DE1011288B

DE1011288B - Device for controlling and stabilizing a helicopter

Info

Publication number: DE1011288B
Application number: DES51102A
Authority: DE
Inventors: Jean Henri Bertin; Marcel Kadosch; Francois Marie Louis Maunoury
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1952-10-10
Filing date: 1953-10-08
Publication date: 1957-06-27

Description

Einrichtung zum Steuern und Stabilisieren eines Hubschraubers Es sind schon Einrichtungen vorgeschlagen worden, welche dazu dienen, einen aus einer Leitung oder einem Rohr ausströmenden Strahl von seiner normalen Bahn abzulenken, und bei welchen ein Hindernis zur Anwendung gelangt, das in bezug auf den Querschnitt des Strahles von kleinen Abmessungen ist und indem Strahl ein System von Kräften zu erzeugen vermag, die den Strahl an eine in Richtung der gewünschten Ablenkung gekrümmte Fortsetzung der Wandung des Rohres anschmiegen.Device for controlling and stabilizing a helicopter There are Devices have already been proposed which serve to remove one from a line or to divert a jet flowing out of the pipe from its normal path, and at which an obstacle comes into use, which in relation to the cross-section of the The beam is of small dimensions and by adding a system of forces to the beam capable of generating the beam at a curved in the direction of the desired deflection The continuation of the pipe wall snugly.

Weiterhin ist vorgeschlagen worden, außerhalb der Strömungsbahn des nicht abgelenkten Strahles einer Düse ein Gitter von Schaufeln anzuordnen, auf welches der Strahl bei seiner durch das Hindernis eingeleiteten Ablenkung auftritt und welches eine Verstärkung der Ablenkung herbeiführt.It has also been proposed to be outside the flow path of the not deflected jet of a nozzle to arrange a grid of blades on which the beam occurs when it is deflected by the obstacle and which one causes an amplification of the distraction.

Die Wirkung der vorstehend genannten Mittel ist im allgemeinen eine plötzliche und heftige, sobald das Hindernis in dem Strahl zur Wirkung gebracht wird.The effect of the above agents is generally one sudden and violent as soon as the obstacle in the beam is put into effect will.

Gemäß einem weiteren Vorschlag kann die Ab- lenkung eines Strahles von seiner normalen Bahn dadurch herbeigeführt werden, daß in den Strahl ein Hilfsmediumstrahl mit großer Geschwindigkeit eingeführt wird, wobei die Ablenkung in progressiver und kontinuierlicher Weise geändert werden kann, indem die Richtung der Einführung des Hilfsmediums und die Größe seiner Austrittsöffnung geändert und der Druck des Mediums oder seine abgegebene Menge geändert werden.According to another proposal, the deflection can a beam from its normal path be brought about by the fact that an auxiliary medium jet is introduced at high speed into the beam, the deflection in a progressive and continuous manner can be changed by changing the direction of the introduction of the auxiliary medium and changing the size of its outlet opening and changing the pressure of the medium or its dispensed amount.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Steuern und Stabilisieren eines Hubschraubers, dessen Rumpf durch einen Stabilisierungsschwanz verlängert ist.The purpose of the invention is to provide a device for controlling and stabilizing a helicopter whose fuselage is supported by a stabilizing tail is extended.

Gemäß der Erfindung ist das Ende des den Rumpf des Hubschraubers verlängernden Stabilisierungsschwanzes mit einer Antriebsdüse ausgerüstet, die gewöhnlich einen axialen Strahl liefert, aber mit einer Ablenkvorrichtung versehen ist, welche wenigstens einen Teil des Strahles von seiner normalen Bahn in unsymmetrischer Weise seitlich abzulenken und dadurch am Rumpf des Hubschraubers ein Drehmoment zu erzeugen gestattet und welche derart regelbar ist, daß die auf den Strahl ausgeübte Ablenkung in progressiverWeise erfogt.According to the invention, the end of the helicopter's fuselage is elongate Stabilizing tail equipped with a drive nozzle, which is usually a axial beam, but is provided with a deflection device which at least part of the beam sideways from its normal trajectory in an unsymmetrical manner deflect and thereby generate a torque on the fuselage of the helicopter and which is adjustable so that the deflection applied to the beam is progressive succeeded.

Es ist einleuchtend, daß mit einer Veränderung der Richtung des aus der Düse austretenden Strahles eine identische Richtungsänderung des durch den Strahl erzeugten Schubs einhergeht und daß durch die Schaffung der Möglichkeit der progressiven Veränderung der Schubrichtung die gleichen Manöver und Bewegungen durchgeführt werden können, wie sie bisher mit mechanischen Steuereinrichtungen erhalten wurden, die der Einwirkung des Fahrtwindes unterliegen und welche auf Grund der sehr hohen Schubkräfte, denen sie :unterworfen sind, immer schwierig auszuführen und zu betätigen sind.It is evident that with a change in the direction of the out The jet exiting the nozzle causes an identical change in direction to that of the jet emitted by the jet generated thrust and that by creating the possibility of progressive Changing the direction of thrust the same maneuvers and movements can be performed can, as they were previously obtained with mechanical controls that are subject to the influence of the airstream and which, due to the very high thrust, to which they: are subject, are always difficult to carry out and operate.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail.

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines Hubschraubers mit einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Endansicht der in Fig.1 wiedergegebenen Steuereinrichtung.Fig. 1 is a schematic plan view, partly in section, of one Helicopter with a control device according to the invention; Fig. 2 is an in enlarged scale end view of the control device shown in Figure 1.

Fig. 1 stellt einen Hubschrauber dar, bei welchem die Energie, die für den Antrieb des Drehflügels, dessen Blätter 20 an ihren Enden mit nicht dargestellten Rückstoßdüsen versehen sind, benötigt wird, einer Gasturbinenanlage entnommen wird, welche eine Turbine 21 und einen Luftverdichter 22 umfaßt, wobei der Luftverdichter nicht nur die zum Betrieb der Turbine benötigte Luft, sondern auch die Luft liefert, welche durch die Blätter 20 des Drehflügels hindurch zu dereu Rückstoßdüsen geführt wird, um den Flügel in Drehung zu versetzen. Die aus der Turbine austretenden Gase werden in eine Auspuffdüse 23 geleitet, in welcher sie einen im allgemeinen kleinen Hilfsschub auf Grund ihrer Schlußentspannung liefern. Diese Auspufidüse 23 ist am Ende des Stabilisierungsschwanzes 24 angeordnet, der mit der Zelle 25 des Hubschraubers verbunden ist.Fig. 1 shows a helicopter in which the energy that for the drive of the rotary vane, the leaves 20 of which are not shown at their ends Recoil nozzles are required, is taken from a gas turbine system, which comprises a turbine 21 and an air compressor 22, the air compressor not only provides the air required to operate the turbine, but also provides the air, which passed through the blades 20 of the rotary wing to the thrust nozzles is used to make the wing rotate. The gases emerging from the turbine are fed into an exhaust nozzle 23, in which they have a generally small Deliver an auxiliary boost based on their final relaxation. This exhaust nozzle 23 is on End of the stabilizing tail 24, the one with the cell 25 of the helicopter is connected.

In einem solchen Fall gestattet die Ausrüstung der Düse 23 mit einer eine progressive Ablenkung bewirkenden Einrichtung gemäß der Erfindung, entweder einen axialen Ausstoß der Gase, der dann einen den Antrieb des- Hubschraubers unterstützenden Schub liefert, oder eine Ablenkung des Strahles um einen veränderbaren Winkel herbeizuführen, was die Erzielung einer Richtwirkung ermöglicht.In such a case, equipping the nozzle 23 with a a progressive deflection device according to the invention, either an axial expulsion of the gases, which then supports the propulsion of the helicopter Provides thrust, or deflects the beam by a variable angle, which enables a directional effect to be achieved.

Es kann insbesondere die Ablenkung in einer Ebene senkrecht. zur Achse des Drehflügels in solcher Weise herbeigeführt werden, daß ein Drehmoment hervorgerufen wird, durch welches die Zelle 25 stabilisiert wird, wenn sie die Neigung hat, sich aus irgendeinem Grunde in der einen oder anderen Richtung zu drehen.In particular, it can deflect in a plane perpendicular. to the axis of the rotary vane are brought about in such a way that a torque is generated by which the cell 25 is stabilized when it has a tendency to become to turn in one direction or another for some reason.

Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Düse 23 einen rechteckigen Querschnitt. Die Innenseiten ihrer - senkrechten Wände 26 und 27 gehen in nach außen gekrümmte Flächen über, wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist. In der senkrechten Mittelebene der Düse 23 (F ig. 2) befindet sich ein Rohr 28 mit stromlinienförmigen Profil, welches durch eine schräge Wand 29 in zwei Teile unterteilt ist. Jeder der beiden Abschnitte des Rohres ist mit der Förderseite des Luftverdichters 22 durch eine Leitung 30 bzw. 31 verbunden, deren jede mit einem Hahn 32 bzw. 33 versehen ist. Jeder der Abschnitte des Rohres 28 weist außerdem einen Schlitz 34 bzw.35 auf, der gegen die gegenüberliegende Wand der Düse 23 gerichtet ist.In the embodiment shown, the nozzle 23 is rectangular Cross-section. The insides of their - vertical walls 26 and 27 go in to the outside curved surfaces, as can be seen from FIG. In the vertical center plane the nozzle 23 (Fig. 2) is a tube 28 with a streamlined profile, which is divided into two parts by an inclined wall 29. Either of the two Sections of the pipe is with the delivery side of the air compressor 22 by a Line 30 and 31 connected, each of which is provided with a cock 32 and 33, respectively. Each of the sections of tube 28 also has a slot 34 and 35, respectively, which is directed against the opposite wall of the nozzle 23.

Wenn die beiden Hähne 32 und 33 geschlossen sind, strömen die aus der Gasturbine entweichenden Gase parallel zur Achse der Düse 23 aus und liefern infolgedessen einen axialen Schub, der zum Antrieb der Zelle herangezogen werden kann. Wenn einer der ; Hähne, z. B. der Hahn 32, geöffnet wird; wird die vom Verdichter 22 kommende Druckluft durch den Schlitz 34 ausgeblasen und erzeugt eine Ablenkung der betreffenden Gasstrahlhälfte gegen die gekrümmte Fläche 27. Diese Ablenkung erzeugt eine Querkomponente des Schubs, die bewirkt, daß die Zelle gedreht oder dadurch stabilisiert wird, daß sie einem Drehmoment von umgekehrter Richtung, welches die Zelle zu drehen sucht, entgegenwirkt. Die Größe der Ablenkung und infolgedessen des Querschubes kann dadurch geregelt werden, daß der Hahn 32 mehr oder weniger geöffnet wird.When the two taps 32 and 33 are closed, they flow out the gas turbine escaping gases parallel to the axis of the nozzle 23 and deliver as a result, an axial thrust, which is used to drive the cell can. If one of the; Taps, e.g. B. the tap 32 is opened; becomes that of the compressor 22 incoming compressed air is blown out through the slot 34 and creates a deflection the relevant gas jet half against the curved surface 27. This deflection creates a transverse component of the thrust that causes the cell to rotate or is stabilized by the fact that it is a torque of the opposite direction, which the cell seeks to rotate counteracts it. The size of the distraction and as a result the transverse thrust can be regulated by the fact that the cock 32 more or less is opened.

Eine Ablenkung der anderen Hälfte des Rückstoßstrahles gegen die gekrümmte Fläche 26 der Düse 23 kann in gleicher Weise dadurch erhalten werden, daß der Hahn 33 mehr oder weniger geöffnet wird.A deflection of the other half of the recoil against the curved one Surface 26 of the nozzle 23 can be obtained in the same way that the tap 33 is more or less opened.

In jedem dieser Fälle tritt die nicht abgelenkte Hälfte des Strahles in Richtung der Düsenachse ohne nennenswerte Änderung aus, und diese Hälfte gestattet infolgedessen einen antreibenden axialen Schub aufrechtzuerhalten. Wenn die Hähne 32 und 33 um den gleichen Betrag geöffnet werden, kann durch die symmetrische Ablenkung der beiden Hälften des Strahles jeder axiale Schub aufgehoben werden.In each of these cases, the undeflected half of the beam occurs in the direction of the nozzle axis without any significant change, and this half is permitted consequently maintaining a driving axial thrust. When the taps 32 and 33 can be opened by the same amount due to the symmetrical deflection of the two halves of the beam, any axial thrust will be canceled.

Die in dieser Weise auf einen Hubschrauber angewendete Erfindung liefert somit ein neues Mittel zum Manövrieren und Steuern eines solchen Flugkörpers.The invention thus applied to a helicopter provides hence a new means of maneuvering and controlling such a missile.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for controlling and stabilizing a Helicopter, whose fuselage is extended by a stabilizing tail, thereby characterized in that the end of the stabilizing tail with a drive nozzle is equipped, which is usually an axial. Beam delivers, but with a deflector is provided which at least part of the beam from its normal path to deflect laterally in an asymmetrical manner and thereby on the fuselage of the helicopter Allowed to generate a torque and which is controllable in such a way that the on The deflection exerted on the beam occurs in a progressive manner.

2. Set up according to Claim 1, characterized in that two deflectors symmetrically to The outlet of the nozzle are arranged; each of these deflectors being a deflector can bring about in the opposite direction.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection device runs transversely to the nozzle Has slot or analog passage from which an auxiliary beam emerges, the forms a considerable angle with the direction of the principal ray, the Slot or passage with compressed air or other compressed gas is saved.

4. Device according to claim 2 and 3, characterized in that that two opposite slots or analog passages with two different Feed lines are connected.

5. Device according to claim 4, characterized in that that each feed line is provided with a valve.

6. Device according to claim 3, 4, and 5, characterized in that the source of compressed air is a compressor is driven by a gas turbine housed in the fuselage, and that the nozzle picks up the exhaust gases from the turbine.