DE1040906B

DE1040906B - Compensating device for controlling the adjustment of the angle of attack of the wings of helicopter propellers

Info

Publication number: DE1040906B
Application number: DEF23254A
Authority: DE
Inventors: Lucio La Rocca; Attilio Penna
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1957-05-15
Filing date: 1957-06-13
Publication date: 1958-10-09

Description

Ausgleichvorrichtung für die Steuerung der Verstellung des Anstellwinkels der Flügel von Hubschrauber-Luftschrauben Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausgleich derjenigen Kräfte, die auf die Steuerungselemente für die Verstellung des Steigungs- bzw. Anstellwinkels der Flügel von solchen Hubschrauber-Luftschrauben durch die umlaufenden Schraubenflügel ausgeübt werden, bei denen diese Flügel mittels eines Paares beiderseits der Flügellängsachse angeordneter elastischer Bänder od. dgl. mit der Luftschraubennabe verbunden sind.Compensating device for controlling the adjustment of the angle of attack the wing of helicopter propellers The invention relates to a device to compensate for those forces acting on the control elements for the adjustment the pitch or angle of attack of the wings of such helicopter propellers are exercised by the rotating screw wings, in which these wings by means of a pair of elastic bands arranged on both sides of the longitudinal axis of the wing od. Like. Are connected to the propeller hub.

Bei derartigen Hubschrauber-Luftschrauben besteht die Möglichkeit, die Zentrifugalkraft jedes Schraubenflügels auf die Schraubennabe mittels des genannten Bänderpaares in Form von Stahlbändern vernachlässigbarer Biege- und Drehträgheit anstatt mittels Wälzlager auszugleichen.With such helicopter propellers there is the possibility of the centrifugal force of each propeller wing on the propeller hub by means of said A pair of belts in the form of steel belts with negligible bending and torsional inertia instead of compensating by means of roller bearings.

Diese Anordnung ist jedoch insofern nachteilig, als erhebliche Kräfte für die Verstellung des Anstellwinkels der einzelnen Flügel erforderlich sind. Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil dadurch, daß jedem Flügel der Luftschraube mindestens eine mit der Luftschraube umlaufende Schwungmasse sowie Mittel zugeordnet sind, welche die Kupplung dieser Schwungmasse oder -massen mit den Steuerungselementen zur Verstellung des Anstellwinkels der Flügel bilden, das Ganze derart, daß die Schwungmasse oder -massen infolge Zentrifugalwirkung auf die genannten Steuerungselemente eine Kraft ausüben können, welche derjenigen Kraft im wesentlichen gleich und entgegengesetzt gerichtet ist, die durch die bei der Änderung des Anstellwinkels eintretende Änderung des Abstandes des Schwerpunktes jedes Flügels von der Luftschraubenachse auf die Steuerungselemente zur Wirkung kommt.However, this arrangement is disadvantageous in that it involves considerable forces are required for adjusting the angle of attack of the individual wings. the Invention eliminates this disadvantage in that each wing of the propeller at least a flywheel rotating with the propeller and means are assigned, which the coupling of this centrifugal mass or masses with the control elements to adjust the angle of attack of the wings, the whole thing in such a way that the Flywheel mass or masses as a result of centrifugal effects on the control elements mentioned can exert a force which is essentially equal and opposite to that force is directed, the change occurring when changing the angle of attack the distance of the center of gravity of each wing from the propeller axis to the Control elements come into effect.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der schematischen Zeichnungen.Further features of the invention emerge from the following Description of an exemplary embodiment on the basis of the schematic drawings.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Anbringung eines Flügels einer Hubschrauber-Luftschraube an der Schraubennabe; Fig.2 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgleichvorrichtung.Fig. 1 shows the basic structure of the attachment of a wing a helicopter propeller on the screw hub; Fig.2 shows an example Embodiment of the compensating device according to the invention.

In Fig. 1 bezeichnet 8 ein Aggregat, welches mit der Luftschraubennabe fest verbunden ist, deren Achse durch das Bezugszeichen 9 gekennzeichnet wird. Mit 10 ist ein Flügel der Luftschraube bezeichnet, dessen Längsachse das Bezugszeichen 11 aufweist. Mit 12 sind zwei elastische Bänder üblicher Art für den Anschluß dieses Flügels 10 am Aggregat 8 angegeben. 1 bezeichnet ferner den Anschlußschnitt der genannten Bänder 12 an der Luftschraubennabe bzw. deren Aggregat 8 und 2 den Anschlußschnitt dieser Bänder 12 an dem Flügel 10 der Luftschraube.In FIG. 1, 8 designates an assembly which is firmly connected to the propeller hub, the axis of which is identified by the reference number 9. A wing of the propeller is designated by 10, the longitudinal axis of which has the reference number 11. With 12 two elastic bands of the usual type for connecting this wing 10 to the unit 8 are indicated. 1 also designates the connection section of the said bands 12 on the propeller hub or its assembly 8 and 2 the connection section of these bands 12 on the wing 10 of the propeller.

Die Länge der genannten Bänder 12 ist mit h und der mittlere Abstand dieser Bänder beiderseits von der Längsachse 11 der Luftschraubenflügel mit d angegeben, um welche die Verstellung der Schraubenflügel zur Einstellung unterschiedlicher Einstellwinkel erfolgt.The length of the said bands 12 is with h and the mean distance these bands on either side of the longitudinal axis 11 of the propeller blades are indicated by d, around which the adjustment of the screw blades for setting different Adjustment angle takes place.

Wird nun der Anstellwinkel der Luftschraubenflügel für zwei in derselben Ebene liegende Bänder 12 mit 0, bezeichnet und wird dieser Winkel um den Betrag d O vergrößert, so verschieben sich die Anschlußpunkte A1, A 2 dieser Bänder um das Maß d - d O nach oben bzw. nach unten, wobei sich beide Bänder-12 unter einem Winkel von d d O gegeneinander nach unten neigen.If the angle of attack of the propeller blades for two bands 12 lying in the same plane is denoted by 0, and this angle is increased by the amount d O, the connection points A1, A 2 of these bands move upwards or by the amount d - d O downwards, with both bands-12 inclining downwards towards each other at an angle of dd 0.

Der Abstand zwischen den Bandanschlußstellen jeweils an den Flügeln bzw. an der Nabe der Luftschraube ist nun nicht mehr gleich h, sondern beträgt Daraus folgt, daß der Angriffspunkt der Zentrifugalkraft hl - c)2 (wenn K1 eine vom Gewicht und von der Flügelausbildung abhängige Konstante und co die Winkelgeschwindigkeit der Flügel bedeutet) sich um der Nabe nähert, so daß von außen die Arbeit aufgewendet werden muß, welcher die Anbringupg eines mit 4 0 geradlinig zunehmenden Moments entspricht. Die Erfindung bezweckt nun, ein solches Moment M bei beliebiger Winkelgeschwindigkeit e) selbsttätig zu liefern. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung sind den Luftschraubenflügeln wenigstens je eine Schwungmasse, die mit der Luftschraube des Hubschraubers umläuft, sowie Mittel zur Kupplung dieser Schwungmasse mit den Steuerungselementen für die Verstellung des Anschlußwinkels der Flügel zugeordnet, so daß infolge der Zentrifugalkraft der Masse auf diese Steuerungselemente eine Kraft ausgeübt wird, «-elche infolge der bei einer Änderung des Anstellwinkels eintretenden Änderung des Abstandes des Schwerpunktes jedes Flügels von der Schraubenachse der auf die Steuerungselemente ausgeübten Kraft im wesentlichen gleich und entgegengesetzt ist.The distance between the tape connection points on the wings or on the hub of the propeller is now no longer equal to h, but is It follows from this that the point of application of the centrifugal force hl - c) 2 (if K1 is a constant dependent on the weight and the wing design and co is the angular velocity of the wings) approaches the hub so that the outside work must be expended, which the attachment of a torque increasing linearly with 4 0 is equivalent to. The invention now aims to provide such a moment M automatically at any angular velocity e). In the device according to the invention, the propeller blades each have at least one flywheel, which rotates with the propeller of the helicopter, as well as means for coupling this flywheel with the control elements for adjusting the connection angle of the wings, so that due to the centrifugal force of the mass on these control elements a force is exerted, which, as a result of the change in the distance of the center of gravity of each wing from the screw axis with a change in the angle of attack, is essentially equal and opposite to the force exerted on the control elements.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig.2 ist angenommen worden, daß die Steuerung zur Verstellung des Anstellwinkels wie üblich eine zur Luftschraubenachse 9 parallel verlaufende, zur Verstellung der Winkelsteigung über einen Arm 17 durch nicht dargestellte Mittel axial verschiebbare Stange 13 enthält.In the embodiment of the device according to the invention according to FIG has been assumed that the control for adjusting the angle of attack such as Usually one running parallel to the propeller axis 9 to adjust the angle of inclination Rod 13 axially displaceable via an arm 17 by means not shown contains.

Eine mit der Luftschraube umlaufende Schwungmassel ist mit der Anstell-,vinkelsteuerung und insbesondere mit der genannten Stange 13 durch eine Kupplung verbunden, die aus einem bei 6 auf einem mit der Luftschraubennabe fest verbundenen Lager 15 verzapften Schwinghebel 14 und aus einem Lenker 16 besteht, an dessen einem Ende die Schwungmasse 7 angebracht ist. Die Stange 16 ist am entgegengesetzten Ende bei 5 an dem einen Arm des Schwinghebels 14 angelenkt, dessen anderer Arm bei 22 mit der Stange 13 gelenkig verbunden ist. Zwischen dem Schwinghebel 14 und der Stange 16 ist zur Dämpfung der Schwingungen der Masse 7 ein drehbarer Dämpfer bei 5 eingeschalte!.A flywheel rotating with the propeller is with the angle control and in particular connected to said rod 13 by a coupling which from a pegged bearing 15 at 6 on a fixedly connected to the propeller hub Rocker arm 14 and consists of a link 16, at one end of which the flywheel mass 7 is attached. The rod 16 is at the opposite end at 5 on one Arm of the rocker arm 14 articulated, the other arm of which at 22 with the rod 13 is articulated. Between the rocker arm 14 and the rod 16 is for damping the vibrations of the mass 7 a rotatable damper switched on at 5 !.

Die Stange 13, der Schwinghebel 14 nebst Lager 22 sowie der Lenker 16 sind derart angeordnet, daß sich die Schwungmasse 7 und die Stange 13 mit Bezug auf die Schwingachse 6 des Schwinghebels 14 auf der gleichen Seite befinden.The rod 13, the rocker arm 14 together with the bearing 22 and the handlebars 16 are arranged such that the flywheel 7 and the rod 13 with reference are on the swing axis 6 of the rocker arm 14 on the same side.

31it der Stange 13 kann auf den Flügel 10 über den Arm 17 eine Anstellwinkeländerung 4 O übertragen werden, welche einer Bewegung der Stange 13 um 4 0 - c nach unten entspricht. Die Stange 13 muß dabei eine Kraft gleich ausüben. Bei einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit co erzeugt die Schwungmasse 7 eine Zentrifugalkraft K2 - co2.With the rod 13, a change in the angle of attack 40 can be transmitted to the wing 10 via the arm 17, which corresponds to a downward movement of the rod 13 by 40 −c. The rod 13 must have a force equal exercise. At a certain angular velocity co, the flywheel 7 generates a centrifugal force K2 - co2.

Die Abwärtsbewegung des Gelenkpunktes 22 um 4 0 - c entspricht einer Aufwärtbewegung des Gelenkpunktes 5 um gib,` b@ . Demzufolge erhält die Zentrifugalkraft K 2 - (o 2, welche bei 4 0 gleich Null durch den Stützpunkt 6 verläuft, in bezug auf diesen Punkt ein Moment und übt auf die Stange 13 eine Kraft gleich aus. Werden die Größe der Schwungmasse 7 und deren Abstand von der Drehachse 9 der Luftschraube, d. h. der Wert K2, zweckentsprechend gewählt, so kann diese Kraft gleich groß der zum Schwenken des Flügels 10 um d O erforderlichen Kraft gemacht werden, welche beträgt. Der dieser Kraft entsprechende Wert von K2 ist von der Größe der Winkelgeschwindigkeit co offenbar unabhängig.The downward movement of the hinge point 22 by 4 0 - c corresponds to an upward movement of the hinge point 5 by gib, `b @. As a result, the centrifugal force K 2 - (o 2, which runs through the support point 6 at 4 0 equal to zero, receives a moment with respect to this point and exerts an equal force on the rod 13 the end. If the size of the flywheel 7 and its distance from the axis of rotation 9 of the propeller, ie the value K2, are selected appropriately, this force can be made equal to the force required to pivot the wing 10 by d O, which amounts to. The value of K2 corresponding to this force is evidently independent of the magnitude of the angular velocity co.

Selbstverständlich können innerhalb des Erfindungsgedankens die Ausführungsformen und baulichen Einzelheiten der Vorrichtung in bezug auf das beschriebene und dargestellte Beispiel beliebig geändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Of course, the embodiments and structural details of the device in relation to that described and illustrated Example can be changed as desired without departing from the scope of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for balancing those forces that on the control elements for adjusting the angle of incline or angle of attack the wing of such helicopter propellers through the rotating propeller blades be exercised in which these wings by means of a pair on both sides of the wing longitudinal axis arranged elastic bands or the like are connected to the propeller hub, characterized by at least one associated with each wing (10) with the propeller rotating flywheel (7) and by means (14, 15, 16) for the coupling of this Flywheel mass or masses (7) with the control elements (13) for adjusting the Angle of attack of the wing (10), such that the centrifugal mass or masses (7) as a result Centrifugal action on the control elements (13) can exert a force which that force is essentially equal and opposite to that which is directed by the change in the distance of the center of gravity that occurs when the angle of attack is changed each wing from the propeller axis to the control elements to the effect comes.

2. Device according to claim 1 for use on helicopter propellers, where the control elements for adjusting the angle of attack of the propeller blades one that runs parallel to the propeller axis and is axially displaceable during this adjustment Bar included, characterized in that the means for coupling the flywheel or masses (7) with the control rod (13) from a two-armed rocker arm (14), which is attached to a bearing (15) firmly connected to the propeller hub. is articulated, and have a link (16) which has a flywheel at one end (7) carries and articulated with its other end to one arm of the rocker arm (14) while the other arm of this rocker arm (14) is on the control rod (13) is articulated, the whole thing in such a way that the flywheel (7) and the control rod (13) with respect to the swing axis (6) of the rocker arm (14) on the same Side.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Means for coupling the centrifugal mass or masses (7) with the respectively assigned one Wing (10) an element (5) for damping the oscillations of the flywheel or -mass (7) included.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that that the damping element (5) designed as a rotatable damper and between the The rocker arm (14) and the handlebar (16) carrying the flywheel (7) are switched on is.