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DE102008046486A1 - Method for landing rotary-wing aircraft, particularly helicopter, involves reducing drive moment on main rotor, such that no blade-rotator interaction effect arises - Google Patents

Method for landing rotary-wing aircraft, particularly helicopter, involves reducing drive moment on main rotor, such that no blade-rotator interaction effect arises Download PDF

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DE102008046486A1
DE102008046486A1 DE200810046486 DE102008046486A DE102008046486A1 DE 102008046486 A1 DE102008046486 A1 DE 102008046486A1 DE 200810046486 DE200810046486 DE 200810046486 DE 102008046486 A DE102008046486 A DE 102008046486A DE 102008046486 A1 DE102008046486 A1 DE 102008046486A1
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DE
Germany
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lateral force
fenestron
rotor
helicopter
rotorcraft
Prior art date
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Withdrawn
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DE200810046486
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German (de)
Inventor
Pierre Dr. Spiegel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Landen eines Drehflüglers (10), der einen Hauptrotor (12) und einen Fenestron (14), der im Normalbetrieb eine positive Heckrotor-Kraft (FF) erzeugt und mit mindestens einer Leitschaufel (50) zusammenwirkt, umfasst, mit den Schritten: Senken eines Antriebsmoments (MAntrieb) auf den Hauptrotor (12) so, dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung auftritt, und Erzeugen einer Querkraft (FQ) ohne Verwendung des Fenestrons (14), so dass die Heckrotor-Kraft (FF) des Fenestrons (14) so groß bleibt, dass keine Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung zwischen einem Leitschaufel-Wirbel von der mindestens einen Leitschaufel (50) und einem Fenestron-Rotor des Fenestrons (14) entsteht.The invention relates to a method for landing a rotorcraft (10) comprising a main rotor (12) and a Fenestron (14), which in normal operation produces a positive tail rotor force (F F ) and cooperates with at least one vane (50) comprising the steps of: lowering a drive torque (M drive ) to the main rotor (12) so that no blade vortex interaction occurs, and generating a lateral force (F Q ) without using the fenestron (14) so that the tail rotor torque Force (F F ) of the fenestrone (14) remains so large that no blade-wake interaction between a vane vortex of the at least one vane (50) and a Fenestron rotor of Fenestrons (14) is formed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Landen eines Drehflüglers, der einen Hauptrotor und einen Fenestron, der im Normalbetrieb eine Heck-Rotorkraft erzeugt und mit mindestens einer Leitschaufel zusammenwirkt, umfasst. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Drehflügler, der einen Hauptrotor und einen Fenestron, der im Normalbetrieb eine Heckrotor-Kraft erzeugt, und mit mindestens einer Leitschaufel zusammenwirkt, umfasst.The The invention relates to a method for landing a rotorcraft, the a main rotor and a Fenestron, which in normal operation a Generated rear rotor force and interacts with at least one vane, includes. According to one second aspect, the invention relates to a rotorcraft, the a main rotor and a Fenestron, which in normal operation a Generated tail rotor force, and cooperates with at least one vane, includes.

Derartige Drehflügler, insbesondere Hubschrauber, werden für eine Vielzahl von militärischen und zivilen Zwecken eingesetzt. Nachteilig an bekannten Drehflüglern ist der teilweise beträchtliche Lärm, den diese beim Landen verursachen. Dieser Lärm ist ein Hindernis bei der weiteren Verbreitung und Nutzung von Drehflüglern für zivile Einsätze, da die Bevölkerung mit Lärm belastet wird. Bei militärischen Einsätzen führt der Lärm zu einer Erhöhung der Entdeckbarkeit.such rotorcraft In particular, helicopters, are used for a variety of military and used for civilian purposes. A disadvantage of known rotorcraft is the partly considerable noise that cause them to land. This noise is a hindrance to the further dissemination and use of rotary-wing aircraft for civilian operations, as the population with noise is charged. In military inserts leads the Noise too an increase in Discoverability.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den von einem Drehflügler abgegebenen Lärm, insbesondere beim Landen, zu vermindern.Of the Invention is based on the object that issued by a rotorcraft Noise, in particular when landing, diminish.

Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren mit den Schritten (i) Senken eines Antriebmoments auf den Hauptrotor, so dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung am Hauptrotor auftritt und (ii) Erzeugen einer Querkraft ohne Verwendung des Fenestrons, so dass die Heckrotor-Kraft des Fenestrons so groß bleibt, dass keine Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung zwischen einem Leitschaufel-Wirbel von der mindestens einen Leitschaufel und dem Fenestron entsteht.The Invention solves the problem by a method with the steps (i) lowering a Driving torque on the main rotor, so no blade-vortex interaction occurs at the main rotor and (ii) generates a lateral force without using the Fenestrons, so that the tail rotor power of Fenestrons remains so large that no leaf-wake interaction between a vane vortex from the at least one vane and the Fenestron arises.

Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch einen gattungsgemäßen Drehflügler, der eine vom Fenestron unabhängige Querkraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Querkraft umfasst, die in eine der Heckrotor-Kraft entgegengesetzte Richtung wirkt.According to one second aspect triggers the invention of the problem by a generic rotorcraft, the a lateral force generating device independent of Fenestron for generating a lateral force which is opposite to that of the tail rotor force Direction works.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass beim Landen weniger Lärm vom Fenestron ausgeht. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass bei einem Anflug, der den Lärm des Hauptrotors minimiert, besonders häufig dominanter Fenestron-Lärm auftritt. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Landemanöver ermöglicht, bei dem sowohl der Lärm des Hauptrotors als auch der des Fenestrons besonders gering ist. Das senkt die Lärmbelastung der Bevölkerung bzw. die Entdeckbarkeit bei militärischen Einsätzen.Advantageous The invention is that when landing less noise from the Fenestron emanates. It has Namely proved that on an approach that minimizes the noise of the main rotor, especially common dominant Fenestron noise occurs. The solution according to the invention enables a landing maneuver in which both the noise of the main rotor as well as the Fenestrons is particularly low. This reduces the noise pollution the population or discoverability in military operations.

Es ist ein weiterer Vorteil, dass die Verminderung des Lärms mit relativ einfachen Mitteln möglich ist. Der Lärm, der von einem Drehflügler abgestrahlt wird, rührt in der Regel von sehr komplexen, nicht linearen Interaktionen zwischen Rotorblättern des Hauptrotors bzw. des Heckrotors, wie beispielsweise des Fenestron-Rotors, einerseits und von diesen Rotoren verursachten Luftwirbeln andererseits her. Es hat sich aber gezeigt, dass trotz der hochgradig nicht linearen Natur der Lärmentstehung relativ einfache Strategien ausreichen, um eine signifikante Reduzierung des Lärms zu erreichen.It Another advantage is that the reduction of noise with relatively simple means is possible. The noise, that of a rotorcraft is emitted, stirs usually of very complex, non-linear interactions between rotor blades the main rotor or the tail rotor, such as the Fenestron rotor, on the one hand and by these rotors caused air turbulence on the other ago. It has been shown that despite the highly non-linear Nature of the formation of noise relatively simple strategies suffice to bring about a significant reduction of the noise to reach.

Vorteilhaft ist zudem, dass das Erzeugen der Querkraft ohne Verwendung des Fenestrons automatisierbar ist, so dass in diesem Fall der Pilot keine zusätzliche Aufmerksamkeit auf die Lärmminderung legen muss.Advantageous In addition, generating the shear force without using the fenestron is automatable, so in this case the pilot no additional Pay attention to the noise reduction got to.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Fenestron ein gekapselter Heckrotor eines Drehflüglers, insbesondere eine Hubschraubers mit Heckrotor-Konfiguration verstanden. Der Fenestron dient zum Ausgleich des Drehmoments des Hauptrotors und ist als Impeller ausgebildet. Der Fenestron könnte damit auch als Heckimpeller bezeichnet werden.in the The scope of the present description is under a fenestron an enclosed tail rotor of a rotary wing aircraft, in particular a helicopter with tail rotor configuration Understood. The Fenestron balances the torque of the Main rotor and is designed as an impeller. The Fenestron could do that also be referred to as Heckimpeller.

Unter dem Merkmal, dass das Antriebmoment auf den Hauptrotor so gesenkt wird, dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung am Hauptrotor auftritt, wird insbesondere verstanden, dass der Kollektivanstellwinkel θ0 so verändert wird, dass das Antriebsmoment sinkt. Dadurch wird die Strömungskomponente von unten nach oben durch die Rotorscheibe so groß, dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung am Hauptrotor auftritt, weil beispielsweise der Drehflügler hinreichend schnell sinkt oder verzögert. Zum Ändern des Kollektivanstellwinkels θ0 wird insbesondere der Kollektivsteuerknüppel entsprechend bewegt.Under the feature that the drive torque is reduced to the main rotor so that no blade-vortex interaction occurs at the main rotor, in particular, it is understood that the collective pitch θ 0 is changed so that the drive torque decreases. As a result, the flow component from bottom to top through the rotor disk is so large that no blade-vortex interaction occurs on the main rotor, because, for example, the rotorcraft drops or decelerates sufficiently fast. To change the collective angle of attack θ 0 , in particular the collective control stick is moved accordingly.

Unter dem Merkmal, dass der Fenestron im Normalbetrieb eine Heckrotor-Kraft erzeugt, wird verstanden, dass der Fenestron beispielsweise bei Geradeausflug die Heckrotor-Kraft erzeugt, die dem Drehmoment des Hauptrotors entgegenwirkt. Diese Heckrotor-Kraft wirkt in der Regel senkrecht zum Heckausleger und zeigt in Richtung der bezüglich der Hauptrotorblätter vorläufigen Seite, zum Beispiel, wenn von oben auf den Drehflügler geblickt wird, nach rechts. Diese Heckrotor-Kraft im Normalbetrieb wird als positiv definiert. Der Fenestron arbeitet dann in Durchströmung, das heißt, dass Luft zunächst durch den Fenestron-Rotor, der den Heckrotor darstellt, strömt und danach auf die mindestens eine Leitschaufel. Die Heckrotor-Kraft weist in anderen Worten in Richtung des nachlaufenden Rotorblatts.Under the feature that the Fenestron in normal operation a tail rotor force produced, it is understood that the Fenestron example in Straight flight produces the tail rotor force, which corresponds to the torque of the Counteracts main rotor. This tail rotor force usually works perpendicular to the tail boom and pointing in the direction of the main rotor blades provisional side, for example, when looking from above at the rotorcraft, to the right. This tail rotor force in normal operation is defined as positive. The Fenestron then works in flow, that is, that Air first through the Fenestron rotor, which represents the tail rotor, flows and afterwards on the at least one vane. The tail rotor power points in other words, in the direction of the trailing rotor blade.

Unter dem Merkmal, dass der Fenestron mit mindestens einer Leitschaufel zusammenwirkt, ist insbesondere zu verstehen, dass Luft von dem Fenestron-Rotor auf eine Struktur trifft, die in der Regel so ausgebildet ist, dass der Luftstrom vergleichmäßigt wird. Der Fenestron-Rotor sitzt auf einer Welle, die eine Lagerung besitzt, die ihrerseits Teil des Heckauslegers ist. Es ist denkbar, dass die Leitschaufel durch diese Aufhängung gebildet ist. In der Regel sind jedoch mehrere Leitschaufeln vorhanden, um den Wirkungsgrad des Fenestron-Rotors zu erhöhen.By the feature that the Fenestron cooperates with at least one vane, it is to be understood in particular that air from the Fenestron rotor encounters a structure that is usually designed so that the air flow is comparable is canceled. The Fenestron rotor sits on a shaft, which has a bearing, which in turn is part of the tail boom. It is conceivable that the vane is formed by this suspension. In general, however, several vanes are present to increase the efficiency of the Fenestron rotor.

Unter dem Merkmal, dass das Antriebsmoment auf den Fenestron-Rotor so gesenkt wird, dass keine Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung auftritt, ist zu verstehen, dass das Antriebsmoment auf einen solchen Wert gesenkt wird, dass von Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung hervorgerufener zusätzlicher Lärm unterhalb von beispielsweise 6 dB(A) liegt. Das typische Hubschraubergeräusch wird durch derartige Blatt-Wirbel-Wechselwirkungen (englisch: blade vortex interaction, BVI) hervorgerufen. Wird das Antriebsmoment auf einen kleinen Wert abgesenkt, der beispielsweise kleiner ist als 10% des maximalen Antriebsmoments, so sinkt der Drehflügler so schnell, dass von einem Blatt des Hauptrotors hervorgerufene Wirbel sich hinreichend weit nach oben von dem Drehflügler entfernt haben, als dass ein nachfolgendes Blatt mit dem Wirbel in signifikante Wechselwirkung treten könnte. Bei hinreichend kleinem Antriebsmoment ist der Drehflügler daher besonders leise.Under the feature that the drive torque on the Fenestron rotor so it is lowered that no blade-lag interaction occurs is to understand that the drive torque to such a value is lowered, that caused by blade-lag interaction additional noise below of, for example, 6 dB (A). The typical helicopter noise becomes by such blade-vortex interactions (English: blade vortex interaction, BVI) caused. Will that be Drive torque is lowered to a small value, for example is less than 10% of the maximum drive torque, then the decreases rotorcraft so fast that caused by a leaf of the main rotor Swirl sufficiently far up from the rotorcraft have as a subsequent leaf with the vortex in significant Interaction could occur. With sufficiently small drive torque of the rotorcraft is therefore especially quiet.

Unter dem Merkmal, dass eine Querkraft ohne Verwendung des Fenestrons erzeugt wird, so dass die Heckrotor-Kraft des Fenestrons so groß bleibt, dass keine Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung zwischen einem Leitschaufel-Wirbel von der mindestens einen Leitschaufel und dem Fenestron entsteht, wird insbesondere verstanden, dass der Fenestron keine oder eine betragsmäßig möglichst kleine negative Heckrotor-Kraft erzeugt. Dadurch wird vermieden, dass der Fenestron in Rückströmung arbeitet. Der Leitschaufel-Wirbel könnte auch als Leitschaufel-Nachlauf bezeichnet werden.Under the characteristic that a lateral force without using the Fenestrons is generated so that the tail rotor power of Fenestrons remains so large that no leaf-lag interaction between a vane vortex from the at least one vane and the Fenestron arises, is understood in particular that the Fenestron generated no or a magnitude as small negative tail rotor force. Thereby it is avoided that the Fenestron works in reverse flow. The vane vortex could Also be referred to as vane caster.

Arbeitet der Fenestron in Rückströmung, so strömt Luft zunächst an der mindestens einen Leitschaufel vorbei und dann auf den Fenestron-Rotor zu. Es hat sich gezeigt, dass beim Vorbeiströmen der Luft einer mindestens einen Leitschaufel Wirbel entstehen, mit denen der Fenestron-Rotor wechselwirken und dabei Lärm erzeugen kann. Der durch diese Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung hervorgerufene Lärm ist umso stärker, je größer die Strömungsgeschwindigkeit in Rückströmung durch den Fenestron-Rotor ist. In der Rückströmung erzeugt der als Fenestron ausgebildete Fenestron-Rotor eine negative Heckrotor-Kraft. Diese negative Heckrotor-Kraft wird benötigt, wenn das Antriebsmoment auf sehr kleine Werte gesenkt wird. In diesem Fall ist nur noch ein sehr kleines Drehmoment notwendig, um das Drehmoment vom Hauptrotor zu kompensieren.Is working the Fenestron in backflow, so air flows first past the at least one vane and then towards the Fenestron rotor. It has been shown that when passing the air one at least a vane vortex arise with which the fenestron rotor interact and noise can generate. The noise caused by this blade-wake interaction is all the more stronger, the bigger the flow rate in backflow through the Fenestron rotor is. In the return flow, the generated as Fenestron Fenestron rotor trained a negative tail rotor force. These negative tail rotor power is needed when the drive torque is lowered to very small values. In this case, there is only one left very small torque necessary to the torque from the main rotor to compensate.

Da der Heckausleger von Drehflüglern in der Regel so konstruiert ist, dass eine kompensierende Kraft bei Geradeausflug erzeugt wird, um den Fenestron beim Geradeausflug zu entlasten, kann diese Entlastungskraft bei schnellem Sinkflug durch kleines Antriebsmoment so groß werden, dass der Fenestron in Rückströmung arbeiten müsste, um den Schiebewinkel klein zu halten. Das aber führt zu unangenehmem Fenestron-Lärm. Dadurch, dass die Querkraft ohne Verwendung des Fenestron erzeugt wird, wird erreicht, dass der Fenestron nicht oder nur so geringfügig in Rückströmung arbeiten muss, dass die Lärmbelastung gering bleibt.There the tail boom of rotary-wing aircraft usually designed so that a compensating force in straight-line flight is generated to the Fenestron in straight flight Relieve this relieving force with rapid descent due to small drive torque be so great that the Fenestron work in reverse flow would have to keep the sliding angle small. But that leads to unpleasant Fenestron noise. Thereby, that the lateral force is generated without using the Fenestron is ensures that the Fenestron does not or only slightly in reverse flow work that must be the noise pollution remains low.

Bevorzugt ist der Drehflügler ein Hubschrauber, der eine Querkraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Querkraft, die in eine der Heckrotor-Kraft entgegengesetzte Richtung wirkt, verwendet, wobei die Querkraft dadurch erzeugt wird, dass die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung entsprechend angesteuert wird. Bei einer derartigen Querkraft-Erzeugungsvorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine passive Vorrichtung, die einen Luftstrom so umlenkt, dass die Querkraft entsteht. Alternativ ist aber auch denkbar, eine aktive Querkraft-Erzeugungsvorrichtung vorzusehen, die mittels eines Motors die Querkraft erzeugt.Prefers is the rotorcraft a helicopter that generates a lateral force generating device for generating a lateral force that is opposite in one of the tail rotor force Direction acts used, the lateral force is generated by that the lateral force generating device is driven accordingly becomes. In such a lateral force generating device is it is preferably a passive device that has an airflow deflected so that the lateral force arises. Alternatively, it is also conceivable to provide an active lateral force generating device, which generates the transverse force by means of an engine.

Gemäß einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform umfasst die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung Strömungskontrollvorrichtungen, die zum Beispiel ein Ausblasen oder Absaugen von Luft am Heckausleger ermöglichen und so die notwendige Querkraft erzeugen.According to one not shown alternative embodiment includes the lateral force generating device Flow control devices, for example, blowing or sucking air on the tail boom enable and thus generate the necessary lateral force.

Zum Beenden der Landung umfasst das Verfahren bevorzugt die Schritte eines Erhöhens des Antriebsmoments auf den Hauptrotor, so dass die Querdurchströmung durch den Hauptrotor so groß ist, dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung auftritt, und eines Aufsetzens des Hubschraubers auf dem Boden.To the To finish the landing, the method preferably includes the steps an elevation of the drive torque to the main rotor, so that the cross-flow through the main rotor is so big that no leaf vortex interaction occurs, and one touchdown of the helicopter on the ground.

Bevorzugt wird die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung so angesteuert, dass die Querkraft so groß ist, dass der Hubschrauber mit seiner Längsachse in Flugrichtung aus gerichtet ist. In anderen Worten ist der Schiebewinkel β klein, beispielsweise kleiner als 10°.Prefers the lateral force generating device is driven so that the Shear force is so great that the helicopter is directed with its longitudinal axis in the direction of flight is. In other words, the shift angle β is small, for example, smaller as 10 °.

Bevorzugt umfasst das Ansteuern der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung die Schritte eines Erfassens einer Geschwindigkeit, insbesondere einer Vorwärtsgeschwindigkeit, des Hubschraubers relativ zur umgebenden Luft und eines automatischen Ansteuerns der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung und/oder des Fenestron-Rotors, so dass keine Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung zwischen dem Leitschaufel-Wirbel und dem Fenestron-Rotor entsteht. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung passiv ist, das heißt, dass die erzeugte Querkraft von der Geschwindigkeit abhängt. Wenn es sich bei der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung beispielsweise um ein Seitenruder handelt, hängt die erzeugte Querkraft von der Vorwärtsgeschwindigkeit gegenüber der umgebenden Luft ab.Preferably, the driving of the lateral force generating device comprises the steps of detecting a speed, in particular a forward speed, of the helicopter relative to the surrounding air and an automatic driving of the lateral force generating device and / or the Fenestron rotor, so that no blade-lag interaction between the vane vortex and the Fenestron rotor arise. This is particularly advantageous if the cross Force generating device is passive, that is, the generated lateral force depends on the speed. For example, when the lateral force generating device is a rudder, the generated lateral force depends on the forward speed relative to the surrounding air.

Denkbar ist auch, dass die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung so angeordnet ist, dass die erzeugte Querkraft von einer Sinkgeschwindigkeit relativ zur umgebenden Luft abhängt. Um den Piloten zu entlasten ist es günstig, die Ansteuerung automatisiert durchzuführen, so dass der Hubschrauber wie ein nicht-erfindungsgemäßer Hubschrauber geflogen werden kann und trotzdem Fenestron-Lärm vermieden wird.Conceivable is also that the lateral force generating device is arranged is that the generated lateral force of a sinking speed relative depends on the surrounding air. To relieve the pilot, it is convenient to perform the control automated, so that the helicopter like a non-inventive helicopter can be flown and still Fenestron noise is avoided.

Bevorzugt verläuft der Luftstrom stets von dem Fenestron-Rotor auf die mindestens eine Leitschaufel zu. So wird besonders wenig Lärm erzeugt, weil die Fenestron-Rotorblätter sich nie durch den eigenen Nachlauf bewegen müssen.Prefers extends the air flow always from the Fenestron rotor to the at least one Vane too. This way, very little noise is generated because the Fenestron rotor blades are never have to move through your own caster.

Alternativ oder additiv kann die Querkraft ohne Verwendung des Fenestron durch Gieren des Hubschraubers erzeugt werden. In anderen Worten wird die Querkraft dadurch ohne Verwendung des Fenestrons erzeugt, dass der Schiebewinkel vergrößert wird. Auf diese Weise können bereits existierende Hubschrauber lärmarm gelandet werden. Nachteilig ist jedoch, dass ein entsprechender Anflug für Passagiere ungewöhnlich sein kann.alternative or additively, the lateral force can be achieved without using the fenestron Yawing the helicopter are generated. In other words The lateral force generated by this without using the Fenestrons the sliding angle is increased. That way you can Already existing helicopters are landed low noise. adversely is, however, that a corresponding approach for passengers will be unusual can.

Bei einem erfindungsgemäßen Drehflügler, der bevorzugt ein Hubschrauber ist, kann die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung ein Seitenruder umfassen. Ein derartiges Sei tenruder ist beispielsweise am Heckausleger angebracht und übt die Querkraft dadurch aus, dass von vorne auf den Drehflügler zuströmende Luft zur Seite umgeleitet wird. Unter einem Seitenruder wird jede luftströmungsumleitende Struktur verstanden, die um eine bezüglich des Koordinatensystems des Drehflüglers vertikale Achse schwenkbar ist.at a rotorcraft invention, the if a helicopter is preferred, the lateral force generating device include a rudder. Such a Be tenruder, for example attached to the tail boom and exercises the transverse force characterized by the fact that air flowing from the front of the rotorcraft is redirected to the page. Below a rudder is any airflow redirecting structure understood that to a respect of the coordinate system of the rotorcraft vertical axis pivotable is.

Alternativ oder additiv ist die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung so angeordnet, dass sie bei einem Sinkflug eine Querkraft erzeugt. Besonders bevorzugt ist die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung dann so angeordnet, dass sie eine einstellbare Querkraft erzeugt. Wenn der Drehflügler, insbesondere der Hubschrauber, mit geringem Antriebsmoment betrieben wird, so sinkt der Drehflügler relativ schnell. Die dadurch hervorgerufene hohe relative Strömungskomponente von unten nach oben im Hubschrauber-Koordinatensystem zur umgebenden Luft kann ausgenutzt werden, um die Querkraft zu erzeugen. Dazu ist die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung bevorzugt um eine Längsachse des Drehflüglers schwenkbar gelagert.alternative or additively, the lateral force generating device is arranged that it generates a lateral force during a descent. Especially preferred is the lateral force generating device then arranged so that it generates an adjustable transverse force. If the rotorcraft, especially the helicopter, operated with low drive torque becomes, then the rotorcraft sinks quite fast. The resulting high relative flow component from the bottom up in the helicopter coordinate system to the surrounding Air can be used to generate the lateral force. To the lateral force generating device is preferably about a longitudinal axis the rotorcraft pivot stored.

Um den Piloten zu entlasten ist die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung bevorzugt automatisiert betreibbar, so dass sich der Pilot um deren Steuerung nicht weiter kümmern muss und trotzdem Lärmarm anfliegen kann.Around relieving the pilot is the lateral force generating device preferably automated operable, so that the pilot to their Do not worry about control must and still low noise can fly to.

Bevorzugt umfasst der Drehflügler eine Ansteuereinheit, die ausgebildet ist zum automatischen oder halbautomatischen Durchführen eines oben genannten erfindungsgemäßen Verfahrens.Prefers includes the rotorcraft a drive unit which is designed for automatic or semi-automatic performing an above-mentioned method according to the invention.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:in the The invention will be described below with reference to exemplary embodiments with reference to the attached Drawings closer explained. Showing:

1 eine schematische Zeichnung zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Landeverfahrens für einen Hubschrauber, 1 a schematic drawing for explaining a landing method for a helicopter according to the invention,

2 einen Verlauf des Schiebewinkels bei dem Landeverfahren nach 1 bei gleich bleibender Heckrotor-Kraft, 2 a course of the sliding angle in the landing method to 1 with a constant tail rotor force,

3 eine schematische Darstellung von an einem Heckausleger eines erfindungsgemäßen Hubschraubers wirkenden Kräften im Normalbetrieb, 3 a schematic representation of acting on a tail boom of a helicopter according to the invention forces in normal operation,

4 eine Darstellung der Kräfte für den Fall, dass der Hubschrauber mit einem geringen Antriebsmoment betrieben wird und schnell sinkt und schnell geradeaus fliegt, 4 a representation of the forces in the event that the helicopter is operated with a low drive torque and drops quickly and flies straight ahead,

5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hubschraubers in einer Ansicht von der Seite und 5 an embodiment of a helicopter according to the invention in a view from the side and

6 eine Ansicht des Hubschraubers gemäß 4 von oben. 6 a view of the helicopter according to 4 from above.

7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubschraubers. 7 shows a second embodiment of a helicopter according to the invention.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Drehflügler in Form eines Hubschraubers 10, der einen Hauptrotor 12 und einen Fenestron 14 aufweist, in einem schematischen Anflugplan auf einen Landeplatz 16. Zunächst fliegt der Hubschrauber 10 mit einem Antriebsmoment MAntrieb von mehr als 50%, insbesondere 60% eines maximalen Antriebsmoments MAntrieb,max zu einem Punkt 18, in dem der Landeanflug beginnt. Vor dem Erreichen des Punkts 18 ist der Hubschrauber im Steigflug von beispielsweise mehr als 2°, im vorliegenden Fall 3°, mit einer Steigrate von mehr als 300 ft/min, beispielsweise 590 ft/min, bei einer Geschwindigkeit von oberhalb 90 kn, im vorliegenden Fall 110 kn geflogen. 1 shows a rotorcraft according to the invention in the form of a helicopter 10 , which is a main rotor 12 and a fenestron 14 has, in a schematic approach plan on a landing site 16 , First, the helicopter flies 10 with a drive torque M drive of more than 50%, in particular 60% of a maximum drive torque M drive, max to one point 18 , in which the landing approach begins. Before reaching the point 18 For example, the helicopter is in ascent of, for example, more than 2 °, in this case 3 °, at a climb rate of more than 300 ft / min, for example 590 ft / min, at a speed of above 90 kn, in the present case 110 kn.

In Punkt 18 wird das Antriebsmoment MAntrieb auf einen Wert von unter 12% des maximalen Antriebmoments MAntrieb,max, beispielsweise auf 6%, gedrosselt. Dadurch sinkt der Hubschrauber 10 in einer Sinkflugphase 20 so schnell, dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung auftritt. Beispielsweise ist eine Trajektorie 22 in der Sinkflugphase 20 um einen Steigwinkel γa von weniger als –10°, beispielsweise –16°, gegen die Horizontale H geneigt. Die Geschwindigkeit liegt bei unter 90 kn, beispielsweise bei 75 kn und die Sinkgeschwindigkeit oberhalb von beispielsweise 1800 ft/min, im vorliegenden Fall 2170 ft/min.In point 18 the drive torque M drive is throttled to a value of less than 12% of the maximum drive torque M drive, max , for example, to 6%. As a result, the helicopter sinks 10 in a descent phase 20 so fast that no leaf-vortex interaction occurs. For example, a trajectory 22 in the descent phase 20 by a rise angle γ a of less than -10 °, for example -16 °, inclined to the horizontal H. The speed is less than 90 knots, for example 75 knots and the sinking speed above, for example, 1800 ft / min, in this case 2170 ft / min.

Die Sinkflugphase 20 geht in eine kurze Anflugphase 24 über, in der das Antriebsmoment MAntrieb auf über 50%, beispielsweise 60%, gesteigert wird und der Hubschrauber 10 auf dem Landeplatz 16 aufsetzt.The descent phase 20 goes into a short approach phase 24 in which the drive torque M drive is increased to over 50%, for example 60%, and the helicopter 10 on the landing field 16 touches down.

2 zeigt die Abhängigkeit eines Schiebewinkels β vom Abstand von dem Landeplatz 16. Es ist zu erkennen, dass der Schiebewinkel β in der Sinkflugphase 20 von Null verschieden ist. So ist es möglich, dass die Position eines Fußpedals, das den Fenestron 14 steuert, während der vollständigen Landephase 26 konstant gehalten wird. Vorteilhaft bei einem derartigen Anflug ist neben der geringen Geräuschbelastung, das ein Sichtfeld 28 besonders günstig auf den Landeplatz 16 gerichtet ist. Der Fenestron-Lärm ist bei diesem Landemanöver ungefähr so groß wie im Steigflug. 2 shows the dependence of a sliding angle β on the distance from the landing site 16 , It can be seen that the sliding angle β in the descent phase 20 is different from zero. So it is possible that the position of a foot pedal, the Fenestron 14 controls during the full landing phase 26 is kept constant. An advantage of such an approach is in addition to the low noise level, which is a field of vision 28 particularly favorable to the landing field 16 is directed. The Fenestron noise is about as great in this landing maneuver as in the climb.

3 zeigt den Hubschrauber 10 mit den an einem Heckausleger 30 wirkenden Kräften. Das Antriebsmoment MAntrieb, das angelegt wird, um einen Hauptrotor 31 mit einer Kreisfrequenz ω zu bewegen, führt zu einer Momentenkraft FM. Die Momentenkraft FM wird ausgeglichen durch eine Heckrotor-Kraft FF (F steht für Fenestron) und eine Seitenleitwerk-Kraft FS, die von einem Seitenleitwerk 32 ausgeübt wird, wenn sich der Hubschrauber 10 mit einer Vorwärtsgeschwindigkeit vvorwärts relativ zur Luft bewegt. Das Seitenleitwerk 32 ist bei herkömmlichen Hubschraubern starr und dient dazu, um beim Geradeausflug die Leistung, die der Fenestron 14 aufbringen muss, zu verringern und so Kraftstoff zu sparen. 3 shows the helicopter 10 with those on a tail boom 30 acting forces. The drive torque M drive that is applied to a main rotor 31 to move with an angular frequency ω leads to a moment force F M. The moment force F M is compensated by a tail rotor force F F (F stands for Fenestron) and a rudder force F S , that of a rudder 32 is exercised when the helicopter 10 with a forward speed v moved forward relative to the air. The rudder 32 is rigid in conventional helicopters and serves to provide the straight-line performance of the Fenestron 14 to reduce and thus save fuel.

4 zeigt die Situation, in der die Momentenkraft FM deutlich verringert ist, weil das Antriebsmoment MAntrieb für einen leisen Sinkflug stark reduziert worden ist. Die Seitenleitwerk-Kraft ist jedoch weitgehend unverändert, weil die Vorwärtsgeschwindigkeit vvorwärts, sich kaum verändert hat. In diesem Fall muss der Fenestron 14 eine negative Heckrotor-Kraft FF aufbringen. Die oben geschilderte Situation tritt bei herkömmlichen Hubschraubern dann ein, wenn sie mit geringem Antriebsmoment MAntrieb sich in der in 1 gezeigten Sinkflugphase 20 befinden. 4 shows the situation in which the moment force F M is significantly reduced, because the drive torque M drive has been greatly reduced for a quiet descent. However, the rudder force is largely unchanged because the forward velocity v forward , has barely changed. In this case, the Fenestron 14 apply a negative tail rotor force F F. The above situation occurs with conventional helicopters then when low drive torque M drive in the in 1 shown descent phase 20 are located.

In der in 4 gezeigten Situation strömt Luft wie durch den Pfeil 34 angegeben, zuerst auf in 4 nicht sichtbare Leitbleche (vergleiche 7, Bezugszeichen 50) und von diesen auf den Heckrotor, der als Fenestron-Rotor ausgebildet ist. Es entsteht dann unerwünschter Fenestron-Lärm.In the in 4 air flows as shown by the arrow 34 stated, first on in 4 invisible baffles (cf. 7 , Reference number 50 ) and of these on the tail rotor, which is designed as a Fenestron rotor. It then creates unwanted Fenestron noise.

5 zeigt einen erfindungsgemäßen Hubschrauber 10, der zwei Querkraft-Erzeugungsvorrichtungen aufweist, nämlich ein Seitenruder 36 und ein verstellbares Seitenleitwerk 38, wobei eines von beiden ausreichend wäre. Das Seitenruder 36 und das verstellbare Seitenleitwerk 38 sind mit zugehörigen Stellmotoren versehen und mit einer Ansteuereinheit 40 verbunden. Die Ansteuereinheit 40 steht ihrerseits in Verbindung mit einem Geschwindigkeitsmesser 42 in Form eines Staurohrs und einem Winkelsensor 44 an einem Kollektivhebel zum Steuern des Hubschraubers 10. Die Ansteuereinheit 40 erfasst die Geschwindigkeit und den Winkel und steuert das Seitenruder 36 und das verstellbare Seitenleitwerk 38 so an, dass eine Querkraft FQ (vergleiche 4) erzeugt wird, die so groß ist, dass die Heckrotor-Kraft FF wieder in die Richtung weisen kann, in der Luft zunächst durch den Fenestron und erst danach durch die Leitbleche strömt. 5 shows a helicopter according to the invention 10 comprising two lateral force generating devices, namely a rudder 36 and an adjustable vertical stabilizer 38 , one of which would be sufficient. The rudder 36 and the adjustable vertical stabilizer 38 are provided with associated servomotors and with a drive unit 40 connected. The drive unit 40 in turn is in connection with a speedometer 42 in the form of a pitot tube and an angle sensor 44 on a collective lever to control the helicopter 10 , The drive unit 40 captures the speed and angle and controls the rudder 36 and the adjustable vertical stabilizer 38 so that a lateral force F Q (cf. 4 ) is generated, which is so large that the tail rotor force F F can again point in the direction in which air flows first through the Fenestron and only then through the baffles.

Alternativ zur Verwendung des Seitenruders 36 kann auch das gesamte obere Teil des mittleren Seitenleitwerks um die Hochachse gedreht werden, um seinen Anstellwinkel zu ändern.Alternatively to the use of the rudder 36 Also, the entire upper part of the middle vertical tail can be rotated about the vertical axis to change its angle of attack.

Die Ansteuereinheit 40 kann so ausgebildet sein, dass sie erfasst, wenn der Kollektivhebel hochgezogen ist, wobei dann alle erforderlichen aerodynamischen Seitenkräfte auf die Seitenleitwerke in Richtung der Seite der vorlaufenden Hauptrotorblät ter einzustellen sind, um die Leistung zu optimieren, ohne Fenestron-Lärm zu riskieren. Bei einer Kollektivhebelstellung im unteren Bereich würden die aerodynamischen Kräfte an den Seitenleitwerken in die andere Richtung eingestellt, so dass der Fenestron immer noch in normaler Richtung belastet ist und damit leise bleibt. Die zusätzliche Berücksichtigung der Geschwindigkeit erlaubt es, die Werte der Anstellwinkel und/oder der Ruderausschläge an die Geschwindigkeit anzupassen, um die gewünschten seitlichen Kräfte für unterschiedliche Staudruckwerte am Geschwindigkeitsmesser 42 zu erhalten.The drive unit 40 may be configured to detect when the collective lever is pulled up, then all the required aerodynamic lateral forces are to be adjusted on the vertical stabilizers in the direction of the side of the leading Haupttrotorblät ter to optimize performance without risking Fenestron noise. With a collective lever position in the lower range, the aerodynamic forces on the vertical stabilizers would be adjusted in the other direction, so that the Fenestron is still loaded in the normal direction and thus remains quiet. The additional consideration of the speed makes it possible to adapt the values of the angles of attack and / or the rudder deflections to the speed in order to obtain the desired lateral forces for different dynamic pressure values on the speedometer 42 to obtain.

6 zeigt den Hubschrauber gemäß 5 in der Sinkflugphase 20 (vergleiche 1), bei dem das verstellbare Seitenleitwerk 38 und das Seitenruder 36 so eingestellt sind, dass die Heckrotor-Kraft FF in die gleiche Richtung weist wie im Normalbetrieb, also in positiver Richtung. 6 shows the helicopter according to 5 in the descent phase 20 (see 1 ), in which the adjustable vertical tail 38 and the rudder 36 are set so that the tail rotor force F F points in the same direction as in normal operation, ie in the positive direction.

7 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Hubschrauber 10, bei dem die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung durch einen um eine Längsachse L des Hubschraubers schwenkbaren Stabilisator 48 gebildet ist. Bewegt sich der Hubschrauber 10 mit einer Sinkgeschwindigkeit vsink, so wird der Stabilisator von unten mit Luft angeströmt und erzeugt die gewünschte Querkraft FQ. Der Fenestron 14 kann dann weiter so arbeiten, dass Luft zunächst durch den Fenestron und dann durch die Leitschaufeln 50.1, 50.2, ... strömt. 7 shows a further helicopter according to the invention 10 in which the lateral force generating device is characterized by a about a longitudinal axis L of the helicopter swiveling stabilizer 48 is formed. Moves the helicopter 10 with a sinking speed v sink , the stabilizer is impinged with air from below and generates the desired lateral force F Q. The Fenestron 14 can then continue working so that air first through the fenestron and then through the vanes 50.1 . 50.2 , ... streams.

Zusammenfassend wird durch die Erfindung vermieden, dass der Fenestron im Zustand der Rückströmung arbeitet. Im Normalfall verläuft die Durchströmung des Fenestron derart, dass sie zuerst (erste Stufe) durch den Fenestron-Rotor (Heckrotor) führt und danach (zweite Stufe) durch den Fenestron-Stator (Leitschaufeln). In diesem Fall ist die Schallentstehung in Folge der Wechselwirkung aus Rotoren und Statoren durch Einsaugen des Nachlaufs der ersten Stufe in die zweite Stufe minimal. Die Schallentstehung an einem Blatt (Rotor oder Stator) wächst mit der Zeitableitung des Drucks auf seiner Oberfläche. Im Normalfall bewegt sich der Nachlauf des Rotors mit der Strömungsgeschwindigkeit parallel zur Fenestron-Drehachse auf die zweite Stufe (Stator, Leitschaufeln).In summary is avoided by the invention that the Fenestron in the state the return flow works. Normally it runs the flow of the Fenestron so that they first (first stage) through the Fenestron rotor (Tail rotor) leads and then (second stage) through the Fenestron stator (vanes). In this case, the sound is due to the interaction from rotors and stators by sucking in the wake of the first stage minimal in the second stage. The formation of sound on a sheet (Rotor or stator) is growing with the time derivative of the pressure on its surface. in the Normally, the tail of the rotor moves with the flow velocity parallel to the Fenestron axis of rotation to the second stage (stator, vanes).

Wenn der Anstellwinkel der Fenestron-Rotorblätter so gestellt wird (durch Pedal, Bewegung des Piloten), dass die Strömung durch den Fenestron in die andere Richtung verläuft, was benötigt wird, um die Fenestron-Schubrichtung zu ändern, dann läuft der Nachlauf des Stators in den Rotor. Dieser Nachlauf kann erstens stark turbulent (verwirbelt) sein, da die Strömung der Statorblätter in der falschen Richtung überströmt (zuerst Hinterkante, dann Vorderkante). Zweitens erzeugt der Statorblatt-Nachlauf auf jedem Rotorblatt viel schnellere und intensivere Druckschwankungen, da der Nachlauf nicht nur mit der Durchströmungsgeschwindigkeit am Fenestron auf die Blätter trifft, sondern auch mit der hohen Rotorblattgeschwindigkeit (hohe Drehzahl). Dieses führt in der Folge zu sehr hohen Werten der Zeitableitung des Blattdrucks und damit zu hoher Schallabstrahlung von den Rotorblättern des Fenestron. Der Rückströmungsfall kann 16 db(A) lauter sein als der vorher beschriebene Normalfall und der laute Fenestron-Lärm wird als besonders störend wahrgenommen.If the angle of attack of the Fenestron rotor blades is set (by Pedal, movement of the pilot) that the flow through the Fenestron in the other direction runs, what needed is going to change the Fenestron thrust direction, then the Caster of the stator in the rotor. This caster can, firstly be highly turbulent (swirled), since the flow of the stator blades in the wrong direction overflowed (first Trailing edge, then leading edge). Second, the stator blade wake on each generates Rotor blade much faster and more intense pressure fluctuations, there the wake not only with the flow rate at the Fenestron the leaves but also with the high rotor blade speed (high Rotation speed). This leads in the consequence to very high values of the time derivation of the leaf pressure and thus high sound radiation from the rotor blades of the Fenestron. The backflow case may be 16 db (A) louder than the normal case described above and the loud Fenestron noise will be particularly disturbing perceived.

Um das Drehmoment von der Luft auf den Rumpf, das durch den Luftwiderstand an den Hauptrotorblättern erzeugt wird, auszugleichen, muss eine laterale aerodynamische Kraft am Heck erzeugt werden. Um bei bekannten Hubschraubern im Vorwärtsflug den Leistungsbedarf insgesamt minimal zu halten und hauptsächlich auf den Hauptrotor zu konzentrieren, ist es notwendig, die Leistung am Fenestron möglichst weit zu reduzieren. Hierzu werden Seitenleitwerke mit einem festen Anstellwinkel und/oder einen unsymmetrischen Profil eingesetzt.Around the torque from the air to the fuselage caused by the air resistance at the main rotor blades is generated, must balance, a lateral aerodynamic force be generated at the rear. To known helicopters in forward flight to keep the overall power requirement minimal and mainly on to concentrate the main rotor, it is necessary to the performance at the Fenestron if possible far to reduce. For this purpose, vertical stabilizers with a fixed Anstellwinkel and / or a single-ended profile used.

Der Fenestron ist für diesen Normalfall ausgelegt: Die Luft strömt durch den Rotor, der auf der Steuerbordseite liegt und danach durch den Stator, der auf der Backbordseite liegt. Die Unterscheidung der Seiten muss für den generellen Fall nicht durch Backbord und Steuerbord definiert werden, sondern durch die Berücksichtigung der Hauptrotor-Drehrichtung. Generell ausgedrückt weisen im Normalfall, das heißt im Normalbetrieb, die seitlichen Luftkräfte auf dem Heckausleger in Richtung der Seite der vorlaufenden Hauptrotorblätter.Of the Fenestron is for designed this normal case: The air flows through the rotor, the on the starboard side and then through the stator, which on the Port side lies. The distinction of the sides must for the general Case can not be defined by port and starboard, but by the consideration the main rotor rotation direction. Generally expressed, in the normal case, that is called in normal operation, the lateral air forces on the tail boom in Direction of the side of the leading main rotor blades.

Die Fenestron-Rückströmung kann entstehen, wenn die Schubrichtung vom Fenestron umgekehrt werden muss. Das kann für Kursabweichungsmanöver notwendig sein, aber auch bei Flugzuständen nah an oder in der Autorotation, für welche die aerodynamische Seitenkraft am Heck Null oder fast Null sein soll, weil hier auch kein Drehmoment auf dem Hauptrotormast benötigt wird. Der Hauptrotor läuft fast leer, der Luftwiderstand an den Blättern wird direkt am Blatt durch den Antrieb infolge der Anströmung von unten nach oben ausgeglichen.The Fenestron backflow can arise when the thrust direction is reversed by the Fenestron got to. That can be for Yaw maneuvers be necessary, but also in flight conditions close to or in the autorotation, for which the aerodynamic side force at the stern will be zero or almost zero should, because here also no torque on the main rotor mast is needed. The main rotor is running almost empty, the air resistance on the leaves is directly on the sheet balanced by the drive due to the flow from bottom to top.

Um zu vermeiden, dass sich von null verschiedene Schiebewinkel β ergeben, ändert der Pilot dann mit Hilfe der Pedale den Fenestron-Schub, um ihn in die Gegenrichtung zu stellen. Der Autorotationsflug ist tatsächlich auch ein Vorwärtsflug, bei dem die Seitenleitwerke bei gleichzeitigem Sinken angeströmt werden. Die Fenestron-Schubrichtung und seine Strömungsrichtung sind umgekehrt, was aus den oben erwähnten Gründen sehr laut ist.Around to avoid that arise from zero different sliding angle β, the changes Pilot then with the help of the pedals the Fenestron thrust to him in the To face the opposite direction. The autorotation flight is actually too a forward flight, in which the vertical stabilizers are flown at the same time sinking. The Fenestron thrust direction and its flow direction are reversed, which is very loud for the reasons mentioned above.

Die Steuerung der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung kann von Hand geschehen oder automatisch. Die automatische Lösung kann durch einen speziellen Regler geleistet werden, der beliebig viele Flugparameter, wie beispielsweise die Drehmomente der Triebwerke oder des Hauptrotors, die Geschwindigkeit, Releativgeschwindigkeiten zur Luft, und so weiter, und Pilotenangaben, wie Pedal- oder Kollektivhebelstellung, berücksichtigt. Eine einfache und effiziente Lösung ist es, die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung, insbesondere ein verstellbares Seitenleitwerk oder Seitenruder mit dem Kollektivhebel zu koppeln. Der kollektive Anstellwinkel auf dem Hauptrotor, der mit dem Kollektivhebel gesteuert ist, steuert auch fast linear das Hauptrotordrehmoment, was wiederum den Bedarf an Seitenkräften am Heck bestimmt. Die Seitenleitwerksteuerung kann so entworfen werden, dass für jeden kollektiven Anstellwinkel am Hauptrotor der Fenestron mit immer genug Schub in Richtung der Seite des vorlaufenden Hauptrotorblatts arbeitet und mithin ohne Schiebewinkel geflogen werden kann. Im Vergleich zum heutigen Zustand würden dann die Seitenleitwerke und/oder angebrachte Ruder ihren Anstellwinkel ändern, wenn der Kollektivhebel gesenkt wird. Das kann, muss aber nicht, im Rahmen einer linearen Abhängigkeit erfolgen. Diese Abhängigkeit der Seitenleitwerksteuerung vom Kollektivhebel könnte für eine mittlere gesamte Geschwindigkeit von beispielsweise ungefähr 75 kn ausgelegt sein.The control of the lateral force generating device may be done manually or automatically. The automatic solution may be provided by a special controller that takes into account any number of flight parameters, such as the engine or main rotor torque, the speed, air relocate velocities, and so on, and pilot specifications such as pedal or collective lever position. A simple and efficient solution is to couple the lateral force generating device, in particular an adjustable vertical stabilizer or rudder, with the collective lever. The collective angle of attack on the main rotor, which is controlled by the collective lever, also controls the linear rotor torque almost linearly, which in turn determines the need for side forces on the rear. The rudder control can be designed so that for each collective angle of attack on the main rotor, the Fenestron operates with always enough thrust toward the side of the leading main rotor blade and thus can be flown without a slip angle. Compared to today's state, the rudder and / or mounted rudders would then change their angle of attack when the collective lever is lowered. This can, but does not have to, be successful in the context of a linear dependency This dependence of the rudder control on the collective lever could be designed for a mean total speed of, for example, about 75 knots.

Bevorzugt ist die Ansteuereinheit 40 so ausgelegt, dass Notfallmanöver, wie etwa die volle Autorotationslandung durch eine Panne der Ansteuereinheit nicht eingeschränkt werden.The drive unit is preferred 40 designed so that emergency maneuvers, such as the full autorotation landing is not limited by a glitch of the drive unit.

Die Ansteuereinheit der Seitenleitwerke könnte auch weiteren Zwecken dienen, beispielsweise könnten bei einem Ausfall des Fenestrons die steuerbaren Seitenleitwerke eine Ersatzkontrolle des Headings ermöglichen.The Control unit of the vertical stabilizer could also be used for other purposes serve, for example, could in case of failure of the Fenestrons the controllable vertical stabilizers allow a replacement control of the heading.

1010
Hubschrauberhelicopter
1212
Hauptrotormain rotor
1414
Fenestronfenestron
1616
Landeplatzlanding field
1818
PunktPoint
2020
Sinkflugphasedescent phase
2222
Trajektorietrajectory
2424
Anflugphaseapproach phase
2626
Landephaselanding phase
2828
Sichtfeldfield of view
3030
HeckauslegerHeckausleger
3232
Seitenleitwerkfin
3434
Pfeilarrow
3636
Seitenruderrudder
3838
verstellbares Seitenleitwerkadjustable fin
4040
Ansteuereinheitcontrol unit
4242
Geschwindigkeitsmesserspeedometer
4444
Winkelsensor am Kollektivknüppelangle sensor at the collective club
4646
oberes Teilupper part
4848
Stabilisatorstabilizer
5050
Leitschaufelvane
MAntrieb M drive
Antriebsmomentdrive torque
MAntrieb,max M drive, max
maximales Antriebsmomentmaximum drive torque
αγa αγ a
Steigwinkelangle of climb
ββ
Schiebewinkelsideslip
ωω
Kreisfrequenzangular frequency
FM F M
Momentenkraftmoment force
FF F F
Heckrotor-KraftTail rotor force
FQ F Q
Querkraftlateral force
Fs F s
Seitenleitwerk-KraftRudder force
Vvorwärts V forward
Vorwärts-Geschwindigkeit relativ zur LuftForward speed relative to the air
Vsink V sink
Sinkgeschwindigkeitrate of descent

Claims (13)

Verfahren zum Landen eines Drehflüglers (10), der (a) einen Hauptrotor (12) und (b) einen Fenestron (14), der im Normalbetrieb eine positive Heckrotor-Kraft (FF) erzeugt und mit mindestens einer Leitschaufel (50) zusammenwirkt, umfasst, mit den Schritten: (i) Senken eines Antriebsmoments (MAntrieb) auf den Hauptrotor (12) so, dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung auftritt, und (ii) Erzeugen einer Querkraft (FQ) ohne Verwendung des Fenestrons (14), so dass die Heckrotor-Kraft (FF) des Fenestrons (14) so groß bleibt, dass keine Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung zwischen einem Leitschaufel-Wirbel von der mindestens einen Leitschaufel (50) und einem Fenestron-Rotor des Fenestrons (14) entsteht.Method for landing a rotorcraft ( 10 ), which (a) has a main rotor ( 12 ) and (b) a fenestrone ( 14 ), which generates a positive tail rotor force (F F ) in normal operation and with at least one vane ( 50 ) comprises, comprising the steps of: (i) lowering a drive torque (M drive ) to the main rotor ( 12 ) such that no blade vortex interaction occurs, and (ii) generating a lateral force (F Q ) without using the fenestrone ( 14 ), so that the tail rotor force (F F ) of fenestrone ( F 14 ) remains so large that no blade-wake interaction between a vane vortex of the at least one vane ( 50 ) and a fenestrone fenestron rotor ( 14 ) arises. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Drehflügler ein Hubschrauber (10) ist.A method according to claim 1, characterized in that the rotorcraft a helicopter ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubschrauber (10) eine Querkraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Querkraft (FQ), die in eine der Heckrotor-Kraft (FF) entgegen gesetzte Richtung wirkt, umfasst, mit dem Schritt: (iii) Ansteuern der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung (36, 38, 46, 48), so dass die Querkraft (FQ) entsteht.Method according to claim 2, characterized in that the helicopter ( 10 ) comprises a lateral force generating device for generating a lateral force (F Q ) acting in a direction opposite to the tail rotor force (F F ), comprising the step of: (iii) driving the lateral force generating device (15) 36 . 38 . 46 . 48 ), so that the lateral force (F Q ) arises. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (iv) Erhöhen des Antriebsmoments (MAntrieb) auf den Hauptrotor (12), so dass der Hubschrauber (10) so langsam sinkt, so stark verzögert, so schnell steigt oder so schnell beschleunigt, dass keine Blatt-Wirbel-Wechselwirkung auftritt, und (v) Aufsetzen des Hubschraubers (10).Method according to one of the preceding claims, characterized by the following steps: (iv) increasing the drive torque (M drive ) to the main rotor ( 12 ), so the helicopter ( 10 ) slowly sinks, decelerates so fast, rises so fast or accelerates so fast that no blade-vortex interaction occurs, and (v) placing the helicopter ( 10 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: – Ansteuern der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung (36, 38, 46, 48), so dass die Querkraft (FQ) so groß ist, dass der Hubschrauber (10) mit seiner Längsachse (L) in Flugrichtung ausgerichtet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized by the step: - driving the lateral force generating device ( 36 . 38 . 46 . 48 ), so that the lateral force (F Q ) is so great that the helicopter ( 10 ) is aligned with its longitudinal axis (L) in the direction of flight. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung (36, 38, 46, 48) die folgenden Schritte umfasst: – Erfassen einer Geschwindigkeit, insbesondere einer Vorwärtsgeschwindigkeit (vvorwärts), des Hubschraubers (10) relativ zur umgebenden Luft und – automatisches Ansteuern der Querkraft-Erzeugungsvorrichtung (36, 38, 46, 48) und/oder des Fenestrons (14), so dass keine Blatt-Nachlauf-Wechselwirkung zwischen dem Leitschaufel-Wirbel und dem Fenestron-Rotor entsteht.A method according to claim 5, characterized in that the driving of the lateral force generating device ( 36 . 38 . 46 . 48 ) comprises the following steps: - detecting a speed, in particular a forward speed (v forward ), of the helicopter ( 10 ) relative to the surrounding air and - automatic control of the lateral force generating device ( 36 . 38 . 46 . 48 ) and / or the fenestrone ( 14 ) so that no blade-wake interaction occurs between the vane vortex and the fenestron rotor. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom durch den Fenestron (14) stets von dem Fenestron-Rotor auf die mindestens eine Leitschaufel zu verläuft.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the air flow through the Fenestron ( 14 ) always from the Fenestron rotor to the at least one vane too runs. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Erzeugen einer Querkraft (FQ) ohne Verwendung des Fenestrons (14) ein Gieren des Hubschraubers (10) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that generating a lateral force (F Q ) without using the fenestrone ( 14 ) a yaw of the helicopter ( 10 ). Drehflügler, der (a) einen Hauptrotor (12) und (b) einen Fenestron (14), der im Normalbetrieb eine Heckrotor-Kraft (FF) erzeugt und mit mindestens einer Leitschaufel (50) zusammenwirkt, umfasst, gekennzeichnet durch (c) eine vom Fenestron (14) unabhängige Querkraft-Erzeugungsvorrichtung (36, 38, 46, 48) zum Erzeugen einer Querkraft (FQ), die in eine der Heckrotor-Kraft (FF) entgegen gesetzte Richtung wirkt.Rotorcraft having (a) a main rotor ( 12 ) and (b) a fenestrone ( 14 ), which generates a tail rotor force (F F ) in normal operation and with at least one vane ( 50 ), characterized by (c) one of the Fenestron ( 14 ) independent lateral force generating device ( 36 . 38 . 46 . 48 ) for generating a lateral force (F Q ) acting in a direction opposite to that of the tail rotor force (F F ). Drehflügler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung ein Seitenruder (36) ist.Rotorcraft according to claim 9, characterized in that the lateral force generating device is a rudder ( 36 ). Drehflügler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung (36, 38, 46, 48) so angeordnet, insbesondere schwenkbar gelagert, ist, dass sie bei einem Sinkflug eine Querkraft (FQ) erzeugt.Rotorcraft according to claim 9 or 10, characterized in that the lateral force generating device ( 36 . 38 . 46 . 48 ) so arranged, in particular pivotally mounted, is that it generates a lateral force (F Q ) during a descent. Drehflügler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraft-Erzeugungsvorrichtung (48) um eine Längsachse (L) des Drehflüglers (10) schwenkbar gelagert ist.Rotorcraft according to claim 11, characterized in that the lateral force generating device ( 48 ) about a longitudinal axis (L) of the rotorcraft ( 10 ) is pivotally mounted. Drehflügler nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine Ansteuereinheit (40), die ausgebildet ist zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Rotorcraft according to one of Claims 9 to 12, characterized by a drive unit ( 40 ), which is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 7.
DE200810046486 2008-09-08 2008-09-08 Method for landing rotary-wing aircraft, particularly helicopter, involves reducing drive moment on main rotor, such that no blade-rotator interaction effect arises Withdrawn DE102008046486A1 (en)

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