DE3535399A1 - Propfan - Google Patents
PropfanInfo
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- DE3535399A1 DE3535399A1 DE19853535399 DE3535399A DE3535399A1 DE 3535399 A1 DE3535399 A1 DE 3535399A1 DE 19853535399 DE19853535399 DE 19853535399 DE 3535399 A DE3535399 A DE 3535399A DE 3535399 A1 DE3535399 A1 DE 3535399A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/16—Blades
- B64C11/18—Aerodynamic features
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Description
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U Unser Zeichen/Our ref.
Datum/Date 03.10.85
United Technologies Corporation Hartford, Connecticut 06101, V.St.A.
Propfan
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Flugzeugpropeller
und betrifft insbesondere Hochgeschwindigkeits-Propfans (Propellergebläse).
Es ist bereits lange bekannt, daß manche Flugzeuge, wie beispielsweise Verkehrsflugzeuge, wirksamer mit Turboprops
(Propeller-Turbinen-Luftstrahl- oder PTL-Triebwerkken)
als mit Turbojets (Turbinenluftstrahl- oder TL-Triebwerken)
angetrieben werden können. In den 50er-Jahren begann man jedoch, propellergetriebene Flugzeuge durch turbojetgetriebene
Flugzeuge auf relativ langen Routen zu ersetzen, und zwar wegen der geringen Kosten und der Verfügbarkeit
von Düsentreibstoff und der relativ niedrigen Geräusch- und Schwingungspegel von Turbojet-Triebwerken.
Die extreme Steigerung der Kosten von Düsentreibstoff in
den 70er-Jahren veranlaßte jedoch die Flugzeugindustrie, nach einer neuen Propellergeneration zu schauen, um den
Betriebswirkungsgrad von Verkehrsflugzeugen auf Routen von
etwa 800 bis etwa 2900 km (500-1800 miles) und bei Geschwindigkeiten
in dem Bereich von Mach 0,7-0,8 zu verbessern. Da Triebwerke, die zum Antreiben von solchen Flugzeugen
in der Lage sind, mit viel höheren Drehzahlen als die bekannten Turboprop-Triebwerke arbeiten, deren Propellerspitzen
bereits mit Schallgeschwindigkeiten laufen, mußte der Durchmesser der Propeller der neuen Generation
verkleinert werden. Da die Leistungshandhabungserfordernisse
gegenüber den bekannten Turboprops stark.zunahmen, wurden hohe Blattvölligkeiten (größer als 1,0) an der
Propellerwurzel erforderlich, weshalb der Propeller der neuen Generation eine relativ große Anzahl von Blättern
mit breiter Sehne erforderte. Zum Verringern der Kompressibilitätsverluste
und der dadurch verursachten zusätzlichen Wirbelverluste mußten die Blätter des Propellers
der neuen Generation dünner sein als vorhandene Blätter.
Die Blattpfeilung war ebenfalls erforderlich, um die effektive Mach-Zahl an der Blattspitze auf weniger als den
kritischen Wert zu reduzieren und gleichzeitig die Blattgeräuschpegel auf einem Minimum zu halten. Der sich ergebende
stark belastete, eine hohe BlattvÖlligkeit und mehrere gepfeilte Blätter aufweisende Propeller wird heute als
Propfan oder Propellergebläse bezeichnet und ist in der US-PS 4 171 183 und in der Druckschrift Nr. 75-1208 des
American Institute of Aeronautics and Astronautics beschrieben. Verbesserungen von solchen Propfans sind in
den US-Patentschriften 4 258 246 und 4 370 097 beschrieben.
Der Aerodynamikfachmann kennt Flattern als ein potentielles
Problem bei dem Betrieb einer aerodynamischen Vorrichtung,
beispielsweise eines Flugzeugflügels oder eines Propellerblattes. Bei dem Betrieb eines Propellerblattes
mit niedriger Geschwindigkeit kann das Blatt in ungekoppelten
Biege- und Torsiorsm öden senkrecht zur Blatt-
richtung schwingen, wobei diese Schwingungen durch den Propeller selbst und durch dessen aerodynamische Belastung
gedämpft werden. Bei höheren Geschwindigkeiten kann es jedoch zur Kopplung der zur Blattrichtung senkrechten
Biegemoden und der Torsionsmoden kommen, wodurch dem Luftstrom mehr Energie entnommen wird als
in dem Fall, in welchem keine Kopplung vorhanden ist. Diese größere Energieentnahme kann zu einer andauernden,
neutral-stabilen Schwingung oder im Falle herkömmlichen Flatterns zu einer Energieentnahme führen, die die übersteigt,
welche durch innere Blattdämpfung verbraucht wird, wodurch eine Schwingung oder Vibration zunehmender
Amplitude verursacht wird und schließlich das Blatt baulich versagen kann.
Das herkömmliche Flattern ist zwar immer ein Überlegungspunkt bei dem Entwurf und der Entwicklung von herkömmlichen
Propellern, es ist jedoch bei Propfans von besonderer Bedeutung, weil die Pfeilung der Propfanblätter
die Tendenz zur Kopplung von Biegemoden senkrecht zur Blattrichtung an der Blattspitze und von Torsionsschwingungsmoden
vergrößert, wodurch die Gefahr des herkömmlichen Flatterns bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten
vergrößert wird. Darüber hinaus können einzelne Schwingungsmoden als eine Kombination einer Biege- und
einer Torsionsbewegung charakterisiert werden, die zu Hochgeschwindigkeitsflattern mit'nicht beendetem Strömungsabriß in einer Einzelmode führen kann.
Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Propfan zu schaffen, der durch eine geringere Kopplung
zwischen einer Biegebewegung senkrecht"zur Blattrichtung
und einer TorsionsSchwingungsbewegung sowohl für separate
Moden, die zum Koppeln neigen, als auch für einzelne Moden, die sowohl Biege- als auch Torsionsbewegungskom-
3135399
ponenten enthalten, gekennzeichnet ist.
Die Erfindung schafft einen Propfan, bei dem diese reduzierte
Kopplung durch eine Versteifung der Propfanblätter in der Richtung des Blattes erzielt wird.
Gemäß der Erfindung erhält jedes gepfeilte Propfanblatt eine Vorderkante, die von einer Stelle außerhalb von deren
Mittelpunkt aus im wesentlichen eine einzelne Ebene einnimmt, wodurch die Steifigkeit des Blattes in Blattrichtung
(edge-wise) vergrößert und die Tendenz der Kopplung von Biege- und Torsionsmoden der Blattschwingung senkrecht
zur Blattrichtung (flat-wise) reduziert wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Vorderkante des Spitzenteils
des Blattes normal zu der lokalen Blattprofilsehne in der Gesamtrichtung der Blattdrehung vorgebogen.
Unter Betriebsbedingungen sind aerodynamische Kräfte an dem Blatt bestrebt, diesen vorgebogenen Spitzenteil geradezurichten,
wodurch die gesamte Vorderkante von der Spannweitenmitte aus nach außen unter normalen Betriebsbedingungen
im wesentlichen eine gemeinsame Ebene einnimmt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Vorderansicht eines bekannten Flug
zeugpropfans ,
Fig. 2 eine isometrische Ansicht des Propfans
nach Fig. 1,
Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines Propfans
nach der Erfindung,
Fig. 4 in Draufsicht eines der Blätter des Prop-
fans nach Fig. 3 in Richtung der Linie 4-4,
Fig. 5 eine Vorderansicht eines der Blätter nach
Fig. 3,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Blattes nach Fig.5,
Fig. 7 eine Schnittansicht in den Profilsehnen
mittelpunkten der Blattquerschnitte, die das Blatt nach Fig. 6 festlegen, in Richtung
rechtwinkelig zu den Profilsehnen derjenigen Blattquerschnitte, die am Beispiel der Linie 7-7 in Fig. 8 gezeigt
sind,
die Fig. 8-27 eine Reihe von Querschnittansichten der
Blattprofile, die, wenn sie übereinandergestapelt
sind, die Blätter des Propfans nach der Erfindung bilden, wobei es sich um die Querschnitte in den in Fig. 6 gezeigten
Stationen handelt,
Fig. 28 eine Seitenansicht eines bekannten Prop-
fanblattes in einer graphischen Darstellung einer ersten Resonanzmode desselben,
Fig. 29 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 28, wobei aber die Auswirkungen der ersten Re-■
sonanzmode an einem der Blätter des Propfans nach der Erfindung veranschaulicht sind,
3S35399
- Ar -2Ϊ
Fig. 30 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 28,
wobei aber die Auswirkungen einer vierten Resonanzmode auf das bekannte Propfanblatt
gezeigt sind, und
Fig. 31 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 29,
wobei aber die Auswirkungen der vierten Resonanzmode auf das Propfanblatt nach
der Erfindung veranschaulicht sind.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen bekannten Propfan, der insgesamt
mit 10 bezeichnet ist und eine Nabe 15 aufweist, an welcher mehrere Blätter 20 zum Ausführen einer Blattoder
Steigungsverstellbewegung in bezug auf die Nabe drehbar befestigt sind. Die Nabe 15 ist mit einer Nabenhaube
25 und einer Gondel 30 bedeckt, die so geformt sind, daß die effektive Geschwindigkeit der Luftströmung
an der Nabenhaube und der Gondel reduziert wird, um so eine effektive Geschwindigkeit durch die inneren Blattprofile
der Blätter aufrechtzuerhalten, die gleich der oder kleiner als die kritische Mach-Zahl ist. Weitere
Einzelheiten der Form und des Aufbaus des Propfans 10
finden sich in den US-Patentschriften 4 171 183, 4 358 246 und 4 370 097 sowie in der oben erwähnten Durckschrift
Nr. 75-1208 des American Institute of Aeronautics and Astronautics.
Am besten zu erkennen ist bei dem Blatt 20', das in der
11-Uhr-Position in Fig. 2 gezeigt ist, daß jedes Blatt eine Vorderkante aufweist, die aus den oben dargelegten Gründen
nach hinten gepfeilt und außerdem in Umfangsrichtung insgesamt entgegengesetzt zu der durch Pfeile 35 angegebenen
Drehrichtung des Propellers gekrümmt ist. Das erfolgt mit Rücksicht auf den aero-akustischen Wunsch,
jeden der äußeren Hochgeschwindigkeitsabschnitte in Rieh-
tung nach hinten parallel zu der lokalen Richtung der
Luftströmung zu pfeilen, die an jedem radialen Abschnitt
einen anderen schraubenlinienförmigen Weg beschreibt. Es ist gezeigt worden, daß eine Schwingung der Spitzenteile
der Blätter 20 senkrecht zur Blattrichtung zu einer gekoppelten Torsionsschwingung derselben unter gewissen
Betriebsbedingungen führen kann. Bei dem Blatt 20' ist zu erkennen, daß eine Verlagerung der Blattspitzen normal
zu den lokalen Profilsehnen dank der Blattpfeilung und der Blattkrümmung der Vorderkante in zu der Drehrichtung entgegengesetzter
Richtung zu einer Verdrehung des Blattes insgesamt um die Massenmittenpunkte der Blattquerschnitte, aus denen das Blatt aufgebaut ist, beitragen wird.
Es ist somit zu erkennen, daß sich eine Schwingung senkrecht zur Blattrichtung unter gewissen Betriebsbedingungen mit einer Torsionsschwingung des Blattes koppeln
kann, wodurch die Gefahr besteht, daß es zu dem herkömmlichen Flattern und zu einem mechanischen Ausfall des
Blattes kommt.
Gemäß der Erfindung wird die Tendenz zur Kopplung von Biegemoden senkrecht zur Blattrichtung und von Torsionsmoden
der Blattschwingung durch eine Modifizierung des übereinanderstapelns der Blattquerschnitte, welche die
Blätter des Propfans bilden, beträchtlich reduziert. Fig. 3 zeigt den insgesamt mit 40 bezeichneten Propfan
nach der Erfindung, der mehrere Blätter 45 aufweist, die an einer Nabe. 50 zum Ausführen einer Steigungsverstellbewegung
in bezug auf die Nabe an ihr drehbar befestigt sind. Die Nabe 50 ist mit einer Nabenhaube 55 bedeckt.
Gemäß Fig. 3 sind die Blätter 45 in ihren radial äußeren Teilen insgesamt dünn und nach hinten gepfeilt, wie
es bei bekannten Propfanblättern der Fall ist. Die Blätter sind außerdem stark belastet und legen kumulativ
einen Völligkeitsfaktor von größer als 1,0 an ihren Wur-
3135339
zein und von kleiner als 1,0 an ihren Spitzen fest, und
zwar ebenfalls in Übereinstimmung mit bekannten Propfans.
Anders als bei den Propfanblättern 20, die in den Fig. 1
und 2 gezeigt sind, sind jedoch die Blattquerschnitte, die die Blätter 4 5 bilden, so übereinander gestapelt,
daß bei jedem Blatt der äußere Teil der Vorderkante im wesentlichen in einer einzigen Ebene liegt. Das ist vielleicht
am besten in den Vergrößerungen eines der Blätter in den Fig. 4 und 5 zu erkennen. Gemäß den Fig. 4 und 5
hat das Blatt 45 einen relativ dicken Fuß- oder Wurzelteil 60, der radial nach außen stromlinieförmig in einen
dünnen Spitzenteil 65 übergeht, welcher eine freie Spitze 70 aufweist. Die Vorderkante des Blattes ist mit 75 bezeichnet.
Der Mittelpunkt der Vorderkante, der etwa im Mittelpunkt der Blattspannweite liegt, ist mit 80 bezeichnet.
Wie vorstehend angegeben ist es dieser Teil der Vorderkante 75 zwischen dem Punkt 80 und der Spitze
70, der im wesentlichen in einer einzelnen Ebene liegt. Das steht im Gegensatz zu bekannten Propfanblättern (deren
radial äußerer Teil in Fig. 4 durch gestrichelte Linien 85 dargestellt ist), bei denen sich die Vorderkante
des Blattes in einer Richtung krümmt, die zu der Richtung der Blattdrehung (wieder durch einen Pfeil 35
•dargestellt) insgesamt entgegengesetzt ist. Die Vorderkante des Spitzenteils des Blattes 45 kann jedoch etwas
statisch vorgebogen sein, und zwar in einer Richtung, die zu den lokalen Profilsehnen an der Spitze insgesamt
normal ist. Die Größe der Vorbiegung der Blattspitze 70 liegt insgesamt in der Größenordnung von 1,0% bis 5% der
Blattspannweite und erlaubt das Biegen des Blattspitzenteils durch auf das Blatt einwirkende aerodynamische
Kräfte, um den Spitzenteil der Blattvorderkante in koplanarer Beziehung zu dem übrigen äußeren Teil der Vorderkante
zu halten.
3535393
In Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Blattes 45 bei beseitigter Verdrehung zusammen mit den Orten von mehreren
Stationen längs der Blattspannweite gezeigt. Die Nummern der Stationen bezeichnen Entfernungen in Zoll (25,4 mm)
von dem radial innersten Ende des Blattholms nach außen zu der Spitze des Blattes. Demgemäß mißt das in Fig. 6
gezeigte Blatt ungefähr 54 Zoll (1371,6 mm) von der Spitze bis zum Holmende.
Die Fig. 8-27 zeigen eine Familie von BlaLtprofilen oder
-querschnitten, die sich aus dem Schnitt des Blattes 45 längs Querebenen in den in Fig. 6 angegebenen Stationen ergeben.
Der Schnitt der Achsen, der in jeder der Fig. 8-27 gezeigt ist, ist die Blatt- oder Steigungsverstellachse
des Blattes. In den folgenden Tabellen sind genaue Koordinaten der Blattquerschnitte aufgelistet.
Bei jeder Tabelle ist der Winkel BA die Winkelausrichtung der Blattprofilsehne gegen eine Referenzstapelebene, LEA ein Maß
des Abstands zwischen der Vorderkante des Blattprofils und der Blattverstellachse, Z eine Profilsehnenabmessung
ab der Blattverstellachse, C der Ort der Wölbungsseite des Blattprofils, gemessen normal ab einem entsprechenden
Profilsehnenort, und F die Lage der Frontseite des Blattprofils, gemessen normal ab einem entsprechenden
Profilsehnenort (vgl. Fig. 12).
STA H1IO BA° 75,86 LEA 8,199
-Z-
-8,1302 -8,0714 -7,9539
-7,7580 -7,4152 -6t9255
-6,2399 -5, 2604 -4,2810
-2,3221 -0,3632
1,5957
3,5545
5,5134
7,4723
9,4312
10,4106 10,9003 11,1942 11,3814
1,5957
3,5545
5,5134
7,4723
9,4312
10,4106 10,9003 11,1942 11,3814
-C-
O | t | 1725 |
O | J | 2423 |
O | t | 3441 |
O | » | 4718 |
O | I | 6349 |
O | I | 8416 |
1 | 1010 | |
1 | r | 4359 |
1 | I | 7391 |
2 | 2521 | |
2 | » | 6288 |
2 | r | 8229 |
2 | / | 7735 |
2 | f | 4744 |
1 | f | 9223 |
1 | * | 1129 |
O | I | 5939 |
O | I | 2902 |
O | t | 0996 |
-O | 1 | 0219 |
-Z-
-8,1273
-8,0714
-7,9539
-7,7580
-7,4152
-6,9255
-6,2399
-5t2604
-4,2810
-2,3221
-0,3632
1,5957
3,554 5
5,5134
7,4723
9,4 312
10,4106
10,9003
11,1942
11,38 20
-F-
0,2450 0,3071 0,4002 0,5127 0,6502 0,8237 1,0484 1,3407
1,6224 2,1972 2,7650 3,2132 3,3676 3,1589 2,5036 1,4060 0,7534 0,4062 0,1927 0,0544
TABELLE II
STA 13,50 BA0 75,68 LEA 9,479
-Z- | -C- | -Z- | -F- |
-9,4249 | 0,0598 | -9,4227 | 0,1946 |
-9,3528 | 0,1206 | -9,3528 | 0,2495 |
-9,2362 | 0ti906 | -9,2362 | 0,3100 |
-9,0418 | 0,2772 | -9,0418 | 0,3796 |
-8,7017 | 0,3874 | -8,7017 | 0,4620 |
-8,2157 | 0,5220 | -8,2157 | 0,5580 |
-7,5354 | 0,6849 | -7,5354 | 0,6726 |
-6,5635 | 0,8775 | -6,5635 | 0,807 3 |
-5,5915 | 1,0404 | -5,5915 | 0,9235 |
-3,6477 | 1,3005 | -3,6477 | 1,1271 |
-1,7039 | 1,4855 | -1,7039 | 1,3058 |
0,2399 | 1,5728 | 0,2399 | 1,4413 |
2,1838 | 1,5310 | 2,1838 | 1,4913 |
4,1276 | 1,3709 | 4,1276 | 1,4265 |
6,0714 | 1,0808 | 6,0714 | 1,1861 |
8,0152 | 0,6230 | 8,0152 | 0,7245 |
8,9871 | 0,3157 | 8,9871 | 0,4220 |
9,4731 | 0,1323 | 9,4731 | 0,2479 |
9,7647 | 0,0207 | 9,7647 | 0,1464 |
9,9462 | -0,0483 | 9,9454 | 0,0860 |
-Z- | TABELLE III | |
STA | 10,4138 | 15;50 BA° 75,.19 |
10,3355 | -C- | |
10,2186 | 0,0187 | |
10,0237 | 0,0741 | |
-9,6827 | 0,1333 | |
-9,1954 | 0,2070 | |
-8,5133 | 0,3021 | |
-7,5389 | 0,4169 | |
-6,5645 | 0,5555 | |
-4,6156 | 0 ,7172 | |
-2,6667 | 0,8509 | |
-0,7178 | 1,0520 | |
1,2311 | 1,1744 | |
3,1799 | 1,2067 | |
5,1288 | 1,1260 | |
7,0777 | 0,9455 | |
8,0521 | 0,6767 | |
8,5394 | 0,3332 | |
8,8317 | 0,1353 | |
9,0107 | 0,0314 | |
-0,0310 | ||
-0,0692 |
-Z-
-10,4096 -10,3355 -10,2186 -10,0237
-9,6827 -9,1954 -8,5133 -7,5389 -6,5645
-4,6156 -2,6667 -0,7178 1,2311 3,1799 5,1288 7,0777
8,0521 8,5394 8,8 317 9,0093
0,18
0,2289
0,2763
0,3295
0,3908
0,4591
0,5390
0,6287
0,7026
0,8202
0,9025
0,9
0,8922
0,7792
0, 6.010
0,3713
0,2414
0,1738
0,1333
0,1086
3*
-χί -
STA 18,50 BA0 73,85 LEA 11,763
-Z-
-11,7222 -11,6330 -11,5130 -11,3129 -10,9628
-10,4626 -9,7624 -8,7620 -7,7617 -5,7610 -3,7603
-1,7595 0,2412 2,2419 4,2426 6,2433 7,2436 7,7438 8,0439
8,2272
-C-
-0;0339 0,0197 0,0717 0,1376 0,2249 0,3309
0,4586 0,6076 0,7292 0,9056 1,0058 1,0239 0,9443 0,7777
0,5370 0,2381 0,0733 -0,0081 -0,0570 -0,0868
-Z- | |
-11 | ,7148 |
-11 | ,6330 |
-11 | ,5130 |
-11 | ,3129 |
-10 | ,9628 |
-10 | ,4626 |
-9 | ,7624 |
-8 | ,7620 |
-7 | ,7617 |
-5 | ,7610 |
-3 | ,7603 |
-1 | ,7595 |
0, | ,2412 |
2 | ,2419 |
4, | ,2426 |
6, | ,2433 |
7, | , 2436 |
7, | ,7438 |
8, | ,0439 |
«ι | ,2248 |
-P-
0,1889 0 ,2270 0,2615 0 ,2981 0,3369 0,3765
0,4204 0,4650 0,4991 0,5504
0,5801 0,5802 0,5351 0,4513 0,3416 0 ,2242 0 ,1673 0,1465
0,1340 0,1265
STA 21,50 ΒΑβ 71,71 LEA 12;741
-Z-
-C-
-12, | ,7039 |
-12, | 6058 |
-12, | 4813 |
-12, | 2739 |
■ii, | 9108 |
•ii, | 3921 |
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5912 | |
-6, | 5164 |
-4, | 4417 |
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1, | 7825 |
3, | 8573 |
5, | 9320 |
6, | 9694 |
7, | 4881 |
7, | 7993 |
7; | 9896 |
0
0
0
,0114 ,,0379 0,0840 0,1435 0,2245 0,3245
0,4452 0,5874 0,7037 0,8718 0,9689 0;9881
0,9162 0,7626 0,5386 0,2544 0,1011 0,0244 -0,0216 -0,0497
-Z-
-12;6951
-12,6058
-12,4813
-12,2739
-11,9108
-11,3921
-10,6659
-9,6286
-8,5912
-6,5164
-4,4417
-2,3670
-0,2922
1,7825
3,8573
5,9320
6,9694
7,4881
7,7993
7,9867
-F-
0 ,1388 0 ,1686 0,1935 0,2184 0,2416 0,2623 0,2822 0,2979
0,3073 0,3202 0,3217 0,3083 0,2703 0,2150 0,1535 0, 1056
0;0975 0,0934 0,0910
0,089 5
STA 24,50 BA° 69,28 LEA 13,254
-Z-
-13,2141
-13,1146
-12,9862
-12f7723
-12,3978
-11,8629
-11,1139
-10,0441
-8,9742
-6,8344
-4,6946
-2,5549
-0,4151
1,7247
3,8644
6,0042
7,0741
7,6090
7,9300
8,1267
-13,1146
-12,9862
-12f7723
-12,3978
-11,8629
-11,1139
-10,0441
-8,9742
-6,8344
-4,6946
-2,5549
-0,4151
1,7247
3,8644
6,0042
7,0741
7,6090
7,9300
8,1267
-C-
0,1373
0,1769
0,2165
0,2695
0,3432
0, 4340
0,5422
0,6690
0,7720
0,9202
1,0093
1,0309
0,9735
0,8425
0,6446
0,3868
0,2430
0,1710
0,1279
0,1014
,2047 | |
-13 | t 1146 |
-13 | ,9862 |
-12 | ,7723 |
-12 | ,3978 |
-12 | ,8629 |
-11 | ,1139 |
-11 | ,0441 |
-10 | ,9742 |
-8 | ,8344 |
-β | ,6946 |
-4 | ,5549 |
-2 | ,4151 |
,7247 | |
1 | ,8644 |
3, | r0042 |
6, | ,0741 |
7, | ,6090 |
7, | ,9300 |
7, | ,1238 |
8, | |
-F-
-0,0166
0,0026
0,0196
0,0365
0;0512
0,0632
0,0716
0,0752
0,0757
0,0758
0,0666
0,0489
0,0182
-0,0196
-0,0561
-0,0589
-0,0603
-0,0609
-0,0614
-0,0616
TABELLE VII
STA 27,00 BA° 67,34 LEA 13,313
-Z- | -C- | -Z- | -F- |
-13,2704 | 0,3199 | -13,2587 | -0,1989 |
-13,1711 | 0,3520 | -13,1711 | -0,1880 |
-13,0403 | 0,3867 | -13,0403 | -0 ,1767 |
■12,8222 | 0,4352 | -12,8222 | -0 ,1646 |
■12,4407 | 0,5040 | -12,4407 | -0,1542 |
•11,8956 | 0,5876 | -11,8956 | -0,1467 |
•11,1324 | 0,68 50 | -11,1324 | -0f1436 |
■10,0423 | 0,7971 | -10,0423 | -θ,1434 |
- 8,9521 | 0,8867 | -8,9521 | -0,1437 |
-6,7717 | 1,0122 | -6,7717 | -0,1400 |
-4,5913 | 1,0918 | -4,5913 | -0,1466 |
-2,4109 | I,1159 | -2,4109 | -0,1581 |
-0,2305 | 1,0754 | - 0,2305 | -0,1762 |
1;9498 | 0,9699 | 1,9498 | -0;200O |
4,1302 | 0,7997 | 4,1302 | -0,2268 |
6,3106 | 0,5659 | 6,3106 | -0,248 5 |
7,4008 | 0;4260 | 7;4008 | -0,2465 |
7,9459 | 0,3531 | 7,9459 | -0,2455 |
8;2729 | 0,3105 | 8,2729 | -0,2450 |
8,4735 | 0,2844 | 8,4709 | -0,2446 |
STA 29,00 BA0 65,85 LEA 13,147
-Z- | -C- | -Z- | -F- |
13,1043 | 0f 4930 | -13,0911 | -0 ,3741 |
13,0043 | 0,5212 | -13,0043 | -0;3681 |
12,8721 | 0,5531 | -12,8721 | -0,3606 |
12,6517 | 0,5991 | -12j6517 | -0;3520 |
12,2661 | 0;6649 | -12;2661 | -0 j3446 |
11,7153 | 0,7431 | -11,7153 | -0 73396 |
10,9440 | 0, 8 312 | -10,9440 | -0,3377 |
-9,8423 | 0,9305 | -9T8423 | -0;3366 |
-8,7406 | 1,0086 | 8,7406 | -0,3346 |
-6,5371 | l;1166 | -6,5371 | -0,3253 |
-4,3336 | 1,1884 | -4,3336 | -0,3269 |
-2,1301 | 1;2138 | -2,1301 | -0,3300 |
0;0733 | 1;1860 | 0,0733 | -0;3352 |
2,2768 | 1,1008 | 2;2768 | -0j3467 |
4,4803 | 0,9530 | 4,4803 | -0;3673 |
6,6837 | 0,7357 | 6,6837 | -0,3948 |
7,7855 | 0,5987 | 7,7855 | -0,4102 |
8,3364 | 0,5234 | 8,3364 | -0,4105 |
8,6669 | 0,4782 | 8,6669 | -0,4106 |
8,8699 | 0,4505 | 8,8672 | -0 4107 |
in
- yi -
STA 32,00 BA" 63,73 LEA 12,560
-Z- | -C- | -2- | -F- |
12,5203 | 0,7784 | -12,5072 | -0,6718 |
12,4159 | 0,8052 | -12,4159 | -0,6694 |
12,2828 | 0,8351 | -12,2828 | -0,6655 |
12,0610 | 0,8788 | -12,0610 | -0;6609 |
11,6728 | 0,9408 | -11,6728 | -0j6582 |
11,1182 | 1,0119 | -11,1182 | -0;6567 |
10,3418 | 1,0906 | -10,3418 | -0;658 2 |
-9,2327 | 1,1782 | -9,2327 | -0j6592 |
-8,1236 | 1,2430 | -8,1236 | -0;6552 |
-5,9053 | 1;3279 | -5;9053 | -0,6385 |
-3,6870 | 1;3904 | -3,6870 | -0;6376 |
-1,4688 | 1;4132 | -1;4688 | -(^6321 |
0,7495 | 1,3956 | 0f7495 | -0,6252 |
2,9677 | 1,3301 | 2,9677 | -0.6246 |
5,1860 | 1,2085 | 5;1860 | -0,6388 |
7,4043 | 1,0166 | 7,4043 | -0,6707 |
8,5134 | 0,8897 | 8;5134 | -0,6939 |
9,06 79 | 0,8139 | 9;0679 | -0;6981 |
9;4007 | 0;7697 | 9,4007 | -Ο, 7007 |
9f6052 | 0,7420 | 9,6027 | -0,7022 |
- yi -
STA 35,00 BA° 61,65 LEA 11,521
-Z- | -Ο | -Z- | -F- |
-11,4878 | Ι,0954 | -11,4769 | -lr0064 |
-11,3784 | 1,1239 | -11,3784 | -1,0044 |
-11,2464 | 1,1512 | -11,2464 | -1,0019 |
-11,0266 | 1,1923 | -11,0266 | - 0,9996 |
-10,6419 | 1,2500 | -10,6419 | -1,0006 |
-10,0922 | 1,3161 | -10,0922 | -1,0033 |
-9,3228 | 1,3873 | -9,3228 | -1,0075 |
-8,2235 | 1,4639 | -8;2235 | -1,0086 |
-7;1242 | 1,5181 | -7,1242 | -1,0033 |
-4,9257 | 1,5866 | -4,9257 | -0;9855 |
-2,7272 | 1,6400 | -2,7272 | -0,9867 |
-0,5287 | 1,6552 | -0,5287 | -0,9810 |
lf6698 | 1,6350 | 1,6698 | -O1 9736 |
3,8683 | 1;5745 | 3,8683 | -0,9720 |
6,0668 | 1,4675 | 6,0668 | -0,9834 |
8,2653 | 1,3021 | 8,2653 | -1,0096 |
9,3645 | 1,1944 | 9,3645 | -1,0193 |
9,9142 | 1,1305 | 9,9142 | -1,0241 |
10,2439 | 1,0921 | 10,2439 | -1,0270 |
10,4461 | 1,0686 | 10.4439 | -1,0237 |
STA 38,00 BA° 59,62 LEA 9,937
-Z- | -Ο | -9,9015 | IU |
-9,9089 | Ι, 4088 | -9,7990 | -1,3346 |
-9,7990 | 1,4347 | 9,6713 | -1,3315 |
-9,6713 | 1,4596 | -9,4584 | -1,3285 |
-9,4584 | 1;4952 | -9,0859 | -1,3254 |
-9,0859 | 1,5446 | -8,5538 | -1,3247 |
-8,5538 | l;6016 | -7,8088 | -1,3265 |
-7,8088 | 1,6635 | -6,7446 | -1,3318 |
-6,7446 | 1,7295 | -5,6803 | -1,3334 |
-5,6803 | 1,7741 | -3,5518 | -1,3265 |
-3,5518 | 1,83 38 | -1,4232 | -1,3137 |
-1,4232 | 1,8746 | 0,7053 | -1,3128 |
0.7053 | 1,8807 | 2,8338 | -1,3065 |
9 2,8338 |
1,8564 | 4,9624 | -1,3001 |
4,9624 | 1,7993 | 7,0909 | -1,2996 |
7,0909 | 1,7064 | 9,2194 | -1,3106 |
9,2194 | 1,5713 | 10,2837 | -1,3354 |
10,2837 | 1,4864 | 10,8158 | -1,3430 |
10,8158 | 1,4375 | 11,1351 | -1,3468 |
11,1351 | 1,408 2 | 11,3281 | -1,3490 |
11.3298 | 1,3903 | -1,3504 | |
TABELLE XII
STA 41,00 BA0 57,73 LEA 7,748
-Z-
-7,7225
-7,6183
-7,4987
-7,2993
-6,9503
-6,4519
-5,7540
-4,7570
-3,7601
-1,7661
0,2278
2,2217
4,2156
6,2095
8,2035
10,1974
11,1943
11,6928
11,9919
12,1727
-7,6183
-7,4987
-7,2993
-6,9503
-6,4519
-5,7540
-4,7570
-3,7601
-1,7661
0,2278
2,2217
4,2156
6,2095
8,2035
10,1974
11,1943
11,6928
11,9919
12,1727
-ΟΙ,6569 1,6788 1,6992
1,7284 1,7685 1,8147 1,8654 1,9186 1,9560
2,0088 2,0358 2,0360 2,0126 1,9635 1, 8872 1,7813
1,7162 1,6795 1,6575 1,6441
-Z- | |
-7, | 7167 |
~7; | 6183 |
"ff | 4987 |
'1, | 2993 |
9503 | |
"«» | 4519 |
-5, | 7540 |
"4, | 7570 |
"3, | 7601 |
-i, | 7661 |
°, | 2278 |
2, | 2217 |
4, | 2156 |
6, | 2095 |
8/ | 2035 |
10, | 1974 |
Hr | 1943 |
11/ | 6928 |
Uf | 9919 |
12, | 1715 |
-1,5929 -1,5904 -1,5874 -1,5837 -1,5811
-1,5799 -1,5814 -1,5807 -1,5747 -1,5670 -1,5596 -1,5506 -1,5427 -1,5418
-1,5529 -1,5821 -1,5933 -1,5988 -1,6022 -1,6042
STA 43,50 BA0 56,42 LEA 5,431
-Z- | -Ο | -Z- | -F- |
-5,4080 | Ι,7746 | -5,4034 | -1,7182 |
-5,3127 | 1,7922 | -5,3127 | -1,7168 |
-5,2033 | 1,8089 | -5,2033 | -1,7139 |
-5,0210 | 1,8329 | -5,0210 | -1,7102 |
-4,7020 | 1,8661 | -4,7020 | -1,7073 |
-4,2463 | 1,9051 | -4,2463 | -1,7055 |
-3,6084 | 1,9493 | -3,6084 | -1,7068 |
-2,6970 | 1,9972 | -2,6970 | -1,7081 |
-1,7856 | 2,0261 | -1,7856 | -1,7013 |
0,0372 | 2,0719 | 0,0372 | -1,6956 |
1,8600 | 2,0921 | 1,8600 | -1,6867 |
3,6828 | 2,0917 | 3,6828 | -1,6780 |
5,5055 | 2,0714 | 5,5055 | -l;6708 |
7,3283 | 2,0303 | 7,3283 | -1,6700 |
9,1511 | 1,9669 | 9,1511 | -1,6804 |
10,9739 | 1,8782 | 10,9739 | -l}7068 |
11,8853 | 1,8244 | 11,8853 | -1;7165 |
12,3410 | 1,7945 | 12,3410 | -1;7213 |
12,6144 | 1,7765 | 12,6144 | -1,7241 |
12,7780 | 1,76 58 | 12,7769 | -1,7258 |
kb
STA 46t00 BA0 55,40 LEA 2,625
-Z- | -Ο | -Z- | -F- |
-2,6052 | Ι,8050 | -2,6009 | -1,7576 |
-2,5215 | 1,8195 | -2,5215 | -1,7580 |
-2,4260 | 1,8336 | -2,4260 | -1,7565 |
-2;2667 | 1,8540 | -2,2667 | -1,7548 |
-1,9880 | 1,8826 | -1,9880 | -1,7550 |
-1,5899 | 1,9156 | -1,5899 | -1,7546 |
-1,0325 | 1,9504 | -l;0325 | -1,7524 |
-0,2362 | 1,9882 | -0,2362 | -1,7485 |
0,5601 | 2,0141 | °, 5601 | -1,7479 |
2,1527 | 2,0525 | 2,1527 | -1,7435 |
3,7453 | 2,0704 | 3,7453 | -1,7377 |
5,3379 | 2,0710 | 5,3379 | -1,7314 |
6,9304 | 2,0540 | 6,9304 | -1,7259 |
8,5230 | 2,0210 | 8,5230 | -1,7251 |
10,1156 | 1,9678 | 10,1156 | -1,7323 |
11,7082 | 1,8935 | 11,7082 | -1,7521 |
12,5045 | 1,8480 | 12,5045 | -1,7565 |
12,9026 | 1,8238 | 12,9026 | -Ij7587 |
13,1415 | 1,8093 | 13,1415 | -1,7600 |
13;2820 | 1,8007 | 13,2809 | -1,7608 |
-Z- | TABELLE | XV | -F- | |
• | -0,6760 | STA 47,50 BA° 54, | 95 LEA ,693 | - 1,7455 |
-0,5999 | -Ο | -Z- | - 1,7448 | |
-0,5144 | Ι,7855 | -0 ,6725 | -1,7435 | |
-0,3719 | 1,7990 | -0 ,5999 | -1,7414 | |
-0,1225 | 1,8116 | -0,5144 | -1,7405 | |
0,2338 | 1,8291 | -0,3719 | -1,7380 | |
0,7327 | 1,8535 | -0,1225 | -1,7363 | |
1,4453 | 1,8799 | 0;2338 | -1,7343 | |
2,1579 | 1,9071 | 0,7327 | -1,7362 | |
3,5831 | 1,9387 | 1,4453 | -1,7351 | |
5,0084 | 1,9669 | 2,1579 | -1,7312 | |
6,4336 | 2,0021 | 3,4831 | -1,7260 | |
7,8588 | 2,0191 | 5,0084 | -1,7216 | |
9,2841 | 2,0189 | 6,4336 | -1,7207 | |
10,7093 | 2,0051 | Ί,8588 | -1,7261 | |
12,1345 | 1,9774 | 9,2841 | -1,7416 | |
12,8472 | 1,9299 | 10,7093 | -1,7430 | |
13,2035 | 1,8649 | 12,1345 | -1,7437 | |
13,4172 | 1,8253 | 12,8472 | -1,7442 | |
13,5409 | l;8043 | 13,2035 | -1;7444 | |
1,7917 | 13,4172 | |||
1,7844 | 13,5393 | |||
TABELLE XVI
STA 49,00 BA° 54,62 LEA -1,430
-Z- | -C- | -Z- | -F- |
1,4424 | 1,7294 | 1,4450 | -1,6981 |
1,5101 | 1,7423 | 1,5101 | -1,6963 |
1,5842 | 1,7535 | 1,5842 | -1,6967 |
1,7077 | 1,7684 | 1,7077 | -1,6952 |
1,9240 | 1;7885 | 1,9240 | -1,6950 |
2,2328 | 1,8109 | 2,2328 | -1,6938 |
276653 | 1,8383 | 2,6653 | -1,6965 |
3,2830 | 1,8665 | 3,2830 | -1,6963 |
3,9008 | 1,8904 | 3,9008 | -1;6967 |
5,1363 | 1,9192 | 5f1363 | -1,6954 |
6j3718 | 1,9338 | 6,3718 | -1,6918 |
7,6074 | 1,9315 | 7,6074 | -1,6868 |
8,8429 | 1,9209 | 8,8429 | -1,6826 |
10,0784 | 1,8984 | 10,0784 | -1,6819 |
11,3139 | 1,8576 | 11,3139 | -1,6859 |
12,5495 | 1,8023 | 12,5495 | -1,6901 |
13,1672 | 1,7677 | 13, 1672 | -1,6922 |
13,4761 | 1,7504 | 13,4761 | -1,6933 |
13,6614 | l;7401 | 13,6614 | -1,6939 |
13,7661 | 1,7342 | 13,7650 | -1,6943 |
STA 50,50 BA° 54,95 LEA -3,737
-Z-
3,7475
3,8039
3,8653
3,9676
4,1466
4,4023
4,7603
5,2718
5,7832
6,8060
7,8289
8,8518
9,8746
10,8975
11,9203
12,9432
13f4546
13,7103
13,8638
13,9472
3,8039
3,8653
3,9676
4,1466
4,4023
4,7603
5,2718
5,7832
6,8060
7,8289
8,8518
9,8746
10,8975
11,9203
12,9432
13f4546
13,7103
13,8638
13,9472
-ΟΙ,6643 1,6749 1,6842 1,6962
1,7116 1,7296 1,7507 1,7725 1,7904 1,8130 1,8290 1,8290 1,8240 1,8088
1,7781 1,7338 1,7039 1,6889 1,6800 1,6751 -Z-
3,7493
3,8039
3,8653
3,9676
4,1466
4,4023
4,7603
5,2718
5,7832
6,8060
7,8289
8,8518
9,8746
10,8975
11,9203
12,9432
13,4546
13,7103
13,8638
13,9460
-F-
-1,6398 -1,6375 -1,6369 -1,6365 -1,6341 -1,6326 -1,6344
-1,6337 -1,6336 -1,6351 -1,6341 0,6320 -1,6322 -1,6334 -1,6389 -1,6370
-1,6361 -1?6356 -1,6353 -1; 6351
5tr
TABELLE XVI Π
STA 52,00 ΒΑ» | 54,51 LEA -6,231 | -F- | |
-Z- | -C- | -Z- | -1,5332 |
6,2398 | 1,5528 | 6Τ2412 | -1,5325 |
6,2827 | 1,5595 | 6,2827 | -1,5319 |
6,3300 | 1,5655 | 6,3300 | -1,5311 |
6,4089 | 1,5741 | 6,4089 | -1,5300 |
6,5470 | 1,5866 | 6,5470 | -1,5295 |
6,7442 | 1,6007 | 6,7442 | -1,5295 |
7,0202 | 1,6163 | 7,0202 | -1,5298 |
7r4146 | 1,6337 | 7,4146 | -1,5303 |
7,8090 | 1,6472 | 7,8090 | -1,5311 |
8,5978 | 1,6664 | 8f5978 | -1,5317 |
9,3866 | 1,6776 | 9,3866 | -1,5325 |
10,1754 | 1,6819 | 10,1754 | -1,5341 |
10,9642 | 1,6796 | 10,9642 | -1,5367 |
11,7530 | 1,6687 | 11,7530 | -1,5338 |
12,5418 | 1,6473 | 12,5418 | -1,5350 |
13,3306 | 1,6118 | 13,3306 | -1,5317 |
13,7250 | 1,5898 | 13,7250 | -1;5300 |
13,9222 | 1,5786 | 13,9222 | -1,5291 |
14,0406 | 1,5719 | 14,0406 | -1,5286 |
14,1002 | 1,5685 | 14,0989 | |
TABELLE XIX | LEA -7,987 | -F- | |
STA 53,00 BA° 54,32 | -Z- | -1,4263 | |
-Z- | -Ο | 7,9946 | -1,4257 |
7,9937 | Ι, 4426 | 8,0271 | -1,4250 |
8,0271 | lf 4474 | 8,0646 | -1;4241 |
8,0646 | 1,4518 | 8,1269 | -1,4229 |
8,1269 | 1,4580 | 8,2361 | -1,4220 |
8,2361 | 1,4671 | 8,3921 | -1,4213 |
8,3921 | 1,4774 | 8,6104 | -1,4208 |
8,6104 | 1,4887 | 8,9223 | -lf4208 |
8,9223 | 1,5015 | 9,2342 | -1,4214 |
9,2342 | 1,5117 | 9,8580 | -1,4218 |
9,8580 | 1,5267 | 10,4818 | -1,4229 |
10,4818 | 1,5355 | 11,1059 | -Ij 4222 |
11,1059 | 1,5394 | 11,7294 | -1,4226 |
11,7294 | 1,5379 | 12,3532 | -1,4233 |
12;3532 | 1;5287 | 12;9770 | -1,4184 |
12,9770 | lf5111 | 13,6008 | -l;4150 |
13,6008 | 1,4820 | 13,9127 | -1,4136 |
13,9127 | 1,4661 | 14,068 6 | -1,4128 |
14,0686 | 1,4584 | 14,1622 | -1,4125 |
14,1622 | 1,4538 | 14,2047 | |
14,2043 | 1,4518 | ||
TABELLE χχ
STA 54,00 BA° 54,04 LEA 9,788
-Z- | -C- | -Z- | -F- |
9,7933 | Ij2873 | 9,7943 | -1,2756 |
9,8176 | 1,2915 | 9,8176 | -1,2754 |
9,8446 | 1,2955 | 9,8446 | -1,2752 |
9,8895 | 1,3014 | 9,8895 | -1,2750 |
9,9680 | 1,3101 | 9t9680 | -1,2748 |
10,0803 | l;3201 | 10,0803 | -1,2752 |
10,2374 | 1,3306 | 10,2374 | -1,2758 |
10,4619 | 1,3406 | 10,4619 | -1,2767 |
10,6864 | 1,3460 | 10,6864 | -1,2774 |
11,1354 | 1,3524 | 11,1354 | -1,2786 |
11,5844 | 1,3610 | 11,5844 | -1,2806 |
12,0334 | 1,3657 | 12,0334 | -1,2830 |
12,4823 | 1,3673 | 12,4823 | -1,2864 |
12,9313 | 1,3630 | 12,9313 | -1,2802 |
13,3803 | 1,3505 | 12,3803 | -1,2740 |
13,8293 | 1,3296 | 13,8293 | -1,2677 |
14,0538 | 1,3161 | 14,0538 | -lf2646 |
14,1660 | 1,3085 | 14,1660 | -1,2631 |
14,2334 | 1,3037 | 14,2334 | -1,2621 |
14,2595 | 1,3018 | 14,2579 | -1,2618 |
Die Verbesserung der Schwingungseigenschaften des Propfans
nach der Erfindung ist in den Fig. 28-31 dargestellt. Fig. veranschaulicht die Ergebnisse von analytischen, durch einen
Test* überprüften Schwingungsvorhersagen eines bekannten Propfanblattes.
Bei diesem Test wurde ein Titan-Propfan mit 60 cm (two foot) Durchmesser mit 8636 U/min gedreht, wobei
Linien 100 Punkte gleicher Schwingungsbewegung an der Vorder- und der Hinterkante des Blattes in einem ersten Resonanzpunkt
von 180 *jz verbinden. Es ist zu erkennen, daß an
der Spitze die Winkelverlagerung der Linien 120 gegen die Drehachse des Propfans ungefähr den Schwingungstyp anzeigt,
der bei dem Blatt auftritt. Ein sehr kleiner Wert des Winkels 0 zeigt im wesentlichen reine Biegung an, wogegen ein Winkel
0 von 90° im wesentlichen reine Torsion anzeigt. Es ist somit zu erkennen, daß der dargestellte Winkel eine beträchtliche
Kopplung zwischen Biege- und Torsionsschwingungsmoden
anzeigt.
Dieses Blatt zeigte Hochgeschwindigkeitsflattern mit nicht
beendetem Strömungsabriß der in Fig. 28 dargestellten ersten Mode während Windkanaltests. Eine Stabilitätsanalyse wurde
anschließend entwickelt, die den Betriebszustand erfolgreich vorhersagte, der dem Einsetzen des Hochgeschwindigkeitsflatterns
bei nicht beendetem Strömungsabriß der ersten Mode entspricht.
Fig. 29 veranschaulicht die Ergebnisse von analytischen Schwingungsvorhersagen eines Blattes nach der Erfindung, das
sich von dem Blatt nach Fig. 28 nur durch das Umstapeln
der Blattprofile oder -querschnitte, das eine Vorderkantenausrichtung in einer einzelnen Ebene ergibt, unterscheiden.
Bei dieser Analyse wurde ein Propfan aus massivem Titan mit 60 cm (two foot) Durchmesser mit 8636 U/min gedreht, und
die Modenform bei einem ersten Resonanzpunkt von 198 Hz wurde vorhergesagt. Es sei beachtet, daß in Fig. 29 der Winkel 0,
der durch Linien festgelegt ist, welche Punkte gleicher Schwingungsbewegung verbinden, wesentlich kleiner ist als
- χ ■
der entsprechende Winkel in Fig. 28, was weniger Kopplung von Biegemoden senkrecht zur Blattrichtung und von
Torsionsschwingungsmoden an der Blattspitze, die bei dem
bekannten Blatt nach Fig. 28 auftreten, zeigt. Das in Fig. 29 gezeigte Blatt nach der Erfindung erfährt also
eine wesentlich geringere Torsionsschwingung und daher weniger Kopplung zwischen den Schwingungsmoden als das
bekannte Blatt nach Fig. 28 und hat deshalb eine bessere Stabilität bei hoher Geschwindigkeit.
In Fig. 30 ist eine Knotenlinie 130 für das bekannte Blatt nach Fig. 28 gezeigt, wenn ein vierter Resonanzpunkt ,
(710 Hz) bei einer Drehzahl von 8636 U/min auftritt. Bekanntlich zeigt eine Knotenlinie parallel zu dem Blattholm
Torsionsschwingung an, wogegen eine Knotenlinie rechtwinkelig zu dem Blattholm Biegeschwingung rechtwinkelig
zur Blattrichtung anzeigt. Daher zeigt die in Fig. 30 gezeigte Knotenlinie, die am linken Ende insgesamt horizontal
ist und sich an ihrem rechten Ende einer mehr vertikalen Ausrichtung nähert/ eine Kopplung zwischen Torsion
und Biegung in dem umfangsmäßig äußeren Teil des Blattes.
Dagegen zeigen jedoch in Fig. 31 die Knotenlinien 130 für
den vierten Resonanzpunkt (785 Hz>, welche durch Analyse für das Blatt nach der Erfindung bei dessen Drehung mit
8636 U/min vorhergesagt worden sind, insgesamt reine Biegung an der Blattspitze und insgesamt reine Torsion an
der Blattwurzel, was weiter eine allgemeine Entkopplung dieser Schwingungsmoden und die damit verbundene verbesserte
Stabilität bei hoher Geschwindigkeit beweist.
Dieselbe Hochgeschwindigkeitsstabilitätsanalyse, die das Einsetzen der Instabilität durch Hochgeschwindigkeitsflattern
mit nicht beendetem Strömungsabriß der ersten Mode bei dem bekannten Blatt nach Fig. 28 vorhersagte, wurde bei
dem in den Fig. 29 und 31 dargestellten Blatt nach der
BAD
Erfindung angewandt. Die Ergebnisse dieser Stabilitätsanaly se zeigen, daß das Blatt nach der Erfindung eine stark verbesserte
Hochgeschwindigkeitsstabilität hat.
Der Propfan nach der Erfindung weist somit eine beträchtlich
geringere Kopplung zwischen Torsionsschwingungsmoden und Biegeschwingungsmoden senkrecht zur Blattrichtung auf,
weshalb bei ihm die Gefahr herkömmlichen Flatterns geringer ist, und eine bessere Stabilität als bei den bekannten
Propfanblattgeometrien vorhanden ist. Der Propfan nach der Erfindung ist zwar mit acht Blättern dargestellt
worden, es ist jedoch klar, daß größere oder kleinere Blattzahlen im Rahmen der Erfindung benutzt werden können.
Ebenso ist zwar eine besondere Familie von Blattprofilen
gezeigt werden, die die Blattgeometrie festlegen, es ist jedoch klar, daß die hier beschriebene Erfindung ausgeführt
werden kann, indem irgendeine geeignete Familie von Blattprofilen übereinandergestapelt wird, um die insgesamt
planare Ausrichtung der Blattvorderkante ab dem Mittelpunkt der Blattspannweite bis zur Blattspitze zu erzielen.
- Leerseite -
Claims (7)
1. Propfan mit mehreren gepfeilten, drehbaren Flügelprofilblättern
(45), die an einer Nabe (50) zur Steigungsvers tellbewegung in bezug auf diese drehbar befestigt
sind und eine Völligkeit von 1,0 oder mehr an den Wurzeln
der Blätter und von weniger als 1,0 an den Spitzen
(70) der Blätter haben, wobei der Propfan auf oder oberhalb
von kritischen Mach-Zahlen und mit Transschall- oder ÜberSchallspitzengeschwindigkeiten betreibbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes Blatt (45) durch eine Reihe von übereinandergestapelten Blattquerschnitten festgelegt ist,
die radial außerhalb von ungefähr dem Mittelpunkt (80) der Spannweite der Blätter angeordnet sind und deren Vorderteile
insgesamt in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind.
2, Propfan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorderteile der Blattquerschnitte, die die Spitzenteile jedes Blattes festlegen, etwa normal von den lokalem
Profilsehnen desselben weg insgesamt in der Drehrichtung (35) des Propfans unter normalen Betriebbedingungen gebogen
sind.
3. Propfan nach Anspruch 2, dadurch·gekennzeichnet, daß
jedes Blatt (45) eine radial äußerste Spitze (70) aufweist, wobei die Vorderkante (75) jeder Spitze (70) gegenüber
der gemeinsamen Ebene um eine Strecke versetzt ist, die ungefähr zwischen 1% und 5% der Blattspannweite beträgt.
4. Propfan mit mehreren gepfeilten, drehbaren Flügelprofilblättern
(45), die an einer Nabe (50) zur Steigungsverstellbewegung in bezug auf diese drehbar befestigt sind und
eine Völligkeit von 1,0 oder mehr an den Wurzeln der Blätter und von weniger als 1,0 an den Spitzen (70) der
Blätter haben, wobei der Propfan mit oder oberhalb von kritischen Mach-Zahlen und bei Transschall- oder Überschallspitzengeschwindigkeiten
betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Blatt (45) eine Vorderkante (75)
hat, die ab einer Stelle (80) auf ihr ungefähr in einem Mittelteil der Spannweite des Blattes nach außen zu der
Spitze (70) des Blattes hin insgesamt in einer einzigen Ebene angeordnet ist.
5. Propfan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (75) an einem Spitzenteil des Blattes
(45) normal zu der lokalen Profilsehne in der Drehrichtung (35) des Propfans etwas statisch vorgebogen ist.
6. Propfan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Vorbiegung ausreichend ist, um ein Geraderichten
des Spitzenteils des Blattes (45) durch dessen aerodynamische Belastung unter normalen Betriebsbedingungen
zu bewirken.
7. Propfan mit mehreren gepfeilten, drehbaren Flügelprofilblättern
(45), die an einer Nabe (50) zur Steigungsvers tellbewegung in bezug auf diese drehbar befestigt
sind und eine Völligkeit von 1,0 oder mehr an den Wurzeln der Blätter und von weniger als 1,0 an den
Spitzen (70) der Blätter haben, wobei der Propfan bei oder oberhalb von kritischen Mach-Zahlen und mit Transschalloder
Öberschallspitzengeschwindigkeiten betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes drehbare Blatt (45) außerhalb von ungefähr dem
Mittelpunkt (80) seiner Spannweite mehrere übereinandergestapelte
Profilquerschnitte aufweist, die im wesentlichen durch das Koordinatensystem der folgenden Tabellen
VIII bis XX festgelegt sind
(bei jeder Tabelle ist der Winkel BA die Winkelausrichtung der Blattprofilsehne
gegen eine Referenzstapelebene, LEA ein Maß
des Abstands zwischen der Vorderkante des Blattprofils und der Blattverstellachse, Z eine Profilsehnenabmessung
ab der Blattverstellachse, C der Ort der Wölbungsseite des Blattprofils, gemessen normal ab einem entsprechenden
Profilsehnenort, und F die Lage der Frontseite des Blattprofils, gemessen normal ab einem entsprechenden
Profilsehnenort, vgl. Fig. 12):
TABELLE I
STA 11,10 BA0 75,86 LEA 8,199
-X-
TABELLE IU.
STA 15;50 BA β 75,-19 LEA 10,462
-Z-
-10,4138
-10,3355
-10,2186
-10,0237
-9,6827
-9,1954
-8,5133
-7,5389
-6,5645
-4,6156
-2,6667
-0,7178
1,2311
3,1799
5,1288
7,0777
8,0521
8,5394
8,8317
9,0107
-10,3355
-10,2186
-10,0237
-9,6827
-9,1954
-8,5133
-7,5389
-6,5645
-4,6156
-2,6667
-0,7178
1,2311
3,1799
5,1288
7,0777
8,0521
8,5394
8,8317
9,0107
-C-
0,0187
0,0741
0,1333
0,2070
0,3021
0,4169
0,5555
0,7172
0,8509
1,0520
1,1744
1,2067
1,1260
0,9455
0,6767
0,3332
0,1353
0,0314
-0,0310
-0,0692 — 7 ■*-
-10,4096
-10,3355
-10,2186
-10,0237
-9,6827
-9,1954
-8,5133
-7,5389
-6;5645
-4,6156
-2,6667
-0,7178
1,2311
3,1799
5,1288
7,0777
8,0521
8,5394
8,8 317
9,0093
-F-0,1826 0,2289 0,2763 0,3295 0,3908 0,4591 0,5390
0,6287 0,7026 0,8202 0,9025 0,9351 0,8922
0,7792 0,6010 0,3713 0,2414 0,173B 0,1333
0,1086
- sT-
TABELLE IV
STA 18,50 BA° 73,85 LEA 11,763
TABELLE V
STA 21,50
BA" 71,71 LEA 12;741
-Z-
-12,7039
-12,6058
-12,4813
-12,2739
-11,9108
-11,3921
-10,6659
-9,6286
-8,5912
-6,5164
-4,4417
-2,3670
-0,2922
1,7825
3,8573
5,9320
6,9694
7,4881
7,7993
7,9896
-12,6058
-12,4813
-12,2739
-11,9108
-11,3921
-10,6659
-9,6286
-8,5912
-6,5164
-4,4417
-2,3670
-0,2922
1,7825
3,8573
5,9320
6,9694
7,4881
7,7993
7,9896
-C-
0,0114 0,0379 0,0840 0,1435 0,2245 0,3245 0,4452 0,5874
0,7037 0,8718 0,9689 0,9881 0,9162 0,7626 0,5386 0,2544
0,1011 0,0244 -0,0216 -0,0497 -Z-
-12;6951
-12,6058
-12,4813
-12,2739
-11,9108
-11,3921
-10,6659
-9,6286
-8,5912
-6,5164
-4,4417
-2,3670
-0,2922
1,7825
3,8573
5,9320
6,9694
7,4881
7,7993
7,9867
0 ,1388 0,1686 0,1935 0,218.4
0,2416 0,2623
0 ,2822 0,2979 0,3073 0,3202 0,3217 0,3083 0,2703 0,2150
01 1535 0,1056 0;0975
0,0934 0,0910 0,0895
TABELLE VI
STA 24,50 ΒΑβ 69,28 LEA 13,254
353539!
TABELLE VII
STA 27,00 ΒΑβ 67,34 LEA 13,313
/14
3535331
TABELLE VIII
STA 29,00 BA0 65,85 LEA 13,147
-,HT-
3535393
TABELLE IX
STA 32,00 BA" 63,73 LEA 12,560
TABELLE X
STA 35,00 BA ° 61,65 LEA 11,521
-Z-
■-11,4.878 -11,3784 -11,2464 -11,0266
-10,6419 -10,0922 -9,3228 -8,223 5 -7; 12-4 2
-4,9257 -2,7272 -0,5287 1,6698 3,8683 6,0668 8,2653 9,3645
9,9142 10,2439 10,4461
1,0954
1,1239
1,1512
1,1923
1,2500
1,3161
1,3873
1,4639
1,5181
1,5866
1,6400
1,6552
1,6350
1,5745
1,4675
1,3021
1,1944
1, 1305
1,0921
1,0686 -Z-L, 4769
L, 3784
L, 3784
2464
0266
0266
-F-
-lr0064 -1,0044 -1,0019 - 0,9996
-1,0006 -1,0033 -1,0075 -1,0086 -1,0033 -0;9855
-0^867 -0,9810
-0f9736 -0,9720 -0r9834
-1,0096 -1,0193 -1,0241 -1,0270 -1,0237
/It
353533!
TABELLE XI
STA 38,00 BA* 59,62 LEA 9,937
/ι ε
TABELLE XII
STA 41,00 BA° 57,73 LEA 7,748
TABELLE XIII
STA 43,50 BAa 56,42 LEA 5,431
-Z-
-5f4080
-5,3127
-5,2033
-5,0210
-4,7020
-4,2463
-3,6084
-2,6970
-1,7856
0,0372
1,8600
3,6828
5,5055
7,3283
9,1511
10,9739
11,8853
12,3410
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-ΟΙ, 7746 1,7922 1,8089 1,8329 1,8661 1,9051
1,9493 1,9972 2,0261 2,0719 2,0921 2,0917 2,0714 2,0303 1,9669 1,8782
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-Z-
-5,4034 -5,3127 -5,2033 -5,0210 -4,7020 -4,2463 -3,6084
-2,6970 -1,7856 0,0372 1,8600 3,6828 5,5055 7,3283 9,1511 10,9739 11,8853
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-1
,7073
-1,7258
- yf-
3535398
TABELLE XIV
STA 46,00 BA° 55,40 LEA 2,625
4%
/13
353539!
TABELLE XVII
STA 50,50 BA° 54,95 LEA -3,737
-Z-
3,7475
3,8039
3,8653
3,9676
4,1466
4,4023
4,7603
5,2718
5,7832
6,8060
7,8289
8,8518
9,8746
10,8975
11,9203
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13,9472
-ΟΙ,6643 1,6749 1,6842 1,6962 1,7116
1,7296 1,7507 1,7725 1,7904 1,8130 1,8290 1,8290 1,8240 lt8088
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— 7 —
3,7493
3,8039
3,8653
3,9676
4;1466
4,4023
4,7603
5,2718
5y7832
6,8060
7,8289
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9,8746
10,8975
11,9203
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13,9460
-1,6398 -1,6375 -1,6369 -1,6365 -1,6341
-1,6326 -1,6344 -1,6337 -1,6336 -1,6351 -1,6341 0,6320 -1,6322 -1,6334 -1,6389
-1,6370 -I7 6361 -1,6356
-1,6353 -1,6351
TABELLE XVIII
STA 52,00 BA0 54,51 LEA -6,231
2%
TABELLE XIX
STA 53,00 ΒΑβ 54,32 LEA -7,987
TABELLE χχ
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