JPH06340292A - ヘリコプタの主ロータ - Google Patents
ヘリコプタの主ロータInfo
- Publication number
- JPH06340292A JPH06340292A JP3154173A JP15417391A JPH06340292A JP H06340292 A JPH06340292 A JP H06340292A JP 3154173 A JP3154173 A JP 3154173A JP 15417391 A JP15417391 A JP 15417391A JP H06340292 A JPH06340292 A JP H06340292A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- annular
- rotor
- annular body
- toroidal
- hub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/35—Rotors having elastomeric joints
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
- Y10S416/50—Vibration damping features
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
- Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
Abstract
するための可動部材を無くすることができるロータを提
供する。 【構成】ヘリコプタの主ロータが複数のブレード4を有
し、駆動軸が上端のハブ3を支えている。ハブ3は、駆
動軸と一体かつ同軸の強固な環状体5と、弾性的に変形
可能なトロイド状体14、とを具備する。トロイド状体
14は、環状体5と共に閉断面のトロイド状組立体14
aを区画形成するために、環状体5を取り囲み、かつ、
それと接続されている。各ブレード4は、接続要素22
によってハブ3に接続されている。接続要素22は、少
なくとも部分的に環状体5と、トロイド状体14とを貫
通して延在しており、環状体とトロイド状体にそれぞれ
第一33及び第二35の球面弾性軸受によって接続され
ている。
Description
関する。とくに、本発明は、その軸線のまわりに回るよ
うに設計された駆動軸、駆動軸と一体になったハブ、ハ
ブから実質的に半径方向外向きに伸びていて、それぞれ
をハブに接続するための接続装置を有する複数のブレー
ド、前記各接続装置に接続されたピッチ変更装置、前記
の各接続装置をハブに接続するための手段、を具備する
タイプのロータに関する。前記接続手段は、各接続装置
とハブの間に位置する第一の球面弾性軸受を具備し、各
ブレードの焦点を区画形成する。
“半剛性”と称されていて、その中で、前記各接続装置
が、ハブと各ブレードの間に位置していて、遠心力とせ
ん断応力の一部による両方の負荷を吸収するように設計
された各弾性要素を具備する。
その一端でハブと一体になっていて、ハブから半径方向
外側に伸びている金属ブレードを通常具備していて、ロ
ータが動作しているときは比較的低剛性にして、ロータ
がアイドル状態になっていて風を受ける可能性があると
きに比較的高い剛性にするという矛盾した条件に対し
て、前記弾性要素が適応していないことである。必要な
制御モーメントを発生するために、各ブレードに働くせ
ん断力に応じて飛行中に変形できることに加えて、前記
弾性要素は、また、ロータがアイドル状態のときに地面
に対してブレードを正しい位置に保持することが求めら
れる。
法で実現できることは、もしあったとしても稀であるの
で、ロータがアイドル状態のときにブレードを支持する
ために、前記タイプの既知のロータは、通常、いわゆる
“関節付き”のロータで用いられているタイプの可動支
持要素を通常備えている。
関して、さらに指摘すべき点は、ブレードの周期的およ
び集合的のピッチ制御が前記弾性要素のねじり変形に依
存していて、ピッチ変更制御で生じる応力を許容限度内
に維持するために、前記弾性要素を比較的長くしなけれ
ばならない。
ータのハブの直径とそれによる抗力は通常かなりのもの
になる。
タがアイドル状態のときにブレードを支持するための可
動部材を無くすことができるように設計された前記タイ
プのロータを提供することである。
的率直に対応することと直径を比較的小さくすることの
両方を満したハブを備えた前記タイプのロータを提供す
ることである。
明によれば、前記ハブが、前記駆動軸と一体で、かつ同
軸の環状体と、閉断面のトロイド状組立体を前記の環状
体と共に区画形成するために、前記環状体を取り囲み、
かつ、前記環状体に接続された弾性的に変形可能なトロ
イド状体と、前記トロイド状体を貫通し、前記環状体を
少なくとも部分的に貫通して延在する前記各接続装置
と、各前記接続装置と前記トロイド状体の間に位置する
第二の球面弾性軸受を具備する前記接続手段、とを具備
することを特徴とする前記タイプのロータが提供され
る。
照した例によって説明する。
ず)の主ロータを示している。ロータ1は実質的に垂直
に延在し、その下端が減速用歯車ケース(図示せず)の
出力側に所定角度で接続されている筒状の駆動軸2を具
備する。減速用歯車ケースはヘリコプタの駆動部(図示
せず)の出力側に接続されている。
3に接続することによって、ハブ3から実質的に半径方
向外向きに延在する複数のブレード4を駆動軸2に接続
している。
ら上方に延在する環状体5を具備する。環状体5は、円
筒形で駆動軸2の軸線7と同軸であり、駆動軸2の端部
の延長になっていて、駆動軸2と一体になっている。
に延在する環状フランジ8によって区画形成され、上部
は凹面側を下向きに取付けられたカップ状のベル9によ
って閉じられており、このベル9が環状体5の上端に接
している円筒形の側壁10を具備する。とくに、側壁1
0には外側環状フランジ11を設けて、環状体5の上端
と共に溝12を区画形成し、この溝12は、ベル9を環
状体5に接続するためにねじ13が通るのに適する。
質的にC形の断面を有し、その凹面側を環状体5に向け
ているトロイド状体14を具備する。トロイド状体14
は、好ましくは、複合合成材料から作られていて、実質
的に円筒形で軸線7と同軸の中間部15と、中間部15
の上端と下端からそれぞれ内側に延在する二つの環状の
フランジ16及び17とを具備する。
接続することによって、トロイド状体14が環状体5と
一体に接続される。とくに、フランジ16の内側縁が溝
12に係合し、溝12の内側にねじ13によって取付け
られている。一方、フランジ17の内側縁は、フランジ
8に当接し、複数の通しボルト18によってフランジ8
に接続されている。それで開放断面のトロイド状体14
が、環状体5と共に閉断面のトロイド状組立体14aを
形成する。
的に垂直で、凸面カバー20が取付けられた上部壁19
を有し、凸面カバー20は、軸線7と同軸で、縁21に
よってトロイド状体14の中間部15の外面に当接して
いる。
によってハブ3に接続されている。接続要素22は、駆
動軸2に対して実質的に半径方向に、各ブレード4の軸
線と一致する各軸線23に沿って延在している。各接続
要素22は、フランジ16と17の間に位置している。
フランジ16及び17の少なくとも一方が円錐形でその
凹面側が外側を向いている。いずれの場合も、図2に示
すように、ブレード4が安定した浮上の“円錐形”上を
動く時、軸線23と中心の軸線7を通る平面内にあるフ
ランジ16及び17の母線が軸線23上の点“K”に集
まるようなフランジ16及び17の形状である。
て、軸線7と実質的に平行な2本のボルト25によって
各ブレード4の内側端部に接続されているフォーク24
と、その内側端部において、フォーク24と一体のロッ
ド26とを具備する。ロッド26には、軸孔27があ
り、軸線7に向って軸孔27から突出していて、軸線2
3上にその中心Bを有する球面ヘッド29において止め
られている円筒ロッド28が、軸孔27に係合する。各
接続要素22は、環状体5貫通して形成されている実質
的に半径方向の孔30と、トロイド状体14の貫通部1
5を形成している実質的に半径方向の孔31とを係合す
る。
の外側シュー32によって係合される。その内側シュー
は各球面ヘッド29によって区画形成され、この各球面
ヘッド29がそれぞれの外側シュー32に強化弾性材料
の層34を介して接続されている。
向けて取付けられた別の球面弾性軸受35によってトロ
イド状体に固定されている。各軸受35は、トロイド状
体14の内側の各軸線23上にその中心Cを有し、環状
部15と一体に接続され、各孔31と同軸の環状外側シ
ュー36と、各軸線23と同軸で強化弾性材料の環状層
38によって外側シュー36に接続された環状内側シュ
ー37とを具備する。内側シュー37は、カップリング
39の端部と一体になっている。カップリング39は、
各ロッド26に取付けられ、互いに垂直な2つの直径方
向ボルト40が通るのに適している。カップリング3
9、各ロッド26、各ロッド28を互いに一体にするた
めに、内側シュー37がカップリング39に沿って軸方
向に偏倚している。カップリング39は、さらに、全体
として42として示されているピッチ変更装置(図2)
に各ブレード4を接続するために実質的に半径方向外向
きのフォーク41を有する。
42は、駆動軸2内に組込まれ、その下端(図示せず)
で前記駆動部のケース(図示せず)と一体に接続されて
いる筒状で実質的に円筒形の軸43を具備する。軸43
の上部は、ハブ3を越えて延在し、軸受45を介して、
ベル9の上部壁19の中央突起47を貫通して形成され
ている孔46に係合している。
上端部分において、回転可能で、かつ、軸方向に摺動で
きるように取付けられた円筒カップリング49を具備す
る。カップリング49の上部は、球状クラウン形の表面
51によって外側に区画形成された拡大部またはヘッド
50から成っている。一方、カップリング49の下部
は、外側半径タブ52を有する。
別の円筒カップリング53が一体に取付けられている。
円筒カップリング53は、リンク55によってタブ52
に接続された外側半径方向タブ54を有している。リン
ク55によって、カップリング49が軸43に沿って軸
方向に移動できる。同時に、カップリング49が軸43
の軸線まわりに回転しないようにしている。
下で軸43に支持され、表面51に接続された球状中央
取付座57を有する既知の“搖動板”組立体56を具備
する。とくに図2に示すように、組立体56は、以後
“固定リング”と称する内側リング58を具備してい
る。固定リング58は、既知の方法(図示せず)でヘッ
ド50に所定角度で固定され、ヘッド50に関してどの
方向にも、また、表面51の中心まわりに描動できる
が、軸43の軸線まわりの回転ができない。固定リング
58は、以後“回転リング”と称する外側のリング6O
に軸受59の介在によって回転できるように取付けられ
ている。
(そのうちの1つだけが図示されている)によって、固
定リング58の底部は、各ピッチ変更制御ロッド63の
上端に接続されている。ロッド63は、駆動軸2の内面
と軸43の外面の間の環状空間64の内側で下向きに延
在している。
数の複数のアーム65(そのうちの1つだけが図示され
ている)と、フォーク66(そのうちの1つだけが図示
されている)が半径方向外向きに突出している。フォー
ク66は、各リンク67によって回転リング60を筒状
側壁10に接続するためのものである。
て、環状体5の半径方向外向きに延在し、各接続ロッド
68によって各フォーク41に接続されている。各接続
ロッド68は、トロイド状体14のフランジ16を貫通
して形成されている各開口部69を通って延在してい
る。
を変えるために、ロッド63、搖動板の組立体56、ア
ーム65、接続ロッド68、フォーク41を用いる方法
は既知であるので、さらに説明する必要はない。
“内部伝達”装置42、すなわち、実質的に駆動軸2の
内部に、内部固定軸43、ロッド63、搖動板の組立体
56を備えた装置42を、既知のいわゆる“外部伝達”
のピッチ変更装置(図示せず)で置換することは、この
特定分野の技術者であれば行える。
の接続についてある種の構造上の、そして、操作上の特
徴について若干の言及をすべきである。
造上の特徴は、極端にコンパクトで空力的に“障害物の
ない”ロータを実現するために用いられているトロイド
状体14にある。
レードの焦点Bと軸線7の間が比較的小さな距離(以後
“距離B−7”と称する)になり、それゆえ、理論的に
制御モーメントが比較的小さくなるけれども、実際に
は、トロイド状体14の局部的な軸方向の変形のため
に、ロータ1は、比較的大きな実際の制御モーメントに
対応するように提供されている。
B−7の減少によって、ロータ、結果としてヘリコプタ
自体の振動を相当に減少する。実際、距離B−7は、さ
らに、ブレードによって伝達される、およびブレードに
加えられる動的および空力的な力の連続的非対称性から
生じる交番せん断力によって生じるモーメントに比例す
る。
ード4の軸線23がポイント“K”で交差するという構
造上の特徴によって、フラッピング中の、各ブレード4
の重心と軸線7の間の距離における変化を最小にする。
この変化は、関節付きのロータの場合と実質的に等し
い。同じ構造上の特徴は、さらに、軸受35のフラッピ
ング(軸線7の方向における外側シュー36に関する内
側シュー37の動き)を最小限にする。
状体5に揚力と抗力の両方によって生じたせん断力の一
部を伝える。他方、ブレード4に加えられた遠心力は、
弾性軸受35によってトロイド状体14に伝えられる。
トロイド状体14は、実質的に閉じた環の形状になって
いて、内部の補償によって遠心力を吸収する。
る設計を選んだことで、トロイド状体14に遠心力を伝
達できるだけでなく、同様に重要なこととして、ブレー
ド4の周期的および集合的なピッチ変更制御が行え、フ
ラッピングが行え、軸線7に垂直な平面内のブレード4
のリードラグの動きを減衰し、ロータがアイドル状態の
ときにブレード4を支えることができる。それで、ロー
タ1は、外部減衰器とブレード支持装置の両方を省略で
きる。これらの装置は、ロータ1の全体構造を複雑にす
ることに加えて、空力的抗力をかなり増加させる。
然的に構造上の妥協が求められる。実際に、一定サイズ
のロータ1にとって、距離B−Cが増加すると、ロータ
がアイドル状態のときにブレードを支持するための抵抗
モーメントが増加するだけでなく、軸受35の半径の減
少になる。それにより、遠心力をトロイド状体14に伝
え、かつ、それに耐える能力を低下させる。大切なこと
で最後に述べることとして、トロイド状体14が、ブレ
ード4を相互接続することによって地上での動的不安定
性を生じる危険性を無くすことを指摘すべきである。
ータ70を示している。そして、その対応部分は同じ番
号系を用いて示されている。
ロータ1とは実質的に異なっている。ロータ70の場
合、環状体の全体は71によって示されていて、駆動軸
2の上端の環状突起6から上方に延在している環状体7
2を具備する。環状体72は、円筒形で軸線7と同軸で
あり、駆動軸2の端部の延長になっていて、駆動軸2と
一体になっている。
73があり、その上面にねじ74によってトロイド状体
14の上側フランジ16の内側端部が接続されている。
そしてフランジ16はベル9を支えていて、ベル9の下
側フランジ11が、フランジ16に複数のねじ75によ
って接続されている。
3と16の間に、環状弾性軸受77の上部内側フランジ
76を保持している。環状弾性軸受77の上部内側フラ
ンジ76は環状体72と同軸で、環状体72と共に環状
体全体71を構成している。軸受77には、下部外側フ
ランジ78があって、このフランジ78が環状突起6の
上面に接触している。さらにこのフランジ78が突起6
のフランジ18と共に溝79を区画形成している。溝7
9は、ねじ80がフランジ17の内側縁を間にはさん
で、フランジ78をフランジ18に接続するために通る
のに適している。
ぞれ同軸のリング81及び82と一体になっている。リ
ング81及び82は、軸受77の外側シューを構成して
いて、対応する数の弾性材料のブロック83によって、
中間リング84の反対側に接続されている。中間リング
84は、各ブレード4のために、各軸線23と同軸の球
面リング形の貫通孔85を有している。リング84は、
軸受77の内側シューおよびブレード4と同数の複数の
球面弾性軸受86の共通外側シューの両方を構成してい
る。そして、それぞれが弾性材料の環状層87を具備し
ている。弾性材料の環状層87は、それぞれの孔85の
内面と一体で、かつ、各接続要素22の球面ヘッド29
の外面と一体になっている。それぞれの接続要素22
は、環状体72を貫通して形成されたそれぞれの半径方
向の孔88に対向するように配置されている。
に関して、ロータ1と実質的に異っている。軸受77の
主な機能は、軸受35がブレードの水平方向の動きを減
衰するためのダンパとして機能するときに、軸受35の
負担を部分的に軽くすることである。
な実施態様の簡単化のために一部を取り除いた断面図で
ある。
な実施態様の簡単化のために一部を取り除いた断面図で
ある。
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 その軸線まわりに回転するように設計さ
れた駆動軸(2)と、駆動軸(2)に一体のハブ(3)
と、ハブ(3)から実質的に半径方向外側へ延在し、そ
れぞれがハブ(3)への接続のための接続装置(22)
を有する複数のブレード(4)と、前記各接続装置(2
2)に接続されたピッチ変更装置(42)と、前記各接
続装置(22)をハブ(3)に接続するための手段、と
を具備し、 前記接続手段が、各接続装置(22)とハブ(3)の間
に位置していて、各ブレード(4)の焦点(B)を区画
形成する第1球面弾性軸受(33)(86)を具備する
タイプのヘリコプタの主ロータにおいて、前記ハブ
(3)が、前記駆動軸(2)と一体かつ同軸の環状体
(5)(71)と、前記環状体と共に閉断面のトロイド
状組立体(14a)を区画形成するために、前記環状体
(5)(71)を取り囲み、かつ前記環状体に接続され
ている弾性的に変形可能なトロイド状体(14)とを具
備し、各前記接続装置(22)が、前記トロイド状体
(14)を貫通し、かつ、前記環状体(5)(71)を
少なくとも部分的に貫通して延在し、前記接続手段が、
前記各接続装置(22)と前記トロイド状体(14)の
間に位置する第2球面弾性軸受(35)を具備すること
を特徴とするヘリコプタの主ロータ。 - 【請求項2】 前記トロイド状体(14)が、前記軸線
(7)に面している凹面側を有する実質的にC形の断面
を有し、実質的に円筒形の中間環状部(15)と、前記
中間環状部(15)の上端および下端からそれぞれ実質
的に半径方向内向きに延在する第1及び第2の環状フラ
ンジ(16,17)、とを具備し、前記環状体(5)
(71)の上端部及び下端部が、前記閉断面のトロイド
状組立体(14a)を区画形成するために、それぞれ、
前記第1及び第2の環状フランジ(16,17)と一体
になっていることを特徴とする請求項1に記載のロー
タ。 - 【請求項3】 前記環状フランジ(16,17)の少な
くとも一方が凹面側が外側を向いた円錐形であることを
特徴とする請求項1又は2に記載のロータ。 - 【請求項4】 前記環状フランジ(16,17)の形状
は、前記ブレード(4)の軸線(23)を通り、かつ前
記駆動軸(2)の軸線(7)を通る平面内にある母線
が、前記ブレード(4)がいわゆる安定浮上円錐形に位
置している時に、前記ブレード(4)の前記軸線(2
3)上に位置する点(K)に集まるようになっているこ
とを特徴とする請求項3に記載のロータ。 - 【請求項5】 前記トロイド状体(14)が、複合合成
材料で作られていることを特徴とする請求項1から4の
いずれかに記載のロータ。 - 【請求項6】 前記各第2球面弾性軸受(35)の中心
(C)が、前記各焦点(B)と前記トロイド状体(1
4)の間に位置していることを特徴とする請求項1から
5のいずれかに記載のロータ。 - 【請求項7】 前記各第1球面弾性軸受(33)(8
6)が、前記各接続装置(22)と前記環状体(5)
(71)の間に位置していることを特徴とする請求項1
から6のいずれかに記載のロータ。 - 【請求項8】 前記各接続装置(22)のために、前記
環状体(5)に孔(30)があり、前記各孔(30)
が、前記各第1球面弾性軸受(33)を収納しているこ
とを特徴とする請求項7に記載のロータ。 - 【請求項9】 前記環状体(71)が、互いに同軸でか
つ一体の内側環状体(72)と、外側環状弾性軸受(7
7)とを具備し、前記内側環状体(72)が前記駆動軸
(2)と一体であり、前記環状弾性軸受(77)が、前
記内側環状体(72)の外側に位置し、前記各接続装置
(22)に前記各第1球面弾性軸受(86)を介して接
続されいることを特徴とする請求項1から6のいずれか
に記載のロータ。 - 【請求項10】 前記環状弾性軸受(77)が、前記内
側環状体(72)と同軸の環状の内側シュー(84)
と、前記環状の内側シュー(84)を前記内側環状体
(72)に接続するための弾性手段(83)、とを具備
し、前記の第1弾性軸受(86)が、前記接続装置(2
2)と、前記環状の内側シュー(84)とを相互接続し
ていることを特徴とする請求項9に記載のロータ。 - 【請求項11】 前記第1球面弾性軸受(86)は、前
記環状弾性軸受(77)の前記内側シュー(84)から
成る共通の外側シューを有することを特徴とする請求項
10に記載のロータ。 - 【請求項12】 前記環状弾性軸受(77)が、前記内
側シュー(84)の反対側にあり、前記内側環状体(7
2)と一体の二つの環状の外側シュー(81,82)
と、前記各外側シュー(81,82)と前記内側シュー
(84)の間に位置している複数の弾性材料のブロック
(83)を具備する前記弾性手段、とを具備することを
特徴とする請求項10又は11に記載のロータ。
Applications Claiming Priority (2)
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IT67263A/90 | 1990-04-06 |
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DE (1) | DE4111323C2 (ja) |
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GB (1) | GB2243591B (ja) |
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