DE19915085C2 - Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter - Google Patents
Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopterInfo
- Publication number
- DE19915085C2 DE19915085C2 DE19915085A DE19915085A DE19915085C2 DE 19915085 C2 DE19915085 C2 DE 19915085C2 DE 19915085 A DE19915085 A DE 19915085A DE 19915085 A DE19915085 A DE 19915085A DE 19915085 C2 DE19915085 C2 DE 19915085C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor blade
- flexbeam
- rotor
- control bag
- damping elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 122
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 26
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 12
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 11
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004091 panning Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/33—Rotors having flexing arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/51—Damping of blade movements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt für einen lagerlosen Rotor eines Hubschraubers, wobei das Rotorblatt im Bereich zum Rotorkopf hin und in Rotorblattlängsrichtung einen Flexbeam mit integriertem schlag-, schwenk- und torsionsweichen Bereichen besitzt, der am Rotorkopf befestigt und von einer Steuertüte umhüllt ist, die beabstandet zum Flexbeam in einem Übergangsbereich zwischen Flexbeam und auftrieberzeugenden Blatt endet und Dämpfungselemente angeordnet sind zur Dämpfung der Schwenkbewegung des rotierenden Rotorblatts.The invention relates to a rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter, wherein the rotor blade in the area towards the rotor head and in the longitudinal direction of the rotor blade Flexbeam with integrated shock, swivel and torsion-soft areas, which is attached to the rotor head and is encased by a control bag which is spaced apart from the Flexbeam in a transition area between the Flexbeam and the generator that creates the lift Leaf ends and damping elements are arranged to dampen the Swiveling movement of the rotating rotor blade.
Rotorblätter für Hubschrauber werden überwiegend aus Faserverbund-Werkstoff hergestellt. Die Rotorblätter werden bei Betrieb des Hubschraubers in verschiedenen Richtungen ausgelenkt und dadurch stark belastet. Das Rotorblatt bei einem lagerlosen Rotor besitzt am inneren Ende zum Rotorkopf hin ein biege- und torsionsweiches Strukturelement (genannt Flexbeam), das die Bewegungen in Schlag-, Schwenkrichtung und die Winkelauslenkung um die Torsionsachse zuläßt. Außerdem überträgt der Flexbeam die Fliehkräfte des Blattes auf den Rotorkopf. Der torsionsweiche Bereich des Flexbeam befindet sich innerhalb einer torsionssteifen Steuertüte, über die die Steuerbewegungen in den auftrieberzeugenden Blattbereich des Rotorblattes eingeleitet werden. Damit der Flexbeam separat gefertigt bzw. bei Beschädigung ausgetauscht werden kann, wird oft eine Trennstelle zwischen Flexbeam und auftrieberzeugenden Blattbereich eingebaut. Das Rotorblatt ist in einem solchen Fall zweistückig ausgebildet. Gleichzeitig kann diese Trennstelle für eine Blattfaltung genutzt werden. Bei der Blattfaltung kann ein auftrieberzeugendes Blatt an der Trennstelle durch Entfernung eines Verbindungsmittels in eine solche Richtung geschwenkt werden, so daß ein Hubschrauber platzsparender in einem Transportmittel untergebracht werden kann.Rotor blades for helicopters are mainly made of fiber composite material manufactured. The rotor blades are used in different ways during the operation of the helicopter Direction deflected and thus heavily burdened. The rotor blade in a bearingless At the inner end of the rotor towards the rotor head, the rotor is soft and flexible Structural element (called Flexbeam) that the movements in the direction of blow, swivel and allows the angular deflection around the torsion axis. In addition, the Flexbeam the centrifugal force of the blade on the rotor head. The torsionally soft area of the Flexbeam is located inside a torsionally rigid control bag over which the Control movements in the lift-generating blade area of the rotor blade be initiated. So that the Flexbeam is manufactured separately or in the event of damage can often be replaced, there is often a separation point between Flexbeam and buoyancy-generating leaf area installed. The rotor blade is in such a case trained in two parts. At the same time, this separation point can be used for sheet folding be used. When the sheet is folded, an inflammatory sheet can be attached to the Separation point by removing a connecting means in such a direction be pivoted so that a helicopter saves space in a means of transport can be accommodated.
Die Steuertüte ist mit einer Steuerung verbunden. Über die Steuertüte ist eine Steuerbewegung in den auftrieberzeugenden Blattbereich einleitbar. Als Steuerbewegung ist eine Winkelauslenkung des Rotorblatts um die Torsionsachse (entspricht der Mittellängsachse) des Flexbeam zu verstehen. Beim rotierenden Rotorblatt kommt es im Zusammenhang mit einer Auslenkung zu einer Schwenkung (Schwenkung aus der Rotorblattlängsachse) des Blattbereichs innerhalb einer Ebene, der Schwenkebene, die im wesentlichen mit der Rotationsebene des Rotorblatts identisch ist.The control bag is connected to a controller. There is one over the control bag Control movement can be introduced into the exogenous leaf area. As a tax movement is an angular deflection of the rotor blade around the torsion axis (corresponds to of the central longitudinal axis) of the Flexbeam. When the rotating rotor blade comes it in connection with a deflection to a swivel (swivel from the Rotor blade longitudinal axis) of the blade area within a plane, the swivel plane, the is essentially identical to the plane of rotation of the rotor blade.
Um ausreichende Boden- und Luftresonanzstabilität sicherzustellen, muß die Schwenkbewegung des Rotorblattes gedämpft werden. Für diese Dämpfung sind Dämpfer (Dämpfungselemente) notwendig. Sehr oft bestehen diese Dämpfungselemente (aus Gründen der Steifigkeit) aus einem mehrschichtigen Elasto merverbund. Die notwendige Dämpfung entsteht durch die periodische Schub verzerrung dieser Elastomerschichten.To ensure sufficient ground and air resonance stability, the Swiveling movement of the rotor blade can be damped. Are for this damping Damper (damping elements) necessary. These very often exist Damping elements (for reasons of rigidity) made of a multi-layer elasto merverbund. The necessary damping arises from the periodic thrust distortion of these elastomer layers.
Bei bisher bekannten Rotorblättern sind die Dämpfungselemente zwischen Anschluß des Rotorblattes am Rotorkopf und schwenkweichem Bereich angeordnet.In previously known rotor blades, the damping elements are between the connection of the rotor blade on the rotor head and swiveling area.
Bei der DE 35 26 470 C1 sind weiterhin die Dämpfungselemente auf der Außenwandung der Steuertüte in Nähe des rotorkopfnahen Randes der Steuertüte, d. h. oberhalb bzw. unterhalb des Flexbeam angeordnet und damit oberhalb und unterhalb der Schwenkebene des Rotorblatts angeordnet. Durch den großen Abstand des Dämpfungselements zum fiktiven Schwenkgelenk (entspricht dem schwenkweichen Bereich) ergeben sich verhältnismäßig große Verschiebewege der Dämpferschichten. Diese relativ großen Verschiebewege erfordern jedoch im Hinblick auf eine ausreichende Lebensdauer auch eine große Bauhöhe des Dämpfungselementes. Die Bauhöhe des Dämpfungselements und die Anordnung oberhalb bzw. unterhalb des Flexbeam beeinflussen die Aerodynamik nachteilig. Bei außenliegenden Dämpfungselementen können zudem Probleme mit der Freigängigkeit von Steuerstangen oder Rotorkopfabdeckungen auftreten. Hochbauende Dämpfungselemente bestehen aus mehreren Elastomerschichten, zwischen denen sich steife Schichten befinden, um die Axiallasten aufzunehmen. Diese Dämpfer sind aufwendig zu fertigen und somit teuer. Damit keine Dämpfungsverluste auftreten muß die Befestigung der Dämpfungselemente und deren Krafteinleitung spielfrei und sehr steif ausgeführt werden. In DE 35 26 470 C1, the damping elements are still on the Outer wall of the control bag near the edge of the control bag near the rotor head, d. H. Arranged above or below the Flexbeam and thus above and below the pivot plane of the rotor blade is arranged. Due to the large distance of the Damping element to the fictitious swivel joint (corresponds to the swivel soft Area) there are relatively large displacement paths of the damper layers. However, these relatively large displacement paths require in view of one sufficient lifespan also a large height of the damping element. The Height of the damping element and the arrangement above or below the Flexbeam adversely affect aerodynamics. With outside Damping elements can also problems with the freedom of movement Control rods or rotor head covers occur. construction end Damping elements consist of several layers of elastomer, between which there are rigid layers to absorb the axial loads. These are dampers complex to manufacture and therefore expensive. So that no loss of damping has to occur the attachment of the damping elements and their application of force free of play and very be stiff.
Die DE 37 07 333 A1 kennt das Problem, daß wegen möglicher instabiler Schwingungen des Rotorblattes (insbesondere während des Rotoranlaufs und - auslaufs) eine Dämpfung der Schwenkbewegung des Blattes erforderlich wird. Das Dokument lehrt, wie durch die Anlenkung der Steuerstange das Problem gelöst werden kann. Die Lösung sieht vor, Dämpfer beiderseits der Wurzel eines einstückig ausgebildeten Rotorblatts anzuordnen. Die Wurzel ist am Rotorkopf befestigt und Teil eines Flexbeam. Die Anlenkung der Steuerstange erfolgt gemäß der bekannten Lösung unmittelbar an einem zwischen Dämpfungseinrichtung und Strebe angeordneten steifen Verbindungsglied. Trotz einer Verlagerung der Dämpfer von der Außenfläche der Steuertüte in den Innenbereich der Steuertüte und damit näher in den Bereich der Flexbeamwurzel, existieren dennoch relativ große Verschiebungen der Dämpferschichten, da auch hier der Abstand des Dämpfungselements zum fiktiven Schwenkgelenk immer noch verhältnismäßig groß ist. Diese Beanspruchung erfordert mit Blick auf eine ausreichende Lebensdauer eine große Bauhöhe der Dämpfer. Solche Dämpfer sind außerdem aufwendig in der Fertigung und damit teuer. Der bekannten Lösung gelang lediglich eine Verbesserung der aerodynamischen Verhältnisse an der Steuertüte.DE 37 07 333 A1 knows the problem that due to possible unstable Vibrations of the rotor blade (especially during rotor start-up and - outlet) a damping of the pivoting movement of the blade is required. The Document teaches how the control rod linkage solves the problem can. The solution provides for one-piece dampers on both sides of the root of one to arrange trained rotor blade. The root is attached to the rotor head and part a flexbeam. The control rod is articulated according to the known solution Stiff directly between a damping device and strut Link. Despite a displacement of the dampers from the outer surface of the Control bag in the interior of the control bag and thus closer to the area of the Flexbeam root, there are still relatively large shifts in the Damper layers, because here too the distance of the damping element to the fictitious Swivel joint is still relatively large. This strain requires with a view to a sufficient lifespan, a large height of the damper. Such Dampers are also complex to manufacture and therefore expensive. The well-known The only solution was to improve the aerodynamic conditions at the Tax bag.
Die DE 29 27 263 A1 zeigt keine veränderte Anordnung der Dämpfungselemente. Auch dort befinden sich die Dämpfungselemente im Bereich der Wurzel des Flexbeams. Die DE 37 34 592 A1 erbringt die Verbesserung, daß die im Bereich der Wurzel des Flexbeam angeordnete Dämpfungseinrichtung in der Schwenkebene positioniert ist. Dennoch existieren relativ große Auslenkungen für das einzelne Dämpfungselement. Es werden weiterhin relativ große Bauhöhen des Dämpfungselements notwendig.DE 29 27 263 A1 shows no changed arrangement of the damping elements. Also there the damping elements are located in the area of the root of the flexbeam. DE 37 34 592 A1 provides the improvement that in the area of the root of the Flexbeam arranged damping device is positioned in the swivel plane. Nevertheless, there are relatively large deflections for the individual damping element. It relatively large heights of the damping element are still necessary.
Das Dokument US 5.096.380 schlägt einem Flexbeam (Strukturelement) vor, welcher relativ leicht herstellbar sein soll und hohe innere Beanspruchungspunkte vermeidet. Die Dämpfungselemente sind im Bereich der Blattwurzel angeordnet. Diese Lösung besitzt die bereits erläuterten Nachteile des Standes der Technik. Auch die Verlagerung einzelner Dämpfungselemente von der Blattwurzel bis in Richtung Schwenkgelenk erfordert noch relativ große Auslenkungen für das einzelne Dämpfungselement und es wird weiterhin eine relativ große Bauhöhe des Dämpfungselements notwendig. Es sind nur Lösungen bekannt, die eine Anordnung der Dämpfungselemente im Bereich zwischen Flexbeamwurzel und Schwenkgelenk zeigen. Das entspricht der bekannten Praxis für Rotoren eines Hubschraubers.The document US 5,096,380 proposes a flex beam (structural element) which should be relatively easy to manufacture and avoid high internal stress points. The damping elements are arranged in the area of the leaf root. This solution has the disadvantages of the prior art which have already been explained. Also the Displacement of individual damping elements from the leaf root to the direction Swivel joint still requires relatively large displacements for the individual Damping element and it will continue to have a relatively large overall height Damping element necessary. Only solutions that have an arrangement are known the damping elements in the area between the flexbeam root and swivel joint demonstrate. This corresponds to the known practice for rotors of a helicopter.
Aufgabe der Erfindung ist es, an einem Rotorblatt für einen lagerlosen Rotor eines Hubschraubers bei dortigen Dämpfungselementen die Dämpferauslenkungen zu verkleinern, um wesentlich flachere Formen von Dämpfungselementen zu realisieren, die einfacher und kostengünstiger zu gestalten sind.The object of the invention is to provide a rotor blade for a bearingless rotor Helicopter with the damping elements there the damper deflections downsize to realize much flatter forms of damping elements, which are easier and cheaper to design.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dämpfungselemente zwischen dem schwenkweichen Bereich des Flexbeam (fiktivem Schwenkgelenk) und dem Übergangsbereich des Rotorblatts angeordnet sind und die Steuertüte im Bereich der Blattwurzel des Flexbeam in ihrer Mittellängsachse positionsfixiert ist. Durch diese Gestaltung wird das Übersetzungsverhältnis von "Schwenkbewegung des Rotorblatts zu Dämpferverschiebung" verändert, welches zu geringerer Auslenkung des Dämpfungselements führt. Bei der Dämpferverschiebung erhalten die dämpfenden Elastomerschichten eines Dämpfungselements eine zeitweise Schubverzerrung gegenüber ihrer Ausgangslage (Ruhelage). Eine Projektion der oberen, ausgelenkten Elastomerschicht auf die untere Elastomerschicht zeigt bei einer Schubverzerrung einen veränderten Überdeckungsgrad. Diese Schubverzerrung wird auch Dämpferauslenkung genannt. Ein Vorteil der erzielbaren, geringeren Dämpferauslenkung besteht darin, daß die Projektion der oberen, ausgelenkten Dämpferplatte auf die untere Dämpferplatte einen großen Überdeckungsgrad aufweist, so daß sich dadurch geringere Momente und damit ein niedrigeres Schubspannungsniveau ergeben. Der Grad der Beanspruchung des Dämpfungselements wird damit verringert. Die Bauhöhe eines Dämpfungs elements kann deutlich reduziert werden.The object is achieved in that the damping elements between the swivel-soft area of the Flexbeam (fictitious swivel joint) and the transition area of the rotor blade are arranged and the control bag in the area the blade root of the Flexbeam is fixed in position in its central longitudinal axis. Through this Design becomes the gear ratio of "pivoting movement of the rotor blade too Damper displacement "changed, which leads to less deflection of the Damping element leads. With the damper shift the damping get Elastomer layers of a damping element a temporary shear distortion compared to their starting position (rest position). A projection of the top, deflected The elastomer layer on the lower elastomer layer shows one with a shear distortion changed coverage ratio. This thrust distortion also becomes damper deflection called. An advantage of the achievable, lower damper deflection is that the projection of the upper, deflected damper plate onto the lower damper plate has a large degree of coverage, so that there are fewer moments and thus result in a lower shear stress level. The degree of stress the damping element is thus reduced. The overall height of a damping elements can be significantly reduced.
Der Vorteil Dämpfungselemente geringerer Bauhöhe einzusetzen, eröffnet auch die Möglichkeit den von der Steuertüte umhüllten Raum besser auszunutzen bzw. die Steuertüte aerodynamisch günstiger zu gestalten. Die Steuertüte kann kompakter gestaltet werden.The advantage of using damping elements of lower overall height also opens up the Possibility to make better use of the space covered by the control bag or the Control bag to make aerodynamically cheaper. The control bag can be more compact be designed.
Eine Verkleidung des Rotorkopfes kann aerodynamisch günstiger realisiert werden. Vorteilhafterweise können Dämpfungselemente so angeordnet werden, daß alle Dämp fungselemente gleich belastet werden, wodurch ein vorzeitiger Ausfall einzelner Elemente weitgehend vermieden wird.Cladding of the rotor head can be realized more aerodynamically. Damping elements can advantageously be arranged so that all dampers tion elements are loaded equally, resulting in premature failure of individual Elements is largely avoided.
Eine optimale und damit vorteilhafte Ausgestaltung (Anspruch 2) wird erreicht, wenn Dämpfungselemente zwischen dem schwenkweichen Bereich (SG) und dem Übergangsbereich des Rotorblattes und dort im wesentlichen seitlich vom Flexbeam in der Schwenkebene angeordnet sind. Damit können sie am effektivsten die Schwenkung des Rotorblattes dämpfen. Die Dämpfungselemente sind dabei innerhalb der Steuertüte angeordnet. Der Abstand des einzelnen Dämpfungselements gegenüber der Mittellängsachse des Flexbeams ist dabei besonders gering. Damit ergeben sich besonders kleine Wege der Auslenkung der Elastomerschicht. Insbesondere bei Rotorblättern mit einer Trennstelle können die Dämpfungselemente an der Trennstelle unter Ausnützung des bereits vorhandenen Raumes angeordnet werden. Die Dämpfungselemente werden dabei auf der bereits vorhandenen Befestigungsplatte zum Verbinden von Flexbeamkopf und auftrieberzeugenden Blatt angeordnet.An optimal and thus advantageous embodiment (claim 2) is achieved if Damping elements between the swivel-soft area (SG) and the Transition area of the rotor blade and there essentially to the side of the Flexbeam in the pivot plane are arranged. With this, they can most effectively do the panning dampen the rotor blade. The damping elements are inside the control bag arranged. The distance of the individual damping element from the The central longitudinal axis of the flexbeam is particularly small. This results in particularly small ways of deflecting the elastomer layer. Especially at Rotor blades with a separation point can use the damping elements at the separation point be arranged using the existing space. The Damping elements are on the existing mounting plate Connecting the flexbeam head and the buoyancy-generating blade arranged.
Nach einer weiteren Ausgestaltung (Anspruch 3) ist vorgesehen, daß das Dämpfungselement lösbar mit der umhüllenden Steuertüte und dem Rotorblatt verbunden ist. Diese Gestaltung ermöglicht eine rasche Austauschbarkeit des Dämpfungselements, wenn erforderlich.According to a further embodiment (claim 3) it is provided that the Damping element detachable with the enveloping control bag and the rotor blade connected is. This design enables the interchangeability of the Damping element if necessary.
Nach einer weiteren Ausgestaltung (Anspruch 4) ist das Dämpfungselement einerseits an der Befestigungsplatte befestigt, die den Flexbeam mit dem auftrieberzeugenden Blatt verbindet und andererseits mit der Steuertüte befestigt. Die Befestigung der Dämpfungselemente erfolgt an der unmittelbar umgebenden Mantelfläche der Steuertüte.According to a further embodiment (claim 4), the damping element is on the one hand attached to the mounting plate that connects the Flexbeam with the generator Leaf connects and on the other hand fastened with the control bag. The attachment of the Damping elements take place on the immediately surrounding surface of the Tax bag.
Um die Baugröße der Steuertüte gering zu halten und somit die Steuertüte aero dynamisch zu optimieren, kann es erforderlich sein, die Dämpferquerschnittsfläche gering zu halten. Dabei kann eine nach Anspruch 5 gestaltete Ausführung hilfreich sein. Hierbei sind die Dämpferschichten mehrschichtig übereinander angeordnet, wodurch sich die projizierte Fläche des Dämpfungselements stark verringert und die Dämpfungselemente besser in die Steuertüte integriert werden können.To keep the size of the control bag small and thus the aero control bag It may be necessary to optimize the damper cross-sectional area dynamically to keep low. An embodiment designed according to claim 5 can be helpful. Here, the damper layers are arranged in multiple layers one above the other, whereby the projected area of the damping element is greatly reduced and the Damping elements can be better integrated into the control bag.
Von Vorteil könnte jedoch auch die Ausführung der Dämpfungsanordnung gemäß Anspruch 6 sein, bei der die Dämpfungselemente in einer Ebene (der Schwenkebene) hintereinander und vorzugsweise parallel zur Mittellängsachse des Flexbeam angeordnet sind. Dadurch kann die seitliche Abmessung (die Weite) der Steuertüte verringert werden, wobei die aerodynamische Eigenschaft verbessert wird.However, the implementation of the damping arrangement could also be advantageous Claim 6, in which the damping elements in one plane (the pivot plane) one after the other and preferably parallel to the central longitudinal axis of the Flexbeam are arranged. This allows the lateral dimension (width) of the control bag can be reduced, the aerodynamic property being improved.
Nach einer weiteren Ausgestaltung (Anspruch 7) kann der Flexbeamkopf als Befestigungsplatte ausgebildet sein. Es wird damit eine zusätzliche Befestigungsplatte eingespart.According to a further embodiment (claim 7), the flexbeam head can be used as Fastening plate to be formed. It becomes an additional mounting plate saved.
Dabei zeigenShow
Fig. 1 Anordnung des Dämpfungselements außerhalb der Steuertüte nach dem Stand der Technik; Fig. 1 arrangement of the damping element outside the control bag according to the prior art;
Fig. 2 Anordnung der Dämpfungselemente vertikal zur Rotationsebene des Flexbeam nach dem Stand der Technik; Fig. 2 arrangement of the damping elements vertical to the plane of rotation of the Flexbeam according to the prior art;
Fig. 3 Funktionsprinzip der Dämpferkinematik nach dem Stand der Technik; Fig. 3 operating principle of the damper kinematics according to the prior art;
Fig. 4 Neues Funktionsprinzip der Dämpferkinematik mit Dämpfungselementen zwischen Schwenkgelenk und der Befestigung der Steuertüte; Fig. 4 New functional principle of the damper kinematics with damping elements between the swivel joint and the attachment of the control bag;
Fig. 5 Anordnung von Dämpfungselementen im Übergangsbereich eines zweistückigen Rotorblattes in perspektivischer Ansicht bei aufgeschnittener Steuertüte; Fig. 5 arrangement of damping elements in the transition region of a two-piece rotor blade in a perspective view with cut-away control bag;
Fig. 6 Explosivdarstellung zu Fig. 5; Fig. 6 is an exploded view of Fig. 5;
Fig. 7 Flexbeam mit integrierter Befestigungsplatte; Fig. 7 Flexbeam with integrated mounting plate;
Fig. 8 Anordnung von Dämpfungselementen in der Schwenkebene parallel zur Mittellängsachse des Flexbeams in Reihe angeordnet; Fig. 8 arrangement of damping elements in the pivot plane parallel to the central longitudinal axis of the flex beam arranged in series;
Fig. 9 einstückiges Rotorblatt mit Anordnung der Dämpfungselemente im Übergangsbereich zwischen Flexbeam und auftrieberzeugenden Blatt. Fig. 9 one-piece rotor blade with arrangement of the damping elements in the transition region between the Flexbeam and the buoyancy-generating blade.
Fig. 1 (Stand der Technik) zeigt schematisch das Funktionsprinzip eines bekannten lagerlosen Rotors mit 4 Rotorblättern. Der prinzipielle Aufbau eines Rotorblattes R umfaßt den Bereich des auftrieberzeugenden Blattes 3 sowie den zum Rotorkopf 5 hin in Rotorblattlängsrichtung angeordnete Flexbeam 2. Der Flexbeam 2 entspricht einem Strukturelement aus Faserverbund-Werkstoff. Das Ende des Flexbeam 2, welches dem Rotorkopf 5 zugeordnet ist, wird als Wurzel (bzw. Flexbeamwurzel) bezeichnet. Die Flexbeamwurzel ist mit der Nabe der Rotorachse verbunden. Nabe und Rotorachse sind Bestandteil des Rotorkopfes 5. Daß der Wurzel gegenüberliegende Ende vom Flexbeam 2 wird als Flexbeamkopf bezeichnet. Vom Flexbeamkopf erfolgt der Übergang zum auftrieberzeugenden Blatt 3. Dieser Übergang bildet einen Übergangsbereich. Wenn dieser Übergangsbereich nahtlos gestaltet ist, spricht man von einem einstückigen Rotorblatt. Ist jedoch dieser Übergangsbereich mit einer Trennstelle T ausgerüstet, spricht man von einem zweistückigen Rotorblatt. Die an nachfolgender Stelle beschriebene Erfindung ist sowohl für ein einstückiges als auch zweistückiges Rotorblatt anwendbar. Fig. 1 (prior art) shows schematically the principle of operation of a known bearingless rotor with 4 rotor blades. The basic structure of a rotor blade R encompasses the area of the blade 3 generating the lift and the flex beam 2 arranged in the longitudinal direction of the rotor blade 5 in the longitudinal direction of the rotor blade. The Flexbeam 2 corresponds to a structural element made of fiber composite material. The end of the Flexbeam 2 , which is assigned to the rotor head 5 , is referred to as the root (or Flexbeam root). The flexbeam root is connected to the hub of the rotor axis. The hub and rotor axis are part of the rotor head 5 . That end of the Flexbeam 2 opposite the root is referred to as a Flexbeam head. The transition from the flexbeam head to the buoyancy-generating sheet 3 takes place. This transition forms a transition area. If this transition area is seamless, one speaks of a one-piece rotor blade. However, if this transition area is equipped with a separation point T, one speaks of a two-piece rotor blade. The invention described below is applicable to both a one-piece and two-piece rotor blade.
Der bei beiden Arten von Rotorblättern vorkommende Übergangsbereich ist ein Bereich der Anbindung der Steuertüte 1 an das Rotorblatt R, in welchem Torsionsmomente der Steuerung (über Steuerstange St) an das aerodynamische Blatt 3 formschlüssig eingebracht werden. Die beiden Grenzen des Übergangsbereiches werden festgelegt einerseits durch die Möglichkeit einer Verbindung der Steuertüte 1 mit dem Flexbeam 2 und andererseits durch die Möglichkeit einer Verbindung der Steuertüte 1 mit dem auftrieberzeugenden Blatt 3. Der Bereich zwischen diesen beiden Grenzen wird als der Übergangsbereich bezeichnet. Zwischen Flexbeam 2 mit umhüllender Steuertüte 1 und dem auftrieberzeugenden Blatt 3 befindet sich nach Fig. 1 eine Trennstelle T, die insbesondere einen Austausch des Flexbeam oder des Blattes bzw. eine Blattfaltung ermöglicht.The transition area occurring in both types of rotor blades is an area of the connection of the control bag 1 to the rotor blade R, in which torsional moments of the control (via control rod St) are introduced into the aerodynamic blade 3 in a form-fitting manner. The two limits of the transition area are determined on the one hand by the possibility of connecting the control bag 1 to the Flexbeam 2 and on the other hand by the possibility of connecting the control bag 1 to the buoyancy-generating sheet 3 . The area between these two boundaries is called the transition area. Between flexbeam 2 with wrap-around control sleeve 1 and the lift-generating blade 3 is shown in FIG. 1 is a separation point T, which in particular allows an exchange of the flexbeam or sheet or a sheet folding.
Der Flexbeam 2 hat integrierte schlag-, schwenk- und torsionsweiche Bereiche a, b und c. Die Steuertüte 1 ist torsionssteif und hat nach dem Stand der Technik in vertikaler Richtung an ihrer Ober- und Unterseite jeweils ein Dämpfungselement 4 angeordnet. Ein Gestänge steht im Eingriff mit einem Befestigungsmittel auf der Oberfläche der Steuertüte 1. Dieses Gestänge St bildet Teil einer Steuerung mit dessen Hilfe eine Kraft zur Winkelverstellung des Rotorblattes R erzeugt wird. Mit dieser Winkelverstellung wird der dem Fachmann bekannte Einstellwinkel des Rotorblattes eingestellt. Die Kraft zur Winkelverstellung wird über die Steuertüte 1 auf den Flexbeam 2 übertragen, wobei der Flexbeam 2 entlang der Mittellängsachse eine Torsionsbewegung ausführt, die zu einer Winkelverstellung des auftrieberzeugenden Blattes 3 führt. Beim rotierenden Rotorblatt R tritt in diesem Zusammenhang eine Schlagbewegung (vertikal zur Rotationsebene) sowie eine Schwenkbewegung (Schwenkung) in der Schwenkebene auf, die im wesentlichen übereinstimmt mit der Rotationsebene des Blattes. Wie das Schema weiter zeigt, besitzt deshalb der Flexbeam ein fiktives Schlaggelenk, fiktives Schwenkgelenk und einen Torsionsbereich. Die Schwenkbewegung des Rotorblattes wird durch die Dämpfungselemente gedämpft.The Flexbeam 2 has integrated shock, swivel and torsionally soft areas a, b and c. The control bag 1 is torsionally rigid and, according to the prior art, has a damping element 4 on its top and bottom in the vertical direction. A linkage engages with a fastener on the surface of the control bag 1 . This linkage St forms part of a control with the aid of which a force for angular adjustment of the rotor blade R is generated. With this angle adjustment, the setting angle of the rotor blade known to the person skilled in the art is set. The force for angle adjustment is transmitted via the control sleeve 1 to the flexbeam 2, wherein the flexbeam 2 along the central longitudinal axis performs a torsion movement, which results in an angular displacement of the lift-generating blade. 3 In this context, the rotating rotor blade R has an impact movement (vertical to the plane of rotation) and a pivoting movement (pivoting) in the plane of the pivot which essentially corresponds to the plane of rotation of the blade. As the diagram further shows, the Flexbeam therefore has a fictitious hinge, fictitious swivel joint and a torsion area. The pivoting movement of the rotor blade is damped by the damping elements.
Fig. 2 (Stand der Technik) zeigt eine Anordnung der Dämpfungselemente nach dem Stand der Technik. Die Fig. 2 widerspiegelt den Schnitt A-A aus Fig. 1. In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Flexbeam 2 von der Steuertüte 1 umhüllt ist. Bezüglich des Flexbeam sind die Dämpfungselemente dem Bereich der Flexbeamwurzel zugeordnet. Jeweils ein Dämpfungselement 4, 4' befindet sich bezüglich der Schwenkebene des Rotorblatts in vertikaler Richtung, oberhalb bzw. unterhalb der Steuertüte 1. Zur Gewährleistung der Dämpfung benötigen die Dämpfungselemente mehrere Dämpfungsschichten (Elastomerschichten) und erreichen damit eine relativ große Bauhöhe. Da die Dämpfungselemente 4, 4' außerhalb der Steuertüte 1 angeordnet sind, beeinflussen sie nachteilig die Aerodynamik des Rotorblattes R. Es können außerdem Probleme mit der Freigängigkeit von Steuerstangen oder der Rotorkopfabdeckung auftreten. Die Dämpfungselemente 4, 4' sind mit einer Steuertütenabstützung 6 mit Stützlager 7 verbunden, welches im Flexbeam 2 angeordnet ist. Fig. 2 (prior art) shows an arrangement of the damping elements according to the prior art. FIG. 2 reflects the section AA from FIG. 1. In FIG. 2 it can be seen that the flexbeam 2 is enveloped by the control bag 1 . With regard to the Flexbeam, the damping elements are assigned to the area of the Flexbeam root. In each case, a damping element 4 , 4 'is located with respect to the pivoting plane of the rotor blade in the vertical direction, above or below the control bag 1 . To ensure damping, the damping elements require several damping layers (elastomer layers) and thus achieve a relatively large overall height. Since the damping elements 4 , 4 'are arranged outside the control bag 1 , they adversely affect the aerodynamics of the rotor blade R. Problems with the freedom of movement of the control rods or the rotor head cover can also occur. The damping elements 4 , 4 'are connected to a control bag support 6 with a support bearing 7 , which is arranged in the flex beam 2 .
Fig. 3 (Stand der Technik) zeigt das Funktionsprinzip der Dämpferkinematik der bekannten Anordnung nach Fig. 1. Es handelt sich um eine schematisierte Darstellung. Bei einer Schwenkbewegung des Blattes 3 in der Schwenkebene (entspricht der Bildebene) kommt es zu einer Auslenkung der Mittellängsachse ML0 des Flexbeam 2 aus einer Position A1 in eine Position A2 und wieder zurück. Das Blatt 3 schwenkt somit in einem Winkel ξ um die Mittellängsachse. Aufgrund der steifen Anbindung des Blattes 3 an die Steuertüte 1 und die Steifigkeit der Steuertüte 1 selbst wird jedes Dämpfungselement 4, 4' ausgelenkt, d. h. die Elastomerschichten eines Dämpfungselements erhalten eine Schubverzerrung. Dargestellt ist die Schubverzerrung für das Dämpfungselement 4. Es wird die oberste Schicht 42 gegenüber der untersten Schicht 41 des Dämpfungselements 4 verschoben, was bildlich in der Draufsicht dargestellt ist. Dies ist auch zutreffend für das Dämpfungselement 4'. FIG. 3 (prior art) shows the functional principle of the damper kinematics of the known arrangement according to FIG. 1. It is a schematic representation. With a pivoting movement of the blade 3 in the pivoting plane (corresponds to the image plane), the central longitudinal axis ML 0 of the Flexbeam 2 is deflected from a position A1 to a position A2 and back again. The sheet 3 thus pivots at an angle ξ around the central longitudinal axis. Due to the rigid connection of the sheet 3 to the control bag 1 and the rigidity of the control bag 1 itself, each damping element 4 , 4 'is deflected, ie the elastomer layers of a damping element receive a shear distortion. Shear distortion for the damping element 4 is shown . The uppermost layer 42 is displaced with respect to the lowermost layer 41 of the damping element 4 , which is illustrated in the top view. This is also true for the damping element 4 '.
Die Dämpferauslenkung, d. h. die Auslenkung eines Dämpfungselements, erfolgt
näherungsweise entsprechend der Formel
The damper deflection, ie the deflection of a damping element, takes place approximately according to the formula
wobei ξ der Schwenkwinkel ist. Die Größe der Dämpferauslenkung S wird durch den Abstand a zwischen der Steuertütenabstützung 6 und dem Schwenkgelenk SG bestimmt. Aus konstruktiven Gründen ist der Abstand a nicht beliebig veränderbar. Das Schwenkgelenk SG kann aus Festigkeits- und Steifigkeitsgründen nicht weiter nach innen verlegt werden. Die Steuertütenabstützung 6 muß sich dagegen auf den steifen inneren Bereich des Flexbeam 2 abstützen und kann deshalb aus diesem Grunde nicht weiter nach außen (in Richtung des Schwenkgelenks SG) verlagert werden.where ξ is the swivel angle. The size of the damper deflection S is determined by the distance a between the control bag support 6 and the swivel joint SG. For design reasons, the distance a cannot be changed arbitrarily. The swivel joint SG cannot be moved further inwards for reasons of strength and rigidity. The control bag support 6 , on the other hand, must be supported on the rigid inner area of the Flexbeam 2 and can therefore not be moved further outwards (in the direction of the swivel joint SG) for this reason.
Fig. 4 zeigt das neue Funktionsprinzip der Dämpferkinematik mit Dämpfungs elementen 40, 40'. Die Dämpfungselemente 40, 40' sind zwischen dem schwenkweichen Bereich, dem sogenannten fiktiven Schwenkgelenk SG, des Flexbeam 2 und der Befestigung der Steuertüte 1 am Rotorblatt R angeordnet. Die Befestigung der Steuertüte 1 am Rotorblatt R erfolgt in einem Übergangsbereich zwischen Flexbeam 2 und auftrieberzeugenden Blatt 3. Der Flexbeamkopf ist im wesentlichen in diesen Übergangsbereich einbezogen. Bei einem zweistückigen Rotorblatt ist auch die Trennstelle T im Übergangsbereich angeordnet. Fig. 4 shows the new operating principle of the damper kinematics with damping elements 40 , 40 '. The damping elements 40 , 40 'are arranged between the swivel-soft area, the so-called fictitious swivel joint SG, the Flexbeam 2 and the attachment of the control bag 1 to the rotor blade R. The control bag 1 is attached to the rotor blade R in a transition region between the Flexbeam 2 and the drive-generating blade 3 . The flexbeam head is essentially included in this transition area. In the case of a two-piece rotor blade, the separation point T is also arranged in the transition area.
Der Übergangsbereich der Anbindung der Steuertüte 1 an das Rotorblatt R ist der Bereich, wo Torsionsmomente der Steuerung (ST) an das auftrieberzeugende Blatt 3 formschlüssig eingebracht werden.The transition area of the connection of the control bag 1 to the rotor blade R is the area where torsional moments of the control (ST) are positively introduced to the buoyancy-generating blade 3 .
Die Anordnung der Dämpfungselemente 40, 40' im Bereich zwischen fiktiven Schwenkgelenk SG und Befestigung der Steuertüte 1 am Rotorblatt R unterscheidet sich damit grundsätzlich zum bekannten Stand der Technik, der nur Anordnungen im Bereich der Wurzel des Flexbeams kennt.The arrangement of the damping elements 40 , 40 'in the region between the fictitious swivel joint SG and the attachment of the control bag 1 to the rotor blade R thus differs fundamentally from the known prior art, which only knows arrangements in the region of the root of the flex beam.
In diesem neuen Bereich besteht die Möglichkeit innerhalb der Steuertüte die kleineren Dämpfungselemente oberhalb bzw. unterhalb der Schwenkebene oder in der Schwenkebene anzuordnen, ohne die Aerodynamik der Steuertüte zu verschlechtern oder eine Trennstelle nachteilig zu verändern.In this new area there is the possibility of the smaller ones within the control bag Damping elements above or below the swivel plane or in the Arrange swivel level without deteriorating the aerodynamics of the control bag or disadvantageously change a separation point.
Die Anordnung der Dämpfungselemente im Bereich der Flexbeamwurzel entfällt. Es ist nicht entscheidend, ob das Rotorblatt einstückig oder zweistückig gestaltet ist. Die erfindungsgemäße Lösung erbringt den Vorteil, daß die Dämpferauslenkung wesentlich reduziert werden kann ohne Einschränkung der Dämpferfunktion. Damit kann zugleich die Bauhöhe eines Dämpfungselements drastisch reduziert werden. Die Bauhöhe ist um das 3- bis 4-fache der bekannten Bauhöhe reduzierbar. Es wird damit möglich, das Dämpfungselement beispielsweise mit nur noch einer Elastomerschicht ohne Metallzwischenscheiben einzusetzen.The arrangement of the damping elements in the area of the flexbeam root is omitted. It is not important whether the rotor blade is made in one piece or two pieces. The solution according to the invention has the advantage that the damper deflection can be significantly reduced without restricting the damper function. In order to the overall height of a damping element can be drastically reduced. The Overall height can be reduced by 3 to 4 times the known overall height. It will possible, the damping element, for example, with only one elastomer layer without using metal washers.
Eine besonders vorteilhafte Lösung ist, die Dämpfungselemente 40, 40' innerhalb des Übergangsbereiches des Rotorblatts anzuordnen und dort im wesentlichen seitlich vom Flexbeam 2 in der Schwenkebene SE. Die Dämpfungselemente 40, 40' sind dabei innerhalb der Steuertüte 1 angeordnet und stehen nicht in direkter Verbindung mit der Steuerstange St des Rotorblattes R.A particularly advantageous solution is to arrange the damping elements 40 , 40 'within the transition region of the rotor blade and there essentially to the side of the flex beam 2 in the pivot plane S E. The damping elements 40 , 40 'are arranged within the control bag 1 and are not in direct connection with the control rod St of the rotor blade R.
Besitzt das Rotorblatt eine Trennstelle T im Übergangsbereich, so wird in der Regel die Verbindung zwischen Flexbeamkopf und auftrieberzeugenden Blatt mittels einer Befestigungsplatte 8 (auch Beschlages 8 genannt) und dazugehöriger Verbindungsmittel realisiert. Dies ist zweckmäßig beispielsweise aus Gründen der Blattfaltung. If the rotor blade has a separation point T in the transition area, the connection between the flexbeam head and the buoyancy-generating blade is generally realized by means of a fastening plate 8 (also called fitting 8 ) and associated connecting means. This is useful, for example, for reasons of sheet folding.
Vorteilhafterweise kann der in Folge der Trennstelle T vorhandene Raum zusätzlich zur Unterbringung der Dämpfungselemente 40, 40' genutzt werden. Die Steuertüte 1 kann damit im Bereich der Flexbeamwurzel aerodynamisch wesentlich günstiger gestaltet werden, da dort die Dämpfungselemente entfallen.The space available as a result of the separation point T can advantageously also be used to accommodate the damping elements 40 , 40 '. The control bag 1 can thus be made aerodynamically much cheaper in the area of the flexbeam root, since there the damping elements are omitted.
Das Funktionsprinzip nach Fig. 4 entspricht auch der Anordnung der Dämpfungselemente wie sie nachfolgend in den Fig. 5, 6, 7 und 8 gezeigt sind.The operating principle according to FIG. 4 also corresponds to the arrangement of the damping elements as shown below in FIGS. 5, 6, 7 and 8.
Die Dämpferauslenkung S zu der Anordnung nach Fig. 4 erfolgt nach der Formel
The damper deflection S to the arrangement according to FIG. 4 takes place according to the formula
Der Index 1 in der Formel (3) kennzeichnet den Ausgangszustand vor dem Schwenken. Der Index 2 in der Formel (4) kennzeichnet den geschwenkten Zustand, d. h. die Auslenkung der Elastomerschichten des Dämpfungselements durch Schubverzerrung.Index 1 in formula (3) indicates the initial state before swiveling. The index 2 in the formula (4) denotes the pivoted state, ie the deflection of the elastomer layers of the damping element due to shear distortion.
Der Ausgangszustand vor der Auslenkung wird durch die Position A1 der Mittel längsachse ML0 des Flexbeam dargestellt. Der ausgelenkte Zustand des Flexbeam ist mit der Position A2 der Mittellängsachse ML1 erreicht. Bei dieser Auslenkung um das Schwenkgelenk SG erfolgte eine Schwenkung im Winkel ξ. Mit der Steu ertütenabstützung 6 ist die Steuertüte 1 im Bereich der Blattwurzel des Flexsbeam in der Position A1 der Mittellängsachse ML0 fixiert. Dadurch, daß die Dämpfungselemente 40, 40' in der Schwenkebene (entspricht der Bildebene) des Rotorblattes hinter dem Schwenkgelenk SG (von der Flexbeamwurzel gesehen) im wesentlichen seitlich vom Flexbeam angeordnet sind, wird sichtbar, daß die nun erzielte Dämpferauslenkung S wesentlich kleiner ist als nach dem geschilderten Stand der Technik (Fig. 3). The initial state before the deflection is represented by the position A1 of the central longitudinal axis ML 0 of the Flexbeam. The deflected state of the Flexbeam has been reached with position A2 of the central longitudinal axis ML 1 . This deflection around the swivel joint SG resulted in a swivel at an angle ξ. With the control bag support 6 , the control bag 1 is fixed in the area of the blade root of the Flexsbeam in position A1 of the central longitudinal axis ML 0 . The fact that the damping elements 40 , 40 'in the swivel plane (corresponds to the image plane) of the rotor blade behind the swivel joint SG (seen from the flexbeam root) are arranged essentially to the side of the flexbeam, it is evident that the damper deflection S now achieved is significantly smaller than according to the described prior art ( Fig. 3).
Die Dämpferauslenkung S ist bildlich nach Fig. 4 durch Projektion der oberen auf die untere Elastomerschicht je eines Dämpfungselements in der Bildebene gezeigt. Die Dämpferauslenkung S ist hierbei vor allem von der Größe h, dem Dämpferabstand zur Flexbeamachse (entspricht der Mittellängsachse) abhängig.The damper deflection S is shown graphically according to FIG. 4 by projecting the upper onto the lower elastomer layer of one damping element in the image plane. The damper deflection S is primarily dependent on the size h, the damper distance to the flexbeam axis (corresponds to the central longitudinal axis).
Fig. 5 zeigt die Anordnung der Dämpfungselemente in perspektivischer Ansicht bei aufgeschnittener Steuertüte 1. Dort ist zu erkennen, daß der Flexbeam 2 in Blattlängsrichtung ausgerichtet ist. Im Übergangsbereich 17 ist eine Trennstelle T angeordnet, die durch die Befestigungsplatte 8 gebildet wird. Die Befestigungsplatte 8 verbindet den Kopf des Flexbeam 2 mit den Anschlußarmen 10, 10' des auftrieberzeugenden Blattes 3. Das Rotorblatt R ist somit zweistöckig. Der Flexbeam ist umgeben von der Steuertüte 1. In Längsrichtung der dem Rotorkopf zugewandten Seite ist die Steuertüte 1 wiederum im inneren Bereich mittels der Steuertütenabstützung 6 am Stützlager abgestützt. Die Dämpfungselemente 40, 40' sind nahe dem Flexbeamkopf im wesentlichen seitlich vom Flexbeam 2 angeordnet. Die Dämpfungselemente 40, 40' sind somit in der Schwenkebene SE des Rotorblattes R angeordnet. Sie befinden sich innerhalb der Steuertüte 1, d. h. sie befinden sich in dem Raum, der von der Steuertüte 1 umhüllt wird. Durch diese Anordnung der Dämpfungselemente 40, 40' gelingt es - wie Fig. 4 zeigt - die Dämpferauslenkung zu verkleinern. Die Pfeilrichtung zeigt die mögliche Schwenkrichtung SR des Rotorblattes R in der Schwenkebene SE an. Aufgrund verringerter Verschiebewege der Schichten im Dämpfungselement kann die Bauhöhe des Dämpfungselements geringer gegenüber dem Stand der Technik sein. Fig. 5 shows the arrangement of the damping elements in a perspective view with cut-away control bag. 1 It can be seen there that the Flexbeam 2 is aligned in the longitudinal direction of the blade. In the transition area 17 , a separation point T is arranged, which is formed by the fastening plate 8 . The mounting plate 8 connects the head of the Flexbeam 2 with the connecting arms 10 , 10 'of the buoyancy-generating sheet 3 . The rotor blade R is therefore two-story. The Flexbeam is surrounded by the control bag 1 . In the longitudinal direction of the side facing the rotor head, the control bag 1 is in turn supported in the inner region by means of the control bag support 6 on the support bearing. The damping elements 40 , 40 'are arranged near the flexbeam head essentially to the side of the flexbeam 2 . The damping elements 40 , 40 'are thus arranged in the pivot plane S E of the rotor blade R. They are located inside the control bag 1 , that is, they are located in the space that is covered by the control bag 1 . This arrangement of the damping elements 40 , 40 'makes it possible - as shown in FIG. 4 - to reduce the damper deflection. The direction of the arrow indicates the possible swiveling direction S R of the rotor blade R in the swiveling plane S E. Due to the reduced displacement of the layers in the damping element, the overall height of the damping element can be lower than in the prior art.
Durch die verbesserte Anordnung der Dämpfungselemente wird auch der Grad der Beanspruchung des einzelnen Dämpfungselements verringert und somit dessen Lebensdauer erhöht.Due to the improved arrangement of the damping elements, the degree of Reduced stress on the individual damping element and thus its Lifespan increased.
Die Dämpfungselemente 40, 40' sind mittels einer Befestigungsplatte 8 mit dem auftrieberzeugenden Blattbereich 3 steif und formschlüssig verbunden. Andererseits sind die Dämpfungselemente 40, 40' mit der Innenwandung der Steuertüte 1 steif verbunden. Somit sind die Befestigungsmittel 11, 11' des Dämpfungselements 40 und die Befestigungsmittel 9, 9' des Dämpfungselements 40' mit der Steuertüte 1 fest verbunden.The damping elements 40 , 40 'are rigidly and positively connected to the lift-generating leaf area 3 by means of a fastening plate 8 . On the other hand, the damping elements 40 , 40 'are rigidly connected to the inner wall of the control bag 1 . The fastening means 11 , 11 'of the damping element 40 and the fastening means 9 , 9 ' of the damping element 40 'are thus firmly connected to the control bag 1 .
Fig. 6 ist eine Explosivdarstellung zu Fig. 5 und zeigt neben dem Flexbeam 2, der torsionssteifen Steuertüte 1 und dem auftrieberzeugenden Blattbereich 3 insbesondere die Befestigungsplatte 8, die Bohrungen trägt zur Aufnahme von Verbindungsmitteln. Die Befestigungsplatte 8 ist im wesentlichen U-förmig gestaltet, wobei im Sattel der U- Form mittig eine Aussparung (Langloch) angeordnet ist (in der Figur nicht sichtbar), die den Flexbeamkopf 15 aufnehmen kann. Im Sattel der U-Form, beidseitig der Aussparung, sind zwei Stege 8.1 und 8.2 angeordnet. An diesen Stegen werden die Dämpfungselemente 40, 40' angeordnet. Das Dämpfungselement 40 ist beispielsweise so montiert, daß es den Steg 8.1 in seinem Inneren aufnimmt. Analog ist das Dämpfungselement 40' mit dem Steg 8.2 verbunden. Die Befestigungsmittel 9, 9' und 11, 11' (z. B. Bolzenverbindung) sind mit der Steuertüte 1 verbindbar und werden dort aufgenommen. Analoges gilt für die Unterseite der Dämpfungselemente. Der Flexbeamkopf 15 wird durch das Langloch hindurch zwischen den beiden Wandungen der Befestigungsplatte 8 eingeführt und positioniert. Über die erkennbaren Bohrungen im Flexbeamkopf 15 und der Befestigungsplatte 8 werden Befestigungsmittel eingeführt, die eine feste Verbindung zwischen Flexbeamkopf 15 und Befestigungsplatte 8 ermöglichen. In der Befestigungsplatte 8 werden ebenfalls die Anschlußarme 10, 10' des auftrieberzeugenden Blattes 3 angeordnet und mittels Befestigungsmittel fixiert. Bei einer Montage der Dämpfungselemente 4, 4' gegenüber der Befestigungsplatte 8 können auch mehrere Dämpfungselemente übereinander angeordnet sein. Fig. 6 is an exploded view of Fig. 5 and shows in addition to the Flexbeam 2 , the torsionally rigid control bag 1 and the buoyancy-generating sheet area 3, in particular the mounting plate 8 , which bores for receiving connecting means. The mounting plate 8 is essentially U-shaped, a recess (slot) being arranged in the center of the U-shape (not visible in the figure), which can accommodate the flexbeam head 15 . In the saddle of the U-shape, on both sides of the recess, two webs 8.1 and 8.2 are arranged. The damping elements 40 , 40 'are arranged on these webs. The damping element 40 is mounted, for example, so that it receives the web 8.1 in its interior. Analogously, the damping element 40 'is connected to the web 8.2 . The fastening means 9 , 9 'and 11 , 11 ' (e.g. bolt connection) can be connected to the control bag 1 and are received there. The same applies to the underside of the damping elements. The Flexbeamkopf 15 is inserted and positioned through the slot between the two walls of the mounting plate 8 . Fasteners are inserted through the holes in the recognizable flexbeam head 15 and the mounting plate 8, which allow a firm connection between the flexbeam head 15 and the mounting plate. 8 In the mounting plate 8 , the connecting arms 10 , 10 'of the buoyancy-generating sheet 3 are also arranged and fixed by means of fastening means. When the damping elements 4 , 4 'are installed opposite the fastening plate 8 , a plurality of damping elements can also be arranged one above the other.
Fig. 7 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausbildung eines Flexbeamkopfes. Nach der vorliegenden Fig. 7 wurde der Flexbeamkopf entsprechend der Gestalt einer Befestigungsplatte 16 ausgebildet. Es entfällt damit die Montage einer zusätzlichen Befestigungsplatte (beispielsweise der Befestigungsplatte 8) am Flexbeamkopf. Bei dem nach Fig. 7 ausgebildeten Flexbeamkopf entsprechend einer Befestigungsplatte 16 sind die Dämpfungselemente 40, 40' ebenfalls wie bereits beschrieben zu montieren. Fig. 7 shows a particularly advantageous embodiment shows a flexbeam head. According to the present FIG. 7, the flexbeam head was designed in accordance with the shape of a fastening plate 16 . There is thus no need to mount an additional fastening plate (for example fastening plate 8 ) on the flexbeam head. In the formed according to Fig. 7 flexbeam head corresponding to a mounting plate 16, the damping elements 40, 40 'is also to be mounted as previously described are.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit. Im Zusammenhang mit einer Befestigungsplatte 8 oder im Zusammenhang mit einem als Befestigungsplatte 16 ausgebildeten Flexbeamkopf können mehrere, einzelne Dämpfungselemente 40.0, 40.1, 40.2, 40.3 in einer Ebene, vorzugsweise parallel zur Mittellängsachse ML des Flexbeam 2 hintereinander angeordnet sein. Dadurch kann die seitliche Abmessung der Stautüte verringert werden. Die Dämpfungselemente 40.0, 40.1 entsprechen dabei einem Dämpfungselement 40 und analog die Dämpfungselemente 40.2, 40.3 einem Dämpfungselement 40'. Fig. 8 shows a further possible embodiment. In connection with a mounting plate 8 or in connection with a designed as a mounting plate 16 flexbeam head a plurality of individual damping elements 40.0 can, 40.1, 40.2, be 40.3 arranged in a plane, preferably parallel to the central longitudinal axis ML of the flexbeam 2 successively. This allows the side dimension of the storage bag to be reduced. The damping elements 40.0 , 40.1 correspond to a damping element 40 and analogously the damping elements 40.2 , 40.3 to a damping element 40 '.
Fig. 9 zeigt eine Anordnung der Dämpfungselemente 40, 40' am Beispiel eines einstückigen Rotorblatts R. Der Flexbeam 2 geht nahtlos in das auftrieberzeugende Blatt 3 über. Der Flexbeam 2 ist von Steuertüte 1 umhüllt. Ein Ende der Steuertüte ist mittels der Steuertütenabstützung 6 an einem Stützlager abgestützt. Die Dämpfungselemente 40, 40' sind vorteilhaft im Übergangsbereich 17 des Rotorblatts R positioniert. Der Übergangsbereich 17 entspricht dem bereits definierten Bereich. Eine ebenso dort positionierte Befestigungsplatte 8 ist im Übergangsbereich 17 mit dem Rotorblatt R verbunden (z. B. mittels 4 Bolzenverbindungen) und trägt die Dämpfungselemente 40, 40'. Diese sind mittels Befestigungsmittel 9, 9' und 11, 11' an der Befestigungsplatte 8 und der Steuertüte 1 befestigt. Die Steuertüte 1 ist zur besseren Ansicht aufgeschnitten. Es ist erkennbar, daß die Dämpfungselemente 40, 40' in der Schwenkebene SE seitlich vom Flexbeam 2 positioniert sind. Fig. 9 shows an arrangement of the damping elements 40 , 40 'using the example of a one-piece rotor blade R. The Flexbeam 2 merges seamlessly into the lift-generating blade 3 . The Flexbeam 2 is encased in control bag 1 . One end of the control bag is supported on a support bearing by means of the control bag support 6 . The damping elements 40 , 40 'are advantageously positioned in the transition region 17 of the rotor blade R. The transition area 17 corresponds to the area already defined. A fastening plate 8 also positioned there is connected to the rotor blade R in the transition region 17 (for example by means of 4 bolt connections) and carries the damping elements 40 , 40 '. These are fastened to the fastening plate 8 and the control bag 1 by means of fastening means 9 , 9 'and 11 , 11 '. The control bag 1 is cut open for a better view. It can be seen that the damping elements 40 , 40 'are positioned laterally of the flex beam 2 in the pivot plane S E.
Claims (7)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19915085A DE19915085C2 (en) | 1998-05-28 | 1999-04-01 | Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter |
| IT1999MI001124A ITMI991124A1 (en) | 1998-05-28 | 1999-05-21 | SHOVEL FOR A ROTOR WITHOUT HELICOPTER SUPPORT |
| US09/321,340 US6196800B1 (en) | 1998-05-28 | 1999-05-27 | Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter |
| FR9906702A FR2779118B1 (en) | 1998-05-28 | 1999-05-27 | NON-BEARING ROTOR BLADE OF A HELICOPTER |
| GB9912634A GB2341836B (en) | 1998-05-28 | 1999-05-28 | Rotor blade for a helicopter |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823794 | 1998-05-28 | ||
| DE19915085A DE19915085C2 (en) | 1998-05-28 | 1999-04-01 | Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19915085A1 DE19915085A1 (en) | 1999-12-09 |
| DE19915085C2 true DE19915085C2 (en) | 2002-03-14 |
Family
ID=7869140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19915085A Expired - Fee Related DE19915085C2 (en) | 1998-05-28 | 1999-04-01 | Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19915085C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006042575A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-27 | Matthias Rupprecht | Rotor head unit for helicopter or surface airplane, has blade holders and bearing unit movably arranged to each other, where movability between bearing unit and blade holders is enabled totally or partially by solid joints |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10152961B4 (en) * | 2001-10-26 | 2009-01-22 | Eurocopter Deutschland Gmbh | Rotor blade damper |
| DE102007013291B4 (en) | 2007-03-16 | 2010-04-15 | Eurocopter Deutschland Gmbh | Rotor blade for a bearingless rotor of a rotary wing aircraft |
| DE102008036760B4 (en) * | 2008-08-07 | 2014-04-24 | Eurocopter Deutschland Gmbh | rotor blade |
| EP2883790B1 (en) | 2013-12-10 | 2017-11-22 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Beam for a rotorcraft rotor and rotorcraft rotor |
| EP2949579B1 (en) | 2014-05-28 | 2018-05-23 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Flexbeam unit with at least one twisted flexbeam element |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2927263A1 (en) * | 1978-07-12 | 1980-01-24 | United Technologies Corp | HELICOPTER CROSS-HOLE ROTOR |
| DE3526470C1 (en) * | 1985-07-24 | 1987-01-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor, especially a rotary wing aircraft |
| US4676720A (en) * | 1984-07-10 | 1987-06-30 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Bearingless hub structure for rotary-wing aircrafts |
| DE3707333A1 (en) * | 1987-03-07 | 1988-09-15 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor, especially of a rotary wing aircraft |
| DE3734592A1 (en) * | 1987-10-13 | 1989-05-03 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Damping device for a rotor blade |
| US5096380A (en) * | 1990-05-03 | 1992-03-17 | United Technology Corporation | Composite flexbeam for a bearingless helicopter rotor |
-
1999
- 1999-04-01 DE DE19915085A patent/DE19915085C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2927263A1 (en) * | 1978-07-12 | 1980-01-24 | United Technologies Corp | HELICOPTER CROSS-HOLE ROTOR |
| US4676720A (en) * | 1984-07-10 | 1987-06-30 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Bearingless hub structure for rotary-wing aircrafts |
| DE3526470C1 (en) * | 1985-07-24 | 1987-01-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor, especially a rotary wing aircraft |
| DE3707333A1 (en) * | 1987-03-07 | 1988-09-15 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor, especially of a rotary wing aircraft |
| DE3734592A1 (en) * | 1987-10-13 | 1989-05-03 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Damping device for a rotor blade |
| US5096380A (en) * | 1990-05-03 | 1992-03-17 | United Technology Corporation | Composite flexbeam for a bearingless helicopter rotor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006042575A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-27 | Matthias Rupprecht | Rotor head unit for helicopter or surface airplane, has blade holders and bearing unit movably arranged to each other, where movability between bearing unit and blade holders is enabled totally or partially by solid joints |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19915085A1 (en) | 1999-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2829605C2 (en) | Rotor hub | |
| DE2922469C2 (en) | Rotor for a rotary wing aircraft | |
| DE2903524C2 (en) | Flapping and swivel jointless connection of rotor blades of a rotary wing aircraft | |
| EP0019041B1 (en) | Non-hinged rotor | |
| DE2421764A1 (en) | ROTOR FOR ROTARY WING AIRPLANES | |
| DE1481632A1 (en) | Connection for rotating wing with the rotor of a helicopter | |
| DE69509865T2 (en) | Bearing device with bidirectional vibration damper for a helicopter rotor | |
| DE102005003297B4 (en) | Aircraft with a fuselage tail section for the connection of vertical and vertical stabilizers | |
| DE2758086C2 (en) | Rotor for a rotary wing aircraft with a hingeless blade connection | |
| DE69204585T2 (en) | Rotor head of a rotary wing aircraft, without swivel joints and with blade adjustment and flapping joints. | |
| DE19915085C2 (en) | Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter | |
| EP1613534B1 (en) | Rotor and gyrocopter with said rotor | |
| EP0351577B1 (en) | Rotor, in particular for a rotor craft | |
| EP1070662B1 (en) | Rotorblade for a bearingless helicopter rotor | |
| DE2638148B2 (en) | Rotor for a rotary wing aircraft | |
| DE2733101C3 (en) | Rotor blade bearings without flapping and swivel joint | |
| AT501065A1 (en) | ACTUATOR FOR MOVING A FURNITURE FLAP | |
| WO2002047976A2 (en) | Aerodynamic wing with at least partially variable curvature and structural joints | |
| DE2902046C2 (en) | ||
| DE69509732T2 (en) | Articulated rotor with intermediate rings for controlling the blade adjustment | |
| DE10316094A1 (en) | Articulated rotor and rotary wing aircraft with such a rotor | |
| DE19837802C1 (en) | Blade hub for rotor of helicopter | |
| DE19748682B4 (en) | Support bearing spring element and support bearing for helicopter tail rotors and support structures for use in space | |
| DE2150761C3 (en) | Rotor assembly for rotary wing aircraft | |
| DE19915084C2 (en) | Rotor blade for a bearingless rotor of a helicopter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20121101 |