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Diese Erfindung bezieht sich auf Hubschrauberrotorblätter.
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Die EP-A-0037633 offenbart ein Hubschrauberrotorblatt, bei dem
eine verbesserte Leistungsfähigkeit bei rücklaufendem Blatt
dadurch erreicht wird, daß Tragflügelprofilquerschnitte
verwendet werden, die über die Blattspannweite unterschiedliche
aerodynamische Eigenschaften aufweisen. So wird in einem
äußeren Bereich ein hinten belasteter Tragflügelquerschnitt mit
Eignung für große Anstellwinkel (einem Nase-nach-unten oder
negativen Grundlängsmomentenbeiwert) verwendet, um das
Rücklaufverhalten des Blatts zu verbessern, und schädliche
Auswirkungen solcher Abschnitte werden durch einen
Tragflügelprofilquerschnitt ausgeglichen, der in einem inneren Bereich eine
Reflexwölbungslinie (einen Nase-nach-oben oder positiven
Grundlängsmomentenbeiwert) aufweist.
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Das Ausmaß der hinteren Belastung oder des negativen
Grundlängsmomentenbeiwerts (und damit der Ablösewinkel des
Rotorblatts), welches im äußeren Bereich des bekannten Rotorblatts
eingesetzt werden kann, hängt von der Größe der Reflexwölbung
ab, die im inneren Bereich eingesetzt werden kann, und auch
vom Ausmaß der Spannweite des inneren Bereichs, der zum
Ausgleichen der Momente im äußeren Bereich verwendet werden kann.
Dies wird zu einem gewissen Maß durch Begrenzungen der
Leistungsfähigkeit vorgegeben, die bedingen, daß sich die
Reflexwolbung nicht weiter als etwa 70 % des Blattradius nach außen
erstrecken sollte.
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Dies hat bis heute den negativen Grundlängsmomentenbeiwert,
der im äußeren Bereich der bekannten Blätter nach der EP-A-
0037633 eingesetzt werden kann, auf etwa -0,03 beschränkt.
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Das Ausführungsbeispiel des Rotorblatts, das in der
EP-A-0037633 gezeigt ist, beschreibt die Erfindung eines
verteilten Tragflügelquerschnitts, die in einem Rotorblatt
verkörpert ist, welches gemäß der GB-A-1538055 aufgebaut ist.
Dieses Blatt hat einen parallelen mittleren Abschnitt
konstanter Blattiefe und ist gekennzeichnet durch einen rückwärts
gepfeilten Endabschnitt, der in der Draufsicht einen sich
vorwärts erstreckenden Vorderkantenbereich aufweist, einen
rückwärts gepfeilten Vorderkantenabschnitt eine rückwärts
gepfeilte, äußerste Endkante und eine rückwärts gepfeilte
Vorderkante, was dazu führt, daß die Blattiefenabmessung im Endbereich
größer ist als die des mittleren Bereichs. Die verteilten
Tragflügelquerschnitte der EP-A-0037633 befinden sich in den
inneren und äußeren Abschnitten des mittleren Bereichs, wobei
diese Kombination Rotorblätter ergibt, die sich als sehr
erfolgreich erwiesen haben, indem sie den zulässigen
Rotorbetriebsbereich beträchtlich vergrößern, und die ein
wesentlicher Faktor in der Aufstellung des absoluten
Geschwindigkeitsweltrekords für Hubschrauber von 249,10 mph (400,81 km/hr)
waren, der von einem Hubschrauber "Westland Lynx" im Jahre
1986 aufgestellt wurde.
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Ein Ziel dieser Erfindung besteht darin, die Leistungsmerkmale
derartiger Hubschrauberrotorblätter weiter zu verbessern.
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Demgemäß schafft die Erfindung in einer Hinsicht ein
Hubschrauberrotorblatt mit einem Wurzelende zur Befestigung an
einem Rotorkopf, einem mittleren Abschnitt konstanter
Blattiefenabmessung und einem Endabschnitt am Ende des mittleren
Abschnitts, welches beim Betrieb einen Rotorradius festlegt,
wobei der Endabschnitt eine Blattiefenabmessung besitzt, die
größer ist als die des mittleren Abschnitts, wobei ein äußerer
Bereich des mittleren Abschnitts einen negativen
Grundlängsmomentenbeiwert (basic pitching moment coeffizient) hat,
dessen Absolutwert nicht kleiner als 0,02 ist, und wobei ein
innerer Bereich des mittleren Abschnitts einen
Grundlängsmomentenbeiwert
hat, der positiver ist als der des äußeren
Bereichs, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt einen
positiven Grundlängsmomentenbeiwert hat.
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Der Grundlängsmomentenbeiwert des inneren Bereichs kann ein
positiver Grundlängsmomentenbeiwert sein.
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Vorzugsweise ist der Absolutwert des
Grundlängsmomentenbeiwerts des Endabschnitts das 0,5 bis 1,0-fache des
Grundlängsmomentenbeiwerts des inneren Bereichs.
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Der negative Grundlängsmomentenbeiwert des äußeren Bereichs
kann etwa -0,09 betragen.
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In einer Ausführungsform kann der Endabschnitt einen positiven
Grundlängsmomentenbeiwert zwischen 0,015 und 0,03 aufweisen,
der innere Bereich einen positiven Grundlängsmomentenbeiwert
von etwa 0,03 und der äußere Bereich einen negativen
Grundlängsmomentenbeiwert von etwa -0,09.
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Der innere Bereich des mittleren Abschnitts kann sich bis zu
einer Radialstation des Rotors von etwa 0,65 R erstrecken, der
äußere Bereich zwischen 0,65 R und etwa 0,86 R und der
Endabschnitt zwischen 0,86 R und etwa 0,95 R.
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In einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein
Hubschrauberrotorblatt mit einem Wurzelende zur Befestigung an einem
Rotorkopf, einem mittleren Abschnitt mit konstanter
Blattiefenmessung und einem Endabschnitt am Ende des mittleren
Abschnitts, das beim Betrieb einen Rotorradius festlegt, wobei
der Endabschnitt einen sich nach vorn erstreckenden
Vorderkantenbereich aufweist, einen rückwärts gepfeilten
Vorderkantenbereich, eine rückwärts gepfeilte, äußerste Blattspitze und
eine rückwärts gepfeilte Hinterkante, wobei eine
Blattiefenabmessung des Endabschnitts größer ist als die
Blattiefenabmessung
des mittleren Abschnitts, wobei ein äußerer Bereich
des mittleren Abschnitts einen negativen
Grundlängsmomentenbeiwert hat, dessen Absolutwert nicht kleiner als 0,02 ist,
und ein innerer Bereich des mittleren Abschnitts einen
Grundlängsmomentenbeiwert hat, der positiver ist als der des
äußeren Bereichs, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt
einen positiven Grundlängsmomentenbeiwert hat.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines bekannten
Rotorblatts ist,
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Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
Momentenausgleichsmodells ist, welches zur Berechnung von zulässigen
Momentgrößen in einem erfindungsgemäßen Rotorblatt verwendet wird,
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Fig. 3 eine graphische Darstellung von Auslegungspunkten für
das erfindungsgemäße Rotorblatt ist, und
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Fig. 4 und 5 graphische Darstellungen zum Vergleich von
Betriebseigenschaften des bekannten Rotorblatts mit dem
erfindungsgemäßen Rotorblatt sind.
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Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 1, weist ein
Hubschrauberrotorblatt 11 ein Wurzelende 12 auf, einen mittleren Abschnitt 13
und einen Endabschnitt 14. Das Wurzelende 12 ist zur
Befestigung an einem nicht dargestellten Rotorkopf während des
Betriebs zur Drehung um eine im allgemeinen vertikale Achse 15
angepaßt. Der mittlere Abschnitt 13 hat eine konstante
Blattiefenabmessung C und weist einen inneren Bereich 16 auf, der
sich bis zu einer Radialstation e&sub1; erstreckt, sowie einen
äußeren Bereich 17, der sich bis zu einer Radialstation e&sub2;
erstreckt.
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Der Endbereich 14 ist gemäß der Lehre der GB-A-1538055
aufgebaut und schließt einen nach vorn verlaufenden
Vorderkantenbereich 18 ein, einen rückwärts gepfeilten Vorderkantenbereich
19, eine rückwärts gepfeilte, äußerste Endkante 20 und eine
rückwärts gepfeilte Hinterkante 21, die eine
Blattiefenabmessung Q festlegen, die größer als die Blattiefenabmessung C des
mittleren Bereichs 13 ist. Das Blatt ist entsprechend der
Lehre der EP-A-0037633 aufgebaut, wobei der mittlere Abschnitt 13
Tragflügelquerschnitte aufweist, deren Längsmoment (Cm) für
Hubschrauber groß ist, aber von mäßiger Größe ist, wenn
Tragflügel im allgemeinen betrachtet werden; typischerweise wird
ein Tragflügelquerschnitt mit einem negativen
Grundlängsmomentenbeiwert (Cmo&sub2;) von -0,03 im äußeren Bereich 17 verwendet,
ausgeglichen durch einen Tragflügelquerschitt im inneren
Bereich 16 mit einem Grundlängsmomentenbeiwert (Cmo&sub1;) von 0,03,
um ein Ausgleichssollmoment von 0 an der Blattwurzel 12 zu
erzielen. Daher ist das Verhältnis Cmo&sub2;/Cmo&sub1; für das bekannte
Rotorblatt -1.
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Bei den bekannten Rotorblättern wird im Endbereich 14 zwischen
der Radialstation e&sub2; und einer Radialstation e&sub3; ein
Tragflügelquerschnitt 14 verwendet, der herkömmlicherweise einen
Grundlängsmomentenbeiwert (Cmo) von etwa 0 aufweist, wobei
derartige Rotorblätter von großem Nutzen waren und einen
wesentlichen Beitrag zur Aufstellung des oben erwähnten
Geschwindigkeitsweltrekords geleistet haben.
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Bei der Suche nach weiteren Verbesserungen des durch solche
Rotorblätter erzielten Betriebsverhaltens betrachtete der
Erfinder die Eigenschaften des Endbereichs 14 insbesondere
hinsichtlich dessen hervorragenden Verhaltens bei großen
Anstellwinkeln auf dem rücklaufenden Weg, das aus dem Grundriß
resultiert. Insbesondere bringt die vergrößerte Blattiefenabmessung
(CT) zusammen mit dem Vorwärtsschritt der Vorderkante eine
deutliche Verringerung der lokalen Anstellwinkel aufgrund
lokal
induzierter Strömungseffekte mit sich. Weiterhin
gewährleistet der Grundriß, wie in der GB-A-1538055 offenbart, daß
sich eine stabile, organisierte Strömung entwickelt, sobald
die Ablösung einsetzt, was verhindert, daß der Endbereich 14
am Ablösevorgang des rücklaufen Blatts teilnimmt. Da der
Grundriß und nicht die Form des Tragflügelquerschnitts das
Ablöseverhalten bei großen Anstellwinkeln steuert, hat der
Endbereich 14 ein verringertes Verhältnis von Dicke zu
Blattiefe, um ein verbessertes Verhalten des vorlaufenden
Blattes bei großen Machzahlen zu erzielen, ohne die
Leistungsfähigkeit des rücklaufenden Blatts zu verschlechtern.
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Der Erfinder hat erkannt, daß die Leistungsfähigkeit bei
großen Anstellwinkeln insbesondere hinsichtlich des Verhaltens
des rücklauf enden Blatts, die durch den Grundriß des
Endbereichs 14 erzielt wird, mit hinten belasteten
Tragflügelquerschnitten großer Leistungsfähigkeit vergleichbar war, d.h. mit
Tragflügelquerschnitten mit einem negativen
Grundlängsmomentenbeiwert. Er folgerte, daß wenn Grundrißeffekte die Verluste
der Leistungsfähigkeit bei großem Anstellwinkel ausgleichen
können, die normalerweise mit Tragflügelquerschnitten mit
Reflexwölbung einhergehen (d.h. Tragflügelquerschnitte mit einem
positiven Grundlängsmomentenbeiwert), die Verwendung von
Tragflügelquerschnitten mit Reflexwölbung zur Erzeugung eines
beabsichtigten Nase-nach-oben-Moments im Endbereich 14 möglich
sein sollte.
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Die Verwendung eines Tragflügelquerschnitts mit einem
positiven Grundlängsmomentenbeiwert im Endbereich 14 (CmoT)
zusätzlich zu einem ähnlichen Querschnitt im inneren Bereich 16
könnte einen signifikanten Anstieg des im äußeren Bereich 17
verwendeten negativen Grundlängsmomentenbeiwerts (Cmo&sub2;)
ermöglichen, was für einen weiteren Anstieg des zulässigen
maximalen Anströmwinkels in diesem Bereich des Blatts sorgen sollte.
Da die Blattiefe (CT) des Endbereichs 14 größer ist als die
Blattiefe C des mittleren Abschnitts und das dynamische
Druckgefälle ziemlich groß ist, wäre nur eine geringe Größe der
Reflexwölbung (positiver Grundlängsmomentenbeiwert)
erforderlich, um einen wesentlichen Anstieg des negativen
Grundlängsmomentenbeiwerts in dem kritischen äußeren Bereich 17
auszugleichen.
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Bei Verwendung in Kombination mit der
Momentenausgleichstechnik, die in der EP-A-0037633 offenbart ist, könnte die
Verwendung eines Tragflügelquerschnitts mit einem positiven
Grundlängsmomentenbeiwert im Endbereich 14 ermöglichen, daß eine
signifikante Leistungsverbesserung in dem kritischen äußeren
Bereich 17 des mittleren Bereichs 13 des Rotorblatts erreicht
wird, die das allgemeine Einsetzen der Ablösung beim
rücklaufenden Blatt bestimmt, sofern die höheren Momente zugelassen
werden können.
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Ein Hinweis auf das zulässige Momentenniveau wurde aus einem
einfachen aerodynamischen Momentenausgleichsmodell erhalten,
welches in Fig. 2 dargestellt ist, wobei gleiche Bezugszeichen
verwendet worden sind. Der Momentenausgleich des negativen
(oder Nase-nach-unten) Grundlängsmomentenbeiwerts (Cmo&sub2;) in dem
kritischen äußeren Bereich 17 gerade innerhalb der Spitze 14
wird durch einen Tragflügelquerschnitt mit Reflexwölbung
erzielt, der einen positiven (oder Nase-nach-oben)
Grundlängsmomentenbeiwert (Cmo&sub1;) im inneren Bereich 16 gemäß der Lehre
der EP-A-0037633 und zusätzlich gemäß der Lehre der
vorliegenden Erfindung einen Reflexwölbungs-Tragflügelquerschnitt mit
einem positiven (oder Nase-nach-oben)
Grundlängsmomentenbeiwert (CmoT) im Endbereich 14 aufweist.
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Somit hat das erfindungsgemäße Rotorblatt einen inneren
Bereich 16 mit einem positiven (oder Nase-nach-oben)
Grundlängsmomentenbeiwert (Cmo&sub1;), einen äußeren Bereich 17 mit einem
negativen (oder Nase-nach-unten) Grundlängsmomentenbeiwert (Cmo&sub2;)
sowie einen Endbereich 14 mit einem positiven (oder Nase-nach-
oben) Grundlängsmomentenbeiwert (CmoT).
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Im folgenden Beispiel haben die verwendeten Symbole die
nachfolgende Bedeutung:
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Ψ - Azimuthwinkel
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u - Fortschrittsverhältnis V/ΩR
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V - Vorwärtsgeschwindigkeit
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Ω - Rotordrehzahl
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R - Blattradius
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r - radiale Distanz (variable)
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- Luftdichte
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ΩR - Blattspitzengeschwindigkeit
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x - r/R dimensionsloser Radius
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e - eine Blatt-Radialstation (dimensionslos)
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α - Anstellwinkel
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M∞ - Machzahl der ungestörten Anströmung
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M - aerodynamisches Grundmoment
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γ - Streichwinkel der Spitze
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C - Blattiefe
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CT - Blattiefe der Spitze
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CL - Auftriebskoeffizient
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CLMAX - maximaler Auftriebskoeffizient
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Cm - Längsmomentenbeiwert (positiv - Nase-nach-oben)
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Cmo - Grundlängsmomentenbeiwert (positiv - Nase-nach-
oben)
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CmRES - restlicher Längsmomentenbeiwert (positiv - Nase-
nach-oben)
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Wie im einzelnen in der EP-A-0037633 erläutert ist, kann das
Längsmoment eines Rotorblatts mit Tragflügelquerschnitt durch
die Gleichung dargestellt werden:
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wobei Cmo der Tragflügelquerschnitt-Grundlängsmomentenbeiwert
bei geringer Machzahl ist, der durch den
Prandtl-Glauert-Faktor 1 - M²∞ modifiziert ist, und wobei ΔCmRES(M∞) und ΔCm(α)
Inkremente sind, die allein vom Anstellwinkel und der Machzahl
abhängen. Die EP-A-0037633 erläutert ebenfalls, daß der Term,
der durch die Auslegung gesteuert werden kann, den
Grundlängsmomentenbeiwert Cmo enthält, und es werden die anderen Terme
zur algebraischen Vereinfachung und zwecks Erläuterung des
grundlegenden Prinzips in dem folgenden Beispiel weggelassen.
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Das aerodynamische Grundmoment (M) des Rotorblatts ist durch
das Produkt aus Cmo und dem lokalen dynamischen Druckgefälle
gegeben, integriert über das Blatt:
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Nach Integration und Zusammenfassung der stetigen, sin Ψ und
cos 2Ψ enthaltenden Komponenten von Gleichung 2 ergibt sich:
MSTEADY
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Die oben erwähnten, bekannten Rotorblätter werden
ausgeglichen, um näherungsweise ein Blatt mit einem Längsmoment von 0
für den "einmal-per-Umdrehung"-Term (sin Ψ) an der Blattwurzel
zu erhalten; es kann allerdings ein allgemeinerer Vergleich
angestellt werden mit einem Rotorblatt mit gleichförmigem
Grundriß und einem Tragflügelquerschnitt geringen Moments vom
Wurzelende bis zum Spitzenende. Das neue Rotorblatt gemäß
dieser Erfindung mit einem verteilten Tragflügelquerschnitt
könnte dann so eingerichtet werden, daß die Momente nicht größer
sind als die, die diesem bekannten Wert entsprechen.
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Die wichtigste Komponente des aerodynamischen Moments ist der
"einmal-per-Umdrehung"-Term (sin Ψ), da er das Rotorblatt in
gleicher Weise wie die zyklische Blattverstellung verwindet.
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Aus Gleichung 4 kann unter der Annahme, daß Cmo gleich einem
Bezugs-Grundlängsmomentenbeiwert CmoR und e&sub1; = 1 ist, eine
Bezugs-"einmal-per-Umdrehung"-Momentengleichung abgeleitet
werden. Nach einer gewissen Umordnung ergibt sich:
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Es sei bemerkt, daß das Verhältnis der sin Ψ-Komponente des
Moments zum Bezugsmoment MREF stets das gleiche und unabhängig
von der Vorwärtsgeschwindigkeit (u, dem Vorschrittsverhältnis)
ist, was mit der Lehre nach der EP-A-0037633 in Einklang
steht. Die Größe des Moments (M) hängt von den Verhältnissen
des Rotorblatts ab, insbesondere von e&sub1;, e&sub2;, e&sub2; und CT/C, und
vom Verhältnis der Längsmomentenbeiwerte Cmo&sub1;, Cmo&sub2; und CmoT.
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Eine Anwendung der Gleichung 6 auf die Geometrie des bekannten
Blatts ergibt, daß CT/C = 1,4, e&sub2;= 0,86 R, e&sub2; = 0,95 R und γ
25º, wobei bekannt ist, daß sich e&sub1; für ein gutes
Ablöseverhalten des rücklaufenden Blatts nicht außerhalb etwa 0,65 R
erstrecken sollte. Wenn als Bezugs-Längsmomentenbeiwert CmoR =
-0,015 und der Grundlängsmomentenbeiwert des inneren Bereichs
des existierenden Blatts, d.h. Cmo&sub1;, zu 0,03 angenommen wird,
ist das Verhältnis von Cmo&sub1;/CmoR = -2.
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Das Auslegungsproblem, dem der Erfinder gegenüberstand, war
die Berechnung des maximalen Wertes von Cmo&sub2;/Cmo&sub1; für ein
gegebenes CmoT/Cmo&sub1;, zusammen mit einem akzeptablen Wert für e&sub1;,
der möglichst, aber nicht unbedingt, soweit innen wie
möglich liegen sollte und jedenfalls nicht weiter außen als 0,65
R liegen sollte, wie oben angemerkt.
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In Bezug auf den Grundlängsmomentenbeiwert des
Tragflügelquerschnitts des Endbereichs (14) wurden zwei Annahmen getroffen,
nämlich daß der Tragflügelquerschnitt des Endbereichs (14) den
gleichen Nase-nach-oben-Grundlängsmomentenbeiwert wie der
innere Bereich aufweist (CmoT/Cmo&sub1; = 1, d.h. CmoT = +0,03) oder,
wenn gefunden wurde, daß die Ablösungseigenschaften des
Tragflügelquerschnitts im Endbereich nachteilige Eigenschaften auf
das Betriebsverhalten des Endbereichs 14 bei großen
Anstellwinkeln haben, die Hälfte von dem Wert des inneren Bereichs
(CmoT/Cmo&sub1; = 0,5, d.h. CmoT = +0,015), was ein sehr gemäßigtes
Auslegungserfordernis darstellt.
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In Fig. 3 ist die radiale Blattstation r/R gegenüber dem
"einmal-per-Umdrehung"-Momententerm M/MRHP (sin Ψ) für
unterschiedliche
Verhältnisse von Cmo&sub2;/Cmo&sub1; aufgetragen, wobei CmoT/Cmo&sub1; =
1 als ausgezogene Linie und CmoT/Cmo&sub1; = 0,5 als gestrichelte
Linie für jedes Verhältnis dargestellt ist. Der bevorzugte
Bereich für die Lage von e&sub1; ist mit 22 bezeichnet, die Lage des
Endbereichs 14 mit 23. Die erwünschte Richtung für Cmo&sub2; ist mit
dem Pfeil 24 bezeichnet.
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Zwei Lösungen des Problems sind in Fig. 3 mit 25 bezeichnet:
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wenn CmoT/Cmo&sub1; = 1, dann e&sub1; = 0,61 R und
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wenn CmoT/ Cmo&sub1; = 0,5, dann e&sub1; = 0,63 R.
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In beiden Fällen ist der Maximalwert für Cmo&sub2;/Cmo&sub1; = -3,
verglichen mit -1 für das bekannte Blatt. Mit anderen Worten kann
der im kritischen äußeren Bereich 17 eines erfindungsgemäßen
Rotorblatts verwendete Tragflügelquerschnitt bis zu etwa dem
dreifachen des negativen (oder Nase-nach-unten)
Grundlängsmomentenbeiwerts Cmo&sub2; des im äußeren Bereich des bekannten Blatts
verwendeten Tragflügelquerschnitts aufweisen. Dies wird
dadurch erreicht, daß im Endbereich 14 ein Tragflügelquerschnitt
mit einem mäßigen Nase-nach-oben-Grundlängsmomentenbeiwert
eingesetzt wird, zusätzlich zu dem, der im inneren Bereich 16
der bekannten Rotorblätter verwendet wird.
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Der Wert dieser bedeutenden Verbesserung der
Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Momente für das Betriebsverhalten ist in
Fig. 4 dargestellt, in der der Grundlängsmomentenbeiwert Cmo&sub2;
des äußeren Blattbereichs 17 gegenüber dem
Auftriebskoeffizienten CL aufgetragen ist und die Auswirkung auf die nutzbaren
CL-Werte (CL1) dargestellt sind, wenn die Zwangsbedingungen
hinsichtlich der Momente gelöst werden. CL1 ist unmittelbar
proportional zur Schubleistung eines Rotors mit
erfindungsgemäßen Blättern beim Einsetzen der Ablösung am rücklaufenden
Blatt bei einem gegebenen Fortschrittsverhältnis. Der mit
Bezugszeichen 26 bezeichnete Tragflügelquerschnitt ist der
Querschnitt,
der im äußeren Bereich des bekannten Rotorblatts mit
einem negativen Grundlängsmomentenbeiwert von -0,03 verwendet
wird, und der mit Bezugszeichen 27 bezeichnete
Tragflügelquerschnitt hat erfindungsgemäß einen negativen
Grundlängsmomentenbeiwert von -0,09.
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Fig. 4 zeigt, daß bei dem existierenden Blatt ein Anstieg von
Cmo&sub2; auf das Dreifache, d.h. von -0,03 auf -0,09, bei dem die
erfindungsgemäße Momentenausgleichstechnik verwendenden
Rotorblatt eine Erweiterung des Bereichs zulässiger Flugzustände
bei Ablösung am rücklaufenden Blatt um 20 % gegenüber dem
bekannten Blatt erreicht wird, wie in Fig. 4 mit 28 angegeben.
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Die Konsequenzen der neuen Technik für die anderen beiden
harmonischen Komponenten des Moments, d.h. stetige und "zweimal-
per-Umdrehung" (2 cos Ψ), für die beiden in Fig. 3
dargestellten Auslegungslösungen sind in Fig. 5 dargestellt. Wiederum
ist CmoT/Cmo&sub1; = 1,0 mit ausgezogener Linie und CmoT/Cmo&sub1; = 0,5
gestrichelt dargestellt. Durch Verhältnisbildung für die
stetigen und "zweimal-per-Umdrehung"-Komponenten ähnlich wie in
Gleichung 6 können die stetigen und "zweimal-per-Umdrehung"-
Momente mit denen des Bezugsblatts verglichen werden. Fig. 5A
zeigt, daß das stetige "Nase-nach-unten"-Verwindungsmoment
größer ist als das Bezugsblatt mit niedrigem Moment (M/MREF
(stetig) > 1), und daß es mit zunehmender Geschwindigkeit
abnimmt. Dieses Verhalten bringt keine Betriebsprobleme mit sich
und kann für das Schwebeflugverhalten geringfügig vorteilhaft
sein.
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Wie in Fig. 5B dargestellt, ist das "zweimal-per-Umdrehung"-
Moment in Bezug auf das Bezugsrotorblatt mit niedrigem Moment
klein (M/MREF (2 Ψ) -0,2), was daher wiederum keine
Betriebsprobleme mit sich bringt.
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Die neue Momentenausgleichstechnik nach dieser Erfindung kann
bei jedem Rotorblatt mit einem Endbereich 14 verwendet werden,
der einen Grundriß mit guten Eigenschaften bei großen
Anstellwinkeln besitzt, wie etwa das Rotorblatt nach der GB-A-
1538055. Es wurde gezeigt, daß die Technik, die einen
Reflexoder
"Nase-nach-oben"-Grundlängsmomentbeiwert-Tragflügelquerschnitt im Endbereich zusätzlich zu dem in einem inneren
Bereich - gemäß der EP-A-0037633 - anordnet, ermöglicht, daß
wesentlich größere Längsmomente in dem kritischen äußeren
Bereich gerade innerhalb des Endbereichs toleriert werden
können, der gewöhnlich das Einsetzen von Ablösung am
rücklaufenden Blatt bei einem Hubschrauberrotorblatt bestimmt. Das
signifikant höhere Längsmoment in dem kritischen äußeren Bereich
ermöglicht, daß Rotorblätter mit einer verbesserten
Leistungsfähigkeit bezüglich der Ablösung am rücklaufenden Blatt
verwendet werden, wodurch eine Verbesserung des
Flugzustandsbereichs mit Ablösung am rücklaufenden Blatt von etwa 20 % und
somit eine wesentliche Verbesserung der Leistungsfähigkeit
eines mit diesen Blättern versehenen Hubschraubers erzielt
wird.