DE2211186B2

DE2211186B2 - Schwingungsdämpfer für Drehflügelflugzeuge

Info

Publication number: DE2211186B2
Application number: DE2211186A
Authority: DE
Inventors: Junichi Niwa Aichi Miyashita (Japan)
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1971-03-08
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1974-12-05
Also published as: JPS5638438B1; US3836098A; GB1387031A; DE2211186A1; FR2129524A5; DE2211186C3

Description

Die F.rfi;idling bezieht sich . Schwingungsdämpfer für Drehflügelflugzeuge ni.i Ii^-.... :jli?,ehen Antnvb-.uinrichtungen, die über eine Steueranordnung /um Er/eiifen von mechanischen Schwingungen steuerbar sind, wobei die mechanischen Schwingungen den Frregerkräften entgegenwirken, nie von dem Roturwellenge-Iriebegehäuse bzw. der Rotorwellenlagervornchtung des Drehflügelflug/e gs auf dessen Rumpf übertragbar find.

Ein solcher aus der FR-P'i 1 Ί0' J8i bekannter Schwingungsdämpfer weist cn: /usa'/liche Verbindungsstange /.wischen der dii Rotorwtüe eines Hubschraubers lagernden Getriebe- und Lageranordnung und dem Rumpf des Hubschraubers auf. wobei in dieser Verbindungsstange ein hydraulischer Stellmotor und ein elastisches Glied in Serie geschaltet sind. Mit Hilfe des hydraulischen Stellmotors und des elastischen Gliedes können über die Verbindungsstange dem Getriebelind Lagerteil der Rotorwelle Schwingungen erteilt werden, die jedoch zwangläufig nur in Axialrichtung der Verbindungsstange gerichtet sind. Der bekannte Schwingungsdämpfer weist außerdem einen Beschleunigungsmesser auf, der die vom Rotor b/w. der Rotorwelle erzeugten Schwingungen erfaßt und ein diesen Schwingungen proportionales elektrisches Signal abgibt. Dieses elektrische Signal wird nach geeigneter Umwandlung zur Steuerung des hydraulischer* Stellmotors herangezogen, so daß mit dem hydraulischen Stellmotor über die Verbindungsstange dem Getriebe- und Lagerteil der Rotorwelle dem Betrag und der Frequenz nach gleiche Schwingungen erteilt werden, die jedoch gegenüber den vom Rotor und der Rotorwelle erzeugten Schwingungen phasenmäßig entgegengesetzt gerichtet sind, so daß die in Längsrichtung der Verbindungsstange gerichteten Schwingungsanteile aufgehoben werden. Dieser bekannte Schwingungsdämpfer hat den Nachteil, daß letztlich nur in einer Richtung gerichtete Schwingungen kompensiert werden können, wobei andererseits selbst diese Schwingungskompcnsation durch die gleichzeitige Anlenkung der Verbindungsstange sowohl am Rumpf als auch dem Lager- und Getriebeteil sowie die starre Verbindung zwischen dem Lager und Getriebeteil und dem Rumpf recht kompliziert wiru. Da außerdem die künstlich erzeugten ^lder US-PS 3 172 630 ist ein Schwingungsdarnpfer für ein Wellenlager bekannt, bei dem in dem Lagergehäuse hin- und herbewegbare Schwingmassen angeordnet sind, die vorzugsweise von einer hydraul,, fchen Antriebseinrichtung bewegt werden. Die An-,o ^einrichtungen werden dabei von einem elektrischen Signal angesteuert, das seinerseits wiederum aus Sem Ausgangssignal eines geeigneten Schwingung^,-Smers abgeleitet wird. Die hin- und hergehenden Massen sind in Form eines in einem Zylinder geführten .< Kolbens ausgebildet, der in seiner M.ttenlage durch jeweüs zwei entgegengerichiete Federn gehalten wird. Die bewegung des Kolbens wird in bekannter Weise durch zwei jeweils am Ende des Zylinders vorgesehene Durchlässe für ein hydraulisches Arbeitsmedium bewirkt die von einem hydraulischen Wegeventil in be-Scr Weise abwechselnd als Zu- oder λη,,,γ _ge_ schiltet werden. Mu diesem bekannten Schwingungsdämpfer sind relativ einfache Schwingungen, wie sie /Ή durch die Unwucht einer Welle bzw. mit der Welle ^ verbundenen Maschinenteilen hervorgerufen werden, reh;>v gut auszugleichen, jedoch nicht die sehr viel k ,nph/iertcren Schwingungen an einem Drehflügelflugzeug zu beseitigen oder zu unterdrücken.

AtiKibe der Erfindung ist es. einen neuen Schwin- r gungsdämpfer tür Drehflügelflugzeuge zu schaffen, mit 5cm in möglichst einfacher Weise alle durch den Rotor bzw das Triebwerk hervorgerufenen Schwingungen sicher ■· beseitigen sind, unabhängig von der Richtung und Herkunft hinsichtlich Erregerkräften oder Erregermomenten dieser Schwingungen.

Bei einem Schwingungsdämpfer der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an dem Rotorwellengetriebegehäuse bzw. der Rotorwellenlagervorriehtung des Drehflügelflugzeugs über erste Federn mit der hydraulischen Antriebseinrichtung und über zweite Federn mit d.in Rotorwellengetriebegehäuse bzw. der Rotorwellenlagervorrichtung verbundene Schwingmassen angeordnet sind.

Durch die Anordnung von Schwingmassen unmittelbar an'dem Teil, das die die Schwingungen hervorrufenden Erregerkräfte und -momcnte auf den Rumpf des Drehflügelflugzeuges überträgt, ist ein optimaler Ausgleich aller dicer Schwingungen möglich, bevor diese auf den Rumpf des Drehflügelflugzeuges übertragen werden können. Die Schwingmassen sind dabei an dem Rotorwellengetriebegehäuse hinsichtlich ihrer Schwingungsrichtung und ihrer jeweiligen Schwerpunktslage gegenüber dem Getriebegehäuse so anzuordnen, daß jede Schwingmasse mindestens eine in einer bestimmten Richtung gerichtete Schwingungsart auszugleichen vermag Da die Schwingmassen nach ihrer Erregung durch die Antriebseinrichtung nach Art eines mechanischen Schwingkreises in der Nähe ihrer Eigenfrequenz schwingen, sind nur minimale Antriebskräfte zu ihrer Bewegung erforderlich, wobei gerade durch das Schwingen der .Schwingmassen in der Nähe ihrer Eigenfrequenz ein sehr stabiles Schwingverhalten mit relativ großen Schwingungsamplituden und damit ein optimaler Ausgleich der durch das Rotorsystem erregton Schwingungen zu erreichen ist.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F-" i g. 1 eine schematisierte Ansicht eines mil der neuen Schwin^ungsdämpferanardnung ausgerüsteten Hubschraubers,

F i g 2 und 3 schematisierte Schnittansichten von verschiedenen Anordnungen der Schwingmasse.

F i g. I zeigt eine Schwingungsdämpferanordnung in der Anwendung an einem Hubschrauber, bei welchem sie den vom Rotor ausgehenden Erregerkräften entgegenwirkt. Rm mittels Anschlüssen 2 auf dem Rumpf 1 des Hubschraubers gehaltenes Getriebe 3 überträgt den Antrieb über einen ftotormast 4 auf den Rotorkopf 5 mit den Rotorblättern 6. An Getriebe 3 sind mehrere Schwingungsdämpfer 10 angeordnet. Sie sind unter Steuerung mittels einer elektrischen Steuereinrichtung 8 von einer Hydraulikpumpe 7 mit Hochdrucköl gespeist. Dadurch, daß senkrecht schwingende Schwingmassen an gegenüberliegenden Seiten in Längs- und Querrichtung des Getriebes 3 angeordnet sind, lassen sich drei Arten von Erregerkräften, nämlich senkrecht angreifende Kräfte sowie Stampf- uiivi Rullrnuinenie :r. durch entsprechende Abstimmung der SlIiv. mgungs- |ihasen der verschiedenen Schwin^nijssen auihehe.n Den auftretenden Schwingungen entsprechende inforinatinnsMgnak· werden dtr Steuereinrichtung 8 von am (ietriL-ne 3 sitzenden Abtasieinrientungen 9 /ugeuihrt :s tiiul in entsprechende Steuersignale umgewandelt. Diese Steuersignale steuern die Speisunp, der Schwingungsdämpfer mit hydraulischem Druck.

In der praktischen Ausführung sind die mittels der hydraulischen Einrichtungen erzeugbaren Amplituden und Erregergegenkräfte häufig stark beschränkt. In der Ausführung nach F i g. 2 ist eine Schwingmasse 37 in der Hauptsache von einer Hauptfeder 38 gehalten und von einer hydraulischen Antriebseinrichtung 40 über eine Hilfsfeder 39 in Schwingungen versetzbar. In der Ausführung nach F i g. 3 bilden das Fußteil 41 α eines Federhebels 41 und eine Feder 42 zusammen eine Hauptfeder, und das Außenteil des Hebels 416 bildet eine Hilfsfeder, die mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung 40' verbunden ist. In diesen Ausführungen läßt sich die Eigenschwingungsfrequenz des gesamten Systems bei als starr angenommenen Kolben der hydraulischen Antriebseinrichtung gleich der Frequenz der vom Rotor ausgehenden Eiregerkräfte einrichten. In einem solchen i'aile braucht die Amplitude derd'irch die hydraulische Antriebseinrii ntung hervorgebrachten r.rregerkrafte nur äußerst kle> /u sein und die Lrregerkrafie selbst brauchen ebeni'a'is nur ein Bruchteil der I ra^heitskräfte der Schwingmasse auszumachen.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schwingungen unmittelbar zum Erregen d« Getriebe-

nH aeerteils benutzt werden, sind erhebliche An-

irieb'ieistuC für den hydraulischen Stellmotor _er-

Schwingungsdampfer für Drehflügelflugzeuge mit hydraulischen Antriebseinrichtungen, die über eine Steuerungsanordnung zum Erzeugen von mechanischen Schwingungen steuerbar sind, wobei die mechanischen Schwingungen den Erregerkräften entgegenwirken, die von dem Rotorwellengetriebegehäuse bzw. der Rotorwellenlagervorrichlung des Drehflügelflugzeugs auf dessen Rumpf übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rotorwellengetriebegehäuse bzw. der Rotorwellenlagervorrichtung (Getriebe 3) des Drehflügelflugzeugs über erste Federn (39; 42, 41 b) mit der hydraulischen Antriebseinrichtung (40; 40') und über -/.weite Federn (38; 42, 41a) mit dem Rotorwellengetriebegehäuse bzw. der Rotorwellenlagervorrichtung verbundene Schwingmassen (37, 37') angeordnet sind.