DE2812669A1

DE2812669A1 - Rotary wing aerofoil for aircraft - has radially inner and outer sets of blades partly shrouded by sets of panels

Info

Publication number: DE2812669A1
Application number: DE19782812669
Authority: DE
Inventors: Raymond Jefferson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1979-09-27

Abstract

The rotary wing aerofoil for an aircraft consists of a planar annular frame (11) supporting radially inner and outer sets of aerofoil blades (12, 13), each set being disposed to form an annulus and supported on the frame for rotation about a common axis. First and second sets of panels (20, 21) are mounted on the frame and movable respectively to shroud parts of the sets of blades. Each set of panels has upper and lower members (22-25) and the sets of blades are respectively located in the space between the members of the panel when the latter are located to shroud parts of the sets of blades.

Description

Drehflgel-Tragflächen-AnordnungRotary wing-wing arrangement

Die Erfindung betrifft eine Drehflügel-Traaflächen-Anordnung und ein Luftfahrzeug, das mit einer solchen Anordnung der in GB-PS 1 337 775 beschriebenen Ausbildung ausgerüstet ist.The invention relates to a rotary wing wing surface arrangement and a Aircraft having such an arrangement as described in GB-PS 1,337,775 Training is equipped.

Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß erste und zweite Sätze von Platten auf dem Rahmen angebracht und jeweils zur Abdeckung von Teilen der inneren und äußeren Sätze von Flügelblättern bewegbar sind.The feature of the invention is that first and second Sets of panels attached to the frame and each used to cover parts the inner and outer sets of blades are movable.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht einer bekannten Drehflügel-Tragflächen-Anordnung, Fig. 2 einen schematischen Schnitt der Anordnung gemäß der Erfindung, Fig. 3 einen schematischen Schnitt eines Teiles der Anordnung nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 eine auseinandergezogene Ansicht einer Einzelheit der Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht eines Luftfahrzeuges mit der Anordnung nach Fig. 2.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown. It shows: FIG. 1 a plan view of a known rotary wing-wing arrangement, FIG. 2 shows a schematic section of the arrangement according to the invention, FIG. 3 shows a schematic section of part of the arrangement according to FIG. 2 on an enlarged scale, Fig. 4 is an exploded view of a detail of Fig. 3, Fig. 5 is a Top view of an aircraft with the arrangement according to FIG. 2.

Die Tragflächen-Anordnung 1o gemäß Fis. 1 besteht aus einem Rahmen 11, der verschiedene Ringkomponenten auf- weist, die konzentrische innere und äußere Sätze 12,13 von Flügelblättern 12A,12B usw.; 13A, 13B usw. tragen, die mittels eines nicht gezeichneten Antriebes relativ zum Rahmen 11 um eine Zentralachse 14 gedreht werden.The wing arrangement 1o according to FIG. 1 consists of a frame 11, which has various ring components points the concentric inner and outer sets 12,13 of blades 12A, 12B, etc .; 13A, 13B etc. wear, by means of a drive, not shown, relative to the frame 11 about a central axis 14 can be rotated.

Die Sätze 12,13 sind gegensinnig drehbar und dies kann durch unabhängige Antriebe erreicht werden, die an die jeweiligen Sätze der Blätter 12,13 angreifen oder durch einen einzigen Antrieb, der an einen Satz 12,13 angeschlossen ist und eine Antriebsverbindung zwischen den beiden Blattsätzen 12,13. Um den Außenumfang des Rahmens 11 sind Steuerklappen 15 angelenkt, die die Flugrichtung steuern.The sets 12,13 can be rotated in opposite directions and this can be done by independent Drives are achieved that attack the respective sets of sheets 12,13 or by a single drive connected to a set 12, 13 and a drive connection between the two sets of blades 12, 13. Around the outer perimeter of the frame 11 are hinged control flaps 15 which control the direction of flight.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist jedes Blatt in jedem der Sätze 12, 13 während des Betriebes der Anordnung der freien Luft ausgesetzt. Hierdurch ergeben sich Einschränkungen bezüglich der Leistung der Anordnung, die sich dadurch überwinden oder verringern lassen, daß zwei Sätze von Platten 20,21 vorgesehen werden, die sich zum Abdecken der Flügelblattsätze 12,13 wenigstens für einen Teil ihrer Ringbewegung bewegen lassen. Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, enthalten diese Plattensätze 20,21 jeweils eine obere Vielzahl von Teilen 22, 23 bzw. eine untere Vielzahl von Teilen 24,25. Die Teile 22,24 in dem Satz 20 sind aus einer strichpunktierten eingeschlossenen Stellung in eine mit durchgezogener Linie veranschaulichte Abdeckstellung nach Fig. 2 bewegbar. Die eingeschlossene Stellung befindet sich außerhalb der Umfangslinie des äußeren Satzes der Flügelblätter 13. Entsprechend sind die Teile 23,25 des Plattensatzes 21 in die eingeschlossene Stellung und aus dieser heraus beweglich, welche umfangsmäßig von dem inneren Satz der Flügelblätter 12 umgeben ist.In the arrangement of Fig. 1, each sheet in each of the sets 12, 13 exposed to the open air during operation of the arrangement. This results there are restrictions on the performance of the arrangement which this overcomes or reduce that two sets of plates 20,21 are provided, the to cover the blade sets 12, 13 at least for part of their ring movement let move. As shown in Figures 2 and 3, these contain plate sets 20, 21 each have an upper plurality of parts 22, 23 and a lower plurality of Share 24.25. The parts 22,24 in the set 20 are included from a dash-dotted line Position in a cover position illustrated by a solid line according to Fig. 2 movable. The trapped position is out of the perimeter of the outer set of blades 13. The parts 23,25 of the plate set are correspondingly 21 in the enclosed position and movable out of this, which circumferentially is surrounded by the inner set of blades 12.

Die obere Vielzahl der Teile 23 kann vorteilhaft die in Fiq. 4 dargestellte Form aufweisen. Ein erster Teil 23A ist auf Armen 31,32 befestigt und von einem Hydraulikkolben 33 aus der zurückgezogenen Stellung bewegbar. In dem Teil 23A sind zu diesem verschiebbare Teile 23B, 23C untergebracht, deren Verschiebungen von einem zweiendigen Hydraulikkolben 35 bewirkt werden, dessen Zylinder an dem Teil 23A befestigt ist. Mit dieser Anordnung kann der Teil 23A so bewegt werden, daß er den inneren Satz der Flügelblätter 12 abdeckt, indem er Teil eines Ringtunnels wird, durch den die Blätter 12A, 12B usw. sich bewegen. Die gegenüberliegende Fläche des Tunnel wird in ähnlicher Weise durch Bewegung des entsprechenden Teiles 25A der unteren Vielzahl von Plattenteilen gebildet und danach können die Teile 23B und 23C einzeln oder gemeinsam von dem Hydraulikkolben 35 teleskopartig ausgefahren werden.The upper plurality of parts 23 can advantageously be as shown in FIGS. 4 shown Have shape. A first part 23A is attached to arms 31,32 and from one Hydraulic piston 33 is movable from the retracted position. In the part 23A are housed to this displaceable parts 23B, 23C, the displacements of a two-ended hydraulic piston 35 are effected, the cylinder of which is attached to the part 23A is. With this arrangement, the part 23A can be moved so that it is the inner Set of blades 12 covers by becoming part of a ring tunnel through which leaves 12A, 12B, etc. move. The opposite face of the tunnel is similarly made by moving the corresponding part 25A of the lower A plurality of plate parts are formed and then the parts 23B and 23C can be individually or can be extended telescopically by the hydraulic piston 35.

Eine entsprechende Bewegung führen die Teile 25B und 25C aus.The parts 25B and 25C perform a corresponding movement.

Bei einer anderen Anordnung sind die Teile 23A, 23B usw.In another arrangement, parts 23A, 23B, etc.

der oberen Vielzahl von Plattenteilen teleskopartig ineinander vorgesehen und nur auf einem Ringweg beweglich. Die Teile 25A,25B usw. des unteren Satzes der Plattenteile werden ähnlich angeordnet, wie auch die Teile des anderen Satzes der Platten 20. Bei noch einer anderen Ausführungsform können die Plattenteile an einer Ecke angelenkt und zur Abdeckung der Flügelblätter beweglich sein, wobei die Plattenteile,wenn nötig, sowohl in der eingeschlossenen als auch in der Abdeckstellung einander überlappen.of the upper plurality of plate parts telescopically provided one inside the other and only movable on a ring path. Parts 25A, 25B, etc. of the lower set of Plate parts are arranged similarly, as are the parts of the other set of the Plates 20. In yet another embodiment, the plate parts can be attached to a Corner hinged and movable to cover the blades, the plate parts if necessary to overlap each other in both the enclosed and the covering position.

Zusätzlich zu den Plattensätzen 20,21 enthält die dargestellte Ausführungsform Stromlinienverkleidungen 40,41, 42,43, die an dem Rahmen 11 befestigt sind und den Mittelbereich der Anordnung lo einschließen, in dem ein Luftfahrzeugrumpf und ein Getriebe untergebracht sein können. Die Verkleidungen 42,43 umschließen den Bereich zwischen den inneren und äußeren Sätzen der Flügelblätter 12,13 und ermöglichen auf diese Weise die Erzielung einer vollkommenen Stromlinienanordnung.In addition to the plate sets 20,21, the embodiment shown contains Streamlining 40,41, 42, 43, which are attached to the frame 11 and include the central area of the arrangement lo, in which an aircraft fuselage and a transmission can be accommodated. The panels 42, 43 enclose the area between the inner and outer sets of the blades 12, 13 and enable a perfect streamlining to be achieved in this way.

Die unter Bezug auf die Fig. 2 bis 4 beschriebene Ausbildung bildet bei Ausrüstung mit einem Zentralrumpf und Steuer- und Antriebsmitteln ein Luftfahrzeug, das arbeiten kann bei Unterschallgeschwindigkeiten (bis zu etwa Mach-Zahl o,7), übergangsgeschwindigkeiten zur überschallgeschwindigkeit (zwischen Mach-Zahl o,7 und Mach-Zahl 1,2) sowie Uberschallgeschwindigkeiten (über Mach-Zahl 1,2) einschließlich Hyperschallgeschwindigkeiten (über Mach-Zahl 5,o). Bei Unterschallgeschwindigkeiten befinden sich die Platten der Anordnung normalerweise in ihrer eingeschlossenen zurückgezogenen Stellung, so daß im wesentlichen die Gesamtheit der Sätze der Flügelblätter dem freien Luftstrom ausgesetzt ist. Wenn das Luftfahrzeug sich fortbewegt, weil die Flügelblattsätze sich drehen, kommen die Blätter einmal pro Umdrehung durch einen "Vortriebs"-Zustand hindurch, während dessen Dauer die Blätter sich relativ zu der umgebenden Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit bewegen, die gleich der Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges plus der Komponente der Rotationsgeschwindigkeit ist. Bei zunehmender Geschwindigkeit können auf diese Weise Transschallgeschwindigkeiten von den Flügelblättern erreicht werden, was eine Kompressibilität der auf solche Blätter auftreffenden Luft zur Folge hat. Dies wäre normalerweise ein die Vortriebs- oder Blattrotationsgeschwindigkeit einschränkender Faktor, jedoch können aufgrund der erfindungsgemäßen Platten die Blätter während ihres Vortriebs-Zustandes umkleidet oder abgedeckt werden.The formation described with reference to FIGS. 2 to 4 forms if equipped with a central fuselage and control and propulsion means, an aircraft, that can work at subsonic speeds (up to about Mach number o.7), transition speeds to supersonic speed (between Mach number o, 7 and Mach number 1.2) as well as supersonic speeds (above Mach number 1.2) including Hypersonic speeds (above Mach number 5, o). At subsonic speeds the panels of the assembly are usually in their enclosed space retracted position so that essentially all of the sets of blades exposed to the free flow of air. When the aircraft is moving because If the blade sets rotate, the blades come through once per revolution a "propulsion" condition during the duration of which the blades move relatively move to the surrounding atmosphere at a speed equal to the speed of the aircraft plus the component of the rotational speed. With increasing In this way, speed can be transmitted from the blades can be achieved, resulting in a compressibility of the impinging on such sheets Air. This would normally be the propulsion or blade rotation speed limiting factor, however, may be due to the according to the invention Panels the leaves are sheathed or covered during their propulsion state.

Zur Aufrechterhaltung oder sogar Steigerung der Vortriebsgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges muß die Rotationsgeschwindigkeit der Flügelblattsätze erhöht werden, jedoch entstehen hierdurch selbst dann keine Probleme, wenn das Luftfahrzeug überschallgeschwindigkeit erreicht. Dies ist in Fig. 5 veranschaulicht, in der die Flugrichtung des Luftfahrzeuges durch einen Pfeil A angedeutet istrder innere Satz der Flügelblätter sich gemäß Pfeil B dreht, während der äußere Satz der Flügelblätter in Richtung des Pfeiles C rotiert. Die Platten 21 decken den Teil F des inneren Blattsatzes 12 ab und die Platten 20 bedecken den Teil G des äußeren Satzes der Blätter 13. Zur Erzielung einer Führungssteuerung in verdünnter Atmosphäre ist das Luft fahrzeug mit Raketen oder Düsen 60,61,62,63 ausgestattet, die mit gleichen Abständen um den Außenumfang des Rahmens 11 verteilt sind. Hyperschallgeschwindigkeiten lassen sich einfacher dadurch erreichen, daß die seitlichen Steuerklappen 15 in ihrer nahezu senkrecht herabhängenden Stellung gehalten werden, um die Stoßwelle zu übergleiten, die sich unter dem Luftfahrzeug bildet.To maintain or even increase the advance speed of the aircraft, the speed of rotation of the blade sets must be increased However, this does not cause any problems even if the aircraft reached supersonic speed. This is illustrated in FIG. 5, in which the The direction of flight of the aircraft is indicated by an arrow A in the inner set the blades rotate according to arrow B, while the outer set of blades rotates in the direction of arrow C. The plates 21 cover the part F of the inner Leaf set 12 from and the plates 20 cover the part G of the outer set of Sheets 13. To achieve guidance control in a dilute atmosphere, this is Air vehicle equipped with missiles or nozzles 60,61,62,63, which are with the same Distances around the outer circumference of the frame 11 are distributed. Hypersonic speeds can be achieved more easily in that the side control flaps 15 in their almost vertically hanging position are held to the shock wave to slide over that forms under the aircraft.

Wenn das Luftfahrzeug nach Fig. 5 fliegt, kann es plötzlichen Stoßwinden ausgesetzt sein, die es zeitweilig aus dem Gleichgewicht bringen. Die erfindungsgemäßen Platten können in dieser Situation benutzt werden, um die seitliche und longitudinale Stabilität des Luftfahrzeuqes zu steuern. Wenn beispielsweise ein Teil der Tragflügel-Anordnung sich senkt, kann der diametral gegenüberliegende Teil der Tragflügel-Anordnung abgedeckt werden, um den Auftrieb auszugleichen und es kann die Rotationsgeschwindigkeit der Flügelblattsätze gesteigert werden.When the aircraft of Figure 5 is flying, there may be sudden gust winds be exposed to that temporarily unbalance it. The invention Plates can be used in this situation to show the lateral and longitudinal To control the stability of the aircraft. For example, if part of the wing assembly lowers, the diametrically opposite part of the wing assembly can be covered be to balance the buoyancy and it can reduce the rotation speed of the Blade sets are increased.

Die Plattensätze 20,21 können vorteilhaft Teile mit einer Oberflächenkrümmung aufweisen, die dem Rest der Außenfläche der Anordnung oder - bei Vorhandensein -den Stromlinienverkleidungen 40, 41,42 und 43 angepaßt ist. Zur Förderung eines gleichmäßigen Luftstromes über der Fläche jedes Plattenteiles können zusätzlich die Flächen eine große Anzahl von Öffnungen 36 aufweisen (Fig. 4).The plate sets 20, 21 can advantageously parts with a surface curvature have, which the rest of the outer surface of the arrangement or - if present - the Streamlining panels 40, 41, 42 and 43 is adapted. To promote an even Air flow over the surface of each plate part can also have a surface have a large number of openings 36 (Fig. 4).

Die Plattensätze können insgesamt benutzt werden, um die Flügelblätter abzudecken, wenn das Luftfahrzeug nach Fig. 5 oder auch die Tragflächenanordnung nach Fig. 2 auf dem Boden ruht. Wenn alle Plattensätze, die Sätze der Flügelblätter bei fliegendem Luftfahrzeug abdecken, so wird dieses in ein Gleitflugzeug umgewandelt.The entire plate sets can be used to hold the wing blades to be covered if the aircraft according to FIG. 5 or the wing arrangement according to Fig. 2 rests on the ground. When all the plate sets, the sets of the blades cover when the aircraft is flying, it is converted into a glider.

Falls die Plattenteile aus wärmereflektierendem oder -abschirmendem Material hergestellt sind, können sie zum Schutz der Flügelblätter gegen die Wirkung kleiner Meteore und extremer Temperaturen ausgenutzt werden.If the plate parts are made of heat reflecting or shielding Material are made, they can protect the wing blades against the action small meteors and extreme temperatures are exploited.

Claims

Claims 1. rotary wing wing arrangement for an aircraft, consisting of a substantially flat ring frame, the radial inner and outer Carries sets of blades, each set being arranged to have one Forms ring and is rotatably mounted on the frame about a common axis, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that first and second sets of plates (20,21) mounted on the frame (11) and each to cover parts of the inner and outer sets of blades (12,13) are movable.

2. Arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c it should be noted that each plate set (20, 21) has a plurality of upper parts (22, 23) and a plurality of lower parts (24,25), and that the inner and outer Blade sets (12,13) each in the space between the upper and lower Split the first and second sets of plates if the latter are adjusted to cover parts of the blade sets.

3. Arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the parts of the plate set (21) each enclosed radially between one Position in which the parts (23,25) are radially inside the circumferentially surrounding them inner set of blades (12) are arranged and a cover position (F, Fig. 5) are movable, in which one or more of the opposite upper and lower parts (23,25) form part of a ring tunnel through which the inner set the blades (12) is movable.

4. Arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the parts of the plate set (20) are each radially movable between an enclosed position in which the parts (22,24) form part of a ring tunnel form through which the outer set of blades (13) is movable.

5. Arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c Note that at least some of the upper and lower parts (22,23; 24,25) each Plate set (20,21) each arranged telescopically relative to one another and on the frame (11) in ring tracks (Fig. 4) are movable to the wing blade sets to cover.

6. Arrangement according to the preceding claims d a d u r c h g e it is not noted that the component of each plate set (2c, 21) has a large Number of holes (36), the uniform Air overflow promote the component surface;

7. Arrangement according to the preceding claims not shown by the cladding (40,41,42,43) attached to the frame (11) in the central area radially inside the inner set of blades (12) and! or in the annular section between the inner and outer sets of airfoils (12,13) are attached.