CH624899A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hubschrauber mit einem Rumpf, mit einem Haupthubrotor, mit einer den Haupthubrotor tragenden und denselben antreibenden Kraftübertragungseinheit und mit einer Trag- und Schwingungs-i5 dämpfungsanordnung für den Rotor und die Kraftübertragungseinheit, welche Anordnung mehrere Halterungen aufweist, die jeweils eine in ausgewählter Weise ausgerichtete Achse aufweisen, mit dem Rumpf verbunden sind und die Kraftübertragungseinheit an diesem abstützen und jeweils ab-2o wechselnde Schichten aus Elastomer- und Metallaminaten enthalten, die unter Druckbeanspruchung zwischen dem Rumpf und der Kraftübertragungseinheit übereinander gestapelt und konzentrisch um die Halterungsachse angeordnet sind, wobei jede Halterung eine Wirkungslinie festlegt, die mit 25 ihrer Achse zusammenfallt, so dass die Roll- und Nickscherungslinien ftir jedes Elastomerlaminat normal zu der Wirkungslinie sind, und wobei sich die Wirkungslinien der Halterungen untereinander so schneiden, dass eine Halterungssystemrollachse gebildet wird, die sich in vertikalem Abstand 3o von den Halterungen auf einer Seite derselben befindet und sich in Längsrichtung des Rumpfes erstreckt, und eine Halte-rungssystemnickachse gebildet wird, die sich in vertikalem Abstand von den Halterungen in Querrichtung des Rumpfes erstreckt.

35 Ein Hubschrauber mit diesen Merkmalen ist bekannt aus der britischen Patentschrift 1 380 710. Die aus dieser britischen Patentschrift bekannte Trag- und Schwingungsdämpfungsan-ordnung für den Rotor und die Kraftübertragungseinheit des Hubschraubers benötigt ausser den aus Elastomer- und Metall-4o laminaten zusammengesetzten Halterungen noch weitere Bauteile, um die erwünschte Giersteifigkeit der Aufhängung zu erzielen, d.h. zur Fesselung oder zum Festhalten der Kraftübertragungseinheit und des Rotors gegen Bewegungen um die Gier- oder Hochachse infolge des Antriebsreaktionsmomen-45 tes. Die aus der britischen Patentschrift erwähnte Halterung oder Aufhängung benutzt einen starren Lenker zur Übertragung des Reaktionsmomentes von der Kraftübertragungseinheit auf den Flugzeugrumpf. Dieser Lenker stellt eine akustische Verbindung her zwischen der Kraftübertragungseinheit so und dem Flugzeugrumpf, und somit werden Schallschwingungen des Rotors und der Kraftübertragungseinheit auf den Hubschrauberrumpf übertragen. Auch aus den US-Patentschriften 3 858 831 und 4 014 484 ist es bekannt zur Abstüt-zung des Rotors und der Kraftübertragungseinheit eines Hub-55 schraubers Halterungen zu verwenden, die aus abwechselnd angeordneten Lamellen aus Elastomer und Metall bestehen. Auch bei diesen beiden US-Patentschriften genügen diese Halterungen allein jedoch nicht zur Abstützung des Rotors und der Kraftübertragungseinheit. Es sind nämlich dabei zu-60 sätzliche Lenker zur A bstützung oder Aufhängung vorgesehen, welche wiederum eine akustische Verbindung zwischen der abzustützenden Einheit und dem Rumpf herstellen.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin in einem Hubschrauber mit einer Trag- und Schwingungsdämpfungsanord-65 nung für den Rotor und die Kraftübertragungseinheit diese Trag- und SchwingungsdämpfungsanOrdnung derart auszubilden, dass ausser den aus Metall- und Elastomerlaminaten bestehenden Halterungen keine weiteren Verbindungenzwischen

dem Rotor und der Kraftübertragungseinheit erforderlich sind.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Halterungen so ausgerichtet sind, dass die durch die sich schneidenden Wirkungslinien gebildete Halterungssystem-nickachse sich auf der der Halterungssystemrollachse gegenüberliegenden Seite der Halterungen befindet.

Bei der obenerwähnten britischen Patentschrift 1 380 707 liegen die Halterungssystemnickachse sowie auch die Halterungssystemrollachse beide auf einer und derselben Seite der Halterungen und deshalb ist ein zusätzlicher Lenker zur Fesselung oder Zurückhaltung der Kraftübertragungseinheit und des Rotors um die Gierachse erforderlich. Die Anmelderin hat festgestellt, dass dieser Lenker nicht erforderlich ist, falls die Halterungen entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgerichtet sind. Dadurch wird die seit langem erwünschte akustische Isolation zwischen der Kraftübertragungseinheit und dem Rumpf erreicht. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass es aus der US-Patentschrift 3 858 831 auch schon bekannt ist, das Aufhängesystem fur eine K raftübertragungseinheit und einen Rotor in einem H ubschrauber derart auszubilden, dass die Systemrollachse und die Systemnickachse beidseitig der Halterungen zu liegen kommen, jedoch sind auch bei der aus dieser Patentschrift bekannten Halterung oder Aufhängung zusätzliche Verbindungen erforderlich, um die erwünschte Fesselung oder Zurückhaltung der Kraftübertragungseinheit und des Rotors um die Gierachse zu erreichen, wodurch wiederum die unerwünschte akustische Verbindung zwischen der Kraftübertragungseinheit und dem Rumpf hergestellt wird.

Die Halterungselastomerlaminate können eine ausgewählte Scherungs- und Drucksteifigkeit haben, um Kraftübertragungseigenfrequenzen festzulegen, die ausreichend unterhalb der Rotorblattdurchgangsfrequenz liegen, so dass der Rumpf gegenüber Kräften, welche mit Blattdurchgangsfrequenz auftreten isoliert ist, und um die Grösse der Drehmomentsteifig-keit festzulegen.

Vorzugsweise können die Halterungen so ausgerichtet werden, dass sich die Rollachse oberhalb der Halterungen befindet und dass sich die Nickachse unterhalb der Halterungen befindet.

Es können vier Halterungen vorgesehen sein, von denen zwei vor der Rotordrehachse und auf entgegengesetzten Querseiten derselben angeordnet sein können, während die anderen beiden hinter der Rotordrehachse und auf entgegengesetzten Querseiten derselben angeordnet sein können. Dabei können die Halterungen vorzugsweise so ausgerichtet sein, dass die Wirkungslinien der hinteren Halterungen und der vorderen Halterungen sich auf der Rollachse schneiden während sich die Wirkungslinien der beiden Halterungen auf einer Querseite der Kraftübertragungseinheit und der beiden Halterungen auf der anderen Querseite der Kraftübertragungseinheit auf der N ickachse schneiden.

Mehrere Ausführungsbeispiele werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Trag-und Schwingungsdämpfungsanordnung, die die Kraftübertragungseinheit und den Rotor eines Hubschraubers an dem Rumpf eines Hubschraubers abstützt,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen solchen Hubschrauber, die ein Muster der Halterungspositionierung der Aufhängeanordnung veranschaulicht,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Hubschrauber, die ein zweites mögliches Muster der Halterungspositionierung der Aufhängeanordnung zeigt,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine der Halterungen, die in der Aufhängeanordnung benutzt werden,

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Fig. 5 eine Darstellung der Kraftübertragungseinheit- und Rotoraufhängeanordnung im Rollbetriebszustand,

Fig. 6 eine Darstellung der Kraftübertragungseinheit- und Rotoraufhängeanordnung im Nickbetriebszustand, 5 Fig. 7 eine Darstellung eines einzelnen Elastomerlaminats von einer der Halterungen, das so orientiert ist, dass es bei Bedarf unterschiedliche Nick- und Rollscherungssteifigkeit erzeugt,

Fig. 8 ein Diagramm, in welchem die Fehlausrichtung der io Rotorantriebswelle über der N ickhochstation aufgetragen ist,

Fig. 9 ein Diagramm, in welchem die Aufhängesystem-giersteifigkeit über der Aufhängesystemrollhochstation für die ausgewählte Systemnickhochstation aufgetragen ist,

Fig. 10 ein Diagramm, in welchem die Aufhängungsfeder-i5 konstante Ks<.her RolI über der Systemrollhochstation für eine ausgewählte Systemrolleigenfrequenz Wn (RoU) aufgetragen ist, und

Fig. 11 ein Diagramm, in welchem die Federkonstante Kscher.Nick über der Nickhochstation für eine ausgewählte Sy-20 stemnickeigenfrequenz WI1(NiI.k) aufgetragen ist.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Hubschraubers 10, der einen Rumpf 12, eine Hauptrotorkraftübertragungseinheit 14 und einen Haupthubrotor 16 aufweist. In herkömmlicher Weise trägt die Kraftübertragungseinheit oder das Getriebe 14 den 25 Hubschrauberrotor 16 und versetzt ihn um eine Drehachse 18 in Drehung, so dass der Rotor 16, der jede ausgewählte Anzahl von Blättern haben kann, zum Heben und Vorwärtstreiben des Hubschraubers 10 dient, wobei ein oder mehrere Rotor-kopfschwingungsdämpfer 19, vorzugsweise der aus der US-Pa-3o tentschrift3 181 815 bekannten Bifilarbauart, Rotorschwingungen in der Rotorebene dämpfen. Ein herkömmliches Triebwerk, das nicht dargestellt ist, treibt die Kraftübertragungseinheit 14 an, so dass diese den Rotor antreibt. Die Kraftübertragungseinheit 14 und damit der Rotor 16 sind an 35 dem Rumpf 12 durch mehrere Halterungen abgestützt ( von denen die beiden Halterungen 20 und 22 gezeigt sind), die die einzige Abstützung für die Kraftübertragungseinheit 14 und den Rotor 16 an dem Hubschrauberrumpf 12 bilden. In Fig. 1 sind zwar nur zwei dieser Halterungen gezeigt, es ist jedoch 40 klar, dass, wie es am besten in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, die Halterungen umfangsmässig um die Kraftübertragungseinheit 14 herum angeordnet sind und, wie in F ig. 2 gezeigt, ein Rechteck bilden können, das vier gleiche Halterungen 20, 22, 24 und 26 an seinen Ecken aufweist, während sich die Rotor-45 achse 18 im Mittelpunkt befindet, ober aber, wie es am besten in Fig. 3 gezeigt ist, können diese Halterungen, die nun mit 20', 22', 24' und 26' bezeichnet sind, an den Ecken eines Trapezes angeordnet sein, in dessen Mittelpunkt sich die Rotorachse 18 befindet. Die Halterungen 20 bis 26 bilden eine Trag-50 und Schwingungsdämpfungsanordnung 27 für den Hauptrotor und die Kraftübertragungseinheit. Selbstverständlich ist die Ausbildung der Anordnung nicht auf die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Konstruktionen beschränkt, sondern ist auch bei Kraftübertragungseinheiten anwendbar, deren Basis irgendein 55 geometrisches Muster bildet, das nicht auf vier Halterungen beschränkt ist, und bei denen ausserdem sich die Rotorwellen 18 nicht im Mittelpunkt befinden. Der Vorteil der rechteckigen Konstruktion von Fig. 2 ist eine gleichmässige Verteilung der Scherungs- und Druckbelastung auf die Halterungen. Die 60 Konstruktion der Halterung ist am besten in Fig. 4 gezeigt, in welcher die Halterung 20 dargestellt ist. In der Halterung 20 ist ein Stapel von abwechselnden Laminaten oder Schichten aus einem Elastomer und Metall zwischen der Kraftübertragungseinheit 14 und dem Rumpf 12 angeordnet. Insbesondere ist es ein solcher Stapel aus abwechselnden Elastomer- und Metalllaminaten zwischen einem Kraftübertragungsflansch 28 und einer Platte 30 angeordnet, die an dem Rumpf 12 abgestützt ist. Ein zweiter Stapel von abwechselnden Elastomer- und Me-

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tallaminaten ist zwischen der Platte 30 und dem Kopf eines Bolzens 34 angeordnet, der durch eine Bohrung 36 in den Laminaten und der Platte 30 hindurchgeht und in eine Mutter 38 eingeschraubt ist, so dass die Laminatstapel ausreichend vorbelastet werden können, um während allen ihren Betriebszu-ständen unter Druckbelastung zu bleiben, wodurch ihre Zugbelastung vermieden wird. Selbstverständlich können andere Methoden der Vorbelastung und des Zusammenbaus angewandt werden. Es ist wichtig, dass die abwechselnden Stapel von Laminaten 40, 54, 42, 44, 60,48 und Metallbeilagen 52, 56, 58. 62 den Belastungsweg von der K raftübertragungseinheit zu der Zelle schaffen und dadurch einen Metall-zu-Metall-Kon-takt zwischen den beiden vermeiden, so dass die Übertragung von hochfrequenten Schwingungen über die Halterung 20 von der Kraftübertragungseinheit 14 auf den Rumpf 12 verhindert und dadurch des Innengeräusch in dem Flugzeug reduziert wird. In Anbetracht der Konstruktion der Halterung 20 wird die Achse 50 zu der Wirkungslinie der Halterung 20, wie es im folgenden noch näher beschrieben ist.

Bezüglich F ig. 1 ist es wichtig zu beachten, dass die Halterungen 20, 22, 24 und 26, von denen in Fig. 1 nur die Halterungen 20 und 22 sichtbar sind, derart angeordnet sind, dass die Wirkungslinie 50 der Halterung 20 und die Wirkungslinie 64 der Halterung 24 sich in einem Punkt 65 schneiden, während sich die Wirkungslinie 66 der Halterung 22 und die Wirkungslinie 68 der Halterung 26 in einem Punkt 70 schneiden, wodurch die Systemrollachse 72 festgelegt wird, die sich in Längsrichtung des Hubschraubers 10 erstreckt und oberhalb der K raftübertragungseinheit 14 oder wenigstens oberhalb von deren Basis und oberhalb der Halterungen 20 bis 26 angeordnet ist. Fig. 1 zeigt weiter, dass die Wirkungslinien 50 und 66 der Halterungen 20 und 22, die auf der linken oder Backbordseite der Kraftübertragungseinheit 14 angeordnet sind, sich in einem Punkt 74 schneiden, während sich die Wirkungslinien 64 und 68 der Halterungen 24 und 26, die auf der rechten oder Steuerbordseite der K raftübertragungseinheit 14 angeordnet sind, sich in einem zweiten Punkt schneiden, der in Fig. 1 nicht sichtbar ist, der aber in Zusammenwirkung mit dem Schnittpunkt 74 die Systemnickachse 76 festlegt, die sich quer zu dem Hubschrauber 10 erstreckt und vertikal versetzt gegen die Rollachse 72 an einer Stelle unterhalb der Basis der Kraftübertragungseinheit 14 und unterhalb der Halterungen 20 bis 26 angeordnet ist. Durch dieses Anordnen der Halterungen 20. 22, 24 und 26 werden die Rollachse 72 und die Nickachse 74 des Systems so festgelegt und diese vier Halterungen, wenn sie so positioniert sind, bewirken die Giersteifigkeit für das Aufhängesystem 27, ohne dass ein zusätzlicher Giersteifig-keitsmechanismus erforderlich ist. Selbstverständlich könnte bei Bedarf die Nickachse 76 oberhalb der K raftübertragungseinheit 14 und die Rollachse 72 unterhalb der Kraftübertragungseinheit liegen.

Dieses Anordnungsprinzip wird anhand der Fig. 5 und 6 noch anschaulicher. In Fig. 5, die eine Ansicht der Kraftübertragungseinheit 14 zeigt, welche im Rollbetriebszustand von ihrer H interseite her dargestellt ist, ist zu erkennen, dass die Wirkungslinien 50 und 64 der Halterungen 20 bzw. 24 sich auf der Rollachse 72 schneiden, um die Systemrollbewegungen auftreten werden, wodurch eine Rollscherungslinie 78 normal zu der Wirkungslinie 50 der Halterung 22 festgelegt wird. Wegen des hohen Verhältnisses von Drucksteifigkeit zu Sche-rungssteifigkeit der Halterungen müssen sich die Elastomer-und Metallaminate der Halterung 20, die in Fig. 4 gezeigt ist, im wesentlichen parallel zu der Rollscherungslinie 78 verformen.

In Fig. 6, die die Kraftübertragungseinheit 14 im Nickbe-triebszustand zeigt, ist zu erkennen, dass sich die Wirkungslinien 50 und 66 der Halterungen 20 bzw. 22 in der Nickachse 76 schneiden, so dass jede Nickbewegung des Aufhängesystems 27 um die Achse 76 erfolgen muss, wodurch eine Nick-scherungslinie 80 für die Halterung 20 festgelegt wird, die zu der Wirkungslinie 50 normal ist, und sich alle Elastomer- und Metallaminate der Halterung 20 im wesentlichen parallel zu der Nickscherungslinie 80 verformen müssen. Es sei angemerkt, dass sowohl im Nickbetriebszustand als auch im Rollbetriebszustand und in allen Kombinationen derselben die Halterungen 20 bis 26 als feste Anschläge für eine Kraftübertragungseinheit- zu-Rumpf-Bewegung dienen, weil die Seitenbewegung der Laminate den Bolzen 34 veranlasst, sich seitlich zu verschieben, bis er an der Platte 30 anstösst und mit dieser einen formschlüssigen Anschlag bildet.

Es ist demgemäss zu erkennen, dass die Ebene, in der die Elastomer- und Metallaminate der Halterung 20 anzuordnen sind, sowohl zu der Rollscherungslinie 78 als auch zu der Nickscherungslinie 80 parallel sein muss, um dadurch die Orientierung der Laminate richtig festzulegen. Die Laminate der anderen Halterungen 22.24,26 sind in gleicher Weise in bezug auf die Rollscherungslinien und die Nickscherungsli-nien ausgerichtet, die in ihnen durch den Roll- und Nickbetriebszustand der Kraftübertragungseinheit 14 um die Roll-und Nickachsen 72 bzw. 76 festgelegt werden.

Die Scherungssteifigkeit der elastischen Halterung muss gegebenenfalls grösser sein als die andere Scherungssteifigkeit, um den Systemeigenfrequenzen zu genügen. Die Rollscherungslinie 78 und die Nickscherungslinie 80 sind beinahe orthogonal und gestatten daher die Verwendung einer Halterung mit zwei unterschiedlichen Scherungssteifig-keiten in zwei orthogonalen Richtungen und deren richtiges Ausrichten um die Linien 50, 64, 66, 68 bei der Installation, so dass eine der beiden Scherungssteifigkeiten sich beinahe mit der Nickscherungslinie 80 deckt und die andere der beiden Scherungssteifigkeiten mit der Rollscherungslinie 78. Das ist am besten in Fig. 7 zu erkennen, die ein elastomeres Laminat 40 von irgendeiner der Halterungen 20, 22, 24, 26 zeigt, das in ausgewählter Weise so ausgerichtet ist, dass die Rollscherungslinie 78 so durch es hindurchgeht, dass eine reine Scherungs-belastung darauf ausgeübt wird, und dass die Nickscherungslinie 80 durch es hindurchgeht, dass eine Kombination von Scherungs- und Druckbelastung darauf ausgeübt wird, wodurch bewirkt wird, dass das Laminat 40 und seine zugeordnete Halterung im Nick betrieb steifer sind als im Rollbetrieb.

Die Eigenfrequenz der Kraftübertragungseinheit 14 wird durch die Positionen der Roll- und Nickachsen 72 und 76 und durch die Nick- und Rollsteifigkeit der Halterungen 20 bis 26 festgelegt. Die Drehmomentsteifigkeit des Aufhängesystems 27 wird durch die Position der Nick- und Rollachsen 72 und 76 und durch die Drucksteifigkeit der Halterungen 20 bis 26 festgelegt.

Es ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, dass die Roll-und Nickachsen des Aufhängesystems und die Steifigkeit der Halterungen so gewählt sind, dass die Eigenfrequenz der Kraftübertragungseinheit 14 deutlich unterhalb der Blattdurchgangsfrequenz (Rotordrehzahl mal Blattzahl, d.h. 4/U bei einem vierblättrigen Rotor) liegt, so dass der Rumpfs gegenüber Blattdurchgangsfrequenzkräften und -momenten in der Rotorebene, die der Rotor auf die Kraftübertragungseinheit ausübt, schwingungsgedämpft ist. Weiter legt die Härte des Elastomers, das für die Herstellung der Laminate benutzt wird, die Scherungssteifigkeit der Halterungen fest, und die Härte des Elastomers plus der Laminatkonstruktion, nämlich Dicke der Elastomere und Dicke der Metallbeilagen, bestimmt die Drucksteifigkeit der Halterung.

Die Art, in welcher die Nick- und Rollachsen und die Steifigkeit des Aufhängesystems 27 festgelegt werden, wird nun beschrieben. Es ist zu beachten, dass viele Kompromisse in dem Prozess der Erzeugung der erwünschtesten Ergebnisse für das betreffende Aufhängesystem gemacht werden müssen. Es

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wird begonnen, indem die Eigenfrequenz des Aufhängesystems 27 so gewählt wird, dass sich die gewünschte Isolierung des Rumpfes gegenüber der Rotoranregung ergibt. Es sei angenommen, dass eine Aufhängesystemeigenfrequenz Wn als ein Vielfaches der Hauptrotordrehgeschwindigkeit gewählt worden ist.

Für Roll- und/oder Nickbetrachtungen gilt die Formel:

(1)

wobei Wu gleich der Systemeigenfrequenz im Roll- oderNick-betriebszustand ist, welcher auch immer betrachtet wird, und wobei K0 gleich der Drehfederkonstanten um die Nick- oder Rollachse ist. Die Gleichung (1) kann folgendermassen umgeschrieben werden:

1

w n

« Scher L

I + MD o

(2)

wobei L der Abstand von dem Halterungselastomer zu der Nick- oder Rollachse ist, wobei N die Anzahl von Halterungen ist, wobei M die Masse der Kraftübertragungseinheit und des Rotors ist, wobei D Abstand zwischen der Nick- oder Rollachse und dem Schwerpunkt der Kraftübertragungseinheit ist und wobei I„ das Massenträgheitsmoment der Kraftübertragungseinheit um ihren Schwerpunkt ist. In der Gleichung (2) sind W„, I„ und M Konstanten und L und D werden sich ändern, wenn sich die Nick- oder Rollachse ändert.

Durch Auflösung der Gleichung (2) fürKS(.h(1I. ergibt sich die Gleichung:

w

K

T1

(I + M (D.) )

° (3)

Scher

NL

Die Gleichung (3) kann sofürKg(.h und K

Scher, Nick gebildet werden.

Die Ausdrücke «Nickhochstation» und «Rollhochstation» werden im folgenden in Verbindung mit dieser Erklärung benutzt und es sollte daran gedacht werden, dass die Rollhochstation derjenige Ort ist, wo die Rollachse des Aufhängesystems durch die Rotorwelle hindurchgeht, während die Nickhochstation derjenige Ort ist, wo die Nickachse des Aufhängesystems durch die verlängerte Rotorwelle hindurchgeht. Unter Beachtung der Gleichung (3) ist zu erkennen, dass für jede gegebene Hochstation L und D so festgelegt werden, dass KSeher für die Benutzung der Gleichung (3) gelöst werden kann.

Fig. 8 zeigt das erste von vier Diagrammen, die als Hilfsmittel bei der Auswahl der Roll- und Nickachsen und der Steifigkeit des Aufhängesystems benutzt werden.

In Fig. 8 sind auf den Koordinatenachsen die Fehlausrichtung bzw. die Nickhochstation aufgetragen. Unter Benutzung von Fig. 8 ist eine bestimmte Nickhochstation ausgewählt worden, die der verlangten Fehlausrichtung angepasst ist. Die als nächstes zu wählenden Faktoren sind die Giersteifigkeit und die Rollhochstation. Es ist zwar erwünscht, dass das Auf-5 hängesystem eine maximale G iersteifigkeit oder -freiheits-gradbeschränkung hat, es müssen jedoch Kompromisse in der Auswahl der Giersteifigkeit und der Rollhochstation aufgrund von praktischen Überlegungen gemacht werden, wie etwa der Grösse der Halterungen, des Spalts zwischen der Halterung io und der Kraftübertragungseinheit und der Zelle, der Art, in welcher die Halterungen an der Kraftübertragungseinheit befestigt sind, der Belastungen der Zelle und der Kraftübertragungseinheit und der vertikalen Biegsamkeit des Systems. Bei der Erstellung des Diagramms von Fig. 9 wird die ausgewählte i5 Nickhochstation benutzt und es erfolgt eine Auflösung nach der G iersteifigkeit, die hauptsächlich eine Funktion der Drucksteifigkeit der Halterung für verschiedene angenommene Rollhochstationen ist, so dass es möglich ist, die bevorzugte Kurve aufzuzeichnen, die in Fig. 9 gezeigt ist. Es ist zu erken-2o nen, dass die gewünschte Giersteifigkeit mit einer gegebenen Nickhochstation bei zwei verschiedenen Rollhochstationen erhalten wird. Die ausgewählte Rollhochstation ist diejenige, die sich mit den obenerwähnten praktischen Überlegungen vereinbaren lässt. Es wird die Rollhochstation aus Fig. 9 ausge-25 wählt und mit ihr auf Fig. 10 übergegangen, die ein Diagramm von Ks,.lllM. U()U über der Rollhochstation für die gewünschte Eigenfrequenz W„ zeigt, und es wird die erforderliche Roll-steifigkeit ermittelt. Dann geht es weiter in Fig. 11, die ein Diagramm von K^.,,,,,. N]l k über der Nickhochstation für die 30 ausgewählte Eigenfrequenz Wn (Nick) zeigt, und es wird die ausgewählte Nickhochstation aufgezeichnet, wie es dargestellt ist, und die verlangte Nickscherung bestimmt.

Anhand dieses Wertes werden dann die Rollhochstation und die Nickhochstation ausgewählt, die insgesamt am besten 35 für das Aufhängesystem 27 geeignet sind, wodurch die Nickachse 76 und die Rollachse 72 festgelegt werden, indem diese Daten untersucht und die bevorzugte Nickhochstation und die bevorzugte Rollhochstation ausgewählt werden, um die gewünschte Giersteifigkeit und die optimalen Werte fürKS(her -40 I{„,| und KS(.hl.,.t NiI.k für die besonderen Aufhängesystemüberle-gungen und unter Beachtung der oben angegebenen Kompromisse zu erzeugen.

Ein weiteres Merkmal des Aufhängesystems ist darin zu sehen, dass es gestattet, eine A ufhängesystemnickachse so zu 45 wählen, dass ein niedriges Zellenansprechvermögen und ein maximales Rotorkopflängsansprechvermögen auf Rotorschwingungskräfte erzeugt werden. Das wird erreicht, indem die Nickachse so tief wie möglich unter dem Rotorkopf gehalten wird und daher das geringe restliche Nickansprechvermö-50 gen des Rumpfes in ein grosses Ansprechvermögen des Rotorkopfes in der Rotorebene verstärkt wird, das für einen wirksamen Betrieb von in der Rotorebene gelegenen Stossdämp-fern erforderlich ist. Mit der deutlich unterhalb der Übertragungseinheit und des Rotors angeordneten Nickachse werden 55 Rotorbewegungen um diese im wesentlichen in der Rotorebene liegen, wodurch die Wirksamkeit der in der Rotorebene gelegenen Rotorschwingungsdämpfer erhöht wird. Diese wirksame Schwingungsdämpfung in der Rotorebene reduziert die Amplitude der Schwingung, die von dem Rotor über die Hal-6o terungen 20 bis 26 auf den Rumpf übertragen wird.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (10)

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1. Hubschrauber mit einem Rumpf (12), mit einem Haupthubrotor ( 16), mit einer den Haupthubrotor tragenden und denselben antreibenden Kraftübertragungseinheit (14), und mit einer Trag- und Schwingungsdämpfungsanordnung(27) fur den Rotor und die Kraftübertragungseinheit, welche Anordnung (27) mehrere Halterungen (20, 22, 24, 26) aufweist, die jeweils eine in ausgewählter Weise ausgerichtete Achse (50, 64, 66, 68) aufweisen, mit dem Rumpf verbunden sind und die Kraftübertragungseinheit an diesem abstützen und jeweils abwechselnde Schichten (40, 42, 44,48, 52, 54, 56, 58, 60, 62) aus Elastomer- und Metallaminaten enthalten, die unter Druckbeanspruchung zwischen dem Rumpf und der Kraftübertragungseinheit übereinander gestapelt und konzentrisch um die Halterungsachse angeordnet sind, wobei jede Halterung eine Wirkungslinie festlegt, die mit ihrer Achse zusammenfallt, so dass die Roll- und Nickscherungslinien (78, 80) für jedes Elastomerlaminat normal zu der Wirkungslinie sind, und wobei sich die Wirkungslinien der Halterungen untereinander so schneiden, dass eine Halterungssystemrollachse (72) gebildet wird, die sich in vertikalem Abstand von den Halterungen auf einer Seite derselben befindet und sich in Längsrichtung des Rumpfes erstreckt, und eine Halterungssystem-nickachse (76) gebildet wird, die sich in vertikalem Abstand von den Halterungen in Querrichtung des Rumpfes erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (20, 22, 24, 26) so ausgerichtet sind, dass die durch die sich schneidenden Wirkungslinien (50, 64, 66, 68) gebildete Halterungssystemnick-achse (76) sich auf der der Halterungssystemrollachse (72) gegenüberliegenden Seite der Halterungen befindet.

2. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselastomerlaminate (40, 54, 42, 44, 60, 48) eine ausgewählte Scherungs- und Drucksteifigkeit haben, um Kraftübertragungseigenfrequenzen festzulegen, die ausreichend unterhalb der Rotorblattdurchgangsfrequenz liegen, so dass der Rumpf ( 12) gegenüber Kräften, welche mit Blattdurchgangsfrequenz auftreten isoliert ist, und um die Grösse der Drehmomentsteifigkeit festzulegen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. H ubschrauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rollachse (72) oberhalb der Halterungen (20,22,24,26) befindet und dass sich die Nickachse (76) unterhalb der Halterungen befindet.

4. H ubschrauber nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch wenigstens einen in der Rotorebene angeordneten Schwingungsdämpfer ( 19).

5. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (20, 22, 24, 26) ausreichend vorbelastet sind, um sie während allen Betriebszuständen unter Druckbelastung zu halten.

6. Hubschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vier Halterungen (20,22, 24,26) vorhanden sind, von denen zwei (20, 24) vor der Rotordrehachse ( 18) und auf entgegengesetzten Querseiten derselben angeordnet sind, während die anderen beiden (22,26) hinter der Rotordrehachse und auf entgegengesetzten Querseiten derselben angeordnet sind.

7. H ubschrauber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (20, 22,24,26) so ausgerichtet sind, dass die Wirkungslinien (66, 68) der hinteren Halterungen (22, 26) sich auf der Rollachse (72) schneiden, dass sich die Wirkungslinien (50, 64) der vorderen Halterungen (20,24) auch auf der Rollachse (72) schneiden und dass sich die Wirkungslinien (50, 66) der beiden Halterungen (20,22) auf einer Querseite der Kraftübertragungseinheit ( 14) auf der Nickachse (76) schneiden, und dass sich die Wirkungslinien (64, 68) der beiden Halterungen (24,26) auf der entgegengesetzten Querseite der Kraftübertragungseinheit auf der Nickachse (76) schneiden.

8. Hubschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine feste Anschlagvorrichtung, die den Halterungen betriebsmässig zugeordnet ist.

9. Hubschrauber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da-5 durch gekennzeichnet, dass sich die Rollachse unterhalb der

Kraftübertragungseinheit befindet und dass sich die Nickachse oberhalb der Kraftübertragungseinheit befindet.

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