DE2621982C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hubschrauber-Rotorblätter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der Hubschrauber-Aerodynamik sind "Kompressibilitätserscheinungen" immer dann zu berücksichtigen, wenn sich die Anströmgeschwindigkeit der Rotorblätter der Schallgeschwindigkeit nähert. Während der Drehung der Rotorblätter eines Hubschraubers tritt diese Erscheinung zuerst in der Blattspitze des vorlaufenden Blattes aufgrund der Summe der Winkelgeschwindigkeit des Blattes und der Vorwärtsgeschwindigkeit des Hubschraubers auf, was zu hohen Geräuschpegeln, zu einer Beeinträchtigung der Vorwärtsgeschwindigkeit aufgrund erhöhten Luftwiderstandes und einer Zunahme der Vibrations- und Steuerbelastungen führt.

Die Blattwirbelbeeinflussung ist eine weitere unerwünschte Erscheinung, die die Leistung der Hubschrauber-Rotorblätter beeinflußt. Wenn die von der Blattspitze eines vorausgehenden Blattes sich ablösenden Wirbel in Kontakt mit einem nachfolgenden Blatt kommen. Dies ergibt eine sogenannte "Stoßbelastung", die Blattschwingungen, Geräusch und Blattermüdung verursacht.

Eine Beeinträchtigung der Geschwindigkeit zusammen mit anderen unerwünschten Beschränkungen ergibt sich aus einem Abreißen der Strömung am rücklaufenden Blatt, wenn die Relativgeschwindigkeiten niedrig sind, und zwar dadurch bedingt, daß der Angriffswinkel des Blattes zur Aufrechterhaltung der Rotortrimmung vergrößert werden muß.

Es ist bekannt, daß eine gepfeilt nach hinten gerichtete Blattspitze eines Hubschrauber-Rotorblattes die nachteiligen Kompressibilitätseinflüsse eines vorlaufenden Blattes vermindert. Beim Betrieb eines Hubschrauberrotors werden jedoch große Blattorsionsbewegungen und -belastungen auf das rücklaufende Blatt ausgeübt, wenn das Abreißen der Strömung an einem erheblichen Teil über die Spannweite des Blattes auftritt. Diese Belastungen können eine Beschränkung des zulässigen Flugleistungsbereiches ergeben, wenn sie die konstruktionsbedingte Ermüdungsfestigkeit des Blattes oder des Steuersystems übersteigen, obgleich die auftriebserzeugenden Anteile des Rotors am vorderen und hinteren Teil der Rotorscheibenquadranten in der Lage sind, einen größeren Auftrieb zu erzeugen. Der wichtigste Bereich des rücklaufenden Blattes zur Erzeugung solcher hohen Belastungen ist die Blattspitze (d. h. etwa die äußeren 20% des Blattes).

Bisher haben sich Versuche, die Leistung eines Hubschrauberrotors zu verbessern, die durch das Abreißen der Strömung am rücklaufenden Blatt begrenzt ist, mit der Aufrechterhaltung einer anliegenden Strömung am Spitzenteil des Blattes entweder durch verbesserten Abschnittsauftrieb oder durch Verdrehen oder durch eine Kombination beider befaßt. Die Forderung nach einem verdünnten Abschnitt des vorlaufenden Blattes steht jedoch diesen Verbesserungen, die für das rücklaufende Blatt erforderlich sind, entgegen, und eine erhöhte Verwindung nach unten zur Verringerung der Blatteinstellung am rücklaufenden Blatt ergibt hohe Biegebelastungen auf das vorlaufende Blatt.

Ein gattungsgemäßes Hubschrauber-Rotorblatt ist aus der DE-OS 19 23 215 bzw. der DE-OS 22 38 250 bekannt, die sich mit der Verbesserung der Eigenschaften eines vorlaufenden Blattes befassen, indem eine pfeilförmige Blattspitze zur Erzielung einer Verzögerung der Kompressibilitätseinflüsse vorgesehen wird; hierbei werden die unerwünschten Einflüsse zu höheren Anströmgeschwindigkeiten verschoben. Die Formen der Blattspitzen beziehen sich bei diesen bekannten Anordnungen auf die Aufrechterhaltung der Eigenschaften der anliegenden Strömung über den Spitzenbereich, um eine Verzögerung des Abreißens der Strömung am rücklaufenden Blatt zu erzielen, die auftritt, wenn die Relativgeschwindigkeiten niedrig sind, und wenn der Angriffswinkel vergrößert werden muß, um die Rotortrimmung aufrechtzuerhalten.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Hubschrauber- Rotorblatt zu schaffen, das die Betriebseigenschaften sowohl eines vorlaufenden als auch eines rücklaufenden Rotorblattes verbessert und das Einsetzen des Abreißens der Strömung an der Spitze eines rücklaufenden Rotorblattes bei größeren Angriffswinkeln unterdrückt, wobei gleichzeitig den Forderungen eines vorlaufenden Rotorblattes entsprochen und die Betriebseigenschaften eines vorlaufenden Blattes verbessert werden sollen.

Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im Gegensatz zu den bekannten Vorschlägen wird im Falle vorliegender Erfindung nicht davon ausgegangen, die Eigenschaften anliegender Strömung aufrechtzuerhalten; vielmehr wird eine Strömung verwendet, die von einem stabilen Wirbel beherrscht ist, d. h., daß der Luftstrom innerhalb des Wirbels an der führenden Kante regelmäßig und im wesentlichen stromlinienförmig bleibt, wenn der Angriffswinkel vergrößert wird.

Die maßgeblichen konstruktiven Merkmale des Hubschrauber- Rotorblattes, mit denen dies erreicht wird, sind der nach rückwärts gepfeilte Spitzenrand mit größerer Pfeilung als die gepfeilte führende Kante und der gekrümmte Übergangsteil. Im Betrieb werden diese Eigenschaften so kombiniert, daß sie die Betriebscharakteristik der Erfindung ergeben, indem die Spitzenkante einen starken Wirbel an der führenden Kante oberhalb eines kritischen Angriffswinkels erzeugt und bei weiterer Vergrößerung des Angriffswinkels die Stelle des Ursprungs des Wirbels sich fortschreitend nach vorwärts bewegt. Bei Erreichen des vorderen Endes der Blattspitzenkante stellt der gekrümmte Übergangsteil einen weichen und sanften Übergang zu dem gekrümmt verlaufenden Verbindungsteil dar, so daß der Wirbel sich weiterhin glatt um diesen Verbindungsteil bewegt, wodurch erreicht wird, daß Instabilitäten, die normalerweise beim Abreißen der Strömung erzeugt werden, bei der Konstruktion nach der Erfindung nicht auftreten.

Die gepfeilte ablaufende Kante erfüllt einen speziellen Zweck insofern, als in Verbindung mit der nach vorne gerichteten führenden Kante der Druckpunkt der Blattspitze auf oder angenähert auf der Viertel-Sehnenlinie gehalten werden kann, was in Verbindung mit einem von einem stabilen Wirbel beherrschten Fluß bedeutet, daß die niedrigen harmonischen Torsionsbelastungen ein Minimum werden, wenn gleichzeitig die Torsionsstabilität aufrechterhalten wird. Falls erforderlich, ermöglicht jedoch die Konfiguration nach der Erfindung auch eine Positionierung des Druckpunkts nach rückwärts im Vergleich zu der potentiellen Strömungsposition, mit dem Ergebnis, daß eine Vergrößerung der Torsionsdämpfung über den Wert hinaus erzeugt wird, der aufgrund der Anwendung der Pfeilungsdynamik mit anlegender Strömung zu erwarten wäre.

Die Verwendung einer durch einen Wirbel beherrschten Strömung über den Blattspitzenbereich erleichtert eine Begrenzung des Verhältnisses von Dicke zu Sehne, die eine charakteristische Eigenschaft der bekannten Anordnungen mit anliegender Strömung ist. Dadurch kann z. B. ein dünnerer Abschnitt ohne nachteiligen Einfluß auf die Leistung des rücklaufenden Blattes verwendet werden, während die charakteristischen Eigenschaften des vorlaufenden Blattes verbessert werden, indem eine stärkere Zunahme der Beschränkungen der Machzahl eines vorlaufenden Blattes als aufgrund einer Pfeilung allein erzielt wird.

Während eine örtliche Vergrößerung der Sehnendimension auftreten kann, ist die Grundrißfläche des Spitzenteiles eines Blattes bekannter Art im allgemeinen kleiner als der Innenbordteil, während im Falle vorliegender Erfindung die Verwendung einer durch Wirbel beherrschten Strömung ermöglicht, daß die Fläche entscheidend vergrößert wird, ohne daß dies von nachteiligem Einfluß auf das verbesserte Verhalten in bezug auf das Abreißen der Strömung wäre, wodurch ein vergrößerter Auftrieb aus dem Hauptauftriebsteil des Rotorblattes erzielt werden kann.

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

Fig. 1 in Aufsicht eine Blattspitze eines Hubschrauber-Rotorblattes nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 in Aufsicht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Teilansicht eines Teiles der Fig. 2 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Ein Hubschrauber-Rotorblat 10 besitzt einen mittleren Blattflügelteil 11, der einen tragflächenförmigen Querschnitt sowie eine Vorderkante 12, eine Hinterkante 13 und eine Sehnenlänge 14 hat. Das Blatt wird durch ein nach innen gerichtetes Blattwurzelende (nicht dargestellt), das mit einem Rotorkopf befestigt ist, und eine nach hinten, d. h. von der Vorderkante 12 weg gerichtete gepfeilte Blattspitze 15, die eine größere Sehnenlänge als die Sehnenlänge 14 des mittleren Blattflügelteiles 11 besitzt, vervollständigt.

Wenn das Rotorblatt 10 an einem Hubschrauber befestigt ist, hat es einen Arbeitsradius R, der von einer vertikalen Rotationsachse des Rotorkopfes aus zu dem äußersten Ende der Blattspitze 15 gemessen wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat die Blattspitze 15 einen effektiven Pfeilungswinkel von etwa 30°, wie durch eine Viertel-Sehnenlinie 16 dargestellt. Die nach hinten gepfeilte Blattspitze 15 hat eine Vorderkante, die sich von einer Verbindungsstelle mit der Vorderkante 12 des mittleren Blattflügelteiles 11 in einer geraden Kante 17 nach vorne erstreckt, welche längs einer Sehne bei etwa 87% des Radius R zum ersten Punkt P₁ verläuft; die Kante 17 verläuft senkrecht zur Vorderkante 12. Vom Punkt P₁ aus verläuft eine Vorderkante 18 des Tragflächenprofils nach hinten zu einem zweiten Punkt P₂, der längs einer Sehne bei etwa 95% des Radius R liegt. Vom Punkt P₂ geht die Vorderkante 18 über einen gekrümmt verlaufenden Verbindungsteil 19 in eine gepfeilte Blattspitzenkante 20 über, die in einem Winkel von 70° nach hinten gerichtet ist und in einem dritten Punkt P₃ endet. Der Punkt P₃ stellt das äußerste Ende des Blattes 10 (100% R) dar und ist an einer Stelle angeordnet, an der die Spitzenkante 20 von einer Hinterkante 21 geschnitten wird, die in einem Winkel von 30° von einer Verbindungsstelle mit der Hinterkante 13 des mittleren Blattflügelteiles 11 aus nach hinten verläuft, wobei diese Verbindungsstelle eine Position entsprechend etwa 87% des Blattradius R einnimmt.

Ein Abschnitt der nach hinten gerichteten Blattspitze 15 außerhalb einer Stelle bei etwa 95% R ist in der Dicke fortlaufend verringert und verjüngt sich linear gegen die scharfe Blattspitzenkante 20. Der Übergang von der tragflächenförmigen Vorderkante 18 zur scharfen Spitzenkante 20 erfolgt über die gesamte Länge des gekrümmten Verbindungsteiles 19.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

In dieser Fig. 2 ist die Aufrißgestalt der Blatttspitze 15 ähnlich der in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten, mit der Ausnahme, daß die nach hinten gerichtete Vorderkante 18 zwischen den Punkten P₁ und P₂ und eine nach innen und nach hinten gerichtete Hinterkante 21, die von der Stelle von 87% R ausgeht, als leicht gekrümmte Kurven anstatt als gerade Linien nach Fig. 1 ausgebildet sind. Zusätzlich wird die Hinterkante der Blattspitze 15 durch eine nach außen gerichtete Kante 22 vervollständigt, die in die nach innen gerichtete Kante 21 übergeht und sich nach außen zum dritten Punkt P₃ erstreckt.

Die Vorderkante 18 geht wiederum in die scharfe Blattspitzenkante 20 in einem gekrümmten Teil 19 über, und die Blattspitzenkante 20 ist in ähnlicher Weise nach hinten in einem Winkel von 70° gerichtet.

Die Krümmungslinien der Vorderkante 18 zwischen den Punkten P₁ und P₂ und der nach innen gerichteten Hinterkante 21 sind durch eine Gleichung für die örtliche Viertel-Sehnenlinie 16 folgender Form definiert:

x =  K = cos Λ Spitze ist, wobei Λ Spitze die Spitzenpfeilung ist, r = örtlicher Radius, R = Spitzenradius, y = örtliche Sehnenposition.

Die Gleichung wird zur Bestimmung der Position von y in bezug auf x auf einer Spitzenbezugsachse 23 verwendet, die um y₀ von einer Viertel-Sehnenlinie 24 des mittleren Blattflügelteiles 11 versetzt ist. Die gekrümmten Vorder- und Hinterkanten werden durch die Stellen der Punkte ¼ und ¾ vor und hinter der Spitzen-Viertel-Sehnenlinie 16 in Richtungen der senkrecht zu der Spitzen-Viertel-Sehnenlinie 16 gebildet.

y₀ und damit auch Punkt P₁ kann so gewählt werden, daß ein Blatthauptbauteil (nicht dargestellt) sich bis zum Radius von Punkt P₂ nach außen erstrecken kann, oder aber so, daß die Steuerbelastungen, die durch den Auftrieb der Blattspitze 15 eingeführt werden, modifiziert werden.

Fig. 3 ist eine Teilansicht eines Teiles der Vorderkante des Rotorblattes 10 im Bereich der Stelle 87% R, und zeigt eine Modifikation, bei der die nach vorne verlaufende Kante 17 so geformt ist, daß sie in die Vorderkante 12 des mittleren Blattflügelteiles 11 und die Vorderkante 18 der Blattspitze 15 übergeht.

In Fig. 1 haben die gepfeilten Vorder- und Hinterkanten 18 und 21 etwa konstante Pfeilungswinkel entsprechend dem mittleren Pfeilungswinkel der Blattspitze, der durch Betriebsbedingungen festgelegt wird, die an der äußersten Blattspitze gelten. Es ist jedoch nicht entscheidend, daß dieses Pfeilungsmaß an den nach innen gerichteten Stellen vorliegt, da während des Betriebes die örtliche Machsche Zahl sich verringert. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 legen die gekrümmte Form der Vorderkante 18 und der nach innen gerichteten Hinterkante 21 einen sich ändernden Pfeilungswinkel fest, so daß der tatsächliche Pfeilungswert fortlaufend vergrößert wird, wenn die Vorderkante 18 sich nach außen zwischen den Punkten P₁ und P₂ bewegt, während der effektive Pfeilungswinkel auf 30° bleibt. Dies ergibt auch eine vorteilhafte Verringerung der gesamten hinteren Position der Hinterkantenecke (Punkt P₃), die durch die nach außen gerichtete Hinterkante 22 verstärkt wird, welche den Bereich in diesem Gebiet weiter reduziert. Zusätzlich ergibt sich eine Verringerung des Gewichts der Blattspitze aufgrund der reduzierten hinteren Versetzung, und es treten niedrige Beanspruchungswerte im Bereich der Befestigung der Blattspitze 15 mit dem mittleren Blattflügelteil 11 auf. Eine bauliche Verbesserung wird dadurch erzielt, daß die gekrümmte Hinterkante 18 so positioniert wird, daß ein Blatthauptbauteil in die nach hinten gerichtete Blattspitze 15 verlängert werden kann, vorzugsweise bis zu einer Stelle bei etwa 95% R.

Die Blattspitze 15 hat somit eine Vorderkante, die kontinuierlich zwischen den Punkten P₁ und P₃ verläuft und weist eine nach innen gerichtete Kante (Vorderkante 18) mit einem fortschreitend zunehmenden Pfeilungswinkel und einem Tragflächenprofil zwischen den Punkten P₁ und P₂, einen mittleren Verbindungsteil (gekrümmter Teil 19) und eine nach außen gerichtete Kante (Blattspitzenkante 20) auf, die ein scharfes Profil und einen größeren Pfeilungswinkel als die nach innen gerichtete Kante hat und die sich linear von dem mittleren Verbindungsteil 19 zum dritten Punkt P₃ erstreckt.

Im Betrieb verbessert die Blattspitze nach vorliegender Erfindung die Betriebseigenschaften eines vorlaufenden Blattes durch Einführung einer Spitzenpfeilungsverteilung, die sich fortlaufend in dem Maße ausbildet, wie die Machsche Zahl bei örtlicher ungestörter Strömung längs der Blattspannweite zunimmt. Die nach hinten gerichtete Hinterkante gewährleistet, daß hohe lokale Mach-Zahlen in der Nähe der Rückseite des Spitzenprofiles einwandfrei unterdrückt werden, und die größere Sehnendimension bringt mit sich, daß diese aerodynamische Forderung ohne zusätzliche Verlagerung des Schwerpunktes und des Druckmittelpunktes der Spitze nach hinten erforderlich ist, wie dies der Fall wäre, wenn die Sehnendimension der Spitze die gleiche wäre wie bei dem mittleren Blattflügelteil 11.

Der gekrümmte Verbindungsteil 19 ergibt am vorderen Ende der nach hinten gepfeilten Blattspitzenkante 20 eine Ausgestaltung, die eine gewünschte, konstante Druckverteilung in diesem Bereich darstellt. Der hohe Pfeilungswinkel an der Blattspitzenkante 20 und die Verringerung in der Dicke von einer echten Querschnittsform zu einer scharfen Kante über die äußeren 5% der Blattspannweite dienen zur Entfernung überschüssigen Volumens und somit zur Unterdrückung von volumenabhängigem Geräusch aus diesem Bereich der Spitze 15.

Bei einem rücklaufenden Blatt verwendet die Blattspitze nach vorliegender Erfindung ein von Wirbeln beherrschtes Strömmungsfeld bei hohen Angriffswinkeln, und stützt sich deshalb nicht mehr auf die Aufrechterhaltung von Eigenschaften der anliegenden Strömung auf das rücklaufende Blatt.

Die gepfeilte Blattspitzenkante 20 erzeugt oberhalb eines kritischen Angriffswinkels einen starken Wirbel an der Vorderkante; wenn der Angriffswinkel weiter vergrößert wird, wandert der Ursprungspunkt des Wirbels weiter nach vorne.

Erreicht er das vordere Ende der Blattspitzenkante 20, bewegt sich der Wirbel weiter um die Vorderkante, da die Anstellung aufgrund des glatten Überganges über dem Verbindungsteil 19 zwischen der Blattspitzenkante 20 und der Vorderkante 18 vergrößert wird. Im Grundriß nimmt der Wirbel an der Vorderkante eine Form an, die weitgehend dem Grundriß der Blattspitze 15 folgt, jedoch in diesen Grundriß fällt, und von der Oberfläche etwas nach innen in bezug auf die Hinterkante der Spitze (Punkt P₃) versetzt verläuft.

Die innen in bezug auf den Vorderkantenwirbel auftretende Strömung ist regulär und im wesentlichen laminar; sie ändert sich nicht wesentlich mit zunehmendem Angriffswinkel. Bei Vorliegen einer stabilen, von Wirbeln beherrschten Strömung wird der Druckpunkt nach hinten im Vergleich zu der potentionellen Strömungsposition bewegt, mit dem Resultat, daß eine Zunahme in der Torsionsdämpfung über den Wert hinaus erzielt wird, der aufgrund der Aerodynamik einer nach hinten gerichteten Spitze mit anliegender Strömung zu erwarten wäre. Dies ist von Vorteil bei der Unterdrückung von Blatt-Torsionsschwingungen, wenn innenliegende Bereiche rasche Kippmomente erzeugen.

Die vorspringende Kante 17 gewährleistet, daß eine aerodynamische Abgrenzung an der Verbindungsstelle zwischen dem mittleren Blattflügelteil 11 und der Blattspitze 15 vorhanden ist. Diese Abgrenzung verhindert, daß von dem mittleren Blattflügelteil 11 abgerissene Strömung sich bis zur regulären Strömung im Spitzenbereich ausbreitet, was eine Strömungsunterbrechung an der Spitze bewirken würde, und kann im Betrieb durch entsprechende Formgebung der Kante 17 verstärkt werden, beispielsweise dadurch, daß er als scharfe abgeschrägte Kante ausgebildet wird.

In Fig. 2 ist die Abgrenzung durch eine rasche Vergrößerung der Sehnendimension in der Nähe der Stelle 87% R vorgesehen, die sich aus der in Spannweite verlaufenden Kante 17 ergibt, so daß ein diskreter Wirbel erzeugt wird, der über der Blattoberfläche steht und der eine nach innen gerichtete Strömung an der Stelle 87% R erzeugt.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 3 stellt der Teil 17 eine allmähliche Vergrößerung der Sehnenlänge in der Nähe der Stelle 87% R dar, so daß sich eine in der Spannweite erfolgende Abstufung in der ablaufenden Wirbelbildung ergibt, welche den effektiven Angriffswinkel über die Blattspitze 15 unterdrückt.

Die nach innen gerichtete, in Spannweite verlaufende Erstreckung der Blattspitze 15 begrenzt die Bewegung des Wirbels an der Vorderkante und legt letztlich den Angriffswinkel für die gesamte Strömungsunterbrechung fest. Die in Spannweite verlaufende Erstreckung der Blattspitze ist im wesentlichen durch die Größe der verwendeten Pfeilung bestimmt, da bei dem vorlaufenden Blatt die Größe der Machschen Zahl, die an der äußersten Spitze erhalten wird, festlegt, um wieviel das Blatt nach hinten gepfeilt werden muß, damit nach innen gerichtete Stellen keine übermäßig hohen örtlichen Machschen Zahlen haben. Die Blattspitze 15 nach vorliegender Erfindung verwendet eine effektive Pfeilung der äußersten Spitze von 30°, was eine Blattspitze 15 ergibt, die sich über etwa 13% des Blattradius erstreckt.

Die vordere Positionierung der vorspringenden Kante 18 der Blattspitze 15 dient sowohl zur aerodynamischen Abgrenzung als auch zur Aufrechterhaltung eines brauchbaren, in der Sehne gelegenen Massenmittelpunktes der Blattspitze 15. Ferner ergibt die Position der Vorderkante 18 eine Vergrößerung der örtlichen Sehnendimension der Blattspitze 15, was ebenfalls einen Vorteil bei der Erhöhung der Spitzendämpfung darstellt.

Durch Verwendung eines von Wirbeln beherrschten Strömungsfeldes über die Blattspitze 15 wird eine Begrenzung der Dicke auf das Sehnenverhältnis erleichtert, das eine Charakteristik von Anordnungen mit anliegender Strömung ist. Dies bedeutet, daß ein dünnerer Abschnitt ohne nachteilige Beeinflussung der Leistung des rücklaufenden Blattes verwendet werden kann, während die Eigenschaften des vorlaufenden Blattes weiter verbessert werden, indem eine höhere Zunahme in der Begrenzung der Machschen Zahl bei vorlaufendem Blatt erzielt wird als aufgrund der Pfeilung allein.

Zusätzlich kann das vergrößerte Spitzenvolumen aufgrund der vorderen Positionierung der Vorderkante 18 dadurch ausgeschaltet werden, daß ein dünnerer Abschnitt für die Blattspitze 15 verwendet wird, so daß volumenabhängige Geräusche unterdrückt werden können. Das Volumen der Blattspitze 15 wird weiter dadurch verringert, daß eine nach außen gerichtete Hinterkante 22 vorgesehen ist, die den Punkt P₃ bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 2) nach vorne verlagert. Dies hat keine schädlichen Einflüsse auf die Aerodynamik aufgrund der verwendeten getrennten Wirbelströmung und hat den weiteren Vorteil, daß volumenabhängige Geräusche unterdrückt werden können.

Claims (13)

1. Hubschrauberrotorblatt (10) mit einer Blattwurzel, die mit einem Rotorkopf während des Betriebes um eine vertikale Rotordrehachse drehbar verbunden ist, mit einem mittleren Blattflügelteil (11), der von der Blattwurzel ausgehend einen tragflächenförmigen Abschnitt mit Vorderkante (12) und Hinterkante (13) sowie einer Sehnenlänge (14) bildet und mit einer gepfeilten Blattspitze (15) am radial in Spannweitenrichtung äußeren Ende des mittleren Blattflügelteiles (11), wobei die gepfeilte Blattspitze (15) eine zum Verlauf der Blattvorderkante (12) des Blattflügels (11) vorspringende Kante (17, 18) aufweist, die von einer Verbindungsstelle mit der Vorderkante (12) des mittleren Blattflügelteiles (11) bis zu einer ersten Stelle (P₁) vorspringt, welche vor der Vorderkante (12) des mittleren Blattflügelteiles (11) gelegen ist und dann zu einer zweiten hinter der ersten Stelle (P₁) und radial nach außen zu dieser gelegenen Stelle (P₂) verläuft, wobei eine sich von der zweiten Stelle (P₂) zu einer dritten Stelle (P₃) erstreckende, nach hinten gepfeilte Blattspitzenkante (20) mit einem größeren Pfeilwinkel als die gepfeilte Kante (18) verläuft, und wobei eine gepfeilte Blattspitzenhinterkante (21) sich von einer Verbindungsstelle mit der Hinterkante (13) des mittleren Blattflügelteiles (11) zu der dritten Stelle (P₃) erstreckt, und wobei die gepfeilte Blattspitze (15) eine größere Sehnenlänge als die Sehnenlänge (14) des mittleren Blattflügelteiles (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der gepfeilt nach hinten gerichteten Blattspitzenkante (20) und der gepfeilt nach hinten gerichteten vorspringenden Kante (18) gekrümmt verlaufender Verbindungsteil (19) gebildet ist, und daß die Blattdicke eines äußeren Bereiches der Blattspitze fortlaufend zur Blattspitzenkante (20) hin abnimmt, wobei die Blattspitzenkante (20) eine zugeschärfte Kante ist.

2. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich nach vorne erstreckende Teil der Vorderkante (12) eine gerade Kante (17) aufweist, die etwa senkrecht zur Blattvorderkante (12) des Blattflügelteiles (11) zur ersten Stelle (P₁) verläuft.

3. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich nach vorn erstreckende Teil der Vorderkante (12) eine gekrümmte Kante (17) aufweist, die in die Vorderkante (12) des Blattflügelteiles (11) und die nach hinten gerichtete Kante (18) der Blattspitze (15) übergeht.

4. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach vorn erstreckende Kante (17) längs einer Sehne verläuft, die etwa 87% des Gesamtblattradius von der Rotationsachse entfernt angeordnet ist.

5. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Punkt (P₂) längs einer Sehne angeordnet ist, die etwa 95% des Gesamtradius von der Rotationsachse entfernt angeordnet ist.

6. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung der Blattspitze (15) gegen die Blattspitzenkante (20) längs einer Sehne beginnt, die etwa 95% des Gesamtblattradius von der Rotationsachse entfernt angeordnet ist.

7. Rotorblatt nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Tragflächenform der nach hinten gerichteten Vorderkante (18) zur scharfen Kante der nach hinten gerichteten Blattspitzenkante (20) im gekrümmt verlaufenden Verbindungsteil (19) erfolgt.

8. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die nach hinten gerichtete Blattspitzenhinterkante (21) von einer Verbindungsstelle mit der Hinterkante (13) des mittleren Blattflügelteiles (11) an einer Sehne beginnt, die etwa 87% des Gesamtblattradius von der Rotationsachse entfernt angeordnet ist.

9. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattspitze (15) einen effektiven Pfeilungswinkel von etwa 30° besitzt.

10. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfeilungswinkel der Blattspitzenkante (20) etwa 70° beträgt.

11. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die nach hinten gerichtete Vorderkante (18) so gekrümmt ist, daß ein tatsächlicher Pfeilungswinkel längs der Vorderkante fortschreitend zwischen den ersten und zweiten Punkten (P₁, P₂) zunimmt.

12. Rotorblatt nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach innen gerichteter Teil (21) der nach hinten gerichteten Blattspitzenhinterkante etwa parallel zur Vorderkante (18) gekrümmt ist, und daß die Hinterkante durch einen nach außen gerichteten Teil (22) vervollständigt ist, der in den nach innen gerichteten Teil (21) übergeht und sich bis zum dritten Punkt (P₃) nach außen erstreckt.

13. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Punkt (P₁) soweit von der Vorderkante (12) des mittleren Blattflügelteiles (11) des Rotorblattes (10) angeordnet ist, daß ein Blatthauptbauteil sich in die nach hinten gerichtete Blattspitze (15) in eine Position auf einer Sehne erstrecken kann, die etwa 95% des Gesamtblattradius von der Rotationsachse entfernt angeordnet ist.