DE2722250A1

DE2722250A1 - Rotor eines drehfluegelflugzeugs

Info

Publication number: DE2722250A1
Application number: DE19772722250
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Mautz; Alois Dipl Ing Schwarz
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1978-11-23
Also published as: US4257738A; GB1594512A; FR2392875B1; FR2392875A1; JPS53117807A

Description

Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 27 12 706.6

Das Hauptpatent (Patentanmeldung

P 27 12 706.6) betrifft einen Rotor eines Drehflügelflugzeugs mit am Rotorkopf über Blattwinkellager in radial nach außen sich erstreckenden Blatthalterungen eines zentralen Kopfteiles drehbeweglich abgestützten Rotorblättern. Hierbei ist das zentrale Kopfteil ein integraler Faserverbundwerkstoffkörper, bei dem die Blatthalterungen jeweils die Form einer Gabel aufweisen, deren beide Schenkel rechtwink-

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lig zur Rotorebene flach ausgebildet sind.

Ein derartiger Rotor hat im Vergleich zu derzeit realisierten Ausführungsformen mit zentralen Kopfteilen aus hochfestem metallischen Werkstoff den Vorteil eines erheblich geringeren Gewichts ohne Verminderung der Betriebszuverlässigkeit bzw. Belastbarkeit. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist in der besonders einfachen und billigen Herstellung zu sehen, was insbesondere eine im Hauptpatent vorgeschlagene Weiterbildung verdeutlicht, gemäß welcher das zentrale Kopfteil aus einer stoffschlüssigen Vereinigung zweier im wesentlichen deckungsgleichen Platten mit einem koaxialen Zwischenstück resultiert. Dieses Kopfteil ist jedoch wegen des zentralen Zwischenstückes zwangsläufig für eine Aufhängung der Rotorblätter am Rotorkopf mittels torsionselastischer Zuglamellen nicht generell verwendbar, vor allem dann nicht, wenn gemäß der DT-PS 1 531 355 jeweils paarweise einander diametral gegenüberliegende Rotorblätter über von der einen zur anderen Blattwurzel einstückig durchgehende, also das RotorkopfZentrum durchlaufende Zuglamellen verbunden werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine derartige Blattaufhängung einen Rotor gemäß dem Hauptpatent zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zentrale Kopfteil aus zwei im wesentlichen deckungsgleichen, sternförmigen Platten in koaxialer Anordnung unter derartiger Zwischenfügung von Distanzstücken an den Ubergangsbereichen zwischen den Sternarmen der Platten gebildet wird, daß zum einen zwischen den jeweils einander diametral gegenüberliegenden Blatthalterungen ein freier Durchgang für die wurzelseitige Verbindung des zugehörigen Rotorblattpaares verbleibt

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und zum anderen jede Blattwurzel an der Wurzel der zugehörigen Blatthalterung radial abstützbar ist. Die bei diesem zentralen Kopfteil unter dem im Hauptpatent insbesondere angeführten Kriterium geringes Baugewicht sich zwangsläufig auch stellende Forderung nach einer an das Kopfteil angepaßten Ausführungsform der Blattaufhängung läßt sich im bevorzugten Anwendungsfall eines Vierblattrotors mit seinen beiden Rotorblattpaaren in einer gemeinsamen Rotationsebene in baulich einfacher Weise dadurch erfüllen, daß im Zentrum des Kopfteils der torsionselastische Teil der wurzelseitigen Verbindung des einen Rotorblattpaares durch den torsionselastischen Teil der wurzelseitigen Verbindung des anderen Rotorblattpaares ohne gegenseitige Beeinträchtigung der Drehbeweglichkeit der beiden Verbindungen um ihre Längsachse hindurchgeführt ist. Zugleich wird hierdurch eine Torsionsbeanspruchung der torsionselastischen Verbindung des jeweiligen Rotorblattpaa-res bei den zyklischen Winkelbewegungen seiner Rotorblätter ausgeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und in den Unteransprüchen gekennzeichneter Weiterbildungen wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht das zentrale Kopfteil von einem Vierblattrotor eines Drehflügelflugzeugs,

Fig. 2 das Kopfteil gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung,

Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Rotorarm und das Zentrum des Kopfteils gemäß Fig. 1 und 2 in Verbindung mit einer Blattaufhängung,

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Fig. 4 einen Schnitt nach Schnittlinie IV-IV der Fig. 3.

Bei einem Rotor eines Drehflügelflugzeugs mit vier Rotorblät— tern z.B. aus faserverstärktem Kunststoff ist ein zentrales Kopfteil 21 gemäß Fig. 1 und 2 vorgesehen, welches aus zwei deckungsgleichen, sternförmigen Platten 21.1 und 21.2 besteht, die in koaxialer Anordnung durch an den Übergangsbe— reichen zwischen ihren Sternarmen 22.1 bis 25.1 angeordnete Distanzstücke 21.3 miteinander verbunden sind. Hierbei ist das Kopfteil 21 entsprechend demjenigen gemäß dem Hauptpa— tent ein integraler Faserverbundwerkstoffkörper, bei dem die Platten 21.1 und 21.2 mit den Distanzstücken 21.3 beispielsweise durch gemeinsames Aushärten unter Druck stoffschlüssig vereinigt sind.

im Unterschied zu dem im Hauptpatent beschriebenen Kopfteil mit zentralem Zwischenstück wird durch die vier Distanzstükke 21.3 in der vorgeschlagenen Anordnung (vgl. insbesondere Fig. 2) zwischen den jeweils einander diametral gegenüberliegenden, je aus zwei Sternarmen 22.1 bzw. 24.1, 23.1 bzw. 25.1

-'¹^ gebildeten Blatthalterungen 22 und 24 bzw. 23 und 25 ein freier Durchgang gelassen, um die jeweils zugehörigen Rotorblätter über eine wurzelseitige Verbindung zu einem Rotorblattpaar zusammenfassen zu können; zugleich verbleibt eine radiale Abstutzungsmoglichkeit der jeweiligen Blattwurzel 6 an der Wurzel der zugehörigen Blatthalterung. Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform einer entsprechenden Blattaufhängung zeigt Fig. 3. Hiernach ist die wurzelseitige Verbindung je Rotorblattpaar durch einen (aus Gründen der Blattwinkelverstellung) torsionselastischen Stab 26 bzw. 26.1 z.B. aus

2Q einzelnen paketartig zusammengefaßten Zuglamellen hergestellt, wobei im Zentrum des Kopfteils 21 der eine Stab 26.1 durch den einen entsprechenden Durchbruch 27 aufweisenden

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anderen Stab 26 ohne gegenseitige Beeinträchtigung ihrer Drehbeweglichkeit um ihre Längsachse hindurchgeführt ist. Letzteres wird gemäß Fig. 3 durch eine derart gekreuzte Anordnung der beiden Stäbe 26 und 26.1 erreicht, bei weleher der eine Stab 26.1 in einer horizontalen Ebene und der andere Stab 26 in einer vertikalen Ebene angeordnet ist. Wie des weiteren aus Fig. 3 hervorgeht, ist je Blatthalterung 24 (oder 22, 23, 25) die Verbindung des jeweiligen torsionselastischen Stabes 26 (oder 26.1) mit der Blattwurzel 6 über ein beiderseits lösbares steifes Zwischenstück 28 hergestellt, über welches zugleich eine radiale Lagerung der Blattwurzel in einem Elastomerlager 29 an der Wurzel der betreffenden Blatthalterung hergestellt ist. Das Zwischenstück 28 kann hierbei zugleich über seine Gabel 28.1 das Verbindungsmittel für einen Blattverstellhebel sein.

Für die Aufnahme der auf das jeweilige Rotorblatt wirkenden Schwenk- und Schlagbiegemomente durch die zugeordnete Blatthalterung 24 (oder 22, 23, 25) sind schließlich gemäß Fig. 3 und 4 zwischen einem in ihren Sternarmen 24.1 achsparallel zur Rotordrehachse sitzenden Bolzen 30 und der Blattwurzel 6 zum einen bezüglich "Schwenken" in der Blattebene und zum anderen bezüglich "Schlagen" beiderseits der Blattebene segmentförmige elastomere Körper 31 bzw. 32 in konzentrischer Anordnung zur Blattlängsachse angeordnet (vgl. insbesondere Fig. 4). Eine derartige in Blattlängsrichtung druckbelastbare, aber die Blattwinkelbewegungen zulassende Verbindung zwischen der Blattwurzel 6 und der jeweils zugeordneten Blatthalterung 24 (oder 22, 23, 25) hat den Vorteil, daß die Schwenk- und Schlagbiegemomente getrennt auf den Rotorkopf bzw. sein zentrales Kopfteil 21 übertragen werden. Zudem läßt sich durch eine weitere elastomere Schicht 33 zwischen einem in der Blattwurzel 6 eingelassenen Beschlag 34 und einem diesen übergreifenden steifen Außenring 35 der in

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der Blattebene angeordneten elastomeren Körper 31 in einfacher Weise ein zusätzlicher Schwenkdämpfer für das Rotorblatt einführen.

Selbstverständlich bietet die vorbeschriebene Blattaufhängung und -abstützung wie die im Hauptpatent beschriebene
die Möglichkeit der Blattverschwenkung in eine Faltlage um den dann als Schwenkachse dienenden Bolzen 30. Hierzu brauchen nur die in der Gabel 28.1 des Zwischenstücks 28 eingelassenen Verbindungsmittel 36 gezogen zu werden.

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-AO-Leerseite

Claims

Patentansprüche

Rotor eines Drehflügelflugzeugs mit am Rotorkopf über Blattwinkellager in radial nach außen sich erstreckenden Blatthalterungen eines zentralen Kopfteiles drehbeweglich abgestützten Rotorblättern, wobei das Kopfteil ein integraler Faserverbundwerkstoffkörper ist, bei dem die Blatthalterungen jeweils die Form einer Gabel aufweisen, deren beide Schenkel rechtwinklig zur Rotorebene flach ausgebildet

sind , gemäß Patent ( Patentanmeldung

P 27 12 706.6), für eine gerade Anzahl von paarweise einander diametral gegenüberliegenden Rotorblättern, wobei je Rotorblattpaar eine zugfeste, torsionselastische Verbindung zwischen den Rotorblättern wurzelseitig hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet , daß das zentrale Kopfteil (21) aus zwei im wesentlichen deckungsgleichen, sternförmigen Platten (21.1, 21.2) in koaxialer Anordnung unter derartiger Zwischenfügung von Distanzstücken (21.3) an den Übergangsbereichen zwischen den Sternarmen (22.1 bis 25.1) der Platten gebildet wird, daß zum einen zwischen den jeweils einander diametral gegenüberliegenden Blatthalterungen (22, 24 bzw. 23, 25) ein freier Durchgang für die wurzelseitige Verbindung (Stab 26 bzw. 26.1 mit Zwischenstücken 28) des zugehörigen Rotorblattpaares verbleibt und zum anderen jede Blattwurzel (6) an der Wurzel der zugehörigen Blatthalterung radial abstützbar ist.

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ORIGINAL INSPECTH)

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2. Vierblattrotor nach Anspruch 1 mit den beiden Rotorblattpaaren in einer gemeinsamen Rotationsebene, dadurch gekennzeichnet , daß im Zentrum des Kopfteils (21) der torsionselastische Teil (Stab 26.1) der wurzelseitigen Verbindung des einen Rotorblattpaares durch den torsionselastischen Teil (26) der wurzelseitigen Verbindung des anderen Rotorblattpaares ohne gegenseitige Beeinträchtigung der Dreh-

. beweglichkeit der beiden Verbindungen um ihre Längsachse hindurchgeführt ist.
3. Vierblattrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der eine torsionselastische Teil (26.1) in einer horizontalen Ebene und der andere torsionselastische Teil (26) in einer vertikalen Ebene angeordnet ist.
4. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß je Blatthalterung (24) zwischen dem zugehörigen Rotorblatt bzw. seiner Blattwurzel (6) und dem torsionselastischen Teil (Stab 26) der jeweils zugeordneten wurzelseitigen Verbindung (zum diametral gegenüberliegenden Rotorblatt) ein beiderseits lösbares, steifes Zwischenstück (28) vorgesehen ist, über welches die Blattwurzel an der Wurzel der Blatthalterung drehbeweglich abgestützt ist,
5. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß je Blatthalterung (24) zwischen ihren beiden Sternarmen (24.1) und dem zugehörigen Rotorblatt bzw. seiner Blattwurzel (6) eine in Blattlängsrichtung druckbelastbare, die Blattwinkelbewegungen zulassende Verbindung mittels zweier Elastomerlager in solcher Anordnung hergestellt ist, daß die auf das Rotorblatt wirkenden Schwenk- und Schlagbiegemomente getrennt über je ein Elastomerlager auf die Blatthalterung übertragen werden.

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6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Blattwurzel (6) und einem in den Sternarmen (24.1) der Blatthalterung (24) achsparallel zur Rotor— drehachse sitzenden Bolzen (30) zum einen bezüglich "Schwenken" in der Blattebene und zum anderen bezüglich "Schlagen" beiderseits der Blattebene segmentförmige elastomere Körper (31 bzw. 32) in konzentrischer Anordnung zur Blattlängsachse vorgesehen sind.

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