DE2461008C2 - Rotorblatt - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß die erste obere Beplankung (16) zwischen dem Übergangspunkt und der Spitze des Rotorblattes (10) mit ihrer Vorderkante am hinteren Träger (74) befestigt ist;

— daß die vordere untere Beplankung (18) entlang ihrer Hinterkante mit der Vorderkante der hinteren unteren Beplankung (14) verbunden ist;

— daß die zweite obere Beplankung (20) im Bereich zwischen dem Übergangspunkt und der Spitze des Rotorblattes (10) entlang ihrer Hinterkante mit der Vorderkante der ersten oberen Beplankung (16) verbunden ist; und

— daß die zweite obere Beplankung (20) in einem von der Blattwurzel und dem Übergangspunkt begrenzten Bereich zwischen der ersten oberen Beplankung (16) und der vorderen unteren Beplankung (18) verläuft.

2. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten oberen Beplankung (20) und der vorderen unteren Beplankung (18) ein Versteifungsträger (62) in Längsrichtung des Rotorblattes (10) verläuft, der mit dem C-Träger (12) einen vorderen Versteifungskasten (64) und mit dem hinteren Träger (74), mit der zweiten oberen Beplankung (20) und mit der vorderen unteren Beplankung (18) einen hinteren Versteifungskasten (78) bildet.

3. Rotorblatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorderen Versteifungskasten (64) ein erster metallischer Füllkörper (66) und in dem hinteren Versteifungskasten (78) ein zweiter metallischer Füllkörper (80) vorgesehen ist.

4. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste obere Beplankung (16) und die zweite obere Beplankung (20) im Bereich zwischen dem Übergangspunkt und der Blauwurzel des Rotorblattes (10) an dem oberen Schenkel (58) des C-Tr2gers (12) befestigt sind und bis zum hinteren Träger (74) dazwischen einen dritten nichtmetallischen Füllkörper (94) enthalten.

5. Rotorblatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen dem hinteren Träger (74) und der hinteren unteren sowie ersten oberen Beplankung (14; 16) ein vierter nichtmetallischer Füllkörper (92) angeordnet ist

6. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste obere Beplankung (16) und die hintere untere Beplankung (14) aus nichttragender Glasfaser bestehen.

7. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite obere Beplankung (20) und die vordere untere Beplankung (18) tragende Teile des hinteren Versteifungskastens (78) sind.

8. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Träger (74) eine Versteifung (96) befestigt ist, die sich in Längsrichtung des hinteren Trägers (74) erstreckt

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt für Hubschrauber gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Rotorblatt ist aus der DE-OS 17 56 929 bekannt Zur Verstärkung des Rotorblattes erstrecken sich Verstärkungsplatten von abnehmender Länge und Breite in Richtung auf die Blattspitze, enden jedoch im Abstand von dieser. Die Verstärkungsplatten liegen schuppenartig übereinander und verstärken das Rotorblatt in Richtung zur Blattwurzel, ohne dessen Profil wesentlich zu verändern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Rotorblatt der zuvor genannten Art derart weiterzubilden, daß sich dessen Profil von der Blattwurzel bis zur Blattspitze stärker als beim Stand der Technik verändert, ohne daß die

Steifigkeit des Rotorblattes leidet

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Dadurch wird erreicht daß das Profil des Rotorblattes in einem Bereich von der Blattwurzel bis zu einem

so Übergangspunkt eine größere Wölbung aufweist als im restlichen Bereich bis zur Rotorspitze. Durch eine besondere Beplankung und dabei gebildeten Versteifungskästen ist das erfindungsgemäße Rotorblatt außerordentlich steif und hat hervorragende Flugeigenschaften.

Aus der DE-AS 10 34 985 und aus der US-PS 28 84 078 ist zwar bereits ein Rotorblatt bekannt, das einen die Vorderkante bildenden Holm und einen nichttragenden Hinteraufbau aufweist der aus verlöteten und verklebten Profilblechen besteht Die bekannten Rotorblätter erfahren jedoch keine oder höchsten eine unwesentliche Profilveränderung von der Blattwurzel bis zu einem in Richtung zur Blattspitze liegenden Übergangsbereich. Ähnliches gilt für die GB-PS 10 82 352 oder die US-PS 31 55 166, welche Rotorblät ter mit tragenden und nichttragenden Teilen zeigen, sich jedoch nicht mit einer Profilveränderung befassen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der F i g. 1 bis 9 näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Hubschrauber-Rotorblatt;

F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Rotorblattes unter Darstellung der erfindungsgemäßen Konstruktionseinzelheiten;

F i g. 3 einen Schnitt durch das in F i g. 2 dargestellte Rotorblatt entlang der Linie 3-3;

Fig.4 einen Schnitt durch das in Fig.2 dargestellte Rotorblatt entlang der linje 4-4;

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 durch das in F i g. 2 dargestellte Rotorblatt mit den Einzelheiten seines Aufbaues von der Blattwurzel bis zu etwa 60% der Blattlänge;

F i g. 6 einen Querschnitt' durch das in F i g. 2 dargestellte Rotorblatt mit den Einzelheiten seines Aufbaues von einem bei etwa 72% der Blattlänge liegenden Punkt zur Spitze des Rotorblattes hin;

Fig.7 einen Teilschnitt eines Rotorblattes entlang der Linie 7-7 aus F i g. 2 mit den Ausgleichs^ewichten und einem Befestigungseinsatz in der Blattaußenspitze;

Fig.8 einen Teil eines Querschnittes durch eine Rotorblattspitze entlang der Linie 8-8 aus F i g. 2;

F i g. 9 eine vergrößerte Ansicht eines Schnittes entlang der Linie 9-9 aus Fig.2 durch Beplankung und Versteifung.

Die Figuren zeigen ein Rotorblatt 10 mit einem sich in Längsrichtung an der Vorderkante des Rotorblattes erstreckenden C-Träger 12, mit unteren und oberen Schenkeln 58 und 60. Die oberen und unteren Schenkel 58 und 60 weisen erste und zweite obere Beplankungen 16 und 20, sowie vordere und hintere untere Beplankungen 14 und 18 auf. Der C-Träger 12 und die Beplankungen 14, 18 und 20 sind an der Rotorspitze mit einer Flügelendkappe 22 verbunden. Die Flügelendkappe 22 kann dabei auf übliche Weise mittels Maschinenschrauben an dem C-Träger befestigt sein.

F i g. 7 zeigt einen Querschnitt der Flügelendkappe 22, die zu einem hohlen Rahmen mit einem Träger 26 zur Aufnahme von Gewichten zum Ausgleich statischer Spannungen ausgebildet ist Diese Spannungsausgleichsgewichte 28 werden aus dünnen Unterlegscheiben gebildet, deren Anzahl für den Ausgleich eines jeden einzelnen Rotorblattes abgestimmt werden kann. Darüber hinaus ist in der Flügelkappe 22 ein Verzurreinsatz 30 zum Befestigen solcher Rotorblätter 10 am Hubschrauberrumpf für den Fall vorgesehen, daß daß der Hubschrauber am Boden abgestellt oder die Rotorblätter zusammengelegt sind.

F i g. 8 zeigt die Ausbildung der Flügelendkappe 22 in Form eines U-ProFils mit Unter- und Oberkanten und einem sich in Längsrichtung schräg zum Profil verlaufenden Abschlußspant 32.

An der Blattwurzel des Rotorblattes 10 ist «in Anschlußflansch 34 zum Befestigen an einem Rotorkopf in bekannter Ausführungsform vorgesehen. Der Anschlußflansch 34 weist jeweils in der Nähe der Rotorblatt-Vorder- und Hinterkanten liegende Blattanschlußteller 36 und 38 auf. In den Blattanschlußtellern 36 und 38 sitzen Hülsen 40 und 42 zur Aufnahme von Befestigungselementen zur Befestigung am Rotorkopf. Die Festigkeit des Anschlußflansches 34 des Koppelteils wird durch Füllkörper 44 und 46 aus Phenolharz erreicht, die um die Hülsen 40 und 42 herum angeordnet sind.

In Richtung der Längsachse des Rotorblattes 10 erstrecken sich von den Blattanschlußtellern 36 und 38 geschichtete Doppler 48 bis 51. Jeder dieser Doppler ist im wesentlichen ein V-förmiges Teil, das über die Breite des tragenden Blattbereiches verläuft. In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Doppler 48 bis 51 mit der zweiten oberen Beplankung 20 unter der ersten oberen Beplankung 16 verbunden und ermöglichen dadurch eine gleichmäßige Krafteinleitung in und eine ae rodynamische günstige Strömung um das Rotorblatt 10. Zum Schließen der von den Beplankungen 14,18 und 16,20 gebildeten, sich verjüngenden Kammer dient eine zwischen der ersten oberen und unteren hinteren Be plankung 16,14 liegende Blattwurzelverkleidung 52. An der Blattwurzelverkleidung 52 sind Ausgleichsgewichte 54 aus einem dünnen, laminierten Material angebracht Die Anzahl der zum Trimmen jedes einzelnen Rotorblattes 10 benötigten Ausgleichsgewichte 54 ist einstell- bar.

In den Fig.5 und 6 hat der C-Träger 12 U-förmige, nach hinten verlaufende Schenkel 58 und 60, die einen Nasenblock 56 einschließen. Am Ende des oberen Schenkels 58 ist das Vorderteil der zweiten oberen Be plankung 20 und am Ende des unteren Schenkels 60 das Vorderende der vorderen unteren Beplankung 18 befestigt

Zwischen den Schenkelenden des C-Trägers 12 ist ein sich in Längsrichtung des Rotorblattes 10 von der Blatt wurzel bis zur Flügelendkappe 22 erstreckender Ver steifungsträger 62 befestigt Der Versteifungsträger 62 bildet mit dem C-Träger 12 einen zum tragenden Rahmen des Rotorblattes 10 gehörenden vorderen Versteifungükasten 64. In dem vorderen Versteifungskasten 64 ist ein leichter, metallischer, äußerst stoßfester Füllkörper i'6 untergebracht Über die zusätzliche Versteifung der Rotorblattvorderkante hinaus vermindert dieser erste Füllkörper 66 auch die Einwirkung von explodierenden Geschossen.

Zur weiteren Versteifung des vorderen Versteifungskasten 64 sind an den freien Enden der Schenkel 58 und 60 des C-Trägers 12 sich in Blattlängsrichtung erstrekkende zusätzliche obere und untere Holmversteifungen 68 und 70 angebracht und in Verbindung mit den Dopp lern 4S bis 51 vorgesehen.

Im Abstand zum Versteifungsträger 62 und der Rotorblatt-Hinterkante 72 verläuft ein hinterer Träger 74 im wesentlichen parallel in Längsrichtung des Rotorblattes 10 von der Blattwurzel zur Flügelendkappe 22.

Der hintere Träger 74 hat im wesentlichen einen I-förmigen Querschnitt mit oberen und unteren Vorderkanten sowie oberen und unteren Hinterkanten. Bis zu einem bei etwa 60% der Blattlänge liegenden Punkt, vgl. F i g. 6, weist der hintere Träger 74 eine in F i g. 5 darge stellte weitere obere Vorderkante 76 auf. Diese Vorder kante 76 läuft allmählich auf die obere Vorderkante des hinteren Trägers 74 zu, bis sie mit dieser an der in F i g. 6 gezeigten Schnittstelle zusammenläuft und somit nur eine einzige obere Vorderkante verbleibt.

An der Vorderkante 76 ist die Hinterkante der zweiten oberen Beplankung 20 befestigt. Die Hinterkante dieser Beplankung 20 verläuft entlang der Vorderkante 76 bis zu der in F i g. 6 dargestellten Schnittstelle und weiter zur Blattspitze und ist dann an der oberen Vor derkante des hinteren Trägers 74 befestigt. An der obe ren Hinterkante des hinteren Trägers 74 ist die erste obere Beplankung 16 von der in F i g. 6 gezeigten Schnittstelle bis zur Flügelendkappe 22 befestigt. Die untere Vorderkante des hinteren Trägers 74 ist mit der Hinterkante der vorderen unteren Beplankung 18 fest verbunden und die untere Hinterkante des hinteren Trägers 74 ist mit der Vorderkante der hinteren unteren Beplankung 14 verbunden. Die Hinterkanten der unte-

ren und oberen Beplankungen 14 und 16 enden in der Hinterkante 72 des Rotorblattes 10.

Die Träger 62 und 74 bilden in Verbindung mit den vorderen unteren und den zweiten oberen Beplankungen 18 und 20 einen hinteren Versteifungskasten 78, der in Verbindung mit dem vorderen Versteifungskasten 64 die tragende Struktur des Motorblattes 10 bildet. Der hintere Versteifungskasten 78 enthält einen leichten, metallischen, stark stoßfesten zweiten Füllkörper 80. Dieser zweite Füllkörper 80 erstreckt sich bis zur FIügelendkappe 22.

F i g. 5 zeigt die Ausbildung der Hinterkante des C-Trägers 12 entlang einer Linie 82 für die Befestigung an der Vorderkante der ersten oberen Beplankung 16 bis zu der in Fig.6 gezeigten Schnittstelle, das heißt, daß is die zweite obere Beplankung 20 bis zu einem bei etwa 60 bis 75% des Blattradius von der Blattwurzel aus gemessenen Wert an der Hinterkante des C-Trägers 12 an dem Versteifungsträger 62 befestigt ist. Über diesen Bereich des Rotorblattes 10 verläuft die erste obere Beplankung 16 vor der Vorderkante der zweiten oberen Beplankung 20 und ist am C-Träger 12 entlang der Linie 82 befestigt.

An der Schnittstelle 86 der F i g. 1 beim Übergang des in F i g. 5 gezeigten Rotorblatts zu dem nach F i g. 6, geht die Linie 82 in die Hinterkante des C-Trägers 12 über und die Vorderkante der ersten oberen Beplankung 16 verläuft dann wie die Linie 82. Von der in F i g. 6 gezeigten Schnittstelle an ist die erste obere Beplankung 16 entlang einer Linie 75 an der Hinterkante des hinteren Trägers 74 befestigt An der Innenseite der Beplankung 18, 20 laufen in Längsrichtung des Rotorblattes 10 unidirektionale Streifen 88 und 30 aus Glasfasern zur Vermeidung des Rißfortschreitens. F i g. 1 zeigt den Verlauf dieser Streifen über einen wesentlichen Teil der Rotorblattlänge vom Blattanschluß bis zur Flügelendkappe 22.

Der Raum zwischen der ersten oberen Beplankung 16 und der zweiten Beplankung 20 wird durch einen sehr stoßfesten dritten Füllkörper 94 ausgefüllt Dieser dritte Füllkörper 94 erstreckt sich von der Blattwurzel bis zur Verbindung der Vorderkante 76 mit der oberen Vorderkante des hinteren Trägers 74. Dieser Bereich übernimmt keine tragende Funktion.

Zur Erzielung der gewünschten Blattfestigkeit im Hinblick auf die Stoßwirkungen im Schnellflug und zur Herstellung von Rotorblättern großer Länge ist der Innenraum zwischen den Beplankungen 14 und 16 hinter dem hinteren Träger 74 mit einem leichten, nichtmetallischen, sehr stoßfesten vierten Füllkörper 92 gefüllt Diescr iiichuneiaiiisc-he vierte Füllkörper 92 bildet in Verbindung mit den hinteren unteren und den ersten oberen Beplankungen 14 und 16 einen nichttragenden Bereich des Rotorblattes 10, das heißt, dieser Bereich des Rotorblattes 10 übernimmt ebenfalls keine tragende Funktion.

In Längsrichtung des Rotorblattes 10 läuft eine an dem hinteren Träger 74 befestigte Versteifung 96. Diese Versteifung 96 wird beispielsweise durch einen 3,2 mm starken und 6,4 mm breiten Metallstreifen gebildet

Alle Beplankungen 14, 16,18 und 20 sind mit ihren zugeordneten Trägern durch Klebung verbunden, was in einem Formhohlraum durchgeführt wird. F i g. 9 zeigt die mittels einer Klebeschicht 98 an dem Versteifungsträger 62 befestigte vordere untere Beplankung 18, wobei alle Verbindungen geklebt sind und der erste bzw. zweite Füllkörper 66,80 während des Klebevorganges in seine Form gepreßt wurde.

F i g. 9 zeigt einen in der Klebeschicht 98 über das Rotorblatt 10 laufenden Blitzschutzdraht 100. Diese Blitzschutzdrähte sind über den Rotorkopf mit dem Hubschrauberrahmen verbunden. Darüber hinaus sind Blitzableiterstreifen 102 und 104 gemäß F i g. 2 vorgesehen, wobei sich der Blitzableiterstreifen 104 in Rotorblatt-Längsrichtung erstreckt. An der Blatthinterkante sind sich nach außen erstreckende, elektrostatische Entladespitzen 106 und 108 angebracht.

In einer Ausführungsform ist die Flügelendkappe 22 aus einem zur gewünschten Form gepreßten nickelüberzogenen Glasfaserstoff gebildet. Die Beplankungen 14 und 16 bestehen ebenso wie die Hinterkante 72 aus Glasfaser. Die dritten und vierten Füllkörper 92 und 94 bestehen ebenfalls aus handelsüblichem Glasfaserstoff. Der C-Träger 12 sowie die Träger 62 und 74 und die Beplankungen 18 und 20 sind aus einer korrosionsbeständigen Aluminiumlegierung von hoher Schlagfestigkeit gefertigt. Die ersten und zweiten Füllkörper 66 und 80 bestehen ebenfalls aus einer korrosionsbeständigen Aluminiumlegierung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ' Patentansprüche: l.Tlotorblatt für Hubschrauber mit:

   — einem sich in Längsrichtung an der Vorderkante des Rotorblattes (10) erstreckenden C-Träger (12) mit oberen (58) und unteren (60) Schenkeln,

   — einem in Längsrichtung liegenden und im Abstand zum C-Träger (12) angeordneten hinteren Träger(74);

   — einer ersten oberen Beplankung (16), die in einem von der Blattwurzel bis zu einem zwischen 60—75% des Blattradius liegenden Übergangspunkt sich erstreckenden Bereich mit ihrer Vorderkante an dem oberen Schenkel (5P) des C-Trägers (12) befestigt ist;

   — einer mit ihrer Vorderkante an dem unteren Schenkel (60) des C-Trägers (12) befestigten vorderen unteren Beplankung (18), die entlang ihrer Hinterkante mit dem hinteren Träger (74) verbunden ist;

   — einer hinteren unteren Beplankung (14), die mit ihrer Vorderkante ebenfalls am hinteren Träger (74) befestigt ist und entlang ihrer Hinterkante mit der Hinterkante der ersten oberen Beplankung (16) verbunden ist; und

   — mit einer zweiten oberen Beplankung (20), die entlang ihrer Vorderkante mit dem oberen Schenkel (58) des C-Trägers (12) und entlang ihrer Hinterkante mit dem hinteren Träger (74) verbunden ist,