DE102021110538B4

DE102021110538B4 - Luftfahrzeugpropeller und Luftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021110538B4
Application number: DE102021110538.2A
Authority: DE
Inventors: Christos Pashias
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2041-04-27
Also published as: CN115246474A; US11679863B2; US20220340258A1; DE102021110538A1

Abstract

Luftfahrzeugpropeller (10; 30; 50),mit einer Propellerwelle (11; 31; 51),mit an der Propellerwelle (11; 31; 51) befestigten Propellerflügeln oder Propellerblättern (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55),wobei in jeden Propellerflügel oder jedes Propellerblatt (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) eingebracht ist, wobei der einlassseitige Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) eine Einlassöffnung und der auslassseitige Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) eine Auslassöffnung am jeweiligen Propellerflügel oder Propellerblatt (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) aufweist,wobei der einlassseitige Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) eines jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts mit dem auslassseitigen Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) eines jeweiligen anderen Propellerflügels oder Propellerblatts verbunden ist, derart, dass über den einlassseitigen Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts einströmende Luft über den auslassseitigen Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) des jeweiligen anderen Propellerflügels oder Propellerblatts ausströmt,wobei die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) an unterschiedlichen Seiten des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) angeordnet sind,wobei sich eine jeweilige Verbindung zwischen einem jeweiligen einlassseitigen Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) und einem jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) unterschiedlicher Propellerflügel oder Propellerblätter (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) durch die Propellerwelle (11; 31; 51) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftfahrzeugpropeller und ein Luftfahrzeug.
Aus der DE 10 2018 116 161 A1 ist ein als Senkrechtstarter ausgebildetes Luftfahrzeug mit einem Rumpf und einer vom Rumpf bereitgestellten Fluggastzelle bekannt. Die Fluggastzelle wird auch als Passagierkabine bezeichnet.
Aus der DE 10 2018 116 147 A1 ist ein weiteres als Senkrechtstarter ausgebildetes Luftfahrzeug bekannt, welches über am Rumpf des Luftfahrzeugs angreifende und unter den Rumpf einklappbare Propeller verfügt. Diese Propeller werden auch als Luftfahrzeugpropeller bezeichnet.
Aus der DE 10 2018 116 158 A1 ist ein ebenfalls als Senkrechtstarter ausgebildetes Luftfahrzeug mit einem Luftfahrzeugpropeller bekannt.
Luftfahrzeugpropeller können insbesondere bei schräger Anströmung im Vorwärtsflug zu Vibrationen neigen. Es besteht Bedarf daran, solche Vibrationen zu reduzieren oder vollständig zu vermeiden.
Aus der EP 2 631 175 B1 ist ein Luftfahrzeugpropeller mit einer Propellerwelle und mit an der Propellerwelle befestigten Propellerblättern bekannt, die auch als Propellerflügel bezeichnet werden. In den jeweiligen Propellerflügel ist ein Strömungskanal für Luft eingebracht, der über eine Einlassöffnung für Luft und über eine Auslassöffnung für Luft verfügt. Die Einlassöffnung des Strömungskanals ist benachbart einer Wurzel einer Hinterkante des Propellerflügels mit geringem Abstand zur Propellerwelle angeordnet. Die Auslassöffnung ist mit größerem Abstand zur Propellerwelle positioniert, und zwar auf einer gegenüberliegenden Seite des Propellerflügels.
US 10 302 064 B2 , EP 0 689 990 B1 und US 2018/0 297 692 A1 offenbaren weitere Luftfahrzeugpropeller mit einer Propellerwelle und mit an der Propellerwelle befestigten Propellerflügeln.
US 2 491 693 A offenbart einen Luftfahrzeugpropeller mit einer Propellerwelle, mit an der Propellerwelle befestigten Propellerflügeln oder Propellerblättern, wobei in jeden Propellerflügel oder jedes Propellerblatt jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal eingebracht ist, wobei der einlassseitige Strömungskanal eine Einlassöffnung und der auslassseitige Strömungskanal eine Auslassöffnung am jeweiligen Propellerflügel oder Propellerblatt aufweist, wobei der einlassseitige Strömungskanal eines jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts mit dem auslassseitigen Strömungskanal desselben Propellerflügels oder Propellerblatts verbunden ist, derart, dass über den einlassseitigen Strömungskanal des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts einströmende Luft über den auslassseitigen Strömungskanal desselben Propellerflügels oder Propellerblatts ausströmt. Die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts weist von der Propellerwelle einen größeren Abstand auf als die Einlassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts.
US 2 927 647 A offenbart einen Luftfahrzeugpropeller mit einer Propellerwelle und mit Propellerblättern, wobei die Propellerblätter über die Propellerwelle verbunden sind. Die Propellerblätter weisen Strömungskanäle auf. In einem Übergangsbereich zwischen Strömungskanälen ist ein Kraftstoffinjektor angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuartigen Luftfahrzeugpropeller und ein Luftfahrzeug mit einem solchen Luftfahrzeug zu schaffen.
Die Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch einen Luftfahrzeugpropeller nach Anspruch 1 gelöst.
Der Luftfahrzeugpropeller nach dem ersten Aspekt der Erfindung weist eine Propellerwelle und an der Propellerwelle befestigte Propellerflügel oder Propellerblätter auf. In jeden Propellerflügel oder jedes Propellerblatt ist jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal eingebracht. Der einlassseitige Strömungskanal weist eine Einlassöffnung und der auslassseitige Strömungskanal weist eine Auslassöffnung am jeweiligen Propellerflügel oder Propellerblatt auf. Der einlassseitige Strömungskanal eines jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts ist mit dem auslassseitigen Strömungskanal eines jeweiligen anderen Propellerflügels oder Propellerblatts verbunden, derart, dass über den einlassseitigen Strömungskanal des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts einströmende Luft über den auslassseitigen Strömungskanal des jeweiligen anderen Propellerflügels oder Propellerblatts ausströmt. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts sind an unterschiedlichen Seiten des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts angeordnet.
Der Luftfahrzeugpropeller nach Anspruch 1 schlägt einen Luftfahrzeugpropeller vor, bei welchem der einlassseitige Strömungskanal eines jeweiligen Propellerblatts oder Propellerflügels mit einem auslassseitigen Strömungskanal eines jeweiligen anderen Propellerblatts oder Propellerflügels verbunden ist.
Der jeweilige einlassseitige Strömungskanal verfügt über eine jeweilige Einlassöffnung und der jeweilige auslassseitige Strömungskanal über eine jeweilige Auslassöffnung am jeweiligen Propellerblatt oder Propellerflügel, wobei die Einlassöffnung und die Auslassöffnung auf unterschiedlichen Seiten angeordnet sind. So ist die jeweilige Einlassöffnung auf einer in Drehrichtung oder Rotationsrichtung des jeweiligen Propellerblatts oder Propellerflügels gesehen vorderen Seite und die jeweilige Auslassöffnung auf einer in Drehrichtung des jeweiligen Propellerblatts oder Propellerflügels gesehen hinteren Seite desselben angeordnet. Mit einem solchen Luftfahrzeugpropeller ist es möglich, Vibrationen des Luftfahrzeugpropellers insbesondere im Vorwärtsflug zu reduzieren oder gar vollständig zu eliminieren.
Nach Anspruch 1 erstreckt sich bei dem Luftfahrzeugpropeller nach dem ersten Aspekt der Erfindung eine jeweilige Verbindung zwischen einem jeweiligen einlassseitigen Strömungskanal und einem jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal unterschiedlicher Propellerflügel oder Propellerblätter durch die Propellerwelle hindurch. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte Verbindung der Kanäle unterschiedlicher Propellerflügel zur Reduktion von Propellervibrationen des Luftfahrzeugpropellers insbesondere im Vorwärtsflug.
Vorzugsweise ist bei dem Luftfahrzeugpropeller nach dem ersten Aspekt der Erfindung dasjenige Propellerblatt, dessen einlassseitiger Strömungskanal mit dem auslassseitigen Strömungskanal eines jeweiligen anderen Propellerblatts verbunden ist, gegenüber dem anderen Propellerblatt bezogen auf die Propellerwelle um zwischen 90° und 180° versetzt. Bei einem Luftfahrzeugpropeller mit zwei Propellerblättern sind die Propellerblätter, deren einlassseitiger und auslassseitiger Strömungskanal verbunden sind, um 180° versetzt. Bei drei Propellerblättern sind die Propellerblätter, deren einlassseitiger und auslassseitiger Strömungskanal verbunden sind, um 120° versetzt. Bei einem Luftfahrzeugpropeller mit vier Propellerblättern sind die Propellerblätter, deren einlassseitiger und auslassseitiger Strömungskanal verbunden sind, um 90° oder 180° an der Propellerwelle versetzt.
Die Aufgabe wird nach einem zweiten Aspekt der Erfindung durch einen Luftfahrzeugpropeller nach Anspruch 4 gelöst.
Der Luftfahrzeugpropeller nach Anspruch 4 weist eine Propellerwelle und an der Propellerwelle befestigte Propellerflügel oder Propellerblätter auf, wobei in jeden Propellerflügel oder jedes Propellerblatt jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal eingebracht ist. Der einlassseitige Strömungskanal weist eine Einlassöffnung und der auslassseitige Strömungskanal eine Auslassöffnung am jeweiligen Propellerflügel oder Propellerblatt auf. Der einlassseitige Strömungskanal eines jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts ist mit dem auslassseitigen
Strömungskanal desselben Propellerflügels oder Propellerblatts verbunden, derart, dass über den einlassseitigen Strömungskanal des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts einströmende Luft über den auslassseitigen Strömungskanal desselben Propellerflügels oder Propellerblatts ausströmt. Eine jeweilige Verbindung zwischen einem jeweiligen einlassseitigen Strömungskanal und dem jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal U-förmig erstreckt sich benachbart zu der Propellerwelle. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts sind an unterschiedlichen Seiten des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts ausgebildet und weisen beide einen größeren Abstand von der Propellerwelle auf als die Verbindung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts zwischen einem jeweiligen einlassseitigen und auslassseitigen Strömungskanal, wobei entweder die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts von der Propellerwelle den gleichen Abstand aufweisen oder die Einlassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts von der Propellerwelle einen größeren Abstand aufweist als die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts.
Auch mit dem Luftfahrzeugpropeller nach Anspruch 4 lassen sich Propellervibrationen des Luftfahrzeugpropellers insbesondere im Vorwärtsflug reduzieren oder gar vollständig eliminieren.
Nach einer Weiterbildung des Luftfahrzeugpropellers nach Anspruch 1 weisen die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts von der Propellerwelle den gleichen Abstand auf.
Es ist auch bei dem Luftfahrzeugpropeller nach Anspruch 1 möglich, dass die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts von der Propellerwelle einen unterschiedlichen Abstand aufweisen, wobei der Abstand der Einlassöffnung von der Propellerwelle größer als der Abstand der Auslassöffnung von der Propellerwelle ist.
Das Luftfahrzeug ist in Anspruch 9 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematisierte Ansicht eines ersten Luftfahrzeugpropellers nach dem ersten Aspekt der Erfindung,
2 eine schematisierte Ansicht eines zweiten Luftfahrzeugpropellers nach dem ersten Aspekt der Erfindung,
3 eine schematisierte Ansicht eines dritten Luftfahrzeugpropellers nach dem ersten Aspekt der Erfindung,
4 eine schematisierte Ansicht eines vierten Luftfahrzeugpropellers nach dem ersten Aspekt der Erfindung,
5 eine schematisierte Ansicht eines weiteren Luftfahrzeugpropellers nach dem ersten Aspekt der Erfindung,
6 eine schematisierte Ansicht eines Luftfahrzeugpropellers nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftfahrzeugpropellers 10 nach dem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung. In 1 verfügt der Luftfahrzeugpropeller 10 über eine Propellerwelle 11 sowie über zwei an der Propellerwelle 11 befestigte Propellerblätter 12, 13, die sich in 1 an der Propellerwelle 11 diametral gegenüberliegen, also bezogen auf die Propellerwelle 11 um 180° zueinander versetzt sind. Propellerblätter werden auch als Propellerflügel bezeichnet.
In 1 verdeutlicht ein Pfeil 14 die Rotationsrichtung oder Drehrichtung des Luftfahrzeugpropellers 10 und damit der Propellerblätter 12, 13. Ein Pfeil 15 verdeutlicht die Vorwärtsflugrichtung eines den Luftfahrzeugpropeller 10 aufweisenden Luftfahrzeugs.
In 1 handelt es sich im gezeigten Zustand bei dem Propellerblatt 13 um das sogenannte vorlaufende Propellerblatt und beim Propellerblatt 12 um das sogenannte rücklaufende Propellerblatt. Die durch den Pfeil 16 verdeutlichte Rotationsrichtung oder Bewegungsrichtung des Propellerblatts 13 ist demnach in Flugrichtung 15 und die durch den Pfeil 17 verdeutlichte Rotationsrichtung oder Bewegungsrichtung des Propellerblatts 12 entgegengesetzt zur Flugrichtung 15 gerichtet. Selbstverständlich ändert sich durch Rotation bzw. Drehung des Luftfahrzeugpropellers 10 das vorlaufende Propellerblatt und das rücklaufende Propellerblatt stetig.
In jedes Propellerblatt 12, 13 ist jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal 18 bzw. 19 und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal 20 bzw. 21 eingebracht. So ist in das Propellerblatt 12 der einlassseitige Strömungskanal 18 und der auslassseitige Strömungskanal 20 eingebracht. In das Propellerblatt 13 sind der einlassseitige Strömungskanal 19 und der auslassseitige Strömungskanal 21 eingebracht.
Jeder einlassseitige Strömungskanal 18, 19 verfügt dabei über eine Einlassöffnung 22 bzw. 23 und jeder auslassseitige Strömungskanal 20 bzw. 21 verfügt über eine Auslassöffnung 24 bzw. 25. So verfügt der in das Propellerblatt 12 eingebrachte einlassseitige Strömungskanal 18 über die Einlassöffnung 22 und der in das Propellerblatt 12 eingebrachte auslassseitige Strömungskanal 20 über die Auslassöffnung 24, die bezogen auf das Propellerblatt 12 an unterschiedlichen Seiten des Propellerblatts 12 angeordnet bzw. ausgebildet sind.
Gleiches gilt für das Propellerblatt 13. Der in das Propellerblatt 13 eingebrachte einlassseitige Strömungskanal 19 weist die Einlassöffnung 23 und der in das Propellerblatt 13 eingebrachte auslassseitige Strömungskanal 21 die Auslassöffnung 25 auf, wobei diese Einlassöffnung 23 und diese Auslassöffnung 25 des Propellerblatts 13 wiederum an unterschiedlichen Seiten des Propellerblatts 13 angeordnet sind.
In Drehrichtung oder Rotationsrichtung 14 des Luftfahrzeugpropellers 10 gesehen sind die Einlassöffnungen 22, 23 an einer vorderen Seite des jeweiligen Propellerblatts 12, 13 und die Auslassöffnungen 24, 25 an einer hinteren Seite des jeweiligen Propellerblatts 12, 13 ausgebildet.
Nach dem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung ist der einlassseitige Strömungskanal 18 bzw. 19 eines jeweiligen Propellerflügels 12 bzw. 13 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 21 bzw. 20 eines jeweiligen anderen Propellerflügels 13 bzw. 12 verbunden, wobei sich diese Verbindung der einlassseitigen Strömungskanäle und der auslassseitigen Strömungskanäle durch die Propellerwelle 11 hindurch erstreckt.
Luft, die über die Einlassöffnung 23 des Propellerblatts 13 in den einlassseitigen Strömungskanal 19 des Propellerblatts 13 einströmt, strömt über die Propellerwelle 11 in den auslassseitigen Strömungskanal 20 des anderen Propellerblatts 12 und über die Auslassöffnung 24 desselben ab. Das Einströmen erfolgt dabei an der Drehrichtung 14 oder Rotationsrichtung vorderen Seite des Propellerblatts 13 und das Ausströmen an der in Drehrichtung 14 oder Rotationsrichtung hinteren Seite des Propellerblatts 12.
Ebenso strömt Luft, die über die Einlassöffnung 22 des Propellerblatts 12 in den einlassseitigen Strömungskanal 18 desselben einströmt, über die Verbindung und so über die Propellerwelle 11 in Richtung auf den auslassseitigen Strömungskanal 21 des Propellerblatts 13 und über die Auslassöffnung 25 desselben vom Luftfahrzeugpropeller 10 ab.
Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen im Bereich jedes Propellerblatts 12, 13 die Öffnungen des jeweiligen Propellerblatts 12, 13, also die Einlassöffnung 22 bzw. 23 und die Auslassöffnung 24 bzw. 25 des jeweiligen Propellerblatts 12 bzw. 13, von der Propellerwelle 11 einen identischen Abstand auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Auslassöffnungen 24, 25 einen geringeren Abstand von der Propellerwelle 11 aufweisen als die Einlassöffnungen 22, 23.
Bei dem in 1 gezeigten Luftfahrzeugpropeller 10, der lediglich zwei Propellerblätter 12, 13 aufweist, sind die Propellerblätter 12, 13, deren einlassseitige Strömungskanäle 18 bzw. 19 und auslassseitige Strömungskanäle 21 bzw. 20 miteinander verbunden sind, um 180° zueinander versetzt, liegen sich also an der Propellerwelle 11 diametral gegenüber.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftfahrzeugpropellers 30 nach dem ersten Aspekt der Erfindung, der eine Propellerwelle 31 und drei an der Propellerwelle 31 befestigte Propellerblätter 32, 33, 34 aufweist. Benachbarte Propellerblätter 32, 33, 34 sind jeweils um 120° zueinander an der Propellwelle 31 versetzt. Dabei sind wiederum in jedes Propellerblatt 32, 33, 34 jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal 35, 36, 37 mit einer jeweiligen Einlassöffnung 38, 39, 40 und ein auslassseitiger Strömungskanal 41, 42, 43 mit einer jeweiligen Auslassöffnung 44, 45, 46 eingebracht. In 2 ist der einlassseitige Strömungskanal 35 des Propellerblatts 33 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 41 des Propellerblatts 32 verbunden. Ebenso ist der einlassseitige Strömungskanal 36 des Propellerblatts 34 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 42 des Propellerblatts 33 verbunden. Ferner ist der einlassseitige Strömungskanal 37 des Propellerblatts 32 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 43 des Propellerblatts 34 verbunden, jeweils über eine sich durch die Propellerwelle 31 erstreckende Verbindung. Die Propellerblätter, deren einlassseitige und auslassseitige Strömungskanäle miteinander verbunden sind, sind demnach in 2 um 120° zueinander versetzt.
Ein Pfeil 47 verdeutlicht in 2 die Drehrichtung des Luftfahrzeugpropellers 30. Wie in 1 ist auch in 2 die jeweilige Einlassöffnung 38, 39, 40 des jeweiligen Propellerblatts 32, 33, 34 an einer in Drehrichtung 47 des Luftfahrzeugpropellers und damit des Propellerblatts vorderen Seite und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerblatts an einer in Drehrichtung 47 des jeweiligen Propellerblatts hinteren Seite des jeweiligen Propellerblatts ausgebildet.
3, 4 und 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Luftfahrzeugpropeller 50 nach dem ersten Aspekt der Erfindung mit jeweils vier an einer Propellerwelle 51 befestigten Propellerblättern 52, 53, 54, 55. Benachbarte Propellerblätter 52, 53, 54, 55 sind jeweils um 90° zueinander an der Propellwelle 51 versetzt. In jedes Propellerblatt 52, 53, 54, 55 sind wiederum jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal 56, 57, 58, 59 und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal 60, 61, 62, 63 eingebracht, wobei wiederum jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal eines jeweiligen Propellerflügels bzw. Propellerblatts mit einem auslassseitigen Strömungskanal eines jeweiligen anderen Propellerflügels bzw. Propellerblatts über eine sich durch Propellerwelle 51 erstreckende Verbindung verbunden ist. Jeder einlassseitige Strömungskanal 56, 57, 58, 59 verfügt dabei über eine Einlassöffnung 64, 65, 66, 67 und jeder auslassseitige Strömungskanal 60, 61, 62, 63 über eine Auslassöffnung 68, 69, 70, 71, wobei im Bereich jedes Propellerblatts 52, 53, 54, 55 die jeweilige Einlassöffnung und die jeweilige Auslassöffnung an unterschiedlichen Seiten des jeweiligen Propellerblatts ausgebildet bzw. angeordnet sind.
In 3 ist der einlassseitige Strömungskanal 56 des Propellerblatts 52 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 63 des Propellerblatts 55 verbunden. Der einlassseitige Strömungskanal 57 des Propellerblatts 53 ist mit dem auslassseitigen Strömungskanal 60 des Propellerblatts 52 verbunden. Der einlassseitige Strömungskanal 58 des Propellerblatts 54 ist mit dem auslassseitigen Strömungskanal 61 des Propellerblatts 53 verbunden. Der einlassseitige Strömungskanal 59 des Propellerblatts 55 ist mit dem auslassseitigen Strömungskanal 62 des Propellerblatts 54 verbunden.
In 3 sind demnach diejenigen Propellerblätter, deren einlassseitige und auslassseitige Strömungskanäle verbunden sind, um 90° an der Propellerwelle zueinander versetzt.
In 4 sind ebenso wie in 1 die einlassseitigen und auslassseitigen Strömungskanäle solcher Propellerblätter miteinander verbunden, die, bezogen auf die Propellerwelle 51 um 180° zueinander versetzt sind. So ist der einlassseitige Strömungskanal 56 des Propellerblatts 52 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 62 des Propellerblatts 54 verbunden. Ferner ist der einlassseitige Strömungskanal 57 des Propellerblatts 53 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 63 des Propellerblatts 55 verbunden. Der einlassseitige Strömungskanal 58 des Propellerblatts 54 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 60 des Propellerblatts 52 verbunden. Der einlassseitige Strömungskanal 59 des Propellerblatts 55 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 61 des Propellerblatts 53 verbunden.
5 zeigt eine Ausgestaltung eines Luftfahrzeugpropellers 50, bei welchem diejenigen Propellerblätter, deren einlassseitige Strömungskanäle und auslassseitige Strömungskanäle miteinander verbunden sind, bezogen auf die Rotationsrichtung des Propellers 50 wieder um 90° zueinander versetzt sind. So ist in 5 der einlassseitige Strömungskanal 56 des Propellerblatts 52 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 61 des Propellerblatts 53 verbunden. Ferner ist der einlassseitige Strömungskanal 59 des Propellerblatts 55 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 60 des Propellerblatts 52 verbunden. Ferner ist der einlassseitige Strömungskanal 58 des Propellerblatts 54 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 63 des Propellerblatts 55 verbunden. Ferner ist der einlassseitige Strömungskanal 57 des Propellerblatts 53 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 62 des Propellerblatts 54 verbunden.
Ob bei einem Luftfahrzeugpropeller 50 mit vier Propellerblättern die Variante der 3 oder 4 oder 5 bevorzugt ist, hängt auch von einer Verzögerung in der pneumatischen Übertragung vom jeweiligen einlassseitigen Strömungskanal in Richtung auf den jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal ab.
Bei einer geringen Verzögerung in der pneumatischen Übertragung ist die Variante der 4 mit dem 180° der über ihre Strömungskanäle verbundenen Propellerblätter bevorzugt. Bei größeren Verzögerungen sind die Varianten der 3 und 5 bevorzugt.
Die Varianten der 3 und 5 unterscheiden sich dadurch, dass in 3 von zwei über einen jeweiligen einlassseitigen Strömungskanal und einen jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal verbundenen Propellerblättern in Drehrichtung (Pfeil 72) des Propellers gesehen das Propellerblatt mit dem einlassseitigen Strömungskanal dem Propellerblatt mit dem auslassseitigen Strömungskanal nachläuft, wohingegen in 5 das Propellerblatt mit dem einlassseitigen Strömungskanal dem Propellerblatt mit dem auslassseitigen Strömungskanal vorläuft.
Wie in 1 ist auch in 3 bis 5 die jeweilige Einlassöffnung 64, 65, 66, 67 des jeweiligen Propellerblatts an einer in Drehrichtung 72 des Luftfahrzeugpropellers 50 und damit des jeweiligen Propellerblatts vorderen Seite und die Auslassöffnung 68, 69, 70, 71 des jeweiligen Propellerblatts an einer in Drehrichtung 72 hinteren Seite des jeweiligen Propellerblatts ausgebildet.
Sämtlichen Ausführungsbeispielen der 1 bis 5, die einen Luftfahrzeugpropeller 10, 30, 50 nach dem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung zeigen, ist gemeinsam, dass jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal eines jeweiligen Propellerblatts und ein auslassseitiger Strömungskanal eines jeweiligen anderen Propellerblatts miteinander verbunden sind, und zwar über eine sich über die jeweilige Propellerwelle 11, 31, 51 erstreckende Verbindung.
Demgegenüber zeigt 6 eine schematische Darstellung eines Luftfahrzeugpropellers 80 nach dem zweiten Aspekt der Erfindung mit einer Propellerwelle 81 und hier vier Propellerblättern 82, 83, 84, 85.
In 6 ist in jedes der Propellerblätter jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal 86, 87, 88, 89 mit einer Einlassöffnung 90, 91, 92, 93 und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal 94, 95, 96, 97 mit einer jeweiligen Auslassöffnung 98, 99, 100, 101 eingebracht.
In 6 ist der einlassseitige Strömungskanal 86, 87, 88, 89 des jeweiligen Propellerblatts 82, 83, 84, 85 mit dem auslassseitigen Strömungskanal 94, 95, 96, 97 desselben Propellerblatts 82, 83, 84, 85 verbunden, und zwar über eine U-förmige Verbindung, die benachbart zur Propellerwelle 81 angeordnet ist.
Die Einlassöffnungen 90, 91, 92, 93 und die Auslassöffnungen 98, 99, 100, 101 sind mit Abstand von der Propellerwelle 81 angeordnet, und zwar in 6 jeweils mit gleichem Abstand zur Propellerwelle 81.
Es ist jedoch auch möglich, dass die jeweilige Auslassöffnung 99, 100, 101 einen geringeren Abstand von der Propellerwelle 81 aufweist als die jeweilige Einlassöffnung 90, 91, 92, 93, jedoch weiter von der Propellerwelle 81 beabstandet ist als die jeweilige U-förmige Verbindung des jeweiligen einlassseitigen Strömungskanals mit dem jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal des jeweiligen Propellerblatts.
Wie in 1 ist auch in 6 die jeweilige Einlassöffnung 90, 91, 92, 93 des jeweiligen Propellerblatts an einer in Drehrichtung 102 des Luftfahrzeugpropellers 80 und damit des jeweiligen Propellerblatts vorderen Seite und die Auslassöffnung 98, 99, 100, 101 des jeweiligen Propellerblatts an einer in Drehrichtung 102 hinteren Seite des jeweiligen Propellerblatts ausgebildet.
Bei den erfindungsgemäßen Luftfahrzeugpropellern 10, 30, 50, 80 handelt es sich vorzugsweise um offene Propeller, wie sie insbesondere bei Hubschraubern zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemäßen Luftfahrzeugpropeller 10, 30, 40, 80 können jedoch auch als Mantelpropeller ausgebildet sein.
Mit der Erfindung ist es möglich, unterschiedliche Energiehöhen an den Propellerblättern zu nutzen, um Propellervibrationen insbesondere im Vorwärtsflug zu reduzieren oder gar vollständig zu vermeiden.
In jedes Propellerblatt sind hierzu ein einlassseitiger Strömungskanal mit einer Einlassöffnung und ein auslassseitiger Strömungskanal mit einer Auslassöffnung eingebracht, die miteinander verbunden sind, und zwar nach dem ersten, bevorzugten Aspekt der Erfindung derart, dass einlassseitige Strömungskanäle und auslassseitige Strömungskanäle unterschiedlicher Propellerblätter miteinander verbunden sind. Die Einlassöffnung des jeweiligen Propellerblatts ist an einer in Drehrichtung des Luftfahrzeugpropellers und damit des jeweiligen Propellerblatts vorderen Seite und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerblatts an einer in Drehrichtung des Luftfahrzeugpropellers und damit des jeweiligen Propellerblatts hinteren Seite des jeweiligen Propellerblatts ausgebildet.

Claims

Luftfahrzeugpropeller (10; 30; 50), mit einer Propellerwelle (11; 31; 51), mit an der Propellerwelle (11; 31; 51) befestigten Propellerflügeln oder Propellerblättern (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55), wobei in jeden Propellerflügel oder jedes Propellerblatt (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) eingebracht ist, wobei der einlassseitige Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) eine Einlassöffnung und der auslassseitige Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) eine Auslassöffnung am jeweiligen Propellerflügel oder Propellerblatt (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) aufweist, wobei der einlassseitige Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) eines jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts mit dem auslassseitigen Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) eines jeweiligen anderen Propellerflügels oder Propellerblatts verbunden ist, derart, dass über den einlassseitigen Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts einströmende Luft über den auslassseitigen Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) des jeweiligen anderen Propellerflügels oder Propellerblatts ausströmt, wobei die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) an unterschiedlichen Seiten des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) angeordnet sind, wobei sich eine jeweilige Verbindung zwischen einem jeweiligen einlassseitigen Strömungskanal (18, 19; 35, 36, 37; 56, 57, 58, 59) und einem jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal (20, 21; 42, 42, 43; 60, 61, 62, 63) unterschiedlicher Propellerflügel oder Propellerblätter (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) durch die Propellerwelle (11; 31; 51) erstreckt.
Luftfahrzeugpropeller (10; 30; 50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Propellerflügel oder das jeweilige Propellerblatt (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55), dessen einlassseitiger Strömungskanal mit dem auslassseitigen Strömungskanal eines jeweiligen anderen Propellerflügels (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) oder Propellerblatts verbunden ist, bezogen auf die Propellerwelle (11; 31; 51) gegenüber dem anderen Propellerflügel oder Propellerblatt um zwischen 90° und 180° versetzt ist.
Luftfahrzeugpropeller (10; 30; 50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Propellerflügel oder das jeweilige Propellerblatt (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55), dessen einlassseitiger Strömungskanal mit dem auslassseitigen Strömungskanal eines anderen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) verbunden ist, gegenüber dem anderen Propellerflügel oder Propellerblatt um 180° versetzt ist, sodass sich diese Propellerflügel an der Propellerwelle (11; 31; 51) diametral gegenüberliegen.
Luftfahrzeugpropeller (80), mit einer Propellerwelle (81), mit an der Propellerwelle (81) befestigten Propellerflügeln oder Propellerblättern (82, 83, 84, 85), wobei in jeden Propellerflügel oder jedes Propellerblatt (82, 83, 84, 85) jeweils ein einlassseitiger Strömungskanal (86, 87, 88, 89) und jeweils ein auslassseitiger Strömungskanal (94, 95, 96, 97) eingebracht ist, wobei der einlassseitige Strömungskanal eine Einlassöffnung und der auslassseitige Strömungskanal eine Auslassöffnung am jeweiligen Propellerflügel oder Propellerblatt (82, 83, 84, 85) aufweist, wobei der einlassseitige Strömungskanal (86, 87, 88, 89) eines jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts mit dem auslassseitigen Strömungskanal (94, 95, 96, 97) desselben Propellerflügels oder Propellerblatts verbunden ist, derart, dass über den einlassseitigen Strömungskanal des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts einströmende Luft über den auslassseitigen Strömungskanal desselben Propellerflügels oder Propellerblatts ausströmt, wobei sich eine jeweilige Verbindung zwischen einem jeweiligen einlassseitigen Strömungskanal (86, 87, 88, 89) und dem jeweiligen auslassseitigen Strömungskanal (94, 95, 96, 97) U-förmig benachbart zu der Propellerwelle (81) erstreckt, wobei die Einlassöffnung (90, 91, 92, 93) und die Auslassöffnung (98, 99, 100, 101) des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (82, 83, 84, 85) an unterschiedlichen Seiten des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts ausgebildet sind und beide einen größeren Abstand von der Propellerwelle (81) aufweisen als die Verbindung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts zwischen dem jeweiligen einlassseitigen und auslassseitigen Strömungskanal, wobei entweder die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (82, 83, 84, 85) von der Propellerwelle (81) den gleichen Abstand aufweisen oder die Einlassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (82, 83, 84, 85) von der Propellerwelle (81) einen größeren Abstand aufweist als die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (82, 83, 84, 85).
Luftfahrzeugpropeller (80) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) von der Propellerwelle (11; 31; 51) den gleichen Abstand aufweisen.
Luftfahrzeugpropeller (80) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55) von der Propellerwelle (11; 31; 51) einen unterschiedlichen Abstand aufweisen, wobei der Abstand der Einlassöffnung von der Propellerwelle größer als der Abstand der Auslassöffnung von der Propellerwelle ist.
Luftfahrzeugpropeller (80) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts (12, 13; 32, 33, 34; 52, 53, 54, 55; 82, 83, 84, 85) an einer in Drehrichtung (14, 47, 72, 102) vorderen Seite und die Auslassöffnung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts an einer in Drehrichtung des jeweiligen Propellerflügels oder Propellerblatts hinteren Seite ausgebildet ist.
Luftfahrzeugpropeller (80) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfahrzeugpropeller (10; 30; 50; 80) als offener Propeller oder als Mantelpropeller ausgebildet ist.
Luftfahrzeug, mit einem eine Fluggastzelle bereitstellenden Rumpf, mit mindestens einem Luftfahrzeugpropeller (10; 30; 50; 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.