DE585108C - Flugzeug mit Tragflaechenrotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit Tragflächenrotor, bei dem die Tragflächen des Rotors an der Rotornabe in der Senkrecht- oder in der Waagerechtebene 5 oder in beiden Ebenen schwingbar angeordnet und die Schwingbewegungen der Rotortragflächen federlos dämpfbar sind.

Bei den bekannten Flugzeugen dieser Art sind die federlosen Dämpfer etwa in der Mitte der Rotortragfläche angeordnet. Die Dämpfer sind dabei durch Kabel miteinander verbunden. Da die Dämpfer verhältnismäßig weit auseinander liegen, haben die Verbindungskabel zwischen den einzelnen Dämpfern eine große Länge, so daß ihr Luftwiderstand sehr erheblich ist.

Außerdem erfordern die langen Verbindungskabel bei den bekannten Flugzeugen eine ständige Wartung, damit sie stets richtig gespannt sind.

Diese Mängel sind nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die federlosen Dämpfer unmittelbar an oder neben der Rotofnabe angeordnet sind. Auf diese Weise ist der Vorteil erreicht, daß die bei den bekannten Flugzeugen notwendigen Verbindungskabel zwischen den einzelnen Dämpfern überflüssig sind. Infolgedessen ist auch • der Luftwiderstand dieser Kabel nicht mehr hinderlich. Außerdem kann" bei der neuen Vorrichtung jede einzelne Tragfläche zum Zwecke der Ausbesserung ausgebaut werden, ohne daß an den übrigen Tragflächen irgendeine Veränderung vorgenommen zu werden ¹ brauchte. 3S

• Es ist in der Regel nicht zweckmäßig, ^; geringen Abweichungen der einzelnen Tragflächen von ihrer Normallage einen Widerstand entgegenzusetzen, da die Tragflächen beim Fluge dauernd um ihre Normallage schwingen und im Falle einer Dämpfung dieser geringen Abweichungen ständig Ener-■ gieverluste infolge der Erzeugung von '' Wärme auftreten würden und die Trag- - flächenholme höheren Biegungsbeanspruchungen ausgesetzt wären.

_: Daher sind nach der Erfindung die Dämp- '. fungsmittel für jede Tragfläche derart angeordnet und ausgebildet, daß sie so lange unwirksam sind, bis die "Tragfläche um ein vorhier bestimmtes Maß aus ihrer Normallage herausgeschwungen ist. " "■".

^: Die Dämpfer nach der Erfindung sind insbesondere bei Waagerechtschwingungen ausführenden Tragflächen anwendbar, bei denen die Schwingungsweite bei normalem Flug gering, jedoch beim Start und beim Landen groß ist.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf Dämpfer für Waagerechtschwingungen beschränkt, sondern sie erstreckt sich auch auf die Anordnung gleichartiger Dämpfer für senkrechte Schwingbewegungen.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Fig. ι zeigt das Flugzeug im Grundriß mit zum Teil abgebrochen dargestellten Trag-ίο flächen.

Fig. 2 ist ein Grundriß eines Tragflächenstumpfes in größerem Maßstabe bei schematischer Darstellung der Nabe.

Fig. 3 zeigt die Teile nach Fig. 2 in Seitenansicht.

Fig. 4 und 5 zeigen verschiedene Einzelteile nach Fig. 2 und 3.

Fig. 6, 7 und 8 sind ein Grundriß, ein

Querschnitt und ein waagerechter Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7 eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 2 und 3 in größerem Maßstabe.

Fig. 9 und 10 zeigen in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 und 3 eine Abänderungsform der Vorrichtung, wobei Fig. 10 eine Ansicht in der Richtung des Pfeiles 10 der Fig. 9 ist. Fig. 11 ist eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 9 und 10 unter Fortlassung verschiedener Teile.

Fig. 12 und 13 zeigen in einem Grundriß' und einer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform.

Fig. 14 ist ein Querschnitt eines Teiles nach Fig. 12 und 13 in größerem Maßstabe. Das Flugzeug besteht nach Fig. 1 aus einem Rumpf 16 mit einem oder mehreren Sitzplätzen 17, einem Antriebsmotor 18, einer Vortriebsschraube 19, festen Schwanzflächen 20, 21, beweglichen Steuerflächen 22, 23, kleinen festen Hilfstragflächen 24 mit Ruderflächen 25 und schließlich aus Landungsrädern 26.

Der Tragflächenrotor besteht aus den

Tragflächen 27, die an eine Nabe 28 angeschlossen sind. Diese Nabe dreht sich um eine im wesentlichen senkrechte Achse und ist oberhalb des Flugzeugrumpfes auf einem

". pyramidenartigen Stützgerüst 29 gelagert.

Nach Fig. 2 und 3 besteht die Nabe 28 aus Wangenpaaren 31, an die mittels im wesentlichen waagerechter Zapfen 33 gabelförmige Lenker 32 angelenkt sind. Die Tragflächen 27 (Fig. 1) bestehen aus Haupttragholmen 3-Sj, diein Ansätzen 34 enden. Diese Ansätze sind mittels im wesentlichen senkrechter Zapfen 36 gelenkig mit den Lenkern 32 verbunden.

-Ii An der Unterseite der Gabeln 32 sind mittels Bolzen 39 Gehäuse 37 befestigt, in denen federlose Dampfer, z. B. hydraulische Dämpfungsvorrichtungen, untergebracht sind, welche die Schwingbewegungen der einzelnen Tragflächen um die senkrechten Gelenkzapfen 36 regeln und einschränken.

Nach Fig. 6, 7 und 8 enthält das Gehäuse 37 ein festes Steuerglied, das mit diametral angeordneten Flügeln 40 ausgerüstet ist. Diese Flügel 40 gehen von einem mittleren zylindrischen Teil 41 aus. Das Steuerglied ist mit der Innenfläche 42 des Gehäuses 37 mittels Zapfen 44 verkeilt und sitzt bei 43 auf der Innenfläche des Bodens des Gehäuses 37· Der Gelenkzapfen 36 erstreckt sich nach unten in das Gehäuse 37 und endet in einer ringförmigen Verbreiterung 45, die zwischen. die aufwärts gerichteten Teile der Flügel 40 eingepaßt ist und sich gegen die obere Fläche des zylindrischen Teils 41 legt. Von dem Ringteil 45 erstreckt sich nach außen und unten ein Gliederpaar 46. Diese Glieder liegen in den bogenförmigen Ringräumen, die durch die Flügel 40 gebildet sind. Die Teile 40, 41, 36, 45, 46 sind mittels eines Kranzes 47 zusammengehalten, der mittels eines mit Gewinde versehenen Ringes 48 befestigt ist. Der Kranz 47 ist mit einem Flansch 49 versehen, der einen Raum zur Unterbringung einer Dichtungspackung 50 bildet. Mittels eines Deckels 53 ist ein Vorratsraum 52 abgeschlossen, der durch das Loch 51 hindurch mit Öl oder einer anderen Arbeitsflüssigkeit gefüllt werden kann. Diese Flüssigkeit kann durch Rückschlagventile 54 hindurch in die Kammern gelangen, die sich im Gehäuse unterhalb des Kranzes 47 befinden. Aus diesen Kammern längs des Gelenkzapfens 36 herausdringendes öl wird mittels einer Sammelrinne 52° und eines Rücklaufkanals 52* in den Raum 52 zurückgeführt.

Das Glied 36, 45 enthält einen mittleren . Hohlraum 55, der mittels Kanäle 56, 57 mit den zwischen den Gliedern 40, 46 befindlichen Kammern in Verbindung steht. Dieser Hohlraum 55 ist zur Aufnahme des Gewindeteiles 58 eines Steuerventils 59 mit einem Innengewinde versehen. Das Ventil 59 ist mittels einer Stopfbuchse 61 abgedichtet und weist einen Teil 60 auf, der unten in einen kegelförmigen Teil des Raumes 55 hineinragt.

Nach Fig. 2, 3, 4 und 5 läuft der Gelenkzapfen 36 oben in ein Vierkant aus, das in einem Vierkantloch des einen Endes eines Armes 63 liegt. Das andere Ende dieses Armes liegt zwischen Stellschrauben 66, die in einem Bügel 64 gelagert sind. Dieser Bügel ist an dem Tragflächenholm 35 mittels einer Schelle 65 befestigt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen federlosen Dämpfer ist folgende: Wenn sich eine einzelne Tragfläche in der Hauptdrehebene des Ganzen, d. h. also um die Achse des Ge-

lenkzapfens 3 6, dreht,, führt auch dieser von dem Arm 63 mitgenommene Gelenkzapfen eine -Drehbewegung aus. Infolgedessen findet auch eine Drehung zwischen den Gliedern 46 und den Gliedern 40 statt, so daß. aus den Räumen a, b nach Fig. 8 öl durch die Kanäle 57 in den mittleren Raum 55 gedrückt wird. Von dort gelangt das öl. durch die Kanäle 56 zu den Räumen c, d. Dieser Vorgang spielt sich auch umgekehrt ab. Das gesamte öl muß durch die ringförmige Öffnung zwischen dem Ende 60 des Ventils 59 und der . Wandung des Raumes 55 hindurchdringen. Die Größe dieser Ringöffnung kann durch

Ein- oder Ausschrauben des Gliedes 59 geregelt werden, wodurch auch der Widerstand geändert wird, den die Dämpfungsvorrichtung der Bewegung der Tragfläche um den Gelenkzapfen 36-entgegensetzt.

ao Damit die Bewegung der Tragfläche. bei den kleinen Abweichungen von der Normallage, die während des regelmäßigen Fluges eintreten, nicht gedämpft wird, können die Stellschrauben 66 nach Fig. 4 so eingestellt werden, daß Zwischenräume entstehen, die zur Folge haben, daß der Arm 63 von der Tragfläche erst mitgenommen wird, wenn diese Abstände verschwunden sind. Das Maß

; der Bewegungsfreiheit kann erforderlichenfalls mittels der Schrauben 66 geregelt werden. Wenn jede Bewegungsfreiheit der Tragfläche beseitigt sein soll, können die Schrauben 66 in die aus Fig. 5 ersichtliche Lage .eingestellt werden.

Bei der in Fig. 9, 10 und 11 veranschaulichten Abänderungsfarm sind die Dämpfungsvorrichtungen in Gehäusen 68 untergebracht, die mittels Bolzen 69 an Ansätzen 31 der Nabe 28 befestigt sind. Eine dieser Dämpfungsvorrichtungen befindet sich in dem Raum zwischen jedem Tragflächenpaar. Die beiden zueinander drehbaren Teile der Dämpfungsvorrichtung sind mit nach oben und nach unten gerichteten Zapfen 70,71 verbunden. Diese Zapfen tragen Hebel 72, 73, die an der Stelle74 derart gelenkig gelagert sind, daß sie im wesentlichen in der . Senkrechtebene .schwingen können. Nach Fig. 9 sind die verschiedenen Hebel als Paar 72, 72 und 73, 73 angeordnet und liegen abwechselnd ober- und unterhalb der Tragflächen, wobei jedes Hebelpaar, mit einem Tragflächenholm 35 verbunden ist. Dieser Holm trägt einen Bügel yy, auf dem ein Zapfen 76 gelagert ist, der in an den Enden der Hebel 73, 73 oder 72, 72 befindliche Schlitze 75 eingreift.

Die Tragflächen können frei um die senkrechten und waagerechten Zapfen 6y, 33 schwingen und sind, wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, mittels Lenker 32 an die Nabe 38 angeschlossen. Der waagerechten Bewegung jeder Tragfläche zur benachbarten Tragfläche wird mittels Dämpfungsvorrichtungen ein Widerstand ent-, gegengesetzt, deren Hebel 72, 73 mittels der Bügel 77 verstellt werden. Es ist zu beachten, daß bei dieser Anordnung durch die Dämpfungsvorrichtungen keine gegenseitige Beeinflussung benachbarter Tragflächen eintritt. Um der Tragfläche eine größere oder geringere widerstandsfreie Möglichkeit zum Schwingen zu verschaffen, kann der Abstand zwischen den Hebeln 73 und 72 und dem Bügel yy dadurch eingestellt werden, daß der Sitz der Hebel 72, 73 auf ihren Zapfen 70, 71 verändert wird. Zu diesem Zweck ist nach Fig. 9 eine Zahnverbindung 71 vorgesehen.· Die waagerechten Zapfen 77 geben den Hebeln 72, 73 die Möglichkeit, den Bewegungen der Tragflächen um die waagerechten Zapfen 33 zu folgen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12, 13 und 14 hat die Rotornabe 78 einzelne Ansätze 79,, an die mittels waagerechter Zapfen 80 Lenker 81 angelenkt sind. Diese Lenker enden beiderseits gabelförmig. Die Wangen 82 der nach innen gerichteten Gabel umfassen den Ansatz 79. Die äußere Gabel ist an ein Glied 84 mittels eines senkrechten Zapfens 83 angelenkt. Das Glied 84 ist an dem Holmstumpf 35 der Tragfläche befestigt . und weist Rippen 85 auf, die paarweise an jeder Seite des Zapfens 83 angeordnet sind.

An jeder Seite jedes Lenkers ·8ΐ sindDämp¹-fungsvorrichtungen 86 angeordnet, welche die Rippen 85 mit den Wangen 82 verbinden. Diese Vorrichtungen bestehen aus einem Zylinder 87 und einem Kolben 88, der in einen Stutzen 91 ausläuft. Dieser Stutzen 100. endet in einem -Ansatz 89, der mittels eines Zapfens 90 an der Wange 82 befestigt ist. Der Zylinder läuft in einen Ansatz 92 aus, . der so ausgebildet ist, daß er zwischen die Rippen 85 geschoben und dort mittels eines Zapfens 93 befestigt werden kann, der durch _ • ein Langloch 99 des Ansatzes 92 hindurchgesteckt wird.

Der Kolben 88 ist mit Kanälen 94 versehen. Zwischen dem Zylinderraum e und einem Raum f innerhalb des Kolbenstutzens 91 wird eine Verbindung durch ein Rückschlagventil 95 hergestellt. Die Innenräume e, f des Zylinders bzw. des Kolbens sind teilweise mit Öl oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit gefüllt.

Da der Raum e weiter außen liegt als der Raum /, hat die Zentrifugalkraft das Bestreben, das Öl in den Raum e hineinzudrük-.ken, sobald der Rotor umläuft. Das Rückschlagventil 95 ermöglicht einen ungehinderten Übertritt des Öles aus dem Raum / in

den Raum e. Wenn sich ferner die Tragflächen im Ruhezustand befinden, nehmen sie in der Regel eine etwas nach abwärts geneigte Lage ein, so daß das öl unter der Wirkung der Schwerkraft aus dem" Raum f in den Raum e fließt.

Wenn eine Tragfläche eine solche Bewegung ausführt, daß der Kolben 88, 91 in den Zylinder 87 hineingetrieben wird, so muß Öl aus dem Raum e in den Raum f übertreten. Dies kann nur unter Vermittlung der engen Kanäle 94 vor sich gehen, da das Rückschlagventil 95 den Übergang des Öles aus dem Raum e in den Raum f versperrt. Auf diese Weise wird die Bewegung gehemmt und . gedämpft. Der Rückwärtshub des Kolbens ist nicht merkbar gedämpft, da sich in diesem Fall das Rückschlagventil öffnet. Durch Anordnung je einer Vorrichtung 86 auf beiden Seiten jeder Tragflächen wird eine gleichmäßige Dämpfung in beiden Richtungen erzielt. Durch Änderung der Durchgangsquerschnitte für das Öl innerhalb der Vorrichtungen 86 kann jedoch erreicht werden, daß der Widerstand in jeder Richtung gleich groß ist. In diesem Fall kann jede Tragfläche nur mit einer einzigen Vorrichtung versehen sein.

Der Zylinder 87 ist ferner mit einem axial durchbohrten Kolben 96 versehen, der unter" der Wirkung einer Feder 97 steht. Diese Vorrichtung dient als Puffer für den letzten Teil des Dämpfungshubes des Kolbens. Es ist. ferner noch eine Füllöffnung 100 vorgesehen, die zweckmäßig etwas unterhalb des oberen Teiles des Zylinders 87 in einer solchen Ebene liegt, daß sich in dem Zylinder 87 die richtige Menge öl befindet, wenn der Zylinder bis zu der Ebene der Mündung gefüllt wird. Die Tragflächen können sich in einem gewissen Umfang dadurch widerstandsfrei bewegen, daß dafür gesorgt wird, daß die Zapfen. 93 nicht bis an das Ende der Schlitze 99 gelangen, wenn die Vorrichtungen 86 völlig auseinandergezogen sind und die Tragfläche sich in der Mittelstellung befindet. Die Größe der widerstandsfreien Bewegungen kann beispielsweise dadurch geregelt werden, daß in den Rippen 85 Wechsellöcher vorgesehen sind, welche die Zapfen 93 aufnehmen.

Um die Ausdehnung der aus dem Zylinder

und dem Kolben bestehenden Vorrichtung . durch die Zentrifugalkraft nach jedem Dämpfungshub zu unterstützen, ist das Auge 99 mit Federn 98 versehen (vgl. Fig. 14). Diese Federn halten den Zapfen 93 am Ende des Schlitzes 99 etwas fest, ohne daß hierbei eine Längsbewegung des Zapfens in dem Schlitz verhindert wird, wenn die Vorrichtung 86 sich völlig im gestreckten Zustand befindet und daher verhindert ist, an der weiteren Abwärtsbewegung des Zapfens 93 teilzunehmen. Um die Bewegungen der Tragflächen um ihre waagerechten Zapfen 33 (Fig. 2 und 3) zu dämpfen, können gegebenenfalls unnachgiebige Dämpfungsvorrichtungen vorgesehen sein, die den oben beschriebenen Vorrichtungen ähneln. Diese Dämpfungsvorrichtungen . können neben oder an den waagerechten Zapfen liegen. In diesem Fall wird zweckmäßig für eine größere widerstandsfreie Schwingbewegung der Tragfläche gesorgt, da jeder der normalen senkrechten Schwingbewegung der Tragflächen entgegengesetzte Widerstand sich beim Flug darin äußert, daß auf das ganze Flugzeug nachteilige Kippmomente ausgeübt werden.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Flugzeug mit Tragflächenrotor, bei dem die Tragflächen des Rotors an der Rotornabe in der Senkrecht- oder in der Waagerechtebene oder in beiden Ebenen schwingbar angeordnet und die Schwingbewegungen der Rotortragflächen federlos dämpfbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die federlosen Dämpfer (37, 86) unmittelbar an oder neben der Rotornabe (28, 78) angeordnet sind.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der federlosen Dämpfer im wesentlichen senkrecht zu der Hauptdrehebene des Rotors verlaufen.

3. Flugzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tragfläche (27) mit einem selbständigen federlosen Dämpfer (37, 86) ausgerüstet ist.

4. Flugzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß federlose Dämpfer (68) zwischen den Tragflächen (27) angeordnet sind.

5. Flugzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tragfläche (27) die zugehörigen federlosen Dämpfer über eine lose Verbindung antreibt, die so ausgebildet ist, daß die Dämpfer innerhalb bestimmter Schwingungsweiten ' der Tragflächen keine Wirkung ausüben.

6. Flugzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel für den federlosen Dämpfer an einstellbare GHeder anschlägt.

7. Flugzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch hydraulische Dämpfer, bei denen in an sich bekannter Weise der Dämpfungswiderstand dadurch erzeugt wird, daß: eine Flüssigkeit durch enge Öffnungen hindurchgedrückt wird.

8. Flugzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfer gegenseitig drehbare Glieder (40, 46) enthalten, die ringabschnittförmige Räume veränderlichen Inhalts umschließen, wobei diese Räume über ein Ventil (59) miteinander in Verbindung stehen, dessen Ventilöffnungen zur Regelung des Dämpfungswiderstandes einstellbar ist.

9. Flugzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfer durch Schwingarme (73) angetrieben werden, die zwangsläufig mit den Rotortragflächen (27) verbunden sind.

10. Flugzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfer aus an sich bekannten Vorrichtungen bestehen, bei denen ein Kolben (88) in einem mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder (87) verschiebbar ist und eine oder mehrere Durchgangsöffnungen (94) vorgesehen sind, welche den Übertritt der Flüssigkeit hinter den Kolben ermöglichen. ·

11. Flugzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (88) mit einem Rückschlagventil (95) versehen ist, so daß die Dämpfungsvorrichtung der Bewegung der Tragflächen in nur einer Richtung einen größeren Widerstand entgegensetzt.

12. Flugzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite jeder Tragfläche je eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen