DE1914227C3 - Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Rotordrehmomentes und der Unsymmetrie des Auftriebes bei einem Hubschrauber mit einem angetriebenen Rotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Rotordrehmomentes und der Unsymmetrie des Auftriebes bei einem Hubschrauber mit einem angetriebenen Rotor und eignet sich insbesondere in einer Kombination mi! dem aus der DT-AS 12 69 891 bekannten Blattgruppenrotor.

Es ist bekannt, bei Hubschraubern das Rotordrehmoment durch einen Heckrotor zu kompensieren, der vom Piloten gesteuert werden muß. Der Heckrotor benötigt eine gewisse Antriebsleistung, ohne einen Auftrieb zu bewirken, außerdem besteht bei der Landung die Gefahr einer Bodenberührung.

Weiter ist noch die koaxiale Bauweise mit zwei übereinanderliegenden, im entgegengesetzten Drehsinn umlaufenden Rotoren zum Ausgleich des Rotordrehmomentes bekannt. Dieses Prinzip erfordert ebenfalls eine Steuerung. Außerdem sind die Ströinungsverhältnisse und die Stabilität bei höheren Fluggeschwindigkeiten ungünstig. Dann beginnt die Strömung an den rücklaufenden Rotorblättern abzureißen, wobei der Auftrieb stark abfällt und die notwendige Leistung ansteigt, so daß eine Geschwindigkeitssteigerung nicht mehr möglich ist. An den vorlaufenden Blättern ergeben sich hohe Anströmgeschwindigkeiten, so daß durch störende Macheffekte der Auftrieb abfällt und ein erhöhter Widerstand sowie große Blattorsionsmomente auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Hubschraubern die Stromungsverhältnisse zu verbessern und die Leistung zu steigern. Außerdem soll die Sicherheit, sowie die Stabilität verbessert und das Steuern vereinfacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb des Rotors einseitig ein großflächiger Drehflügel mit einem Gegengewicht vorgesehen ist, der zur Anpassung des Einstellwinkels an die Ausglcichsbedingungen um seine Querachse zwischen Anschlägen schwenkbar gelagert ist und mit der Antriebswelle und der Rotorwelle variabel über ein Differentialgetriebe im entgegengesetzten Drehsinn verbunden ist, wobei die Zentralräder des Getriebes an der Antriebswelle bzw. an der Rotorwelle und die Planetenräder an der Drehflügelwelle angeordnet sind.

Um eine automatische Verstellung des Anstellwinkels im Autorotationsflug zu ermöglichen, ist mit dem Drehflügel eine Hohlachse fest verbunden, welche drehbar auf der Drehflügelquerachse angeordnet ist und einen Führungsschlitz für einen an der Drehflügelquerachse befestigten Anschlagzapfen aufweist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den den Ausgleich des Rotordrehmomentes bewirkenden Drehflügel ein Auftrieb erzeugt wird und dadurch der Rotor entlastet wird. Im Reiseflug wird von den durch den Luftwiderstand auf der Seite der rücklaufenden Rotorblätter angehaltenen Drehflügel das Rotordrehmoment, sowie die Unsymmetrie des Rotorauftriebes kompensiert. Dabei ist die Anströmgeschwindigkeit auf den Drehflügel gleich der Fluggeschwindigkeit, so daß die Strömung nicht abreißen kann, wodurch hohe Fluggeschwindigkeiten möglich sind. Durch die Anordnung des Drehflügel oberhalb des Rotors wird die Gefahr der Bodenberührung während einer Landung vermieden. Beim Autorotationsflug gewährleistet der großflächige Drehflügel ein intensives Abbremsen des Hubschraubers im Sinkflug, wodurch die Flugsicherheit verbessert wird. Der Ausgleich des Rotordrehmomentes, sowie der Unsymmetrie des Auftriebes wird über das Differentialgetriebe automatisch geregelt, wodurch das Steuern derartiger Hubschrauber vereinfacht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die F i g. I und 2 zeigt den oberhalb des Rotors 3 "inseitig angeordneten Drehflügel 48 mit einem Gegengewicht 49, welcher mit der Antriebswelle 9 und der Rotorwelle 60 über ein Differentialgetriebe 50 verbunden ist, wobei die Zentralräder 55, 59 des Getriebes an der Antriebswelle über einen Freilauf 56 bzw. an der Rotorwelle und die Planetenräder 57 an der Drehflügelwelle 58 angeschlossen sind. Der Drehflügel ist zur Anpassung des Einstellwinkels an die Ausgleichsbedingungen um seine Querachse 52 zwischen Anschlägen 53,54 schwenkbar gelagert.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.

Die Antriebswelle 9 mit dem unteren Zentralrad 55 treibt über die Planetenräder 57 und die Drehflügelwelle

58 den Drehflügel 48, sowie über das obere Zentralrad

59 und die Rotorwelle 60 den Rotor 3 variabel und in entgegengesetzter Richtung an. Mit zunehmender Drehgeschwindigkeit erfährt der großflächige Drehflügel durch die Luftkräfte einen Widerstand, wodurch der Rotor, gestützt an den dann gebremsten Planetenrädern in die entgegengesetzte Richtung dreht. Die Länge, Tiefe sowie der Einstellwinkel des Drehflügels ist mit dem Rotordrehmoment und der Unsymmetrie des Rotorauftriebes so abgestimmt, daß er schon bei geringen Fluggeschwindigkeiten durch die Anströmung der Luftkräfte, auf der Seite des rücklaufenden Rotorblattes gestoppt wird. In dieser Fluglage bewirkt der Drehflügel als einseitige Tragfläche, den Ausgleich des Rotordrehmomentes und der Unsymmetrie des Auftriebes. Damit wird der Rotor entlastet und ein Abreißen der Strömung verhindert, so daß die Höchstgeschwindigkeit gesteigert werden kann. Der Drehflügel als Tragfläche pendelt sich im Vorwärtsflug durch die Wirkung der anströmenden Luftkräfte und die Gegenwirkung des Rotordrehmomentes in eine Stellung mit geringem Widerstand ein. Da die Tragfläche in diesem Flugzustand in der Rücklage und somit hinter dem Schwerpunkt bzw. Drehpunkt liegt, können geringe Pendelbewegungen, verursacht durch ungleich-

?s Wirken der Kräfte, das Stabilitätsverhalten törend beeinflussen.

^utcrotationsflug, wobei kein Rotordrehmoment iden ist, nimmt der Drehflügel dia Drehrichtung tors ein und bewirkt durch seine große Fläche ein ves Abbremsen im Sinkflug.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Rotordrehmomentes und der Unsymmetrie des Auftriebes bei einem Hubschrauber mit einem s angetriebenen Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Rotors (3) einseitig ein großflächiger Drehflügel (48) mit einem Gegengewicht (49) vorgesehen ist, der zur Anpassung des Einstellwinkels an die Ausgleichsbedingungen um seine Querachse (52) zwischen Anschlägen (53, 54) schwenkbar gelagert ist und mit der Antriebswelle (9) und der Rotorwelle (60) variabel über ein Differentialgetriebe (50) im entgegengesetzten Drehsinn, verbunden ist, wobei die Zentralräder (55, 59) des Getriebes an der Antriebswelle mit einem Freilauf (56) bzw. an der Rotorwelle and die Planetenräder (57) an der Drehflügelwelle (58) angeordnet sind.