DE3401189A1

DE3401189A1 - Verbund-hubschrauberrumpf

Info

Publication number: DE3401189A1
Application number: DE19843401189
Authority: DE
Inventors: Reginald Ernest Sherborne Dorset Swinfield
Original assignee: Westland PLC
Current assignee: Westland Group PLC
Priority date: 1983-01-25
Filing date: 1984-01-14
Publication date: 1984-07-26
Also published as: IT8447563A0; FR2539701A1; IT1178084B; US4531695A; FR2539701B1

Description

Dipl.-lng. A. Wasmeier

3401183

Dipl.-lng. H. Graf

Zugelassen beim Europäischen Patentamt · Professional Representatives before the European Patent Office Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensburg 1

An das.

Deutsche Patentamt Zvi/eibrückenstraße

8000 München 2 D-8400 REGENSBURG QREFLINQER STRASSE 7 Telefon (0941) 5 4753 Telegramm Begpatent Rgb. Telex θ 5709 repet d

Ihr Zeichen Your Ref.

Ihre Nachricht Your Letter

Unser Zeichen Our Ref.

W/p 11.363

Tag Date

10. Januar 1984 W/He

Anmelder: Westland plc

Yeovil, Somerset, England

Titel: Verbund-Hubschrauberrumpf

Priorität: Großbritannien Nr. 8301991 vom 25. Januar 1983 Erfinder: Reginald Ernest Sv/infield - Ingenieur

Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 75020073) 5839300 Postscheck München (BLZ 700100 80} 893 69 ·

Gerichtsstand Regensburg

U I I O-

Verbund-Hubschrauberrumpf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbund-Hubschrauberrumpf nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei modernen Hubschraubern werden häufig ein oder mehrere Motoren und ein Getriebe auf dem Dach eines Rumpfes befestigt. Das Getriebe treibt einen Haupttragrotor an und die resultierenden Auftriebs- und Steuerkräfte werden auf den Rumpf über das Getriebe übertragen. Der Rumpf muß deshalb so' stabil sein, daß er nicht nur die Anordnung aus Motor(en) und Getriebe aufnehmen kann, sondern es müssen auch die Befestigungen so stark ausgelegt sein, daß sie alle Auftriebs- und Steuerbelastungen übertragen können.

Einer der Haupt vorteile von Verbundmaterialien gegenüber herkömmlichen Materialien ist ein hohes Festigkeits/Gewichts-Verhältnis, das derartige Verbundmaterialien in idealer Weise für den Flugzeugbau anwendbar macht. Die speziellen Gesichtspunkte, die vorstehend in Hinblick auf die Anforderungen an die Konstruktion eines Hubschrauberrumpfes angesprochen worden sind, können jedoch bedeuten, daß solche Vorteile durch die Forderung aufgehoben werden, eine ausreichende Festigkeit des Rumpfes zu erzielen, damit den Anforderungen im Betrieb genügt wird.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, einen Verb.und-Hubschrauberrumpf zu schaffen, bei dem die Eigenschaften der Verbundmaterialien optimal augenutzt sind, während eine ausreichende Festigkeit erzielt wird, um die Betriebsbelastungen aufzunehmen.

Gemäß der Erfindung ist ein Flugzeugrumpf der gattungsgemäßen Art dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hauptrahmenteil zwei im wesentlichen vertikale Seitenträger aufweist, die durch im wesentlichen horizontale obere und untere Träger verbunden sind, daß jeder Seitenträger einen zylinderhutförmigen Abschnitt

3401183

hat, der aus faserverstärktem KunststofFmaterial besteht, welches mit einem Füllmaterial fest verbunden ist, und der durch einen faserverstärkten Streifen verschlossen ist, welcher mit den Flanschen des zylinderförmigen Abschnittes fest verbunden, z.B. verklebt oder verschweißt ist, daß jeder der oberen und unteren Träger zwei rinnenförmige Abschnitte besitzt, die- aus . faserverstärktem Kunststoffmaterial· bestehen, die Rücken an Rücken angeordnet sind, und die durch faserverstärkte, mit den Flanschen verbundene, z.B. verklebte oder verschweißte Kunststof fstreifen abgeschlossen sind, daß ein Bereich am Ende sowohl des oberen als des unteren Trägers frei von Füllmaterial ist, damit die zylinderhutförmigen Abschnitte der Seitenträger eingesetzt werden können, und daß die Teile durch Verbinden, z.B. Verkleben oder Verschweißen, der Innenflächen der rinnenförmigen Abschnitte an benachbarte äußere Oberflochen der zylinderhutförmigen Abschnitte angeschlossen sind.

Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Hauptrahmenteilen vorgesehen und in Längsrichtung des Rahmenaufbaues im Abstand voneinander angeordnet. Obere und seitliche Verbundtafein sind vorzugsweise. mit äußeren Flanschen der Seitenträger und des oberen Trägors verschraubt und verbunden, z.B. verklebt oder verschweißt.

Auf beiden äußeren Seitenflächen sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an jedem Ende des oberen Trägers Stützträger aus Metall angeordnet, die mit Hilfe von Schraubverbindungen festgelegt sind, welche durch die verklebte oder verschweißte Verbindung an der Oberseite der Seitenträger hindurchgehen, und ein Befestigungsarm aus Metall ist beispielsweise über der oberen Verbundtafel angeordnet und über die Tafel mit den Stützträgern verschraubt, um eine starre Befestigung zur Aufnahme des Getriebes und der Motoren sowie eine wirksame Übertragung von Auftriebskräften in das Hauptrahmenbaueil /u erzielen.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

**<j ι ι

Fig. 1 eine Teilschnitt-Seitenansicht eines Teiles eines j

Verbund-Hubschrauberrumpfes nach der Erfindung, [

Fig. 2 einen Querschnitt des Rumpfes längs der Linie V-V der .■ j"

Fig. 1,

Fig." 3 eine perspektivische Teildarstellung eines Teiles des Rumpfes innerhalb des Bereiches A der Fig. 2, ■ - "

Fig.. 4 eine Teilschnittansicht längs der Linie X-X der Fig. 3, Fig. 5 eine Teil.schnittansicht längs der Linie Y-Y der Fig. 3,

F ig..6 eine perspektivische Teilansicht eines weiteren Teiles des Rumpfes innerhalb des Bereiches B der Fig. 2,

Fig. 7 eine Teilschnittansicht längs der Linie Z-Z der Fig. 3, ■ und

Fig. 8 eine Teilschnittansicht längs der Linie W-W der Fig. 6.

Nach den Figuren 1 und 2 weist ein Teil eines Verbund-Hubschrauberrumpfes 10 einen Rahmenaufbau 11 auf, der obere und seitliche VerbündtaTein 12 und 13 aufnimmt.

Jede der oberen und seitlichen Tafeln 12 und 13 hat Sandwich-, aufbau und besitzt einen Honigwabenkern, der mit Häuten aus mit Kohlefasern verstärktem Kunststoffmaterial ausgekleidet ist. Die Tafeln sind mit dem Rahmenaufbau 11 verschraubt, und der Rumpf wird durch Bodentafeln 14 aus Metall, die mit dem Rahmenaufbau 11 verschraubt sind, vervollständigt.

Der Rumpf 10 nach der Erfindung ist zur Verwendung in e.inem Hubschrauber bestimmt,- bei dem ein Getriebekasten auf der Oberseite des Rumpfes befestigt ist und deshalb starke Stellen ■ auf der Oberseite zur Befestigung des Getriebekastens wie auch eine ausreichende Festigkeit zur Übertragung von Auftriebskräften benötigt. Hierzu weist der Rahmenaufbau 11 mindestens zwei

3401188

in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Hauptauftriebsrahrnenbauteile 15 auf, die durch längliche Abstandsbauteile 28 miteinander verbunden sind.

Jeder der Hauptrahmenteile 15 ist im Aufbau identisch und besitzt zwei vertikale"Seitenträger 16, die durch obere und untere horizontale Träger 17 und 18 miteinander verbunden, sind.

Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, weist jeder Seitenträger ein Bauteil 19 aus mit Kohlenstoff verstärktem Kunststoff auf und hat einen zylinderhutförmigen Querschnitt. Das Bauteil 19 ist mit einem Honigwabenfüllmaterial 20 gefüllt und durch einen mit Kohlefasern verstärkten Streifen 21 geschlossen, der mit den Flanschen- des zylinderhutförmigen Abschnittes 19 verbunden, z.B. verklebt oder verschweißt ist, um eine Schraubbefestigung der Seitentafeln 13 zu erzielen.

Die oberen und unteren horizontalen Träger 17 und 18 sind im Aufbau ähnlich und «/eisen zwei im Abstand voneinander angeordnete rinnenförmige Bauteile 22 und 23 auf, die aus mit Kohlefasern verstärktem Kunststoffma'terial. hergestel3t sind, Rücken an Rücken angeordnet und mit einem Honigwabenfü!.!material 24 verbunden, z.B. verklebt oder verschweißt sind sowie durch mit Kohlefaser verstärkte Streifen 25 verschlossen sind, welche mit den Flanschen der rinnenförmigen Abschnitte 22 und 23 verbunden, z.B. verschweißt oder verklebt sind. Diese Flansche ergeben eine Schraubbefestigung der Bodentafeln 14 (Figuren 3 und 5) sowie der oberen Verbundtafeln 12 (Figuren 6 und 8).

Die Konstruktion der Anschlüsse zwischen den Seitenträgern 16 und den oberen und unteren Trägern 17 und 18 ist in den Figuren 6 und 8 sowie in den Figuren 3 und 7 dargestellt. In beiden Fällen ist das Honigwabenfüllmaterial 24 der oberen und unteren Träger 17 und 18 aufgeschnitten, und der zylinderhutförniige Abschnitt 19 der Seitenträger 16 mit ganz außen angeordneten Flanschen ist in den sich bildenden Raum zwischen den Rücken an Rücken angeordneten rinnenförmigen Abschnitten 22 und 23 eingesetzt. Die Innenflächen der rinnenförmigen Abschnitte 22

und 23 uind dann mit dan benachbarten äußeren Oberflächen des zyl inderhut f örmi-gen Abschnittes 19 verbunden, z.B. verklebt oder VRrschweJ ßt.

F K ü L ζ t r Li g ο r. 2 6 aus Metall (Figuren 6 und 8 ) sind außerhalb der ' rinn en. Γ or in ig ο η Abschnitte 2 2 und 23 an beiden Enden des oberen I rage r s .17 im Bereich der Anschlüsse mit den Se it en träger η 16 imgoor-dnot. Die Träger 26 sind mittels Schrauben (nicht dargestellt), die sich durch die Anschlüsse zwischen den Seitenträriern 16 und dem oberen Träger 17 erstrecken, befestigt. Ein mit einer Bohrung versehener ßefestigungsarm 27 aus Metall- ist über del.· oberen Platte 12 angeordnet und mittels Schrauben (nicht dargestellt), die sich durch die Tafeln 12 und die Stützträger 2 6 erstrocken, so festgelegt, daß eine starke Befestigung für die Aufnahme des Getriebekastens und des Motors (bzw. der Rotoren) erzielt wird, die auch in der Lage ist, Auftriebskräfte in oines oder mehrere' der Auftriebsrahmenteile 15 zu übertragen.

An ihren unteren Enden sind die Seitenträger 16 nach abwärts und nach innen geneigt, und der Honigwabenkern 24 des Bodenträgers \8 ist in einem entsprechenden Winkel ausgeschnitten, wie durch die gestrichelte- Linie 16a in Fig.3 gezeigt ist. Fig. 7 ist eine Ansicht längs des im Winkel erfolgenden Anschlusses und zeigt die Anordnung, in der der zylinderfÖrrnige Abschnitt 19 des Seitenträgers 16 zwischen den rinnenförmigen Abschnitten 22 und 23 dos unteren·Trägers IS angeordnet ist.

Der Verbundrumpf nach vorliegender Erfindung ueist eine kleine An?ah.i von Teijen einfacher Formgebung auf, die auf einfache und bill ic;ο Weis he-rzustellen sind. Ferner ergibt die Verwendung von L? in fachen zy linderhu tf örmi gen und r innenf örmi gen Abschnitten für u i D Au f t r.iübsrahrnonte il-e einfache, jedoch baulich wirksame Anschlüsse, die eine ausreichende Festigkeit für die Anbringung von istarken Be f es t igungss toi len für den Getriebekasten und den b?\». .die "¹Io to ro η wie auch für.die Übertragung von Auftriebskräfte θ η CJ r g e b en.

3401183

Vorstehend wurde eine Ausf ührunos Form de r Erfindung beschrieben und dargestellt. Im Rahmen vorliegender Erfindung 1. iogen jedoch viele Modifikationen. Beispielsweise können mehr oder v/csnicjer der AufLriebsrahrnenbauteile 15 vorgesehen v/erden, wobei die tatsächliche Anzahl von der Gesamtkonfiguration des Hubschraubers und der speziellen Anordnung aus Getriebekasten und i'lotοr abhängt. Andererseits können Materialien, wie z.B. mit Glasfaser oder mit Borfaser verstärkte Kunststoffmaterialien bei der Herstellung der seitlichen und oberen sowie unteren Träger 16, 17 und J 8 Verwendung finden. Das Honigv/abenfüllmaterial kanri Metall- oder Papierhonigwaben, oder aber andere "üllmattjr ial ion, z.B. Schaum, aufweisen.

/ο

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verbund-Hubschrauberrumpf mit einem tragenden Rahmenaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hauptrahrnenteil (15) zwei im wesentlichen vertikale Seitenträger (16) aufweist, die durch im wesentlichen horizontale obere und untere Träger (17, 18) verbunden sind, daß jeder Seitenträger einen zylinderhutförmigen Abschnitt (19) hat, der aus faserverstärktem Kunststoffmaterial besteht, welches mit einem Füllmaterial (20) fest verbunden ist,· und der durch einen faserverstärkten Streifen (21) geschlossen ist, welcher mit den Flanschen des zylinderhutförmigen Abschnittes fest verbunden ist, daß jeder der oberen und unteren Träger zwei rinnenförmige Abschnitte (22, 23) besitzt, die. aus faserverstärktem Kunststoffmaterial bestehen und die durch faserverstärkte, mit den Flanschen verbundene, z.B. verklebte oder verschweißte Kunststoffstreifen (25) abgeschlossen sind, daß ein Bereich am Ende sowohl des oberen als des unteren Trägers frei von Füllmaterial ist, damit die zylinderhutförmigen Abschnitte (19) der Seitenträger (16) eingesetzt werden können, und daß die Teile durch Verbinden, z.B. Verkleben oder Verschweißen, der Innenflächen der rinnenförmigen Abschnitte an benachbarte äußere Oberflächen der zylinderhutförmigen Abschnitte angeschlossen sind.

2. Hubschrauberrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl der Hauptrahmenteile (15) in Längsrichtung des Stützrahmenaufbaues (11) im Abstand voneinander angeordnet sind. " ' - .

3. Hubschrauberrumpf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und seitlichen Verbundtafeln (12, 13) mit äußeren Oberflächen der Seitenträger (16) und des oberen . Trägers (17) befestigt sind.

ι IPB ι

Hubschrauberrumpf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, ^

daß Stützträqer (26) auf beiden äußeren Seitenflächen an s

jedem Ende des oberen Trägers (17) angeordnet sind. ' I

ί Hubschrauberrumpf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, . ' [

da(3 ein Befestigungsarm (27) über der oberen Tafel angeordnet [■

Ϊ und mittels Schraubverbindungen befestigt ist, die sich durch \

die Platte und die Abstützträger erstrecken. \