DE3148903C2 - Elastomere Dämpfungseinrichtung für ein Rotorblatt - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rotorblatt mit einem zumindest für die Blattschwenkbewegungen biegeweichen Blatthalsabschnitt (2) und mit einer elastomeren Dämpfungseinrichtung, welche aus mindestens zwischen zwei in Blattlängs- und hoher Blattschwenkrichtung steifen (Deck-)Schichten besteht. Um bei dem Rotorblatt eine Minderung der Biegeelastizität des Blatthalsabschnittes (2) durch die Dämp fungseinrichtung auszuschließen, bilden gemäß der Erfindung die Schichten eine an der Blatthinterkante längs des Blatthalsabschnittes (2) sich erstreckende (Dämpfer-)Baueinheit (4), welche in lösbarer Verbindung mit dem Rotorblatt beiderseits des fiktiven Blattschwenkgelenkes (5) jeweils die gleiche Erstreckungslänge aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastomere Dämpfungseinrichtung für ein Rotorblatt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen ohne besondere mechanische Gelenke an einem Rotorkopf anschließbaren Rotorblatt soll die Dämpfungseinrichtung zumindest instabile Blattschwingungen in der Rotordrehebene unterbinden. Hierbei geht es nicht nur um größtmögliche Wirksamkeit der Schwingungsdämpfung, sondern auch um geringstmögliche Beeinträchtigung des aerodynamischen und aeroelastischen Verhaltens des Rotorblattes durch die Dämpfungseinrichtung. In Erfüllung dieser Forderung hat bei einer durch die DE-AS 25 58 709 bekannten Dämpfungseinrichtung, deren Abdeck- und Dämpfungsschichten integrale Bestandteile der Oberfläche des Rotorblattes sind, des Kriterium einer formgleichen Anpassung derselben an das Blattprofil Vorrang. Denn die hochfesten Abdeckschichten insbesondere an dem für die Blattbewegungen biegeweichen Blatthalsabschnitt werden sich hier ohne jegliche Änderung seiner ursprünglichen Biegeelastizität nicht einbauen lassen. Daher ist bisher die weitere Anwendung einer derartigen Dämpfungseinrichtung gemäß der GB-PS 13 71 774 auf ein Rotorblatt beschränkt, welches am Rotorkopf mittels gesonderter mechanischer Gelenke angeschlossen ist, wobei die Dämpfungseinrichtung nicht Bestandteil des Rotorblattes, sondern zwischen der Blattwurzel und dem Rotorkopf eingefügt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Rotorblatt der eingangs genannten Art eine hochwirksame Blattschwenkdämpfung ohne Minderung der Biegeelastizität des Blatthalsabschnittes sicherzustellen, im Rahmen der Forderung nach einem im aerodynamischen Verhalten weitgehend ungestörten Rotorblatt

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst

Demnach erschöpft sich die Erfindiiing nicht in der Einführung einer gesonderten Dämpfer-Baueinheit aus steifen Schichten und zwischengefügten Dämpfungsschichten an der Blatt- bzw. Blatthalshinterkame, also an dem hinsichtlich des Strömungswiderstandes der Baueinheit günstigsten Ort Vielmehr wird erst durch die aufgezeigte Anordnung dieser Baueinheit parallel zum Kraftwegverlauf Blattflügel/Blattwurzel und symmetrisch in Bezug auf das fiktive Blattschwenkgelenk sichergestellt, daß für die Beschaffenheit sämtlicher Schichten und deren Dimensionierung nur noch die gewünschte Dämpfungswirkung maßgebend zu sein braucht; beim Rotorblatt bleibt also die Lage der Schwenkeigenfrequenz unbeeinflußt Außerdem ist die zugleich gegebene Demontierbarkeit der Baueinheit von t^cträCiititCiiCni * ortcu insi/CsonuCirc ini LSCnauCnsfall der Dämpfungsschichten.

Weitere Einzelheiten werden anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels der Erfindung verdeutlicht, wobei auf die im Unteranspruch gekennzeichnete bevorzugte Ausgestaltung näher eingegangen wird. Hierzu zeigt die Zeichnung in

F i g. 1 in der Draufsicht ein am Blattflügel abgebrochenes Rotorblatt mit einem Schwingungsdämpfer längs des Blatthalsabschnittes,

Fig.2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie 11-11 der Fig. 1.

Bei dem Rotorblatt ist der am Blattflügel 1 anschließende Blatthalsabschnitt 2 dermaßen schlag- und schwenkbiegeweich, daß beim Anschluß des Rotorblattes über die Blattwurzel 3 an einer Rotornabe auf die Zwischenfügung von besonderen Gelenken für die Blattschlag- und Blattschwenkbewegungen verzichtet werden kann. Die entsprechend — t.i:ch aus Gründen der Blatteinstellwinkelbewegung — langgestreckte Bauform des Blatthalsabschnittes 2, z. B. aus in Blattlängsrichtung sich erstreckenden kunstharzgetränkten Glasfasersträngen, macht wegen möglicher instabiler Schwingungen des Rotorblattes insbesondere während des Rotoranlaufs und -auslaufs einen Dämpfer 4 für die Blauschwenkbewegungen erforderlich. Damit aber das Rotorblatt in seiner Schwenkeigenfrequenz durch den aus aerodynamischen Gründen an der Blatt- bzw. Blatthalshinterkante sitzenden Dämpfer 4 unbeeinflußt bleibt, ist dieser als eine parallel zum Blatthalsabschnitt 2 sich erstreckende Baueinheit mit jeweils gleicher Erstrockungslänge beiderseits des fiktiven Blattschwenkgeienks 5 angeordnet. Um hierbei eine hohe Dämpfungswirkung sicherzustellen, ist gemäß F i g. 2 der Dämpfer 4 aus Schichten 4.1 aus elastischem Material hoher Dämpfungsfähigkeit zwischen in Blattiängs- und Blattschwenkrichtung steifen Schichten 4.2, 43 aufgebaut, wobei sämtliche Schichten in Blattdickenrichtung übereinanderliegend angeordnet und untereinander fest verbunden sind. Hierbei sind Bolzenverbindungen 6 des an Blattansätzen 7.1 und 7.2 angreifenden Dämpfers 4 mit dem Rotorblatt in der Weise hergestellt, daß zwei auBenliegende steife Schichten 4.2 am blattwurzelseitigen Ansatz 7.1, dagegen die innenliegende steife Schicht 43 an ihrem entgegengesetzten Ende am blattflügelseitigen Ansatz 7.2 unverschiebbar befestigt ist; selbstverständlich kann ebenso die blattseitige Befestigung dieser steifen Schichten 4.2, 4.3 umgekehrt erfolgen. Aufgrund dieser wechselweisen Befestigung von aufeinan-

derfolgenden steifen Schichten 4.2, 43 an entgegengesetzten Enden steht für Dämpfungsmaterial eine gegenüber der Baulänge des Dämpfers 4 wesentlich größere Baulänge zur Verfügung, was ein hohes Dämpfungsmaß ermöglicht

Der angestrebten Wirksamkeit dieses Dämpfers 4 genügt beispielsweise ein viskoe'.astisches Dämpfungsmaterial, z. B. Polyurethan. Ein Dämpfungsmaterial geringer Federsteifigkeit, z. B. Neopren, ist von Vorteil unter der Forderung nach unbeeinträchtigtem aeroelastisehen Verhalten des Rotorblattes. Für die steifen Schichten 4.2,43 wird im übrigen ein Aufbau aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bevorzugt wegen dessen hoher Steifigkeit in Fasererstreckungsrichtung. Hiermit läßt sich erreichen, daß die einzelne Schicht 4.2, 43 in Richtung der zu dämpfenden Kräfte bzw. Schwenkbewegungen einen hohen Elastizitätsmodul, dagegen in Blattschlagrichtung einen niedrigen Elastizitätsmodul aufweist, so daß in einfacher Weise eine Beeinträchtigung der Blattschlagbiegungen ausgeschlossen ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elastomere Dämpfungseinrichtung für ein Rotorblatt, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug, wobei das Rotorblatt zumindest einen für die Blattschwenkbewegungen biegeweichen Blatthalsabschnitt zwischen dem Blattflügel und der Blattwurzel aufweist und die Dämpfungseinrichtung aus mindestens einer Schicht elastischen Materials hoher Dämpfungsfähigkeit zwischen zwei in Blattlängsund Blattschwenkrichtung steifen (Deck-)Schichten besteht und deren sämtliche Schichten in Blattdikkenrichtung übereinanderliegend angeordnet und untereinander fest verbunden sind und dabei aufeinanderfolgende steife (Deck-)Schichten an entgegengesetzten Enden jeweils in einer verschiebefesten Verbindung mit dem Rotorblatt stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (4.1, 4.2, 4.3) eine an der Blatt hinterkante längs des Blatthalsabschnittes (2) sich erstreckende (Därnpfer-)Baueinheit (4) bilden, welche in lösbarer Verbindung mit dem Rotorblatt beiderseits des fiktiven Blattschwenkgelenks (5) jeweils die gleiche Erstrekkungslänge aufweist

2. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung über Bolzen (6) einerseits mit wenigstens zwei außenliegenden steifen Schichten (4.2) und andererseits mit wenigstens einer im: anliegenden steifen Schicht (43) hergestellt ist