere bei zeitkriti- sehen Hubschraubereinsätzen, z.B. bei Rettungseinsätzen, nachteilig.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Bremssystem, das die Zeit zum Abbremsen eines Hubschrauberrotors verkürzt, ohne das maximal mögliche Bremsmoment zu überschreiten und ein Verdrehen des Hubschraubers hervorzurufen.
In dem von Podratzky und Bansemir veröffentlichten Artikel "Die Rotorbremsen der Hubschrauber BO105, EC135, EC145 und Tiger", Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2004, Dresden, ist ein Beispiel für eine Rotorbremse des Standes der Technik angegeben. Diese Rotorbremse ist auch in Figur 1 dargestellt.
Der Bremsvorgang ist bei Podratzky in zwei Abschnitte aufge- teilt. Im ersten Abschnitt wird der Rotor allein aufgrund seines Luftwiderstands abgebremst. Diese aerodynamische Bremswirkung wird bis zu einem Abfallen der Rotordrehzahl auf 50 % der Nenndrehzahl genutzt. Die aerodynamische Bremswir¬ kung lässt bei niedrigeren Drehzahlen jedoch stark nach, so dass für den zweiten Bremsabschnitt eine mechanische Bremse genutzt wird.
Das mechanische Abbremsen wird dabei manuell durch den Pilo¬ ten ausgelöst. Die Bremse ist bei Podratzky als hydraulische Bremse ausgelegt, bei der das maximale Bremsmoment durch ei¬ nen Bremskraftbegrenzer eingeschränkt ist. Durch diese Beschränkung der Bremskraft bzw. des maximalen Bremsmoments wird ein Drehen des Hubschraubers aufgrund des hervorgerufe¬ nen Reaktionsmoments verhindert.
Die Betätigung der Bremse wird dem Piloten dabei über eine Warnlampe angezeigt, so dass ihm eine unerwünschte Brems¬ wirkung, bspw. während des Flugs, angezeigt ist. Bei einer derartigen Bremse muss der Pilot den Zeitpunkt zum Beginn des mechanischen Abbremsvorgangs selbstständig erkennen. Leitet er den mechanischen Abbremsvorgang zu früh ein, besteht die Gefahr einer Überhitzung und Beschädigung der Bremse. Leitet er den mechanischen Abbremsvorgang zu spät ein, wird die Zeit bis zum vollständigen Stillstand des Rotors unnötig verlän¬ gert .
Aus der DE 101 51 950 Al ist eine automatisch ansteuerbare mechanische Bremse bekannt, die elektromechanisch und selbst¬ verstärkend wirkt. Die dort offenbarte Bremse kann vollauto¬ matisch geregelt werden und stellt darüber hinaus eine Reib- momentenermittlung bereit. Dadurch ist es möglich, nicht nur eine Bremswirkung an sich zu erfassen, sondern die tatsäch- lieh wirkende Reibkraft zu messen.
Entsprechend ist es wünschenswert, eine automatisch geregelte Bremse bereitzustellen, die von dem Piloten nach der Landung betätigt werden kann und dann einen zeitlich optimierten Bremsvorgang ausführt, ohne eine Verdrehen des Hubschraubers oder ein Überhitzen der Bremse zu bewirken.
Daher wird ein Bremssystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Bremsen nach Anspruch 14 vorgeschlagen.
Ein erfindungsgemäßes Bremssystem für eine Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers umfasst eine Sensor¬ einrichtung, eine Bremseinrichtung und eine Regelungseinrichtung, wobei die Regelungseinrichtung anhand von durch die Sensoreinrichtung erfassten Daten die Bremseinrichtung automatisch steuern kann.
Des weiteren kann eine Betätigungseinrichtung zum Auslösen eines durch die Regelungseinrichtung geregelten Bremsvorgangs vorgesehen sein. Der Bremsvorgang kann dabei an einer Heckrotorwelle eines Heckrotors des Hubschraubers ausgelöst werden, die mit einem Hauptrotor des Hubschraubers mechanisch gekop¬ pelt ist. Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung kann zur Erfassung der Messgrößen Rotordrehzahl, Gierrate, Bremskraft, Anstellwinkel der Rotorblätter, Temperatur der Bremsscheibe und auf ein Landewerk des Hubschraubers wirkende Normalkraft ausgestaltet sein. Bei dem Landewerk kann es sich bspw. um Kufen oder ein Radlandewerk handeln. Selbstverständlich können weitere Sensoren zur Erfassung anderer für die Regelung benötigter Daten vorgesehen sein. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die ohnehin im Hubschrauber vorhandenen Sensoren zur Bestimmung der Lage des Hubschraubers, wie etwa eine Kreiselplattform, über die etwa die Gierrate des Hubschraubers bestimmt wird, zur Regelung des Bremsvorgangs verwendet werden.
Die Regelungseinrichtung des Bremssystems kann die Bremseinrichtung so steuern, dass ein konstantes Bremsmoment auf den Hubschrauberrotor des Hubschraubers wirkt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrich- tung die Bremseinrichtung automatisch so steuert, dass ein aufgrund eines auf den Hubschrauberrotor wirkenden Bremsmoments auf den Hubschrauber wirkendes Reaktionsmoment gerade keine Drehbewegung des am Boden befindlichen Hubschraubers bewirkt. Dies bedeutet, dass bei einer entsprechenden Rege- lung das Bremsmoment solange erhöht wird, bis durch die Gier- ratensensorik ein Verdrehen des Hubschraubers erfasst wird. Das Bremsmoment wird dann wieder abgesenkt, bis die Drehung gestoppt ist. Auf diese Weise wird das maximal mögliche Bremsmoment geregelt.
Des weiteren können in der Regelungseinrichtung abgelegte bzw. gespeicherte Kennlinien vorgesehen sein, wobei für verschiedene Hubschraubertypen individuell angepaßte Kennlinien vorgesehen sind. Diese Kennlinien sind dann als Vorgaben zur Regelung des Bremskraft- bwz . des Bremsmomentverlaufs vorge¬ sehen . Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den Anstellwinkel der Hauptrotorblätter des Hauptrotors des Hubschraubers steuern kann. Die Regelungseinrichtung steuert den Anstellwinkel dann entsprechend so, dass der am Boden befindliche Hubschrauber einen minimalen Auftrieb erfährt, um eine möglichst große, auf das Laufwerk wirkende Normalkraft bereitzustellen, die ein entsprechend großes Bremsmoment ermöglicht.
Des weiteren kann die Regelungseinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie einen Anstellwinkel der Heckrotorblätter des Heckrotors des Hubschraubers steuert. So kann durch den Heck¬ rotor eine Querkraft auf den Hubschrauber ausgeübt werden, die dem Reaktionsmoment entgegenwirkt. Bei der Regelung ist jedoch zu beachten, dass die Querkraft von dem Landewerk des Hubschraubers aufgenommen werden kann, und der Hubschrauber durch die Querkraft nicht verschoben oder gekippt wird.
In einer möglichen Ausführungsform kann die vorgesehene Bremseinrichtung eine elektromechanische selbstverstärkende Keilbremse sein.
Des weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem ein Notöffnungsmechanismus zum Öffnen der Bremseinrichtung vorge- sehen sein. Der Notöffnungsmechanismus ist dazu vorgesehen, die Bremse zu öffnen, falls ein ungewünschtes Abbremsen des Hubschrauberrotors auftritt.
Auf diese Weise ist es möglich, die Bremse im Notfall bspw. mechanisch zu öffnen, so dass keine Reibkraft auf den Hub¬ schrauberrotor wirkt. Der Notöffnungsmechanismus kann natür¬ lich auch über einen Motor angetrieben und über ein Bedienelement auslösbar sein. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Bremse im Flug generell in einen notgeöffneten Zu- stand versetzt ist, um ein Zuspannen der Bremse im Flugbe¬ trieb zu verhindern. Es kann vorgesehen sein, dass eine einmal notgeöffnete Bremse in ihrem notgeöffneten Zustand ver¬ bleibt, bis eine entsprechende Wartung des Bremssystems vor- genommen wurde. Am Boden wird der Hubschrauberrotor dann lediglich durch seinen aerodynamischen Widerstand abgebremst.
Selbstverständlich kann das Notöffnungssystem auch manuell auslösbar sein. Dem Piloten kann über ein optisches und/oder akustisches Warnsignal angezeigt werden, dass der Notöff¬ nungsmechanismus ausgelöst ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bremsen einer Ro- torwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers werden zunächst Daten mittels einer Sensoreinrichtung erfasst und die erfassten Daten dann an eine Regelungseinrichtung gesendet. Anhand der erfassten Daten wird mittels einer Regelungs¬ einrichtung eine maximal mögliche Bremskraft bestimmt und ei- ne Bremseinrichtung dann mittels einer Regelungseinrichtung so gesteuert, dass die tatsächliche Bremskraft im wesentli¬ chen der maximal möglichen Bremskraft entspricht. Auf diese Weise wird ein zeitoptimierter Bremsvorgang erlangt.
In einer möglichen Ausführungsform erfolgt der Bremsvorgang an einer Heckrotorwelle eines Heckrotors des Hubschraubers, die mit einem Hauptrotor des Hubschraubers mechanisch gekop¬ pelt ist.
Des weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem sowie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Energiemanagement mit Temperaturmodell vorgesehen sein, anhand dessen die Rege¬ lungseinrichtung basierend auf bekannten Trägheiten, Rotationsenergien, Wärmekapazitäten usw. die Temperaturentwicklung in der Bremse bestimmt und regelt. So wird eine verbesserte
Bremsensteuerung erlangt, bei der eine Überhitzung von Bremsscheiben vermieden und eine verbesserte Ausnutzung der Bremswirkung erlangt werden kann.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Bremssystems des Standes der Technik.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemä- ßen Bremssystems.
Figur 1 zeigt ein bekanntes Bremssystem des Standes der Technik. Vorgesehen ist ein Hebel 100, mit dem ein Pilot eine Bremse manuell betätigen kann. Der Hebel 100 ist über einen Bowdenzug 110 mit einem Bremskraftbegrenzer 120 verbunden. In dem Bremskraftbegrenzer 120 ist eine Feder vorgesehen, wobei die maximal mittels des Hebels 100 ausübbare Kraft durch den maximalen Federweg festgelegt ist.
Über einen Hydraulikzylinder 130 wird eine Kraft auf eine
Bremsscheibe 140 ausgeübt, mittels der ein Hubschrauberrotor (nicht dargestellt) gebremst wird.
Bei dem Bremssystem des Standes der Technik muss der Pilot selbst entscheiden, wann er den Bremsvorgang einleitet. Dabei kann ein zu frühes Einleiten des Bremsvorgangs ein Überhitzen und somit eine Beschädigung der Bremsscheibeneinheit 140 zur Folge haben. Ein zu spätes Einleiten des Bremsvorgangs hat eine unnötig lange Bremszeit, d.h. eine lange Stellzeit, des Hubschraubers zur Folge.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Bremssystem 10 darge¬ stellt. Es umfasst eine Betätigungseinrichtung 80, Leitungen 20, eine Regelungseinrichtung 30, eine Sensoreinrichtung 90 und eine Bremseinrichtung 40.
Die Bremseinrichtung 40 weist des weiteren mindestens eine Bremsscheibe 70 und Bremsbeläge 60 auf, mit denen eine Brems¬ scheibe 50 des Hubschrauberrotors (nicht dargestellt) abge¬ bremst wird.
Sobald ein Hubschrauber auf den Boden aufgesetzt hat, kann ein Pilot den Bremsvorgang für den Hubschrauberrotor mittels der Betätigungseinrichtung 80 starten. Der gesamte Bremsvorgang läuft nun vollautomatisch und zeitoptimiert ab. Dabei ist es egal, wann der Pilot den Bremsvorgang mittels der Be¬ tätigungseinrichtung 80 aktiviert, da das Bremssystem 10 den Bremsvorgang ausgehend von einem beliebigen Momentanzustand zeitoptimiert regeln kann.
Der Kern des Bremssystems 10 ist die Regelungseinrichtung 30. Die Sensoreinrichtung 90 kann mehrere einzelne Sensoren um- fassen, die unterschiedliche Messgrößen aufnehmen, die zur
Regelung des Bremsvorgangs notwendig sind. Die durch die Sen¬ soreinrichtung 90 erfassten Daten werden über Leitungen 20 zur Regelungseinrichtung 30 übertragen, die wiederum mit der Bremseinrichtung 40 zum Bremsen der Bremsscheibe 50 verbunden ist.
Die Regelungseinrichtung 30 kann dabei wahlweise ein konstantes Bremsmoment regeln oder aber das Bremsmoment abhängig von anderen Messgrößen, wie bspw. der Drehzahl regeln.
Des weiteren kann eine Regelung des Bremsmoments entlang vorbestimmter, für den jeweiligen Hubschraubertyp festgelegter Kennlinien vorgesehen sein.
Eine dritte Möglichkeit stellt eine intelligente Regelung dar, die das Bremsmoment jeweils so lange erhöht, bis mittels eines Gierratensensors eine Drehung des Hubschraubers am Bo¬ den festgestellt wird. Das Bremsmoment wird dann entlang die- ser maximal möglichen Drehmomentgrenzlinie geregelt, so dass der Hubschrauberrotor schnellstmöglichst zum Stillstand kommt .
Falls bspw. aufgrund einer Fehlfunktion der Regelungseinrichtung die Bremseinrichtung während des Flugs aktiviert werden sollte, ist ein Notöffnungsmechanismus vorgesehen, der die Regelungseinrichtung 30 außer Kraft setzt und die Bremseinrichtung 40 vollständig öffnet. Dieser Notöffnungsmechanismus wird über die Betätigungseinrichtung 80 ausgelöst. Der Notöffnungsmechanismus ist dann solange geöffnet, bis der Fehler im Rahmen einer Wartung beseitigt worden ist. Der Hubschrauberrotor wird in diesem Fall am Boden lediglich über seinen aerodynamischen Widerstand abgebremst.
Durch das erfindungsgemäße Bremssystem und das erfindungsge¬ mäße Verfahren wird somit ein vollautomatischer zeitoptimierter Bremsvorgang bereitgestellt, der ein schnelles Abbremsen des Hubschrauberrotors bereitstellt, ohne dass die Gefahr ei- nes Verdrehens oder Kippens des Hubschraubers oder eines Ü- berhitzens der Bremsscheibe des Hubschrauberrotors besteht.
Bezugszeichenliste
100 Hebel 110 Bowdenzug
120 Bremskraftbegrenzer
130 Hydraulikzylinder
140 Bremsscheibe
10 Bremssystem
20 Leitungen
30 Regelungseinrichtung
40 Bremseinrichtung
50 Bremsscheibe des Hubschrauberrotors 60 Bremsbeläge
70 Bremsscheibe der Bremseinrichtung
80 Betätigungseinrichtung
90 Sensoreinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Bremssystem für eine Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers, das eine Sensoreinrichtung (90), eine
Bremseinrichtung (40) und eine Regelungseinrichtung (30) um- fasst, wobei die Regelungseinrichtung (30) anhand von durch die Sensoreinrichtung (90) erfaßten Daten die Bremseinrichtung (40) automatisch steuern kann.
2. Bremssystem nach Anspruch 1, das des weiteren eine Betätigungseinrichtung (80) zum Auslösen eines durch die Regelungseinrichtung (30) geregelten Bremsvorgangs umfasst.
3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Sensoreinrichtung (90) mindestens eine Meßgröße aus einer aus Ro¬ tordrehzahl, Gierrate, auf ein Landewerk des Hubschraubers wirkende Normalkraft, Bremskraft, Anstellwinkel von Rotor¬ blättern des Hubschrauberrotors und Temperatur einer Brems- scheibe der Bremseinrichtung (40) bestehenden Gruppe von Meßgrößen erfaßt .
4. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Regelungseinrichtung (30) die Bremseinrichtung (40) so steuert, dass ein konstantes Bremsmoment auf den Hubschrau¬ berrotor des Hubschraubers wirkt.
5. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Regelungseinrichtung (30) die Bremseinrichtung (40) so steuert, dass ein aufgrund eines auf den Hubschrauberrotor wirkenden Bremsmoments auf den Hubschrauber wirkendes Reakti¬ onsmoment gerade keine Gierbewegung des am Boden befindlichen Hubschraubers bewirkt.
6. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in der Regelungseinrichtung (30) Kennlinien gespeichert sind, die als Vorgaben zur Regelung vorgesehen sind.
7. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Regelungseinrichtung (30) so ausgestaltet ist, dass sie einen Anstellwinkel von Hauptrotorblättern eines Hubschrau¬ berhauptrotors so steuert, dass der am Boden befindliche Hub- schrauber einen minimalen Auftrieb erfährt.
8. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Regelungseinrichtung (30) so ausgestaltet ist, dass sie einen Anstellwinkel von Heckrotorblättern eines Hubschrauber- heckrotors so steuert, dass eine von dem Heckrotor auf den Hubschrauber ausgeübte Querkraft ein Moment hervorruft, dass dem durch das Bremsmoment hervorgerufenen Reaktionsmoment entgegenwirkt, ohne dass die Querkraft eine Querbewegung des auf dem Boden befindlichen Hubschraubers bewirkt.
9. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Bremseinrichtung (40) eine elektromechanische selbstver¬ stärkende Keilbremse ist.
10. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem ein Notöffnungsmechanismus zum Öffnen der Bremseinrichtung (40) vorgesehen ist.
11. Bremssystem nach Anspruch 10, bei dem der Notöffnungsme- chanismus manuell auslösbar ist.
12. Bremssystem nach Anspruch 10, bei dem der Notöffnungsmechanismus automatisch ausgelöst wird, falls eine Bremskraft auf die Rotorwelle ausgeübt wird, während sich der Hubschrau- ber nicht am Boden befindet.
13. Bremssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem ein optisches und/oder akustisches Warnsignal einem Hub¬ schrauberpiloten anzeigt, dass der Notöffnungsmechanismus ausgelöst ist.
14. Verfahren zum Bremsen einer Rotorwelle eines Hubschrauberrotors eines Hubschraubers, das die folgenden Schritte um- fasst :
- Erfassen von Daten mittels einer Sensoreinrichtung (40),
- Senden der erfassten Daten an eine Regelungseinrichtung (30),
- Bestimmen einer maximal möglichen Bremskraft anhand der erfaßten Daten mittels einer Regelungseinrichtung (30),
- Steuern einer Bremseinrichtung (40) mittels der Rege- lungseinrichtung (30), so dass die tatsächliche Brems¬ kraft im wesentlichen der maximal möglichen Bremskraft entspricht .
PCT/EP2007/051772 2006-06-22 2007-02-23 Geregelte rotorbremse WO2007147650A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610028671 DE102006028671A1 (de) 2006-06-22 2006-06-22 Geregelte Rotorbremse
DE102006028671.5 2006-06-22

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Publication Number Publication Date
WO2007147650A1 true WO2007147650A1 (de) 2007-12-27

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PCT/EP2007/051772 WO2007147650A1 (de) 2006-06-22 2007-02-23 Geregelte rotorbremse

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DE (1) DE102006028671A1 (de)
WO (1) WO2007147650A1 (de)

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