DE2634851C3

DE2634851C3 - Rotorblatt für den Hubrotor eines Drehflügelflugzeuges

Info

Publication number: DE2634851C3
Application number: DE19762634851
Authority: DE
Inventors: Willibald 8000 Muenchen Hiemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-03
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2634851B2; DE2634851A1

Description

hin Rotorblatt für den Rotor eines Drehflügelflugzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs ist bekannt (FR-PS 9 51 18b). Dieses Rotorblatt hat eine im Vergleich zur Breite verhältnismäßig große Länge.

Dekannte Rotorblätter für Hubschrauber sind im Vergleich zu ihrer Breite noch wesentlich länger. Zur Erzeugung des erforderlichen Auftriebes müssen sie deshalb mit hoher Geschwindigkeit drehen, die an den radial außen liegenden Spitzen der Rotorblätter Schallgeschwindigkeit erreichen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rotorblatt der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem eine hohe Auftriebsleistung bei vergleichsweise kleinen Umfangsgeschwindigkeiten erreicht iverden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmalkombination gemäß Anspruch 1 gelöst.

Bei Propellern ist es an sich bekannt, mehrere in Längsrichtung beabstandete Stege vorzusehen, die sich über die Breite des Propellerblattes erstrecken (DE-PS 3 88 459, FR-PS 4 43 843).

Ferner ist bekannt, einen Propeller mit einem Vorflügel auszurüsten, der die anströmende Luft auf die Oberseite des Hauptblattes lenkt (DE-PS 4 51 027).

Durch die Stege des Rotorblattes gemäß der Erfindung wird ein Abströmen der Luft in radialer Richtung nach außen, d. h. in Längenrichiungdes Rotors vermieden. Die Luft wird vielmehr in Breitenrichtung des Rotorblattes wie bei einem nicht rotierenden Tragflügel geleitet. Dies führt im Zusammenwirken mit den Schlitzen in der Nähe der hinteren Längskante des Rotorblattes, durch welche die Luft von der Unterseite des Profils schräg nach hinten auf die Oberseite gelenkt wird, zu hohen Auftriebswerten. Das Rotorblatt kann somit im Vergleich zu bekannten Rotorblättern wesentlich kürzer ausgebildet werden, während seine Breite in Angleichung an übliche nicht rotierende Tragflügel größer gemacht wird als bei bekannten Rotorblättern.

Ein zweckmäßiges Verhältnis zwischen Breite und Länge des erfindungsgemäßen Rotorblattes liegt in der Größenordnung von '/j bis V₄.

Abgesehen von dem geringeren Platzbedarf ist ein wesentlicher Vorteil des neuen Roiorblattes, daß wegen seiner erheblich geringeren Länge ixi vergleichbaren Rotordrehzahlen kleinere maximale Umfangsgeschwindigkeiten an den radial äußeren Enden des Rotorblattes entstehen. Dies führt zu geringerer Materialbeanspruchung und Geräuschentwicklung im Betrieb.

Durch den zusätzlichen Vorflügel, der unter einem negativen Anstelle inkcl vor dem eigentlichen Rotorblaltprofil angeordnet ist und die Luft zur Oberseite des Profils hinlcitet, ist eine weitere, erhebliche Auftriebsvergrößerung bis zu '0% erzielbar.

Das Rotorblatt nach der Erfindung kann zur Erzeugung einer zusätzlichen Lenkfunktion auch im Anstellwinkel gegenüber der Rotorwelle verstellbar sein. Bei starrer Verbindung mit der Rotornabe ist eine Lenkfunktion durch andere Mittel, z. B. durch ein gesondertes, dar, Rotorblatt radial außen verlängerndes, im Anstellwinkel veränderbares Lenkblatt verwirklichbar, wie an sich bekannt (DE-OS 15 06 623).

Die Erfindung ist im folgenden anhand schcmatischer Zeichnungen an mehreren Ausfiihrungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Draufsicht auf ein Rotorblatt;

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie H-Il in Fig. I, wobei die Rotornabe und eine Ummantelung weggelassen sind;

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie Will in Fig, 2;

F i g. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles Vl in F ig. 2;

F i g. 5 in einem Teilschnitt wie F i g. 3 eine Abwand-

lung des hinteren Endes des Roiorblauprofiles;

F i g. 6 in einem Teilschnitt wie F i g. 2 eine Abwandlung des radial inneren Endes eines Rotorblaites;

F i g. 7 in einem Teilschnitt wie F i g. 2 die Anordnung eines zusätzlichen Lenkblattes am radial äußeren Ende des Rotorblattes gemäß den F i g. I bis 4 und

Fig. 8 die Draufsicht eines Hubrotors mit Rotarbläitern.

Das in den Fig. I bis 4 gezeigte Rotorblatt 1 ist starr mit einer Rotoniabe 2 mittels Gewindebolzen verbunden, deren Anbringungsstellen in Fig. 2 und 4 mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet sind.

Das Rotorblatt ist durch Gießen hergestellt und besteht aus zwei in der Neutralebene N des Profiles geteilten Hälften 4, 5, wobei diese Neutralebcne N um einen festen Anstellwinkel λ von z. B. 6^: zur Horizontalen angestellt ist.

Das am besten aus F i g. 3 ersichtliche Profil des Rotorblattes 1 ist von insgesamt sechs Stegen 8 bis 13 umgeben, die radial im Abstand voneinander über die Länge des Rotorblattes 1 verteilt und mit von der Mitte der Rotornabe 2 ausgehendem Radius gekrümmt sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der Steg 13 das radial äußere Ende des Roiorblattes !. der im Falle einer Mantelschraube mit kleinem Abstand von einem mit 14 bezeichneten zylindrischen Mantel angeordnet ist.

Nahe der hinteren Längskaiuc des Roiorblattes I sind in Längsrichtung des Rotorblattes I verlaufende, aufeinander ausgerichtete, durch Jie Stege S bis 13 getrennte Schlitze 15 bis 20 angeordnet. In Fig. 3 ist am Beispiel des Schlitzes 17 zu sehen, dall die Schlitze das Profil des Rotorblattes 1 von unten vorn nach oben hinten schräg verlaufend durchsetzen. Die Schlitze 15 bis 20 lenken also Luft von der Unterseite schräg nach hinten zur Oberseite, v>as zu einer erheblichen Auftriebsvergrößerung führt.

Der weiteren Auftriebsvergrüllerung dient ein Vorflügcl 21, der bei dem gezeigten Aiisführungsbeispiel in die obere GuQhälfte 4 des Rotorblattes 1 eingegossen ist.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Profil durch längs des Rotorblattes 1 verlaufende Rippen 22 ve> stärkt ist, und daß die Hälften 4, 5 an Slüt/stellcn 23 mittels versenkten Schrauben oder Nieten miteinander verbunden sind.

Bei der Variante nach Fig. 5 sind zusätzlich zu den Schlitzen 15 bis 20 schräg von vorn oben nach hinten unten verlaufende Schlit/e 25 vorgesehen, welche die Funktion der Schlitze 15 bis 20 bei um IHO geschwenktem Rotorblatt,d. h. bei Flug »auf dem Koni« erfüllen, die Funktion der Schlitze 15 bii 20 be^; Normalflug jedoch nicht beeinträchtigen.

F i g. 6 zeigt ein im Prinzip gleich wie das Rotorblatt 1 nach den Fig. 1 bis 4 aufgebautes Rotorblatt, das ebenfalls mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Das Rotorblatt 1 ist an der Rotornabe 2 mittels eines Schwenkzapfens 30 angebracht, der fest mit dem Rotorblatt 1 verbunden und um seine Achse 31 schwenkbar in der Rotornabe gelagert und /um Verändern des Anstellwinkels λ antreibbar ist.

Soll auch bei der Ausführung nach den F i g. 1 und 2 eine Schwenkbarkeit des Rotorblattes 1 um seine Längsachse zur Verstellung des Anstellwinkels ermöglicht werden, so wird das innere Ende des Rotorblattes 1 mit einer Platte verbunden, die ihrerseits mit einem schwenkbaren, radialen Rohr fest verbunden ist, wobei das Rohr mit seinem inneren Ende in der Rotorn.ibe schwenkbar gelagert ist.

Bei der Abwandlung nach Fig. 7 i· -.Jas Rctorblan I wie bei der Ausführung nach den Fig. ί ^is 4 sü-rr mit der Rotornabe 2 verbunden. Eine Lenkfunklion lälit sich durch ein radial außen anschließendes, das starre Rotorblatt 1 radial verlängernde Lenkblatt 40 erzielen. welches beispielsweise über eine durch das Rotorblatt 1 hindurchgeführte Schwenkwelle 41 im Ansieilwinkel veränderbar ist. Die Schwenkwelle 41 kann in Lagern in dem Rotorblatt 1 schwenkbar gelagert sein.

Das beschriebene Rotorblatt I wird bevorzug¹ bei zwei vorzugsweise hintereinander angeordneten, ummantelten gegenläufigen Hubrotoren eines Drehlliigelflugzeuges eingesetzt, welchem es bei kleinen Abmessungen der Hiibroloren (z.B. 1.5 m 0) und kleiner Antriebsleistung einen vergleichsweise hohen Auftrieb vermittelt. Drei Rotorblätter der beschriebenen \rt reichen für je einen Hubrotor dabei aus.

Schematisch ist ein solcher Hubrotor mit drei Rotorblättern 1 in Fig. 8 gezeigt. Die Ausbildung entspricht im Prinzig derjenigen nach Fig. 7. jedoch mit größerem Abstand zwischen Rotornabe 52 und Rot jrblättcrn 1, welche in diesem Fall über schwenkbar in der Rotornabe 52 gelagerte und zur Verstellung des Anstellwinkels schwenkbare Rohrkörper -Ϊ0 mit der Rotornabe 52 verbunden sind.

In Fig. 8 erkennt man deutlich, daß die Stege sämtlich mit von der Mitte /V/ der Rotorn.ibe 52 ausgehenden Radien gekrümmt sind.

I Iierzu 2 Blatt Zeichnuimen

Claims

Patentansprüche:

1. Rotorblatt für den Hubrotor eines Drehflügelflugzeuges, der radial außen von einem Mantel umgeben ist, wobei im hinteren Bereich des Rotorblattes schräge Schlitze von der Unterseite zur Oberseite des des Rotorblattes führen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Breite und Länge des Rotorblattes (1) in der Größenordnung von '/. bis V₄ liegt, daß sich mehrere, in Längsrichtung des Rotorblattes (1) beabstandete Stege (8 bis 13) über die Braite des Rotorblattes (1) erstrecken und daß ein Vorflügel (21) vorgesehen ist, der die anströmende Luft auf die Oberseite des Rotorblattprofils lenkt.

2. Rotorblatt nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfliigel (21) starr mit dem Rotorblatt (1) verbunden ist.

3. Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, schräg von hinten nach vorn oben verlaufende Schlitze (25) vorgesehen sind.

4. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (8 bis 13) das Profil des Rotorblattes (1) umgeben, d h. beidseitig und hinten und vorn vom Rotorblatt (1) vorstehen.

5. Rotorblatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (8 bis 13) von der Oberseite des Rotorblaitcs (1) um eine größere Höhe vorstehen als von der Unterseite.

6. Rotorblatt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß :'ie mittlere Höhe, 'im welche die Stege (8 bis 13) von der Oberseite -'es Rotnrblaltes (1) vorstehen, in der Größenordnung der halben Dicke des Rotorblattes(I) liegt.

7. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß tue Stege (8 bis 14) in ihrer Längsrichtung mit einem dem Abstand /ur Rotormitte einsprechenden Krümmungsradius gekrümmt sind.

8. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt etwa sechs Stege (8 bis 13) über die Länge des Rotorbiaites (IJ verteilt angeordnet sind.

9. Rotorblatt nach einem der Ansprüche I bis H. dadurch gekennzeichnet, daß es durch Gießen hergestellt ist.

10. Rotorblatt nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß es etwa in Neutralebene (W₁J des Profils geteilt ist.

11. Rotorblatt nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sein Anstellwinkel (λ) bezüglich der Rotornabe (2) veränderbar ist.

12. Rotorblatt nach einem der Ansprüche I bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es mit der Rotorwelle (2) starr gekuppelt ist und zusätzliche, das Rotorblatt (1) radial nach außen verlängernde, im Anstellwinkel (λ) veränderbare Lenkblätlcr (40) aufweist.