DE69814972T2

DE69814972T2 - Individuelle Blattsteuerung für Drehflügelflugzeug mit mehreren Taumelscheiben

Info

Publication number: DE69814972T2
Application number: DE69814972T
Authority: DE
Inventors: Jean-Joel Costes
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: FR2761660B1; EP0870676B1; US6231005B1; EP0870676A1; JPH10316099A; FR2761660A1; DE69814972D1; JP4142153B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter eines Rotors mit wenigstens vier Blättern für einen Luftfahrzeug-Drehflügel, insbesondere einen Hubschrauber-Hauptrotor.
Obwohl die Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter gemäß der Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Hauptrotoren von Hubschraubern beschränkt ist, wird die Erfindung nachfolgend im Rahmen dieser besonderen Anwendung beschrieben, für welche die Erfindung die größte Bedeutung aufzuweisen scheint.
Die Anstellung der Blätter eines Hubschrauber-Hauptrotors wird in herkömmlicher Weise durch eine Taumelscheiben-Vorrichtung gesteuert, die eine Einheit von zwei Scheiben umfasst, welche den Rotormast umschließen. Die eine ist eine drehende Scheibe, die mit dem Rotor um die Drehachse dieses letzteren drehangetrieben wird. Diese Scheibe, die mit jedem der Blätter des Rotors durch eine Anstellungsstange verbunden ist, ist auf der anderen Scheibe drehbar, die nicht drehend ist, da sie durch Antirotationsmittel festgehalten wird, die sie mit dem festen Aufbau des Luftfahrzeugs verbinden. Die Einheit der beiden Scheiben ist entlang der Drehachse des Rotors längsverschiebbar, um an die Blätter eine Kollektivanstellung zu übertragen, und in jede Richtung schrägstellbar, um an die Blätter eine zyklische Anstellung zu übertragen, die entsprechend einem Sinusoidalgesetz (Grundschwingung oder 1. Ordnung) im Lauf einer Umdrehung des Rotors unter der Einwirkung von drei Betätigungswirkgliedern variiert, die jeweils gelenkig an der nicht drehenden Scheibe und am festen Aufbau des Luftfahrzeugs angebracht sind.
Bei einer solchen Vorrichtung sind die Betätigungswirkglieder Steuermittel, die im allgemeinen Zylinder umfassen, die eine quasistatische Funktion haben.
Um die Leistungsfähigkeiten der Rotoren zu verbessern, insbesondere in energetischer Hinsicht, ist vorgeschlagen worden, Harmonische (2. Ordnung und folgende) in das Variationsgesetz des Anstellwinkels der Blätter einzuführen.
Dies wurde verwirklicht, indem der Taumelscheiben-Einheit eine "Höhe" (Translationsverschiebung parallel zur Achse des Rotors) und eine Schrägstellung gegeben wurde, die in der Zeit mit Hilfe von nicht drehenden, rechnersteuerbaren, hydraulischen Zylindern variabel, aber vorher festgelegt, sind und eine multizyklische Steuerung verschaffen.
Es ist auch vorgeschlagen worden, ein solches multizyklisches Steuersystem mit Hilfe von Sensoren zu verbessern, die an den Blättern angeordnet sind, um ihre Bewegungen und/oder die aerodynamischen Kräfte zu messen, die sie tragen, und um Signale zu liefern, die eine automatische Regelung des Anstellwinkels jedes Blattes, unabhängig von den anderen, und in geschlossener Schleife erlauben, wobei man sich vom Harmonischenbegriff der Drehfrequenz des Rotors freimacht.
Eine solche individuelle Steuerung von Blättern muss die Erlangung einer beliebigen Veränderung des Anstellwinkels jedes der Blätter erlauben, die als voneinander unabhängig betrachtet werden, denn es können zufällige aerodynamische Störungen auftreffen, die von einem Blatt zum anderen variabel sind.
Zum Ausführen einer individuellen Steuerung der Anstellung jedes Blattes, die das Leistungsvermögen des Rotors zu verbessern und die Vibrationen und den Lärm zu verringern erlaubt, muss jedem Blatt in einem mit dem Rotor drehenden Bezugssystem ein beliebig variabler Anstellwinkel gegeben werden, was aktive Steuermittel erfordert, die dazu fähig sind, entsprechend komplexeren Gesetzen zu arbeiten, wobei Harmonische berücksichtigt werden.
Es ist bekannt, dass eine solche individuelle Kontrolle jedes Blattes eines Zweiblatt- oder Dreiblatt-Rotors mit einer herkömmlichen Taumelscheiben-Vorrichtung möglich ist, die durch drei Zylinder gesteuert wird, die an einem festen, mit dem Körper des Luftfahrzeugs verbundenen Bezugspunkt angebracht sind, und bei der die Taumelscheiben, die drei Freiheitsgrade haben, bis zu drei Blätter steuern und ihnen drei beliebige und unabhängige Anstellungsbewegungen unter der Einwirkung einer komplexen Steuerung der Zylinder geben können, welche die azimutale Position der Blätter berücksichtigt.
Es ist vorgeschlagen worden, diese Art von individueller Steuerung von Blättern auf Rotoren, die mehr als drei Blätter enthalten, mit Hilfe von hydraulischen Zylindern zu verallgemeinern, die in gleicher Anzahl wie die Blätter an einem mit dem Rotor drehenden Bezugspunkt angebracht sind und von denen jedes jeweils die Anstellung eines Blattes steuert.
Aber diese Entwicklung mit Zylindern, die an einem drehenden Bezugspunkt gelegen sind, bewirkt eine schwierige Bereitstellung und eine kostenaufwendige Wartung, insbesondere im Bereich der drehenden hydraulischen Gelenke, die zur Speisung der hydraulischen Zylinder, ausgehend von den hydraulischen Kreisen des Hubschraubers, nötig sind.
Durch EP-A-0 451 218 ist ein System zur individuellen Steuerung der Anstellung der Blätter eines tragenden Vierblatt-Hubschrauberrotors bekannt. Es umfasst eine herkömmliche Vorrichtung mit Taumelscheiben, so wie sie vorher dargelegt wurde, mit zwei der vier von der drehenden Scheibe angetriebenen Anstellungssteuerstangen, die jeweils mit der einen bzw. der anderen von zwei Anstellungsstangen von zwei einan der diametral gegenüberliegenden Blättern über den einen bzw. den anderen von zwei am Rotormast schwenkbaren Hebeln verbunden sind.
Die beiden anderen durch die drehende Scheibe angetriebenen Anstellungssteuerstangen sind jeweils mit der einen bzw. der anderen der zwei Anstellungsstangen der beiden anderen einander diametral gegenüberliegenden Blätter über den einen bzw. den anderen von zwei Hebeln verbunden, die an einer drehbaren Differentialmuffe schwenkbar sind, die durch den Rotormast drehangetrieben wird und parallel zur Achse des Rotors durch ein viertes Wirkglied längsverschiebbar ist, das ausgehend von Signalen, die von Blättersensoren herkommen, servogesteuert wird.
Diese bekannte individuelle Steuerung von Blättern besteht also darin, für zwei sich diametral gegenüberliegende Blätter eine Kollektivanstellung, die durch die drehbare Muffe mit gesteuerten Axialverschiebungen verschafft wird, zu den kollektiven und herkömmlichen Anstellungen hinzuzufügen, die zu den vier Blättern durch eine herkömmliche Vorrichtung mit Taumelscheiben übertragen werden.
Bei diesem System führt die drehbare und längsverschiebbare Muffe nur einen einzigen zusätzlichen Freiheitsgrad ein, sogar wenn sie zwei Blätter steuert. Demzufolge müssen für einen Rotor mit mehr als drei Blättern ebenso viele konzentrische, drehbare und verschiebliche Muffen eingeführt werden, wie Blätter über drei hinaus vorhanden sind, und die Untersuchung der individuellen Steuerung der Blätter muss gänzlich wieder neu aufgenommen werden.
Das durch dieses bekannte System ausgeführte Prinzip besteht darin, auf ein oder mehrere Blätter differenziert einzuwirken, insbesondere aus Symmetriegründen auf zwei sich diame tral gegenüberliegende Blätter. Aber es gibt keine Entkopplung zwischen den Blättern, da die Einheit aus herkömmlichen Taumelscheiben auf die vier Blätter einwirkt, wogegen die Differentialmuffe auf zwei von ihnen einwirkt.
Das in EP-A-0 451 218 beschriebene System ist ein System mit vollem Einfluss, für welches im Störungsfall der individuellen Steuerung explizit kein System vorgesehen ist, das einen Betrieb in einem Steuerungsmode mit reduziertem Einfluss erlaubt, um so mehr, als im Normalbetrieb die drei Zylinder zur Betätigung der herkömmlichen Taumelscheiben über die monozyklische Funktion hinaus die Funktion der individuellen Steuerung ohne Entkopplung zwischen diesen beiden Funktionen sicherstellen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, die Nachteile der bekannten Systeme zur individuellen Steuerung der Blätter mit drehenden Wirkgliedern oder nach EP-A-0 451 218 auszuräumen und in Übereinstimmung mit einer zuverlässigen und wohlbekannten Technologie eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter für Rotoren mit wenigstens vier Blättern vorzuschlagen, die im festen Bezugssystem gelegene Betätigungswirkglieder benutzt, wobei die Anzahl dieser Wirkglieder wenigstens gleich derjenigen der zu steuernden Blätter ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter vorzuschlagen, die, ausgehend von einer Konfiguration zur Steuerung mit vollem Einfluss, im Normalbetrieb eine Konfiguration zur Steuerung mit reduziertem Einfluss annehmen kann, die ein herkömmliches monozyklisches Steuerungsgesetz im Störungsfall der Vorrichtung zur individuellen Steuerung anwendet. Diese Vorrichtung lässt sich leicht bei Vorrichtungen zur individu ellen Steuerung von Blättern von Rotoren mit zwei oder drei Blättern anwenden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche Vorrichtung zur individuellen Steuerung vorzuschlagen, die eine völlige Entkopplung zwischen Gruppen von Blättern erlaubt, um die Vibrationen zu kontrollieren, damit eine erhebliche Vibration eines Blattes, das womöglich durch ein Projektil beschädigt ist, sich nur auf die Gruppe von Blättern übertragen kann, der es angehört, so dass es viel leichter ist, diese Vibrationen durch die individuelle Steuerung zu kompensieren.
Der der Erfindung zu Grunde liegende Gedanke besteht darin, mehrere Taumelscheiben-Einheiten zu verwenden, d. h. wenigstens zwei zu den herkömmlichen Taumelscheiben-Vorrichtungen analoge Taumelscheiben-Einheiten, die jeweils zumindest um ein auf der Achse des Rotors gelegenes Zentrum in allen Richtungen schräggestellt und in bestimmten Varianten auch entlang dieser Achse längsverschoben werden können. Somit kann jede Taumelscheiben-Einheit bis zu drei Blätter auf unabhängige Weise steuern, so dass für einen Rotor mit fünf oder sechs Blättern die ausgeführten mechanischen Realisierungen nicht grundsätzlich viel komplexer als für einen Vierblatt-Rotor sind, wobei dieser Vorteil besonders spürbar bei der Entwicklung von verschiedenen Versionen eines gleichen Hubschraubers ist, dessen Hauptrotor von einem Vierblatt-Rotor z. B. auf einen Rotor mit fünf Blättern verändert werden kann. Eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter mit zwei Taumelscheiben-Einheiten erlaubt nämlich das Steuern der Anstellung an Rotoren mit vier, fünf oder sechs Blättern.
Genauer genommen, schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter eines Rotors mit wenigstens vier Blättern für Luftfahrzeug-Drehflügel solcher Art vor, die eine erste Taumelscheiben-Einheit umfasst, wobei diese Taumelscheiben-Einheit eine drehende Scheibe enthält, die ein Drehzentrum auf der Rotationsachse des Rotors hat und auf einer nicht drehenden Scheibe drehbar ist, die ein Schwingungszentrum auf der Achse des Rotors hat, die mit dem Drehzentrum der drehenden Scheibe vereinigt ist und das Zentrum dieser Taumelscheiben-Einheit bestimmt, wobei die erste Einheit in allen Richtungen um ihr Zentrum unter Einwirkung von wenigstens zwei zwischen einem nicht drehenden Aufbau des Luftfahrzeugs und der ersten Einheit eingefügten Betätigungswirkgliedern schrägstellbar ist, indem sie jeweils an der nicht drehenden Scheibe gelenkig angebracht sind, die durch Verbindungsmittel am genannten nicht drehenden Aufbau gehalten ist, während die drehende Scheibe durch Mittel zur Verbindung mit dem Rotor um die Achse des Rotors drehangetrieben wird und mit jedem von wenigstens zwei Blättern des Rotors durch eine jeweilige Anstellungsstange verbunden ist, wobei die Vorrichtung zumindest so viele Betätigungswirkglieder enthält, wie der Rotor Blätter aufweist, und alle Wirkglieder nicht drehend sind, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie wenigstens eine zweite Taumelscheiben-Einheit umfasst, deren Zentrum auch auf der Achse des Rotors liegt, wobei die zweite Einheit in allen Richtungen um ihr Zentrum unter Einwirkung wenigstens eines weiteren Betätigungswirkgliedes schrägstellbar ist, das zwischen einem nicht drehenden Aufbau und der zweiten Einheit eingefügt ist, deren nicht drehende Scheibe am genannten anderen Betätigungswirkglied gelenkig angebracht ist und durch Verbindungsmittel an einem nicht drehenden Aufbau gehalten wird, während die drehende Scheibe der zweiten Einheit auch durch die Mittel zur Verbindung mit dem Rotor um die Achse dieses letzteren drehangetrieben wird und mit jedem von zumindest einem weiteren Blatt des Rotors durch eine jeweilige Anstellungsstange verbunden ist.
Ein nicht drehender Aufbau kann ein fester Aufbau sein, wie die Zelle des Hubschraubers oder eine nicht drehende Scheibe, z. B. diejenige einer anderen Taumelscheiben-Einheit.
Ein erfindungsgemäßer, jedoch nicht optimierter Rotor mit vier, fünf oder sechs Blättern umfasst z. B. eine erste schrägstellbare Taumelscheiben-Einheit, deren Zentrum unter der Einwirkung von drei Wirkgliedern längsverschiebbar und mit drei ersten Blättern durch drei Anstellungsstangen verbunden ist, und eine zweite schrägstellbare Taumelscheiben-Einheit, deren Zentrum unter der Einwirkung von drei anderen Wirkgliedern längsverschiebbar und mit einem, zwei oder drei letzten Blättern über eine bzw. zwei bzw. drei Anstellungsstangen verbunden ist.
Ein erfindungsgemäßer, jedoch nicht optimierter Rotor mit sieben, acht oder neun Blättern umfasst eine dritte Taumelscheiben-Einheit, die zur ersten Einheit identisch ist.
Über diese Beispiel hinaus existieren zahlreiche Ausführungsvarianten, von denen manche optimierte den Vorteil aufweisen, eine minimale Anzahl von Wirkgliedern einzusetzen.
Bei einer ersten optimierten Variante für einen Vierblatt-Rotor, dessen Blätter als zwei Paar Blätter bezüglich der Achse des Rotors sich diametral gegenüberliegend gruppiert sind, ist die Vorrichtung so beschaffen, dass die Anstellungsstangen von zwei sich diametral gegenüberliegenden Blättern an der drehenden Scheibe der ersten Taumelscheiben-Einheit gelenkig angebracht sind, deren Zentrum entlang der Achse des Rotors längsverschiebbar ist und deren nicht drehende Scheibe an drei Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht ist, die die Längsbewegungen und Schrägstellungen der ersten Taumelscheiben-Einheit steuern, wobei die Stangen der beiden anderen sich diametral gegenüberliegenden Blätter an der drehen den Scheibe der zweiten Taumelscheiben-Einheit gelenkig angebracht sind, deren Zentrum bezüglich demjenigen der ersten Taumelscheiben-Einheit axial versetzt und entlang der Achse des Rotors längsverschiebbar ist und deren nicht drehende Scheibe an einem vierten Betätigungswirkglied gelenkig angebracht und mit der nicht drehenden Scheibe der ersten Taumelscheiben-Einheit durch zwei starre Stäbe von konstanter Länge verbunden ist, die jeweils an die nicht drehende Scheibe der zweiten Einheit die Verschiebungen überträgt, die an die nicht drehende Scheibe der ersten Einheit durch das eine bzw. das andere von zwei an dieser letzteren gelenkig angebrachten Betätigungswirkgliedern übertragen werden.
Bei dieser Variante ist es außerdem vorteilhaft, wenn die beiden starren Stäbe, welche die beiden nicht drehenden Scheiben verbinden, Verbindungsmittel bilden, die sich der Rotation der nicht drehenden Scheibe der zweiten Taumelscheiben-Einheit entgegenstellen, wobei die Halterung der nicht drehenden Scheibe der ersten Einheit durch herkömmliche Antirotationsmittel sichergestellt werden kann, wie z. B. einen nicht drehenden Zirkel.
Gemäß einer zweiten optimierten Variante eines Vierblatt-Rotors sind zwei Anstellungsstangen von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern jeweils an der drehenden Scheibe jeder der beiden Taumelscheiben-Einheiten gelenkig angebracht, während die nicht drehende Scheibe jeder der beiden Taumelscheiben-Einheiten an dem einen bzw. dem anderen von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht ist, die einzig und allein die Schrägstellungen der entsprechenden nicht drehenden Scheibe um das entsprechende Schwingungszentrum steuern, wobei die Zentren der beiden Taumelscheiben-Einheiten sich nicht auf der Achse in Bezug auf den nicht drehenden Aufbau längsverschieben oder die Wirkglieder gelenkig angebracht sind. Die Zentren der beiden Taumelscheiben-Einheiten können bei dieser zweiten Variante verschmolzen werden.
Im Großen und Ganzen schlägt die Erfindung zum Optimieren eines Rotors mit wenigstens vier Blättern drei verschiedene Ausführungsarten vor, gemäß welchen die Anzahl von Blättern ein Vielfaches von 3 oder ein Vielfaches von 3, erhöht um 2, oder auch ein Vielfaches von 3, erhöht um 1, beträgt.
Wenn die Anzahl b von Blättern ein Vielfaches 3n von 3 ist, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich 2 ist, umfasst die Vorrichtung vorteilhaft eine Anzahl n von Taumelscheiben-Einheiten, bei denen jedes Zentrum entlang der Achse des Rotors längsverschiebbar ist und deren drehende Scheibe bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Anstellungsstangen der Blätter gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht ist und durch diese verschoben wird. Diese Lösung besteht darin, mehrere herkömmliche Taumelscheiben-Vorrichtungen zu kombinieren, von denen jede drei Blätter steuert, die auf jede mögliche Weise zusammengefasst werden können, so dass die Wahl Platzbedarfs- und/oder Symmetrieerfordernissen der Vorrichtung abhelfen kann.
Für einen Rotor, dessen Anzahl b von Blättern gleich 3n + 2 ist, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich 1 ist, umfasst die Vorrichtung eine Anzahl n von Taumelscheiben-Einheiten, bei denen jedes Zentrum entlang der Achse des Rotors längsverschiebbar ist und deren drehende Scheibe bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Anstellungsstangen der Blätter gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht und durch diese verschoben wird, sowie eine weitere Taumelscheiben-Einheit, deren drehende Scheibe an zwei jeweiligen Anstellungsstangen von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe an zwei jeweiligen, sich nicht diametral gegenüberliegenden Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht ist, die einzig und allein die Schrägstellungen der weiteren Einheit um das entsprechende Schwingungszentrum steuern.
Es ist für diese Art von Rotor immer möglich, die durch die n gleichen Taumelscheiben-Einheiten gesteuerten Blätter aufzuteilen, so dass das letzte Paar Blätter, das durch die andere Taumelscheiben-Einheit gesteuert wird, nicht aus zwei sich diametral gegenüberliegenden Blättern gebildet wird.
Somit umfasst die Vorrichtung für einen Rotor mit fünf Blättern zwei Taumelscheiben-Einheiten, wobei die eine von ihnen identisch zu derjenigen ist, die in herkömmlicher Weise für einen Dreiblatt-Rotor benutzt wird, und die zweite Einheit von der sogenannten zentrumsfixierten Art die beiden verbleibenden Blätter unter der Einwirkung von zwei Wirkgliedern steuert, welche die beiden Scheiben dieser zweiten Einheit unabhängig von der Positionierung der beiden Scheiben der ersten Einheit unter der Einwirkung ihrer drei Betätigungswirkglieder positioniert.
Für einen Rotor, dessen Anzahl b von Blättern gleich 3n + 1 ist, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich 1 ist, umfasst die Vorrichtung schließlich eine Anzahl (n – 1) von Taumelscheiben-Einheiten, bei denen jedes Zentrum entlang der Achse des Rotors längsverschiebbar ist und deren drehende Scheibe bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Anstellungsstangen der Blätter gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht und durch diese verschoben wird, sowie zwei weitere Taumelscheiben-Einheiten, wobei die drehende Scheibe jeder dieser beiden weiteren Ein heiten an zwei jeweiligen Anstellungsstangen von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern gelenkig angebracht ist und die nicht drehende Scheibe jeder dieser beiden weiteren Einheiten an zwei jeweiligen, sich nicht diametral gegenüberliegenden Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht ist, die einzig und allein die Schrägstellungen der entsprechenden nicht drehenden Scheibe um das entsprechende Schwingungszentrum steuern.
Es ist dort für diese Art von Rotor immer noch möglich, die durch die n – 1 gleichen Taumelscheiben-Einheiten gesteuerten Blätter derart aufzuteilen, dass die beiden letzten Paare Blätter, die durch die beiden anderen Taumelscheiben-Einheiten gesteuert werden, jeweils nicht aus zwei sich diametral gegenüberliegenden Blättern gebildet werden.
Ein Rotor mit sieben Blättern wird somit durch drei Taumelscheiben-Einheiten gesteuert, von denen eine, die identisch zu derjenigen ist, die herkömmlich für einen Dreiblatt-Rotor verwendet wird, drei Blätter des Rotors steuert, während jede der beiden anderen Einheiten von zentrumsfixierter Art ist und jeweils zwei der vier anderen Blätter unter der Einwirkung von zwei jeweiligen Wirkgliedern steuert.
In der Absicht, die Sicherheit zu steigern, kann die Vorrichtung nach der Erfindung gestaltet werden, um einen reduzierten Einfluss aufzuweisen, wobei ein Gesetz zur monozyklischen herkömmlichen Steuerung im Störfall einer Vorrichtung zur individuellen Steuerung mit vollem Einfluss entsprechend einer der vorher erwähnten Konfigurationen angewendet wird und zu diesem Zweck jedes Betätigungswirkglied nicht nur an einer nicht drehenden Scheibe, sondern auch an einer nicht drehenden Sicherheitsscheibe gelenkig angebracht ist, die zwischen den Taumelscheiben-Einheiten und dem festen Aufbau des Luftfahrzeugs eingefügt ist, mit dem die Sicherheitsscheibe durch Antirotationsmittel verbunden ist, wobei die Sicherheitsscheibe entlang der Achse des Rotors längsverschiebbar und in allen Richtungen um ihr Zentrum unter Einwirkung von Positionssteuermitteln schrägstellbar ist, die zwischen der Sicherheitsscheibe und dem festen Aufbau eingefügt sind und vorzugsweise drei Sicherheitswirkglieder umfassen, die einerseits an der Sicherheitsscheibe und andererseits am genannten festen Aufbau gelenkig angebracht sind.
Der Nutzen einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass sie das Entkoppeln der Funktionen zur aktiven Anstellungskontrolle erlaubt. Die nicht drehende, schrägstellbare und längsverschiebbare Sicherheitsscheibe und ihre Positionssteuerungsmittel ermöglichen es, auf eine herkömmliche Weise die monozyklische Anstellung der Gesamtheit der Blätter zu kontrollieren. Das Steuerungsgesetz berücksichtigt nur die erste Ordnung, die sogenannten "Sicherheits"-Wirkglieder finden einen quasistatischen Betrieb vor. Jede Taumelscheiben-Einheit kontrolliert, was sie angeht, die individuelle Anstellung von einem, zwei oder drei Blättern, wobei ihre Wirkglieder gemäß den Steuerungsgesetzen arbeiten, welche ausschließlich die Harmonischen berücksichtigen. Die Ausschläge dieser Wirkglieder, beispielsweise der als Betätigungszylinder bezeichneten Zylinder, erweisen sich somit als begrenzt.
Bei dieser Variante wird die Vorrichtung vorteilhaft durch Verriegelungsmittel der individuellen Anstellungssteuerung jedes Blattes vervollständigt, wobei die Verriegelungsmittel durch die Betätigungswirkglieder getragen werden und die Steuerung auf eine monozyklische Steuerung der Blätter durch die Steuerung der Längsverschiebungen und Schrägstellungen der Sicherheitsscheibe beschränken. Zu diesem Zweck umfassen die Verriegelungsmittel für jedes Betätigungswirkglied vorteilhaft eine Vorrichtung zur Verriegelung des Betätigungswirkgliedes in neutraler Position, wobei jene Vorrichtung zur Verriegelung zwei Zahnstangen umfassen kann, von denen jede zum Sperren des entsprechenden Betätigungswirkgliedes in der einen bzw. in der anderen der beiden Betätigungsrichtungen des Wirkgliedes bestimmt ist.
Die Sicherheitsscheibe ist an einem zentralen Kugelkopf schrägstellbar, der axial verschieblich um den Rotormast oder eine diesen Mast umgreifende Muffe angebracht ist. Wenn bei wenigstens einer der Taumelscheiben-Einheiten deren nicht drehende Scheibe einzig und allein durch zwei entsprechende Betätigungswirkglieder um das entsprechende Schwingungszentrum auf der Achse des Rotors schräggestellt wird, wird dieses Schwingungszentrum vorteilhaft auf einer Muffe definiert, die um einen Rotormast axial verschieblich angebracht ist und den zentralen Kugelkopf der Sicherheitsscheibe trägt.
Wenn außerdem die drehenden Scheiben von zwei benachbarten Taumelscheiben-Einheiten unterschiedliche Durchmesser haben, umfasst die Vorrichtung vorteilhaft zwei sich nicht drehende Mechanismen mit gelenkig angebrachten Hebeln, die jeweils zwischen einem Betätigungswirkglied der nicht drehenden Scheibe von einer der beiden Einheiten und dieser nicht drehenden Scheibe eingesetzt sind, so dass der einen der beiden Einheiten eine Schrägstellung gegeben wird, die verschieden von derjenigen der Sicherheitsscheibe ist, um die Durchmesserunterschiede zwischen den drehenden Scheiben auszugleichen.
Bei allen vorher beschriebenen Ausführungsarten können ihre drehenden Scheiben, wenn man Taumelscheiben-Einheiten entlang der Achse des Rotors betrachtet, z. B. drehbar angebracht werden, entweder alle innerhalb oder alle außerhalb der jeweiligen nicht drehenden Scheiben.
Im ersten Fall (innere drehende Scheiben) durchläuft wenigstens eine Anstellungsstange eine Öffnung, die in jeder drehenden Scheibe der Taumelscheiben-Einheiten vorgesehen ist, die zwischen der drehenden Scheibe, an der die Stange gelenkig angebracht ist, und den Blättern angeordnet ist, welche die drehende Scheibe steuert.
Im zweiten Fall (drehende Scheiben außerhalb) durchläuft wenigstens ein Wirkglied eine Öffnung, die in jeder nicht drehenden Scheibe der Taumelscheiben-Einheiten vorgesehen ist, die zwischen der nicht drehenden Scheibe, an welcher das Wirkglied gelenkig angebracht ist, und einem nicht drehenden Aufbau angeordnet ist.
Es bestehen zahlreiche Kombinationen von Positionen der Scheiben verschiedener Einheiten, die zahlreiche Ausführungsvarianten der Erfindung ergeben.
Im Falle eines Rotors mit zwei Taumelscheiben-Einheiten besteht z. B. eine Variante, bei der es die drehende Scheibe von derjenigen der beiden entlang der Achse des Rotors benachbarten Taumelscheiben-Einheiten ist, die zwischen der anderen Taumelscheiben-Einheit und dem festen Aufbau des Luftfahrzeugs eingefügt ist und die drehbar um die entsprechende nicht drehende Scheibe angebracht ist, wogegen die drehende Scheibe der anderen Taumelscheiben-Einheit innerhalb der entsprechenden nicht drehenden Scheibe drehbar angebracht ist, und die Anstellungsstangen, die an der drehenden Scheibe von derjenigen der Taumelscheiben-Einheiten gelenkig angebracht sind, die zwischen der anderen Einheit und dem Aufbau des Luftfahrzeugs axial eingefügt ist, Öffnungen in der drehenden Scheibe der anderen Einheit durchlaufen.
Bei manchen dieser Konfigurationen und insbesondere, wenn die drehenden Scheiben im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben, kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens eine der Anstellungsstangen nicht geradlinig ist und an der entsprechenden drehenden Scheibe durch Gelenkmittel gelenkig angebracht ist, welche die Rotation der genannten Stange um eine Achse unterbinden, die senkrecht zur drehenden Scheibe verläuft, wie z. B. Kardan-Gelenkmittel.
Schließlich ist es bei diesen verschiedenen Ausführungen möglich, dass die nicht drehenden Scheiben von zwei entlang der Achse des Rotors benachbarten Taumelscheiben-Einheiten miteinander und mit dem festen Aufbau des Luftfahrzeugs durch wenigstens einen gelenkig angebrachten Antirotationsdoppelzirkel verbunden sind und/oder deren drehende Scheiben miteinander und mit dem Rotor durch wenigstens einen gelenkig angebrachten Drehantriebsdoppelzirkel verbunden sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, nicht einschränkenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 ein Vorrichtungsschema mit zwei Taumelscheiben-Einheiten für die individuelle Steuerung der paarweise gruppierten Blätter von sich diametral gegenüberliegenden (oder mit 180°) Blättern eines Vierblatt-Hubschrauber-Hauptrotors ist,
2, 3 und 4 drei Beispiele von Vorrichtungen gemäß 1 darstellen, jeweils mit zwei inneren drehenden Scheiben, zwei äußeren drehenden Scheiben und einer inneren oberen drehenden Scheibe und einer äußeren unteren drehenden Scheibe,
5 und 6 Anbringungen des Zentrums einer um den Rotormast drehenden Scheibe darstellen,
7 bis 9 Beispiele von Antirotationsmitteln für die Vorrichtungen der 2 bis 4 darstellen,
8a eine Einzelheit der Befestigung der Antirotationsmittel der 6 darstellt, = 10, 11 und 12 schematisch drei Beispiele von Vorrichtungen mit zwei Taumelscheiben-Einheiten der zentrumsfixierten Art für die Steuerung von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern durch jede Taumelscheiben-Einheit für einen Vierblatt-Hubschrauber-Hauptrotor bzw. mit zwei inneren drehenden Scheiben, zwei äußeren drehenden Scheiben und einer inneren oberen drehenden Scheibe und einer äußeren unteren drehenden Scheibe darstellen,
13 und 14 schematisch Vorrichtungen für einen Rotor mit fünf bzw. sechs Blättern darstellen,
15 schematisch die Anbringung am Rotormast von zwei Scheiben von Taumelscheiben-Einheiten der zentrumsfixierten Art gemäß den 10 bis 12 in einer Vorrichtung zur individuellen Steuerung mit vollem Einfluss darstellt,
16 schematisch und teilweise eine Steuerungsvorrichtung mit reduziertem Einfluss mit zusätzlicher Sicherheitsscheibe darstellt,
17 analog zur 15 ist, für eine Vorrichtung mit reduziertem Einfluss gemäß 16,
18 schematisch eine Variante der Vorrichtung mit reduziertem Einfluss der 16 mit drehenden Scheiben von unterschiedlichen Durchmessern und eine Vorrichtung zum Ausgleich der Schrägstellung der Scheiben durch gelenkig angebrachten Hebel darstellt,
19 schematisch zum Teil im Schnitt und zum Teil in Seitenansicht einen Zylinder mit Vorrichtung zur Verriegelung in neutraler Position darstellt, der als Betätigungswirkglied in einer Vorrichtung mit reduziertem Einfluss entsprechend 16 verwendbar ist.
1 stellt schematisch einen Vierblatt-Hubschrauber-Hauptrotor dar, der mit einer Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter, die als zwei Paare von sich diametral gegenüberliegenden Blättern, oder Blättern zu 180°, gruppiert sind.
Der Rotor umfasst einen Rotormast 10, der durch die Drehachse 0z des Rotors schematisch dargestellt ist und um diese Achse 0z vier Blätter 11, 12, 13, 14, die sich paarweise in Bezug auf die Achse 0z gegenüberstehen, über eine Nabe 15 in Drehung versetzt. Die Blätter 11 bis 14 haben jeweils einen Anstellungshebel 11a, 12a, 13a und 14a, die im allgemeinen zur Vorderkante oder zur Hinterkante des entsprechenden Blattes hin vorstehen und deren Verschiebungen in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Anstellungsänderungslängsachse des entsprechenden Blattes ist, das Steuern der Anstellung erlauben. Diese Verschiebungen werden durch eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Anstellung gesteuert, die zwei Taumelscheiben-Einheiten 16 und 17 umfasst, die jeweils ein Rotationszentrum ihrer drehenden Scheibe und ein Schwingungszentrum ihrer nicht drehenden Scheibe aufweisen, die verschmolzen sind und auf der Achse des Rotors liegen und zwar in einem Punkt, der als Zentrum der Taumelscheiben-Einheit bezeichnet wird und in Bezug auf das gemeinsame Rotations- und Schwingungszentrum der anderen Einheit axial versetzt ist, und von denen jede in Form einer Ebene oder Scheibe schematisch dargestellt ist, wobei jede Einheit 16 oder 17 zwei sich gegenüberliegende Blätter steuert. Die durch die obere Einheit 17 gesteuerten Blätter 11 und 12 stehen mit 180° zueinander, genauso wie die durch die untere Einheit 16 gesteuerten Blätter 13 und 14.
In bekannter Weise ist jede Taumelscheiben-Einheit 16 oder 17 an ihrem Schwingungszentrum O' oder O in allen Richtungen durch einen Kugelkopf bildende Mittel schrägstellbar und zugleich entlang der Achse Oz durch die verschiebliche Anbringung der Kugelkopfmittel um den Rotormast 10 längsverschiebbar. Überdies umfasst jede Taumelscheiben-Einheit 16 oder 17 zwei ringförmige Scheiben, die den Mast 10 umgreifen und von denen die eine eine drehende Scheibe ist, die um das entsprechende Rotationszentrum z. B. durch den Rotormast 10 mit Hilfe eines gelenkig angebrachten Zirkels drehangetrieben wird und drehbar auf einer nicht drehenden Scheibe angebracht ist, die gehalten wird, indem sie mit einem festen Aufbau des Hubschraubers durch Antirotationsmittel, wie z. B. einen gelenkig angebrachten, nicht drehenden Zirkel, verbunden ist. Außerdem ist die drehende Scheibe jeder Einheit 16 oder 17 mit den Anstellungshebeln der Blätter verbunden, die sie durch Anstellungsstangen steuert, während die Längsverschiebungen und Schrägstellungen der Einheiten 16 und 17 durch Betätigungswirkglieder gesteuert werden, wie z. B. hydraulische Zylinder, die zwischen dem festen Aufbau des Hubschraubers und den Taumelscheiben-Einheiten 16 und 17 angeordnet sind und durch Kugelköpfe einerseits an diesem festen Aufbau und andererseits an den nicht drehenden Scheiben der Einheiten 16 und 17 gelenkig angebracht sind.
In 1 ist jede Taumelscheiben-Einheit 16 oder 17 mit einer mittleren drehenden Scheibe 18 oder 19 schematisch dargestellt, die um das Zentrum O' oder O auf der Achse OZ innerhalb einer äußeren, nicht drehenden Scheibe 20 oder 21 dreh bar ist, wobei die untere drehende Scheibe 18 (die nächstliegende zum Aufbau des Hubschraubers) mit zwei Blättern 13 und 14 verbunden ist, deren Anstellung sie durch zwei sich diametral gegenüberstehende Anstellungsstangen 22 und 23 steuert, von denen jede durch Kugelköpfe an ihrem unteren Ende an dieser drehenden Scheibe 18 und an ihrem oberen Ende am Ende des entsprechenden Anstellungshebels 13a oder 14a gelenkig angebracht ist.
Ebenso ist die obere drehende Scheibe 19 (die nächstliegende zu den Blättern) mit zwei Blättern 11 und 12 verbunden, deren Ansteuerung sie durch zwei sich diametral gegenüberstehende Anstellungsstangen 24 und 25 steuert, die jeweils durch Kugelköpfe an ihrem unteren Ende an der drehenden Scheibe 19 und an ihrem oberen Ende am Ende des entsprechenden Anstellungshebel 11a oder 12a gelenkig angebracht sind.
Jede Scheiben-Einheit 16 und 17 muss an drei Punkten ihrer jeweiligen nicht drehenden Scheibe 20 oder 21 gestützt werden und die vertikale Position dieser Punkte wird durch die vier Betätigungswirkglieder oder -zylinder 26, 27, 28 und 29 bestimmt, die in gleicher Anzahl wie die Blätter vorhanden sind und in einem festen Bezugssystem angebracht sind, d. h, nicht drehend um die Achse Oz des Rotors, wobei sie durch Kugelköpfe, wie z. B. 30, einerseits am unteren Ende am festen Aufbau 31 des Hubschraubers und andererseits an ihrem oberen Ende an der nicht drehenden Scheibe 20 und 21 gelenkig angebracht sind.
Da die vier Zylinder 26 bis 29 sechs Punkte bestimmen müssen, die als 1, 2, 3 auf der Einheit 17 und als 1', 2', 3' auf der Einheit 16 markiert sind, steuern zwei Zylinder 26 und 27 jeweils die Position von zwei Punkten, von denen einer auf jeder Scheiben-Einheit 16 oder 17 ist, und die beiden anderen Zylinder 28 und 29 steuern jeweils nur einen Punkt, von denen der eine 28 der Punkt 3' der Einheit 16 und der andere 29 der Punkt 2 der Einheit 17 ist.
Damit die Zylinder 26 und 27 die Position nicht nur der Punkte 1' bzw. 2' der unteren Scheiben-Einheit 16 steuern, sondern auch Punkte 3 bzw. 1 der oberen Scheiben-Einheit 17, sind die beiden nicht drehenden Scheiben 20 und 21 miteinander durch zwei starre Stäbe 32 von konstanter Länge verbunden, die jeweils an den beiden nicht drehenden Scheiben gelenkig angebracht sind, der eine zwischen den Punkten 1' und 3 und der andere zwischen den Punkten 2' und 1 dieser beiden Scheiben.
Die mathematische Untersuchung dieses Systems wird im Folgenden dargelegt.
In 1 ist die Position der oberen Scheiben-Einheit 17 durch die Höhen (oder Höhenvariationen, ausgehend von einer Bezugsebene, z. B. horizontal) h₁, h₂, h₃ der Punkte 1, 2, 3 und die Position der unteren Scheiben-Einheit 16 durch die Höhen h'₁, h'₂, h'₃ der Punkte 1', 2', 3' bestimmt.
Es gibt die zwei folgenden Beziehungen: h'1 = h3 und h'2 = h1,da die Punkte 1' und 3 und die Punkte 2' und 1 durch die Stäbe 32 verbunden sind.
Alle Zylinder 26 bis 29 sind mit einem Abstand R von der Achse 0z des Rotors gelegen.
Bei einem absoluten Bezugssystem OXYZ, das mit dem festen Aufbau 31 verknüpft und so beschaffen ist, dass OZ mit der Rotorachse Oz des Bezugssystems Oxyz oder O'x'y'z verschmolzen ist, wird eine Ebene definiert durch die Gleichung: aX + bY + Z = d.
Wenn a, b, d die Koeffizienten der Ebene der oberen Scheiben-Einheit 17 sind, gilt:
Die obere Scheiben-Einheit 17 steuert zwei Blätter, nämlich das Blatt 11, dessen Azimut im absoluten Bezugssystem Φ = Ωt + φ ist, wobei Ω die Drehgeschwindigkeit des Rotors und t die Zeit ist, und das Blatt 12, dessen Azimut Φ₂ = Φ + π ist. Die Höhen der Füße der Stangen 24 und 25 der Blätter 11 und 12 sind H₁ und H₂.
Es gilt:
wobei r der Radius der drehenden Scheibe 19 der oberen Scheiben-Einheit 17 ist.
Indem (B-1) und (B-2) kombiniert werden, ergibt sich:
Die untere Einheit 16 steuert die Blätter 13 und 14 und es wird vorausgesetzt, dass der Azimut des Blattes 13 ist:
In diesem Fall ist die relative Position des Blattes 13 in Bezug auf die Zylinder 26, 27 und 28, die mit den Punkten 1', 2', 3' verbunden sind, die gleiche wie die relative Position des Blattes 11 in Bezug auf die Zylinder 26, 27 und 29, die mit den Punkten 1, 2, 3 verbunden sind.
Das Blatt 14 hat als Azimut
Die relative Position des Blattes 14 in Bezug auf die Zylinder 26, 27 und 28, die mit den Punkten 1' , 2' , 3' verbunden sind, ist die gleiche wie die relative Position des Blattes 12 in Bezug auf die Zylinder 26, 27 und 29, die mit den Punkten 1, 2, 3 verbunden sind. Deswegen leitet sich das System (B-4) unmittelbar vom System (B-3) ab, indem einfach r in r' umgeändert wird, wenn die drehende Scheibe 18 der unteren Einheit 16 einen gegenüber dem Radius r der drehenden Scheibe 19 unterschiedlichen Radius r' hat und wenn H'₁ und H'₂ die Höhen der Füße der Stangen 22 und 23 der Blätter 13 und 14 sind.
In (B-4) ist der Winkel Φ der Winkel des Blattes 11, das durch die obere Scheiben-Einheit 17 mit dem Punkt 1 gesteuert wird. Indem (B-3) und (B-4) kombiniert und Beziehungen zwi schen den h und den h' berücksichtigt werden, ergibt sich schließlich: (B-5)
Das System (B-5) muss nun invertiert werden, um einer eineindeutigen Beziehung sicher zu sein, die für eine individuelle Steuerung der Ansteuerung der Blätter zwischen den H₁, H₂, H'₁, H'₂ und den h₁, h₂, h₃, h'₃ nötig ist. Man erhält:
In (B-6) ist gesetzt worden:
Durch die Gleichungen (B-5) und (B-6) ist man sich der Gültigkeit der Konfiguration der 1 sicher, die eine Vor richtung für Blätter mit 180° ist und für eine individuelle Steuerung von Blättern mit vollem Einfluss verwendbar ist, wenn die Zylinder 26 bis 29 am Aufbau 31 des Hubschraubers gelenkig angebracht sind, aber auch für eine individuelle Steuerung mit reduziertem Einfluss, wenn diese Zylinder an einer Sicherheitsscheibe gelenkig angebracht sind, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die 16 bis 18 beschrieben wird.
Die geometrische Konfiguration der 1 ist nicht trivial, denn andere Konfigurationen sind ausprobiert worden und haben nicht zu inversiblen Systemen geführt, wobei diese anderen Konfigurationen es also nicht erlauben, unabhängige beliebige Bewegungen für die vier Blätter zu erreichen, wenn sie paarweise in der Verlängerung zueinander genommen werden. Umgekehrt eignet sich die Vorrichtung der 1 nicht, wenn die Blätter eines Blätterpaares mit 90° zueinander liegen. Zu diesem Zweck genügt es zu zeigen, dass es für eine besondere azimutale Position nicht möglich ist, den vier Blättern einen beliebigen Anstellwinkel zu geben. Wenn durch Hypothese die obere Scheiben-Einheit 17 die Blätter 14 und 12 steuert und die untere Scheiben-Einheit 16 die Blätter 13 und 11 steuert, wobei vorausgesetzt wird, das Blatt 13 steht in der Richtung der Achse O'x' (siehe 1), ist das Blatt 11 dann in der Richtung der Achse O'y', das Blatt 14 in der Richtung der Achse Oy und das Blatt 12 in der zur Achse Ox entgegengesetzten Richtung. Die Anstellungseinstellung des Blattes 13 wird durch die Höhe des Punktes 1' bestimmt, was auch die Höhe des Punktes 3 festlegt. Die Anstellungseinstellung des Blattes 11 wird durch die Höhe des Punktes 2' bestimmt, was auch die Höhe des Punktes 1 festlegt. Schließlich wird die Anstellungseinstellung des Blattes 14 durch die Höhe des Punktes 2 bestimmt . Die Höhe der Punkte 1, 2, 3 der oberen, nicht drehenden Scheibe 21 ist festgelegt und die Ebene dieser oberen Scheibe 21 ist also vollständig bestimmt, und es bleibt kein verfügbarer Freiheitsgrad mehr, um willkürlich die Anstellungseinstellung des Blattes 12 festzulegen.
In der Vorrichtung der 1 steuert also jede der beiden drehenden Scheiben 18 und 19 jeweils eines der beiden Paare von sich diametral gegenüberliegenden Blättern und die eine 20 der beiden nicht drehenden Scheiben wird durch drei Zylinder 26, 27 und 28 positioniert, während die andere nicht drehende Scheibe 21 durch den vierten Zylinder 29 und die beiden Stäbe 32 positioniert wird, welche an die nicht drehende Scheibe 21 die Verschiebungen übertragen, die an der nicht drehenden Scheibe 20 durch die beiden Zylinder 26 und 27 gesteuert werden.
Die Prüfung der Gleichungen des Systems (B-6) zeigt, dass zum Erreichen einer Variation der Anstellung eines Blattes mit der Frequenz f die Zylinder mit einer Frequenz f' = f + 2f₀ arbeiten müssen, wobei f₀ die Drehfrequenz des Rotors ist, was das erforderliche Durchlassband der Zylinder 26 bis 29 im Vergleich zu demjenigen von Zylindern zur individuellen Steuerung der Blätter eines Dreiblatt-Rotors wesentlich vergrößert.
Die Drehungssperrung der nicht drehenden Scheiben um die Achse 0z des Rotors kann für die untere Scheibe 20 durch einen herkömmlichen gelenkigen Zirkel sichergestellt werden und für die obere Scheibe 21 durch die Stäbe 32, die sie mit der unteren Scheibe 20 verbinden, wie nachfolgend beschrieben und in den Beispielen der 2 bis 4 und 7 und 8 dargestellt ist.
2 stellt ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß der 1 mit inneren drehenden Scheiben dar.
Es finden sich wieder die beiden Verbindungsstäbe 32, welche die untere, nicht drehende Scheibe 20 und die obere, nicht drehende Scheibe 21 verbinden und jeweils in der Verlängerung der einen 26 bzw. anderen 27 von zwei der drei Zylinder (wobei der dritte Zylinder in 2 nicht sichtbar ist) sind, die zwischen dem festen Aufbau 31 des Hubschraubers und der nicht drehenden Scheibe 20 der unteren Taumelscheiben-Einheit 16 gelenkig angebracht sind. Jeder Stab 32 ist wie jeder Zylinder an seinen drei Enden durch zwei Kugelköpfe 30 oder äquivalente Mittel gelenkig angebracht. Ebenso ist der vierte Zylinder 29 am festen Aufbau 31 und an der nicht drehenden Scheibe 21 der oberen Einheit 17 durch zwei Kugelköpfe 30 gelenkig angebracht. Die untere 18 und die obere drehende Scheibe 19 sind drehbar innerhalb der unteren nicht drehenden Scheibe 20 bzw. der oberen 21 in bekannter Weise mit Hilfe wenigstens eines Kugellagers angebracht, wie bei 33 für die obere Einheit 17 schematisch dargestellt ist.
In 2 umfasst jede drehende Scheibe 18 oder 19 eine Felge 18a oder 19a, die durch Speichen 18b oder 19b mit einer Nabe 18c oder 19c verbunden ist, die auf einem zentralen Kugelkopf 34 schwingt, der axial verschieblich um eine Muffe 35 angebracht ist, die den Rotormast 10 umgreift und auch am Aufbau 31 befestigt ist.
Die gelenkige Anbringung einer drehenden Scheibe an einem zentralen Kugelkopf 34 ist in 5 für die untere drehende Scheibe 18 dargestellt. Der Kugelkopf 34, der an der Muffe 35 bei einer Konfiguration von Blättern mit 180° verschieblich ist, ist von einem Kranz 36 umfasst, der mit dem Kugelkopf 34 durch eine konkave und kugelförmige, innere Auflagefläche zusammenwirkt und ein Kugellager (nicht dargestellt) trägt, das zwischen dem Kranz 36 und der Nabe 18c der unteren drehenden Scheibe 18a eingefügt ist.
Die durchbrochene Struktur der oberen drehenden Scheibe 19 erlaubt es den zwei Stangen 22 und 23, die an der unteren drehenden Scheibe 18 gelenkig angebracht sind, die begrenzten Öffnungen zwischen den Speichen 19b der oberen drehenden Scheibe 19 ohne störende mechanische Beeinflussung dieser letzteren zu durchlaufen, da die drehenden Scheiben 18 und 19 und somit die Stangen 22 bis 25 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Rotor und seine Blätter drehen. Da aber die drehenden Scheiben 18 und 19 im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben, sind die durch die untere drehende Scheibe 18 angetriebenen Stangen 22 und 23 nicht mehr geradlinig, sondern weisen eine Form auf, die an den Verlauf quer durch die drehende Scheibe 19 im Gegensatz zu den Stangen 24 und 25 angepasst ist, die geradlinig sind und durch Kugelköpfe 37 an dieser oberen drehenden Scheibe 19 gelenkig angebracht sind. Auf Grund ihrer nicht geradlinigen Form sind die Stangen 22 und 23 an der unteren drehenden Scheibe 18 durch Mittel gelenkig angebracht, die jegliche Drehung um eine zu dieser Scheibe 18 senkrechten Achse verbieten, also nicht durch einen Kugelkopf, sondern z. B. durch ein Kardangelenk 38.
Durch die Wahl einer beliebigen, aber geeigneten Form der an der unteren drehenden Scheibe gelenkig angebrachten Stangen kann man somit die Durchmesser der drehenden Scheiben frei wählen.
Der Drehantrieb der drehenden Scheiben 18 und 19 wird durch einen gelenkigen Doppelzirkel 39 sichergestellt, der einen oberen Teil enthält, der die obere drehende Scheibe 19 antreibt und aus einer Gabel 40 gebildet ist, die um eine den Rotormast 10 durchquerende Durchmesserachse schwenkbar ist und deren Stiel in 41 in einer zweiten Gabel 42 schwenkbar gelenkig angebracht ist, die durch ihren Stiel mit Hilfe eines Kugelkopfes 43 an der drehenden Scheibe 19 gelenkig angebracht ist. Der Doppelzirkel 39 umfasst auch einen unteren Teil mit einer Gabel 44, die schwenkbar am Stiel der Gabel 40 angebracht ist und deren Stiel 45 seinerseits schwenkbar in einer weiteren Gabel 46 schwenkbar ist, die ihrerseits durch ihren Arm 47 an der unteren drehenden Scheibe 18 durch einen Kugelkopf 48 gelenkig angebracht ist. Die Kugelköpfe 43 und 48 zur gelenkigen Anbringung des Antriebs-Doppelzirkels 39 an den drehenden Scheiben 18 und 19 stellen jeweils eine Drehungsfreiheit entsprechend zwei Achsen sicher, die parallel zur Ebene der entsprechenden drehenden Scheibe verlaufen.
Die Halterung der beiden nicht drehenden Scheiben 20 und 21 wird mittels eines gelenkigen Antirotationszirkels 49 sichergestellt, der in 7 genauer dargestellt ist. Dieser Zirkel 49 umfasst zwei Äste 49a und 49b, die als Gabeln gestaltet sind und zueinander schwenkbar an einer Schwenkachse 50 angebracht sind, wobei der untere Ast 49a auch um eine Schwenkachse 51, die zur Schwenkachse 50 parallel ist, an einem Beschlag 52 schwenkbar gelagert ist, der mit dem festen Aufbau 31 fest verbunden ist. Der obere Ast 49b ist auch, so wie das untere, als Gabel 32a ausgebildete Ende eines Stabes 32, an der zur Schwenkachse 51 parallelen Traverse 53a einer "T"-Schwenkachse 53 schwenkbar angebracht, deren Fuß 53b um ihre in Bezug auf den Rotormast 10 radiale Längsachse in einer mit der unteren, nicht drehenden Scheibe 20 fest verbundenen Muffe 54 schwenkbar ist. Das obere Ende der Stange des Zylinders 26 ist auch als Gabel 26a ausgebildet, die um die Traverse 53a der "T"-Schwenkachse 53 schwenkbar ist. Diese Anbringung erlaubt das Benutzen des Stabes 32, der durch einen Kugelkopf 30 an seinem oberen Ende an der oberen, nicht drehenden Scheibe 21 gelenkig angebracht ist, als dem Zirkel 49 zugeordnetes Antirotationsmittel, um die beiden nicht drehenden Scheiben 20 und 21 festzuhalten.
Selbstverständlich kann man einen herkömmlichen, gelenkigen Antirotationszirkel dazu verwenden, um jede der beiden nicht drehenden Scheiben 20 und 21 festzuhalten, und man kann zwei herkömmliche, gelenkig Zirkel dazu verwenden, um durch jeweils einen von ihnen die eine bzw. die andere von zwei drehenden Scheiben 18 und 19 anzutreiben, auf Kosten eines größeren Platzbedarfes, da der Zirkel zum Antrieb der unteren drehenden Scheibe 18 wenigstens einen Arm haben muss, der genügend lang ist, um am Rotormast 10 oberhalb der Muffe 35 gelenkig verbunden zu werden.
3 ist eine Variante der Vorrichtung für Blätter mit 180° der 1, bei der die untere drehende Scheibe 18' und die obere drehende Scheibe 19' außerhalb sind und um die entsprechende untere, nicht drehende Scheibe 20' oder obere, nicht drehende Scheibe 21' drehen.
Jede der nicht drehenden Scheiben 20' und 21' ist um den Rotormast 10 schwingend und parallel zu diesem Mast verschieblich mittels eines zentralen Kugelkopfes 34 angebracht, der axial um die den Mast 10 umgreifende, feste Muffe 35 verschiebbar ist und an dem die Scheibe 20' oder 21' durch ihre Nabe 20'c oder 21'c schwingend direkt angebracht ist, wobei die Einfügung eines Kranzes und wenigstens eines Wälzlagers zwischen den Kugelkopf und die Nabe der Scheibe, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, freiwillig wird, weil die betroffene Scheibe nicht drehend ist.
Die sich diametral gegenüberliegenden und durch die untere drehende Scheibe 18' angetriebenen Stangen 22' und 23' sind nicht geradlinig, wie das auch im vorhergehenden Beispiel der Fall ist, sondern sind in diesem Beispiel verformt, um außerhalb der oberen Taumelscheiben-Einheit 17' zu verlaufen, deren Durchmesser im wesentlichen der gleiche ist wie derjenige der unteren Taumelscheiben-Einheit 16', während die sich diametral gegenüberliegenden und durch den Kugelkopf an der oberen drehenden Scheibe 19' angetriebenen Stangen 24' und 25' geradlinig sind. Aus diesen Gründen und wie in 2 sind die nichtgeradlinigen Stangen 22' und 23' mit der unteren drehenden Scheibe 18' durch Kardane gelenkig verbunden.
Wie in 2 wird der Drehantrieb der drehenden Scheiben 18' und 19' vom Mast 10 aus und oberhalb der Muffe 35 durch einen gelenkigen Doppelzirkel 39' sichergestellt, dessen oberer Teil eine Gabel 40' enthält, die um eine den Mast 10 durchquerende Durchmesserachse schwenkbar ist und in 41' schwenkbar gelenkig in einer zweiten Gabel 42' angebracht ist, die durch ihren Stiel mittels eines Kugelkopfes 43' an der oberen drehenden Scheibe 19' gelenkig angebracht ist. Der andere Teil des Zirkels 39', der die untere drehende Scheibe 18' antreibt, umfasst auch zwei Gabeln 44' und 46', die außerhalb der oberen Taumelscheiben-Einheit 17' verlaufen und von denen die erste 44' am Stiel der Gabel 40' um eine Schwenkachse 45' außerhalb der Gabel 42' und die zweite 46' durch ein Kugelgelenk 48' an der unteren drehenden Scheibe 18' gelenkig angebracht ist, wobei die Gabeln 44' und 46' auch miteinander um die Schwenkachse 47' bei Schwenkbarkeit gelenkig verbunden sind.
Die beiden nicht drehenden Scheiben 20' und 21' können ringförmige Vollscheiben sein, außer der inneren Scheibe 20', die wenigstens zwei Öffnungen aufweist, davon die eine 20'a für den Durchgang des einzigen Zylinders 29', der durch Kugelköpfe 30 direkt unter der oberen, nicht drehenden Scheibe 21' und am festen Aufbau 31 gelenkig angebracht ist. Die andere Öffnung 20'b der Scheibe 20' nimmt die Gelenke an dieser Scheibe 20' von dem einem 26' der drei Zylinder zur Steuerung dieser Scheibe 20' sowie einen der drei Stäbe 32, die diese Scheibe 20' mit der anderen nicht drehenden Scheibe 21' verbinden, unter welcher dieser Stab 32 durch einen Kugelkopf 30 gelenkig angebracht ist, und von einem Antirotationszirkel 49' auf, der durch den später unter Bezugnahme auf die 8 und 8a beschriebenen Aufbau ersetzt werden kann, entsprechend einer Variante der 7 und unter Verwendung dieses Stabes 32 als Antirotationsmittel.
Die beiden anderen Zylinder 27' und 28' zur Steuerung der Scheibe 20' sind am festen Aufbau 31 sowie unter der Scheibe 20' durch Kugelköpfe 30 gelenkig angebracht und der Gelenkpunkt unter der Scheibe 20' des Zylinders 27' ist direkt unter dem zweiten Stab 32, der durch Kugelköpfe 30 an dieser Scheibe 20' und unter der oberen, nicht drehenden Scheibe 21' gelenkig angebracht ist.
8 zeigt, dass der Antirotationszirkel 49' der 3, dessen unterer Gabelast 49'a durch seinen Fuß in einem mit dem festen Aufbau 31 fest verbundenen "U"-Beschlag 52' geschwenkt wird, einen Aufbau haben kann und montiert werden kann wie der Zirkel 49 der 7. Es findet sich wiederum, dass das als Gabel ausgebildete Ende 26'a des Zylinders 26' sowie das untere, als Gabel ausgebildete Ende 32a des Stabes 32 und die Gabel des oberen Astes 49b des Zirkels 49 um eine gleiche Achse 53'a schwenkbar angebracht sind, die in einer Bohrung einer Quernabe 53'c (siehe 8a) eines Querstückes 53' untergebracht ist, das quer durch die Öffnung 20'b der Scheibe 20' durch seine Längsarme 53'b aufgehängt ist, die Torsionsarme sind, die eine Drehung um ihre Längsachse zulassen, die in Bezug auf die Achse des Rotors radial ist. 8a zeigt ein Beispiel zur Befestigung durch ihre Enden der torsiblen Arme 53'b des Querstücks 53' in begrenzten Aufnahmen zum Teil in der oberen Fläche der nicht drehenden Scheibe 20' und zum Teil in der unteren Fläche von zwei an der Scheibe 20' verschraubten und die Enden der Arme 53'b gegen diese Scheibe 20' einklemmenden Stützen 54'.
Bei dieser Anbringung lässt man auch einen der Stäbe 32 zur Verbindung zwischen den beiden nicht drehenden Scheiben 20' und 21' eine Gegenmoment- oder Gegenrotationsrolle für die nicht drehende Scheibe 21' spielen.
Dies kann vermieden werden, wenn der Antirotationsdoppelzirkel der 9 anstelle des Zirkels 49 oder 49' und eines Stabes 32 der 3 und 8 übernommen wird. In diesem Fall ist der Antirotationsdoppelzirkel der 9 mit der unteren, nicht drehenden Scheibe 20' mittels eines Querstücks 53' gelenkig verbunden, das identisch zu demjenigen der 8 ist und in gleicher Weise in einer Öffnung 20'd der Scheibe 20' anstelle des an dieser Scheibe 20'd vorhandenen Gelenks 30 des dritten Zylinders 28' angebracht ist, dessen Wirkung durch einen Verbindungsstab wie z. B. 32 nicht verlängert wird.
Der Antirotationsdoppelzirkel der 9 umfasst einen unteren Zirkel, der in seinem Aufbau und seiner Anbringung identisch zum Zirkel 49 der 8 ist und durch die Gabel seines oberen Astes 49b um die quer verlaufende Schwenkachse 53'a des Querstücks 53' gleichzeitig wie eine Gabel 28'a des oberen Endes der Stange des Zylinders 28' und wie die Gabel des unteren Astes 55a eines oberen gelenkigen Zirkels 55 schwenkbar angebracht ist, der auch einen oberen Ast 55b umfasst, der durch den Kugelkopf 30 unter der oberen, nicht drehenden Scheibe 21' gelenkig angebracht und als Gabel ausgelegt ist, in der der untere Ast 55a um eine Schwenkachse 55c schwenkt, die parallel zur Schwenkachse 53'a des Querstücks 53' verläuft. Der obere Zirkel 55 des Antirotationsdoppelzirkels hält die obere, nicht drehende Scheibe 21' in Bezug auf die untere, nicht drehende Scheibe 20' fest, welche drehungsmäßig durch den unteren Zirkel 49 festgehalten wird, der sie mit dem festen Aufbau 31 verbindet.
Der Antirotationsdoppelzirkel der 9 kann auch an den Vorrichtungen mit wenigstens einer Taumelscheiben-Einheit mit Zentrumsfixierung verwendet werden, deren Art später unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 beschrieben wird.
4 stellt eine weitere Variante der Vorrichtung der 1 dar, bei der die obere Taumelscheiben-Einheit identisch zu derjenigen 17 der 2 ist und eine durchbrochene drehende Scheibe 19 umfasst, die durch ihre Nabe 19c an einem zentralen Kugelkopf 34 schwingend ist, der um eine feste Muffe 35 verschieblich ist. Diese drehbare Scheibe 19 ist durch Kugelköpfe 37 an zwei sich diametral gegenüberliegenden und geradlinigen Anstellungsstangen 24 und 25 gelenkig angebracht und mittels eines Lagers 33 im Inneren einer nicht drehenden Scheibe 21 drehbar angebracht, die durch einen einzigen Zylinder 29, der durch Kugelköpfe 30 zwischen der Scheibe 21 und dem festen Aufbau 31 gelenkig angebracht ist, und durch zwei Verbindungsstäbe 32 gesteuert wird, die sie mit der nicht drehenden Scheibe der unteren Taumelscheiben-Einheit 16'' verbinden, die eine äußere drehende Scheibe 18'', die um eine innere, nicht drehende Scheibe 20" drehbar ist, in Form einer Vollscheibe enthält, die durch ihre Nabe 20''c an einem weiteren Kugelkopf 34 gelenkig angebracht ist, der um die feste Muffe 35 axial verschiebbar ist.
Wie in 2 sind die beiden anderen, sich diametral gegenüberliegenden Stangen 22 und 23 nichtgeradlinig und nach innen verformt, um in Öffnungen der oberen drehenden Scheibe 19 zu verlaufen, und sind mit der unteren drehenden Scheibe 18'' durch Kardane 38 gelenkig verbunden.
Wie in 2 ist der Drehantrieb der inneren oberen drehenden Scheibe 19 und der äußeren unteren drehenden Scheibe 18'' durch einen gelenkigen Doppelzirkel 39 sichergestellt, der in seinem Aufbau und seiner Anbringung zu demjenigen identisch ist, der unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Dieser Doppelzirkel 39 ist also bei Schwenkbarkeit am Rotormast 10 durch einen Kugelkopf 43 an der oberen drehenden Scheibe 19 und durch einen Kugelkopf 48 an der unteren drehenden Scheibe 18'' gelenkig angebracht.
Um die Anbringung der drei Zylinder zur Schrägstellung und Längsverschiebung der unteren Einheit 16'' zu vereinfachen, von denen nur zwei Zylinder 26 und 27 in 4 sichtbar sind, ist die untere und innere, nicht drehende Scheibe 20'' unter der unteren drehenden Scheibe 18" durch drei Arme 56 radial verlängert, an deren Ende die drei Zylinder und für die beiden in 4 sichtbaren Arme 56 auch die Verbindungsstäbe 32 an der oberen, nicht drehenden Scheibe 21 gelenkig angebracht sind.
Wie in 2 umfassen auch die Antirotationsmittel der nicht drehenden Scheiben 20'' und 21 einen gelenkigen Zirkel, der identisch zum Zirkel 49 der 2 ist, und einen Stab 32 entsprechend einer Anbringung, die identisch zu derjenigen der 7 ist, lediglich mit dem Unterschied, dass die den Fuß der "T"-Schwenkachse 53 aufnehmende Muffe 54 mit dem äußeren radialen Ende des entsprechenden Armes 56 der unteren, nicht drehenden Scheibe 20" fest verbunden ist.
Wenn eine der drehenden Scheiben innerhalb einer nicht drehenden Scheibe drehbar ist, wie für die beiden drehenden Scheiben 18 und 19 der 2 und die obere drehende Scheibe 19 der 4, kann man anstelle der schwingenden Anbringung der Nabe einer drehenden Scheibe an einem verschieblichen zentralen Kugelkopf entsprechend der 5 die Anbringungsvariante der 6 verwenden, die eine Schnittansicht ist. Bei dieser Anbringung ist die Muffe 35, die sich nicht dreht und ohne Berührung den Rotormast 10 umgreift und drehbar um die Drehachse Oz des Rotors angebracht ist, ihrerseits von einem Kranz 57 umfasst, der axial um die feste Muffe 35 verschoben werden kann. Im Bedarfsfall lässt sich jegliche Dreh bewegung des Kranzes 57 um die Muffe 35 verhindern, indem der Muffe 35 wenigstens örtlich eine nichtzylindrische Form gegeben wird oder mittels einer Rille wenigstens in der Muffe 35 oder auch mit Hilfe anderer Antirotationsmittel am Kranz 57. Zwei radiale Wangen 58 sind an den axialen Enden des Kranzes 57 befestigt und werden zum Absorbieren der vertikalen Kräfte belastet, die durch die entsprechenden Taumelscheiben erzeugt werden. Der Kugelkopf 34' ist um den Kranz 57 herum und zwischen den Wangen 58 angebracht. Zwei Wälzlager 59 mit Kugeln oder zylindrischen Nadeln sind zwischen dem Kranz 57 und dem Kugelkopf 34' eingefügt und können möglicherweise durch ein einziges Lager 59 ersetzt werden. Zwei Wälzlager 60 mit Kugeln oder konischen Rollen sind zwischen dem Kugelkopf 34' und den Wangen 59 eingefügt. Die Nabe 19'c einer inneren drehenden Scheibe 19' weist eine innere ringförmige Auflagefläche von konkaver und sphärischer Form als Abstützung gegen die äußere sphärische Oberfläche des Kugelkopfes 34' auf. In der Richtung der Drehung um die Achse Oz des Rotors ist der Kugelkopf 34' Reibungskräften von Seiten der drehenden Scheibe 19' ausgesetzt. Er ist auch einem Reibungsmoment von Seiten der Wälzlager 59 und 60 ausgesetzt. Aber da die auf die drehende Scheibe 19' zurückzuführenden Reibungen viel erheblicher sind als jene, die auf die Wälzlager 59 und 60 zurückzuführen sind, wird der Kugelkopf 34' eine Drehgeschwindigkeit haben, die fast gleich mit derjenigen der drehenden Scheibe 19' ist. Dies verringert den mechanischen Verschleiß zwischen diesen beiden Teilen beträchtlich. Der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten dieser beiden Teile kann durch einen herkömmlich aufgebauten, gelenkigen Gegenmoment-Zirkel, der zwischen dem Kugelkopf 34' und der drehenden Scheibe 19' angebracht sein kann, ganz und gar zum Verschwinden gebracht werden. Als Variante kann ein elastisch verformbares Verbindungsorgan diese homokinetische Kupplung sicherstellen. Diese Anbringung erlaubt die Drehung der drehenden Scheibe 19' um die Achse Oz des Rotors, wobei die Schwingungsbewegungen dieser drehenden Scheibe 19' am Kugelkopf 34' akzeptiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Anstellung der Blätter eines Rotors mit zumindest vier Blättern kann auch wenigstens zwei Taumelscheiben-Einheiten umfassen, die eine drehbar an einer nicht drehenden Scheibe angebrachte, drehende Scheibe haben und in jeder Richtung um ihre Zentren schrägstellbar sind und von denen zumindest eine der Taumelscheiben-Einheiten so beschaffen ist, dass ihre drehende Scheibe durch zwei Anstellungsstangen mit zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern des Rotors verbunden ist und dass ihre nicht drehende Scheibe an zwei in Bezug auf die Achse des Rotors nicht diametral gegenüberstehenden Betätigungswirkgliedern gelenkig angebracht ist, die ihre Schrägstellungen um ein auf der Achse des Rotors feststehendes Schwingungszentrum steuern.
Bei dieser sogenannten "zentrumsfixierten" Konfiguration steuert diese Taumelscheiben-Einheit zwei nicht in Verlängerung zueinander angeordnete Blätter mit lediglich zwei Betätigungswirkgliedern oder -zylindern, die auf ihre nicht drehende Scheibe einwirken und mit gleichem Abstand R zur Achse des Rotors gelegen sind, wobei diese beiden Zylinder beliebige relative Positionen belegen, allerdings nicht diametral gegenüberstehend in Bezug auf die Achse des Rotors.
Die nachfolgend angegebene mathematische Analyse zeigt, dass es mit einer solchen Taumelscheiben-Einheit mit Schwingungszentrum, das auf der Achse des Rotors feststeht und durch zwei sich nicht diametral gegenüberstehende Zylinder gesteuert wird, möglich ist, zwei Blättern des Rotors eine beliebige Bewegung zu geben, wenn diese Blätter nicht in einer Verlängerung zueinander sind. Damit das Zentrum der Taumelscheiben-Einheit durch einen auf der Achse des Rotors fest stehenden und das Schwingungszentrum dieser Einheit bildenden Punkt verläuft, reicht es in der Praxis aus, die Position des zentralen Kugelkopfes dieser Taumelscheiben-Einheit axial festzusetzen, z. B. indem im Fall einer Vorrichtung mit vollem Einfluss dieser Kugelkopf am Rotormast oder an einer diesen letzteren umgreifenden, festen Muffe befestigt wird.
Es wird eine Taumelscheiben-Einheit vorausgesetzt, die durch zwei Zylinder gesteuert wird, die mit einem Abstand R zur Achse des Rotors und mit Azimutwinkeln Ψ₁ und Ψ₂ angeordnet sind. Im vorher erwähnten absoluten Bezugssystem OXYZ, das mit dem festen Aufbau verknüpft ist, ist die Gleichung der Ebene der Taumelscheiben-Einheit gegeben durch: aX + bY + Z = d.
Das Zentrum der Scheiben ist fest, was den Wert von d zuweist. Da die beiden Zylinder bei den Azimutwinkeln Ψ₁ und Ψ₂ liegen, kann die Beziehung, die die Höhen h₁ und h₂ der beiden Zylinder mit den Koeffizienten der Gleichung der Ebene der Scheiben verbindet, geschrieben werden:
Es wird vorausgesetzt, dass die drehende Scheibe dieser Einheit zwei Blätter des Rotors durch zwei Anstellungsstangen steuert, deren Füße bei den von der Zeit abhängigen Azimutwinkeln Φ₁ und Φ₂ sind. Die Beziehung, welche die Höhen H₁ und H₂ der Füße der Stangen mit den Koeffizienten der Ebene der Taumelscheiben verbindet, ist durch (D-2) angegeben:
wobei r der Radius der drehenden Scheibe an den Füßen der Stangen ist.
Man kann den beiden Blättern beliebige Anstellungen geben, wenn die Matrizen der Systeme (D-1) und (D-2) umkehrbar sind. Die Determinanten D₁ bzw. D₂ der Systeme (D-1) und (D-2) sind gegeben durch: D1 = –R2sin(Ψ1 – Ψ2) D2 = –r2sin(Φ1 – Φ2).

Die Existenzbedingungen sind also: 1. Ψ₂ # Ψ₁ und Ψ₂ # Ψ₁ + π 2. Φ₂ # Φ₁ und Φ₂ # Φ₁ + π.

Man wird feststellen, dass die Differenz Φ₁ – Φ₂ nicht von der Zeit abhängt. Eine zentrumsfixierte Taumelscheiben-Einheit kann zwei Blätter steuern, wobei ihnen unabhängige Schrägstellungen gegeben werden, wenn diese beiden Blätter weder verschmolzen sind, was evident ist, noch zueinander in Verlängerung sind. Ebenso dürfen die Steuerungszylinder nicht in symmetrischer Weise in bezug auf die Achse des Rotors liegen.
Die 10 bis 12 stellen schematisch drei Beispiele von Vorrichtungen mit zwei zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheiten für die individuelle Steuerung der Anstellung der Blätter eines Vierblatt-Hubschrauber-Rotors dar.
Für einen solchen Vierblatt-Rotor werden zwei benachbarte Blätter mit 90° zueinander durch eine der beiden Taumelscheiben-Einheiten gesteuert und die beiden anderen Blätter durch die andere Einheit.
Die Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Anstellung nach der 10 umfasst zwei Taumelscheiben-Einheiten 66 und 67, die axial zueinander versetzt sind und jeweils in Form einer Ebene oder Scheibe schematisch dargestellt sind, wobei jede Einheit 66 oder 67 zwei benachbarte Blätter mit 90° zueinander steuert. Jede untere 66 oder obere Taumelscheiben-Einheit 67 ist in jeder Richtung um ihr auf der Achse des Rotormastes 10 gelegenes Zentrum durch einen zentralen Kugelkopf schwingend oder schrägstellbar, dessen Zentrum auf der Achse des Mastes 10 fixiert wird. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Beispielen ist dieser Kugelkopf aber nicht parallel zur Achse des Mastes 10 längsverschiebbar. Jede Einheit 66 oder 67 umfasst zwei ringförmige Scheiben, die den Mast 10 umgreifen und von denen die eine eine untere 68 oder obere drehende Scheibe 69 ist, die z. B. mittels eines Kugellagers innerhalb einer unteren 70 oder oberen, nicht drehenden Scheibe 71 drehbar befestigt ist. Jede dieser beiden drehenden Scheiben 68 und 69, wobei diese letztere durchbrochen ist, umfasst eine Felge 68a oder 69a, die durch zwei Speichen 68b oder 69b mit einer Nabe 68c oder 69c verbunden ist, die an einem von zwei zentralen Kugelköpfen 84 angebracht ist, die am Rotormast 10 befestigt sind. Zwei Anstellungsstangen 72 und 73 von zwei benachbarten Blättern des Rotors sind an der unteren drehenden Scheibe 68 gelenkig angebracht und die zwei Anstellungsstangen 74 und 75 der beiden anderen benachbarten Blätter sind an der oberen drehenden Scheibe 69 gelenkig angebracht.
Da der Durchmesser der unteren drehenden Scheibe 68 etwas kleiner als derjenige der oberen drehenden Scheibe 69 ist, können die Stangen 72 und 73 geradlinig sein und durchlaufen eine Öffnung der oberen drehenden Scheibe 69, wobei sie mit der unteren drehenden Scheibe 68 durch Kugelköpfe gelenkig verbunden sind, genauso wie die Stangen 74 und 75 geradlinig sind und an der oberen drehenden Scheibe 69 durch Kugelköpfe gelenkig angebracht sind.
Jede nicht drehende Scheibe 70 oder 71 ist durch Kugelköpfe 30 an zwei Zylindern 76, 77 und 78, 79 gelenkig angebracht, die sich nicht diametral gegenüberstehen und jeweils auch durch einen Kugelkopf 30 am festen Aufbau 31 des Hubschraubers gelenkig angebracht sind.
Jede nicht drehende Scheibe 70 und 71 ist somit an zwei der vier Zylinder und am entsprechenden zentralen Kugelkopf 84 abgestützt, der bei dieser Vorrichtungskonfiguration mit vollem Einfluss fest ist. Die Zylinder 76, 77 und 78, 79 jeder nicht drehenden Scheibe 70 oder 71 haben einen Winkel von etwa 120° mit ihrem Kugelkopf 84. Es gibt keine bevorzugte Position der Zylinder einer Scheibe in Bezug auf diejenigen der anderen, aber für eine bessere Verteilung der Kräfte ist es empfehlenswert, eine symmetrische Position anzunehmen, wie in 10, so dass zwei benachbarte Zylinder 76 und 79 oder 77 und 78, welche die verschiedenen Scheiben 70 und 71 steuern, zwischen sich einen Winkel von etwa 60° um den Rotormast 10 haben.
Der vorher erwähnte Durchmesserunterschied zwischen den drehenden Scheiben 68 und 69 wird leicht durch einen Rechner ausgeglichen, der die Zylinder 76 bis 79 zur Positionierung der beiden Taumelscheiben-Einheiten 66 und 67 steuert. Allerdings können genauso drehende Scheiben von gleichem Durchmesser verwendet werden, wobei in diesem Fall, wie in den vorhergehenden Beispielen, die Stangen 72 und 73, die an der unteren drehenden Scheibe 68 gelenkig angebracht sind und die obere drehende Scheibe 69 durchlaufen, nichtgeradlinige Stangen sind, die an der Scheibe 68 durch Kardangelenke gelenkig angebracht sind, die keine Drehung entsprechend einer senkrecht zu dieser Scheibe 68 verlaufenden Achse zulassen.
Jede drehende Scheibe 68 und 69 wird durch einen herkömmlichen gelenkigen Zirkel 80 mit zwei Ästen drehangetrieben, die zueinander schwenkbar sind und von denen der eine am Rotormast 10 schwenkbar ist und der andere an der entsprechenden drehenden Scheibe 68 oder 69 durch einen einfachen Kugelkopf gelenkig angebracht ist.
Ebenso wird jede der nicht drehenden Scheiben 70 und 71 am festen Aufbau 31 durch den einen bzw. den anderen von zwei herkömmlichen Antirotationszirkeln (nicht dargestellt) oder möglicherweise von einem gelenkigen Antirotationsdoppelzirkel festgehalten.
In 10 kann die Anbringung jeder inneren drehenden Scheibe 68 oder 69 durch ihre Nabe 68c oder 69c an einem zentralen Kugelkopf 84 in der in der vorher beschriebenen 5 dargestellten Weise ausgeführt werden, d. h. mit einer Nabe 68c oder 69c, die mittels eines Kranzes, wie z. B. 36, und eines Kugellagers angebracht ist, das zwischen Nabe und Krone um einen Kugelkopf 84 eingesetzt ist, der seinerseits um eine Muffe, wie z. B. 35 angebracht ist, die den Rotormast 10 umgreift. Allerdings ist der Kugelkopf 84 nicht für jede Taumelscheiben-Einheit 66 oder 67 mit auf: der Rotorachse feststehendem Schwingungszentrum entlang dem Mast 10 axial verschiebbar, sondern an diesem letzteren in einer festen axialen Position befestigt.
Genauso kann die Anbringung jeder drehenden Scheibe 68 oder 69 durch ihre Nabe 68c oder 69c an einem Kugelkopf 84 in der in der vorher beschriebenen 6 dargestellten Weise mit tels eines Kranzes, wie z. B. 57, um eine den Mast 10 umgreifenden Muffe 35 ausgeführt werden, wobei der Kugelkopf 84 durch Wälzlager, wie z. B. 59 und 60, um diesen Kranz 57 drehbar angebracht ist, der nicht mehr entlang dem Mast 10 verschieblich ist, sondern in axialer Position an diesem Mast 10 befestigt ist.
Die Vorrichtung aus zwei Taumelscheiben-Einheiten, nämlich mit unterer 66' und oberer 67', der zentrumsfixierten Art nach 11 ist eine Variante von derjenigen der 10, die sich davon im wesentlichen dadurch unterscheidet, dass ihre beiden drehenden Scheiben, nämlich die untere 68' und die obere 69', außerhalb sind und jeweils um eine entsprechende untere bzw. obere, innere oder zentrale, nicht drehende Scheibe drehen.
Die mit der unteren drehenden Scheibe 68' verbundenen Stangen 72' und 73' von zwei benachbarten Blättern sind nichtgeradlinig und so verformt, dass sie außerhalb der oberen Scheiben-Einheit 67' verlaufen und diese Stangen 72' und 73' sind mit der unteren drehenden Scheibe 68' durch Kardangelenke gelenkig verbunden, die jegliche Drehung um eine zur Scheibe 68' senkrechte Achse verhindern, wobei die beiden anderen Stangen 74' und 75' für die beiden anderen benachbarten und zueinander nicht in Verlängerung liegenden Blätter geradlinig sind und durch Kugelköpfe an der oberen drehenden Scheibe 69' gelenkig angebracht sind, wie im Beispiel der 10.
Die beiden benachbarten und sich nicht diametral gegenüberliegenden Zylinder 76' und 77', die die untere, nicht drehende Scheibe 70' tragen, sind durch Kugelköpfe 30 jeweils zwischen dem festen Aufbau 31 und dem einen bzw, dem anderen von zwei radialen Armen 56' gelenkig angebracht, die die nicht drehende Scheibe 70° unter der unteren drehenden Scheibe 68' verlängern.
Die beiden anderen benachbarten und sich nicht diametral gegenüberliegenden Zylinder 78' und 79' sind durch Kugelköpfe 30 jeweils zwischen dem festen Aufbau 31 und der oberen, nicht drehenden und ringscheibenartig geformten Scheibe 71' gelenkig angebracht, die durch diese Zylinder 78' und 79' getragen wird, indem sie durch ihre Stange Öffnungen 70'a und 70'b durchlaufen, die in der unteren, nicht drehenden Scheibe 70' vorgesehen sind, die auch die Form einer ringförmigen Scheibe hat. Die obere, nicht drehende Scheibe 71' wird über die untere, nicht drehende Scheibe 70' durch einen Antirotationsdoppelzirkel 55–49 festgehalten, der von der in 9 dargestellten Art ist und zwischen den beiden nicht drehenden Scheiben 70' und 71' gelegen ist, um während ihrer Drehung nicht mit der Bahn der Stangen 72' und 73' störend aneinanderzugeraten.
Der Drehantrieb jeder der drehenden Scheiben 68' und 69' kann ohne Schwierigkeit mittels eines herkömmlichen Zirkels mit zwei Armen sichergestellt werden, die zueinander schwenkbar sind und von denen der eine am Mast 10 schwenkbar und der andere durch einen Kugelkopf an der entsprechenden drehenden Scheibe 68' oder 69' gelenkig angebracht ist. Somit kann die obere drehende Scheibe 69' durch einen drehenden Zirkel, wie z. B. 80 in Figur 10, angetrieben werden, jedoch weist der Zirkel 80' zum Antrieb der unteren drehenden Scheibe 68' zwei längere Äste auf, um oberhalb und außerhalb der oberen Scheiben-Einheit 67' zu verlaufen, ohne in den Raum zwischen den beiden Scheiben-Einheiten 66' und 67' einzugreifen, um nicht mit dem Antirotationszirkel 57' störend aneinanderzugeraten.
Jede nicht drehende Scheibe 70' oder 71' in Form einer ringförmigen Scheibe ist schwingend ohne Möglichkeit einer axialen Längsverschiebung an einem zentralen Kugelkopf angebracht, dessen Zentrum ein auf der Drehachse des Rotors fest gesetzter Punkt ist. Vorzugsweise ist dieser Kugelkopf nicht direkt mit dem Mast 10 vereinigt und dreht sich nicht mit ihm auf Grund einer Anbringungsart von denjenigen, die in den 5 und 6 dargestellt sind, mit Einfügung eines Kranzes und wenigstens eines Wälzlagers und möglicherweise mittels einer festen, den Mast 10 umgreifenden Muffe.
Bei Nichtvorhandensein einer Muffe, jedoch mit einem Kranz, wie z. B. 57 in 6, der direkt am Mast 10 befestigt ist und sich mit ihm dreht, kann der Kugelkopf auf einem Wälzlager um den Kranz angebracht werden und die nicht drehende Scheibe kann direkt mit dem Kugelkopf verbunden sein, mit den gleichen relativen Positionen wie diejenigen des Kugelkopfes 34' und der Scheibe 19' in 6. Wenn aber eine Muffe, wie z. B. 35 in 5, den Mast 10 umgreift, dann kann jede nicht drehende Scheibe durch ihr Zentrum mit einem Kugelkopf gelenkig verbunden sein, der direkt um die Muffe befestigt ist.
12 stellt eine weitere Vorrichtungsvariante mit zwei Taumelscheiben-Einheiten mit fixiertem Zentrum dar, wobei die obere Einheit identisch zu derjenigen 67 der 10 ist und die untere Einheit im wesentlichen identisch zu derjenigen 66' der 11 ist.
Es findet sich also wiederum eine innere und durchbrochene, obere drehende Scheibe 69, die durch einen herkömmlichen gelenkigen Zirkel 80 drehangetrieben wird, der sie mit dem Mast 10 verbindet, und zwei geradlinige Stangen 74 und 75 antreibt, die mit zwei benachbarten Blättern verbunden sind, wobei diese drehende Scheibe 69 durch ihre Nabe 69c an einem zentralen Kugelkopf 84 schwingend angebracht ist, der am Mast 10 ohne Möglichkeit einer axialen Längsverschiebung befestigt ist, und die Scheibe 69 innerhalb einer oberen und äußeren, nicht drehenden Scheibe 71 drehbar ist, die nur durch zwei Zylinder 78 und 79, die sich nicht diametral gegenüberstehen und jeweils durch Kugelköpfe 30 zwischen dem festen Aufbau 31 und der Scheibe 71 gelenkig angebracht sind, in der Schrägstellung positioniert werden.
Es findet sich auch wiederum eine innere und untere, nicht drehende Scheibe 70', welche die Form einer ringförmigen Scheibe ohne Öffnung hat, da sie nicht durch die Stangen der Zylinder 78 und 79 durchlaufen zu werden braucht, und um einen nicht längsverschiebbaren, zentralen Kugelkopf schwingend angebracht ist, dessen Zentrum auf der Achse des Rotors fixiert ist, wobei die Schrägstellungen der Scheibe 70' durch die zwei sich nicht diametral gegenüberstehenden Zylinder 76' und 77' gesteuert werden, die jeweils durch Kugelköpfe 30 zwischen dem festen Aufbau 31 und dem einen bzw. dem anderen von zwei radialen Armen 56' gelenkig angebracht sind, welche die nicht drehende Scheibe 70' unter der entsprechenden unteren und äußeren, drehenden Scheibe 68' verlängern.
Diese Scheibe 68' ist mit zwei anderen benachbarten Blätter des Rotors durch die Stangen 72'' und 73'' verbunden, die nichtgeradlinig sind und so verformt sind, dass sie eine Öffnung der durchbrochenen oberen drehenden Scheibe 69 durchlaufen.
Um jede der nicht drehenden Scheiben 70' und 71 festzuhalten, kann man nicht dargestellte, herkömmliche gelenkige Antirotationszirkel verwenden, die ohne Schwierigkeit angebracht werden können. Um die untere, nicht drehende Scheibe 70' festzuhalten, kann man einen Zirkel, wie z. B. 57 in 11, verwenden, der an einem dritten Arm 56' dieser Scheibe 70' und an einem Beschlag, wie z. B. 58, des festen Aufbaus 31 gelenkig angebracht ist. Ein zweiter Antirotationszirkel kann in gleicher Weise direkt zwischen der oberen, nicht drehenden Scheibe 71 und dem festen Aufbau 31 gelenkig angebracht werden.
Da sich kein nicht drehendes Organ im Raum zwischen der unteren, nicht drehenden Scheibe 70' und der oberen drehenden Scheibe 69 befindet, kann der Drehantrieb der unteren drehenden Scheibe 68' durch einen zweiten drehenden Zirkel 80 sichergestellt werden, der analog zu demjenigen ist, der die obere drehende Scheibe 69 antreibt, und durch einen Kugelkopf an der unteren drehenden Scheibe 68' und mit Schwenkbarkeit an dem Teil des Mastes 10 gelenkig angebracht ist, der sich zwischen den beiden Scheiben-Einheiten 66' und 67 erstreckt.
Für einen Rotor mit fünf Blättern umfasst die Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter der 13 zwei Taumelscheiben-Einheiten, von denen die eine von der Art ist, die bei den Dreiblatt-Rotoren zum Steuern dreier Blätter bekannt ist, und von denen die andere die beiden anderen Blätter des Rotors steuert. Bei einem Rotor mit fünf Blättern gibt es nur zwei mögliche Arten zum Zusammenfassen der Blätter in eine Gruppe von drei Blättern einerseits und eine Gruppe von zwei Blättern andererseits. Für die Taumelscheiben-Einheit, welche die Gruppe aus zwei Blättern steuert, können diese beiden Blätter zueinander benachbart sein, also zwischen sich einen Winkel von 72° bilden, oder zwei Blätter sein, mit dem einen der drei anderen Blätter zwischen sich, und zwischen sich also einen Winkel von 144° bilden. Da in den beiden Fällen diese beiden Blätter nicht mit 180° zueinander liegen, kann ihre individuelle Anstellungssteuerung mit Hilfe einer Taumelscheiben-Einheit der zentrumsfixierten Art sichergestellt werden, wie vorher beschrieben wurde. Mit einer solchen zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheit ist es leichter, zwei Blätter mit 72° zu steuern, da unter den beiden möglichen Konfigurationen diejenige die von der singulären Konfiguration (Blätter mit 180°) entfernteste ist, für welche die Ver wendung einer zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheit unmöglich ist.
Es werden also drei der fünf Blätter mit einer Taumelscheiben-Einheit von der Art gesteuert, die bei einem Dreiblatt-Rotor benutzt wird, wobei die beiden Blätter durch eine zentrumsfixierte Taumelscheiben-Einheit gesteuert werden, so dass eine individuelle Anstellungssteuerung der fünf Blätter mit fünf nicht drehenden Zylindern erreicht wird.
In 13 ist die Taumelscheiben-Einheit 86 der für einen Dreiblatt-Rotor vorgesehenen Art in unterer Position dargestellt und umfasst eine innere, nicht drehende Scheibe 90, die an einem zentralen Kugelkopf 34 schwingt, der, wie in den 2 bis 4, um eine feste, den Rotormast 10 umgreifende Muffe 35 axial verschieblich ist, wobei die Schwingungen und Längsverschiebungen der nicht drehenden Scheibe 90 durch drei Zylinder 96, 97 und 98 gesteuert werden, die jeweils durch Kugelköpfe 30 zwischen dem festen Aufbau 31 des Hubschraubers und der Scheibe 90 gelenkig angebracht sind, welche durch einen herkömmlichen Antirotationszirkel 99 festgehalten wird, der bei Schwenkbarkeit am festen Aufbau 31 und durch den Kugelkopf an der Scheibe 90 gelenkig angebracht ist.
Die konventionelle Taumelscheiben-Einheit 86 umfasst auch eine äußere drehende Scheibe 88, die um die nicht drehende Scheibe 90 drehbar ist und durch Kardane am Fuß von drei Anstellungsstangen 92, 93 und 94 gelenkig angebracht ist, die mit drei der fünf Blätter des Rotors verbunden sind und nichtgeradlinig sind, um außerhalb der nachfolgend beschriebenen, oberen Einheit 87 zu verlaufen, und die drehende Scheibe 88 wird durch einen herkömmlichen Antriebszirkel 95 drehangetrieben, der durch einen Kugelkopf an der drehenden Scheibe 88 und bei Schwenkbarkeit am Mast 10 gelenkig angebracht ist.
Die beiden anderen Blätter werden durch eine obere, zentrumsfixierte Taumelscheiben-Einheit 87 gesteuert, die eine innere, nicht drehende Scheibe 91 umfasst, die um einen zentralen Kugelkopf 84 schwingt, der starr um die Muffe 35 befestigt ist, so dass die nicht drehende Scheibe 91 um ein Schwingungszentrum schrägstellbar ist, das auf der Drehachse des Rotors fixiert ist und dem geometrischen Zentrum des festen Kugelkopfes 84 entspricht. Die Schwingungen der nicht drehenden Scheibe 91 werden durch zwei Zylinder 100 und 101 gesteuert, die jeweils durch Kugelköpfe 30 zwischen dem festen Aufbau 31 und der Scheibe 91 gelenkig angebracht sind und deren Stangen Öffnungen durchlaufen, die in der unteren, nicht drehenden Scheibe 90 vorgesehen sind. Die obere, nicht drehende Scheibe 91 wird gegen jegliche Drehung durch einen herkömmlichen Antirotationszirkel 102 festgehalten, der an der nicht drehenden Scheibe und an der festen Muffe 35 gelenkig angebracht ist.
Die obere Taumelscheiben-Einheit 87 umfasst auch eine äußere drehende Scheibe 89, die mit Hilfe wenigstens eines Wälzlagers um die nicht drehende Scheibe 91 drehbar ist und mit der zwei Anstellungsstangen 103 und 104 gelenkig verbunden sind, die mit zwei anderen, z. B. benachbarten Blättern des Rotors verbunden sind, und die drehende Scheibe 89 wird durch einen herkömmlichen Zirkel 105 drehangetrieben, der durch einen Kugelkopf an der Scheibe 89 und bei Schwenkbarkeit am Mast 10 gelenkig angebracht ist.
Die untere 86 und obere Taumelscheiben-Einheit 87 werden voneinander unabhängig durch verschiedene Zylinder gesteuert, wobei die Einheit 86 um den Mast 10 schwingt und entlang diesem letzteren verschieblich ist, während die Einheit 87 schwingend, aber nicht verschieblich ist.
Zum Steuern der Anstellung der Blätter eines Rotors mit sieben Blättern wird eine dritte Taumelscheiben-Einheit hinzugefügt, die auch entsprechend der zentrumsfixierten Art und analog zur Einheit 87 ist. Diese dritte Einheit umfasst auch eine drehende Scheibe, die zwei Anstellungsstangen von zwei nicht in Verlängerung zueinander liegenden Blättern antreibt und sich auf einer nicht drehenden Scheibe dreht, die nicht längsverschieblich, aber an einem zentralen Kugelkopf mit fixiertem Zentrum auf der Achse des Rotors unter der Einwirkung von zwei Steuerungszylindern schrägstellbar ist, die sich nicht diametral gegenüberliegen und deren Stangen die nicht drehenden Scheiben der zwei anderen Einheiten durchlaufen, wenn eine innere Konfiguration mit nicht drehenden Scheiben für die drei Taumelscheiben-Einheiten übernommen wird.
Im Großen und Ganzen ist es nicht unbedingt notwendig, die zentrumsfixierte(n) Taumelscheiben-Einheit(en) oberhalb der herkömmlichen Taumelscheiben-Einheit anzuordnen und die Reihenfolge der Anordnung dieser Einheiten übereinander ergibt sich aus Platzbedarfs- und Festigkeitsbetrachtungen.
Für einen Rotor mit sechs Blättern umfasst die Vorrichtung nach der Erfindung zwei herkömmliche Taumelscheiben-Einheiten, wie sie bei einem Dreiblatt-Rotor verwendet werden, und jede dieser beiden Einheiten steuert jeweils drei der sechs Blätter des Rotors. Diese sechs Blätter können nur auf drei verschiedene Arten in zwei Gruppen mit drei Blättern zusammengefasst werden, wobei die Blätter ein und derselben Gruppe zwischen sich Winkel von 60°, 120° oder 180° haben. Wie aber auch immer der Winkel zwischen zwei Blättern ist, die individuelle Steuerung der sechs Blätter kann durch eine Vorrichtung entsprechend 14 mit zwei herkömmlichen Taumelscheiben-Einheiten sichergestellt werden.
Die untere 106 und obere Taumelscheiben-Einheit 107 der 14 sind vom Aufbau her sehr ähnlich und funktionsmäßig identisch, da jede von ihnen eine äußere drehende Scheibe 108 oder 109 umfasst, die um eine innere, nicht drehende Scheibe 110 oder 111 drehbar ist, die an einem zentralen Kugelkopf 34 schwingt, der um eine feste, den Rotormast 10 umgreifende Muffe 35 axial verschieblich ist.
Die Schrägstellungen und Längsverschiebungen jeder Einheit 106 oder 107 werden durch drei Zylinder 112, 113 und 114, die jeweils durch Kugelköpfe zwischen dem festen Aufbau 31 und der nicht drehenden Scheibe 110 der unteren Einheit 106 gelenkig angebracht sind, und durch drei Zylinder 115, 116 und 117 gesteuert, die jeweils durch Kugelköpfe zwischen dem festen Aufbau 31 und der nicht drehenden Scheibe 111 der oberen Einheit 107 gelenkig angebracht sind und deren Stangen die nicht drehende Scheibe 110 durchlaufen.
Die nicht drehende Scheibe 110 wird durch einen herkömmlichen Antirotationszirkel 118 festgehalten, der zwischen der Scheibe 110 und dem festen Aufbau 31 gelenkig angebracht ist, und die andere nicht drehende Scheibe 111 wird durch einen ebenfalls herkömmlichen Antirotationszirkel 119 festgehalten, der durch einen Kugelkopf an der Scheibe 111 und unter Schwenkbarkeit an der festen Muffe 35 gelenkig angebracht ist.
Die drehende Scheibe 108 ist durch Kardane am Fuß von drei nicht geradlinigen Anstellungsstangen 120, 121 und 122 gelenkig angebracht und die drehende Scheibe 109 ist durch Kugelköpfe am Fuß von drei geradlinigen Anstellungsstangen 123, 124 und 125 gelenkig angebracht. Jede drehende Scheibe 108 und 109 steuert somit die Anstellung von jeweils drei der sechs Blätter des Rotors. Der Drehantrieb von jeder der drehenden Scheiben 108 und 109 wird durch den einen bzw. den an deren von zwei herkömmlichen gelenkigen Zirkeln 126 und 127 sichergestellt, die jeweils bei Schwenkbarkeit am Mast 10 und durch einen Kugelkopf und zwar der eine 126 an der oberen drehenden Scheibe 109 und der andere 127 an der unteren drehenden Scheibe 108 gelenkig angebracht sind.
Zur individuellen Anstellungssteuerung der Blätter eines Rotors mit acht Blättern wird die Vorrichtung der 14 durch eine dritte Taumelscheiben-Einheit vervollständigt, die zur oberen Einheit 87 der 13 identisch ist und von der zentrumsfixierten Art ist, um zwei nicht in der Verlängerung zueinander liegende Blätter unter der Einwirkung von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Zylindern zu steuern, deren Stangen die beiden inneren, nicht drehenden Scheiben 110 und 111 der beiden Einheiten 106 und 107 durchlaufen können, von denen jede jeweils drei der sechs anderen Blätter des Rotors steuert.
Für einen Rotor mit neun Blättern wird die Vorrichtung der 14 durch eine dritte herkömmliche Taumelscheiben-Einheit von der Art der Einheiten 106 und 107 vervollständigt.
Wenn die Anzahl b der Blätter des Rotors ein Vielfaches 3n von 3 (wobei n eine ganze Zahl von wenigstens 2 ist) beträgt, umfasst die Vorrichtung im Großen und Ganzen n herkömmliche Taumelscheiben-Einheiten, wie z. B. 106 oder 107 der 14, die axial versetzt entlang dem Mast 10 und der ihn umgreifenden Muffe 35 angebracht sind.
Wenn die Anzahl b von Blättern gleich 3n + 1 ist, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 1 ist, umfasst die Vorrichtung eine Anzahl (n – 1) von herkömmlichen Taumelscheiben-Einheiten, wie z. B. 86 in 13 oder 106 oder 107 in 14, sowie zwei zentrumsfixierte Taumelscheiben-Einheiten, wie z. B. die Einheit 87 der 13, wobei diese beiden letzteren Einhei ten jeweils zwei Blätter steuern, die nicht in der Verlängerung zueinander liegen und jeweils durch zwei sich nicht diametral gegenüberliegende Zylinder gesteuert werden.
Wenn schließlich die Anzahl b von Blättern gleich 3n + 2 ist, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 1 ist, umfasst die Vorrichtung eine Anzahl n von herkömmlichen Taumelscheiben-Einheiten, wie z. B. 86 in 13 oder 106 oder 107 in 14, und eine einzige zentrumsfixierte Taumelscheiben-Einheit, wie z. B. 87 in 13.
Die Verteilung der Anstellungsstangen der Blätter zwischen den drehenden Scheiben der verschiedenen Einheiten erfolgt in Abhängigkeit vom Platzbedarf der verschiedenen Teile der Vorrichtung und insbesondere der Antriebszirkel und der Radien der drehenden Scheiben.
Alle vorher beschriebenen Vorrichtungen sind Vorrichtungen mit vollem Einfluss, bei denen alle Betätigungswirkglieder der verschiedenen Taumelscheiben-Einheiten Abstützung am festen Hubschrauber-Aufbau finden, an dem sie gelenkig angebracht sind.
Zur Sicherheit kann ins Auge gefasst werden, die ganze Verantwortung der Anstellwinkeleinstellung der Blätter eines Rotors nicht einer Vorrichtung zur individuellen Anstellungssteuerung mit vollem Einfluss anzuvertrauen, so wie sie vorher beschrieben wurde. Durch ihre Konzeption selbst ist eine solche Vorrichtung nämlich imstande, den Blättern unabhängige und unkontrollierte Bewegungen im Falle eines Defektes oder einer Störung ihrer Steuerung zu geben. Außerdem muss eine solche Vorrichtung rechnergesteuert werden und die Funktionen, die von einem gewünschten Anstellwinkel eines Blattes auf die Bewegung des entsprechenden Betätigungswirkgliedes übergehen lassen, sind komplex und hängen von der Zeit über die Azimutposition der Blätter ab. Aus diesen Gründen kann ein Defekt verheerende Konsequenzen auf die individuelle Anstellungssteuerung bei vollem Einfluss haben.
Um die Sicherheit zu steigern, können alle diese Vorrichtungen entsprechend einer Variante mit reduziertem Einfluss ausgeführt werden, die ein Gesetz zur herkömmlichen monozyklischen Steuerung im Defektfall der individuellen Steuerung der Blätter auf Grund einer Weiterbildung sicherstellt, die darin besteht, alle Betätigungswirkglieder nicht am festen Aufbau des Hubschraubers gelenkig anzubringen, sondern an einer zusätzlichen Scheibe, der sogenannten Sicherheitsscheibe, die nicht drehend ist und durch geeignete Steuerungsmittel längsverschiebbar und um ihr auf der Achse des Rotors gelegenes Zentrum schrägstellbar angebracht ist, insbesondere durch drei Sicherheitswirkglieder, die als geeignete Steuerungsmittel zwischen der Sicherheitsscheibe und dem Hubschrauber-Aufbau angeordnet sind, an welchem diese Sicherheitswirkglieder Abstützung finden und gelenkig angebracht sind.
Bei einer einen reduzierten Einfluss aufweisenden Vorrichtung mit der Sicherheitsscheibe und ihren vorher erwähnten Steuerungsmitteln wird die erste Harmonische der zyklischen Anstellung durch wenig beanspruchte mechanische Mittel zugewiesen, denn sie arbeiten in einem quasistatischen Mode (die schrägstellbare und längsverschiebbare Sicherheitsscheibe und ihre Steuerungsmittel) und die individuelle Steuerung jedes Blattes, die durch das entsprechende Betätigungswirkglied sichergestellt wird, kann sich mit einer begrenzten Amplitude auswirken, jedoch mit einem Betrieb in einem dynamischen Mode zum Modulieren einer bereits durch die Sicherheitsscheibe erstellten monozyklischen Anstellung. Die Verteilung der Komponenten des Steuerungsgesetzes ist günstig für die Zuverlässigkeit der Vorrichtung.
Eine solche Vorrichtung mit reduziertem Einfluss ist in 16 dargestellt und wird beispielsweise bei einer Vorrichtung mit zwei zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheiten angewendet, aber es ist selbstverständlich, dass sie bei allen vorhergehend beschriebenen Vorrichtungen angewendet werden kann, die wenigstens zwei Taumelscheiben-Einheiten der Art für Blätter mit 180° oder der zentrumsfixierten Art und/oder herkömmlicher Art für einen Dreiblatt-Rotor umfassen.
In 16 findet sich im wesentlichen wiederum eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung, entsprechend der 10, mit zwei Taumelscheiben-Einheiten, nämlich einer unteren 66 und einer oberen 67, die jeweils eine innere drehende Scheibe 68 oder 69 umfassen, die an einem zentralen Kugelkopf 84' schwingt, der um einen Rotormast 10 angebracht ist, der durch die Achse des Rotors schematisch dargestellt ist, so dass das Zentrum des Kugelkopfes 84' auf der Achse des Rotors liegt. Jede drehende Scheibe 68 oder 69 ist an zwei Anstellungsstangen 72, 73 bzw. 74, 75 zweier benachbarter, nicht in Verlängerung zueinander liegender Blätter des Vierblatt-Rotors gelenkig angebracht, und jede drehende Scheibe 68 oder 69 wird durch einen Zirkel, wie z. B. 80 in 10, drehangetrieben. Jede drehende Scheibe 68 und 69 ist innerhalb einer entsprechenden nicht drehenden Scheibe 70 oder 71 drehbar, die gegen jegliche Drehung um den Mast 10 durch einen nicht dargestellten, herkömmlichen Antirotationszirkel festgehalten wird, und die Schrägstellungen jeder nicht drehenden Scheibe 70 oder 71 mit der entsprechenden drehenden Scheibe 68 oder 69 um den entsprechenden Kugelkopf 84' werden durch zwei sich nicht diametral gegenüberliegende Zylinder 76, 77 bzw. 78, 79 gesteuert, die nicht die axiale Längsverschiebung der Scheiben 70 und 71 steuern.
Alle Zylinder 76 bis 79 sind jeweils durch Kugelköpfe einerseits mit der entsprechenden nicht drehenden Scheibe 70 oder 71 und andererseits mit einer Sicherheitsscheibe 128 gelenkig verbunden, die zwischen dem festen Aufbau 31 des Hubschraubers und den Taumelscheiben-Einheiten 66 und 67 der Vorrichtung eingefügt sind.
Die Scheibe 128 ist eine nicht drehende Scheibe, die am festen Aufbau 31 durch einen herkömmlichen Antirotationszirkel 129 festgehalten wird, der durch einen Kugelkopf an der Scheibe 128 und bei Schwenkbarkeit am Aufbau 31 gelenkig angebracht ist, und die Scheibe 128 ist in allen Richtungen um ihr Zentrum schrägstellbar, das auf der Achse des Rotors liegt und parallel zu dieser Achse längsverschiebbar ist, wobei sie an einem zentralen sphärischen Kugelkopf 130 schwingend angebracht ist, der axial längsverschiebbar um den Rotormast 10 auf jegliche geeignete Weise angebracht ist.
Die Schwingungen der Scheibe 128 um ihr Zentrum und die Längsverschiebungen der Scheibe 128 entlang dem Rotormast 10 werden durch jegliche geeignete Mittel gesteuert, die ein mechanisches Positionierungssystem sein können, das durch den Piloten oder drei Sicherheitswirkglieder, wie z. B. Zylinder 131, 132, 133, gesteuert wird, die jeweils durch Kugelköpfe am festen Aufbau 31 und unter der Sicherheitsscheibe 128 gelenkig angebracht sind.
Damit die Verschiebungen der Scheibe 128 entlang dem Mast 10, welche die allgemeine Anstellung steuern, durch die Zylinder 76 bis 79 auf die Taumelscheiben der Einheiten 66 und 67 übertragen werden können, muss ihr zentraler Kugelkopf 84' sich auch axial verschieben können und darf kein am Mast 10 fixierter Kugelkopf sein, wie die Kugelköpfe 84 der Vorrichtung der 10, entsprechend einem Aufbau, der in 15 schematisch dargestellt ist. In dieser 15 finden sich wiederum die beiden drehenden Scheiben, nämlich die untere 68 und die obere 69, einer Vorrichtung mit vollem Einfluss und mit zwei zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheiten, bei denen jede drehende Scheibe 68 oder 69 innen ist und durch ihre Nabe 68c oder 69c an einem mit dem Rotormast 10 fest verbundenen Kugelkopf 84 schwingend angebracht ist.
Bei ihrer Konfiguration mit reduziertem Einfluss muss eine Vorrichtung mit wenigstens einer zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheit also modifiziert werden, damit der zentrale Kugelkopf jeder zentrumsfixierten Einheit bei der axialen Längsverschiebung fest mit der Sicherheitsscheibe 128 verbunden ist.
17 stellt den so modifizierten zentralen Teil einer Vorrichtung mit zwei zentrumsfixierten Einheiten und mit reduziertem Einfluss dar, welche diejenige sein kann, welche in 16 schematisch dargestellt ist. In 17 findet sich wiederum die nicht drehende Sicherheitsscheibe 128, die am zentralen Kugelkopf 130 schwingend ist, der mit dem unteren axialen Ende einer Muffe 135 fest verbunden ist, die den Mast 10 umgreift und entlang diesem letzteren axial verschieblich durch Antireibungsringe 134 angebracht ist. Die inneren Scheiben der unteren 66 und oberen Taumelscheiben-Einheit 67 sind jeweils am zentralen Kugelkopf 84' schwingend, der auch mit der Muffe 135 fest verbunden ist. Wenn die inneren Scheiben der Einheiten 66 und 67 nicht drehende Scheiben sind, wie in 11, kann jede dieser nicht drehenden Scheiben direkt durch ihre Nabe mit dem entsprechenden Kugelkopf 84' gelenkig verbunden sein, da diese Scheiben, diese Kugelköpfe und die Muffe 135 sich nicht drehen. Wenn dagegen diese inneren Scheiben drehende Scheiben sind, wie die Scheiben 68 und 69 der 10 oder der 16, wird vorzugsweise eine Anbringung verwendet, die analog zu denjenigen der 5 und 6 ist, mit Kranz und Wälzlager, die entweder zwischen dem Kugelkopf 84' und jeder drehenden Scheibe 68 oder 69 oder aber zwischen dem Kugelkopf 84' und der Muffe 135 eingefügt sind, die ihn in einer an ihm definierten axialen Position trägt.
Im Fall der Vorrichtung mit reduziertem Einfluss der 17 ist es selbstverständlich, dass das Zentrum des Kugelkopfes 84' jeder zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheit nicht mehr in einer axialen Position am Mast 10 fixiert ist, sondern an der verschieblichen Muffe 135.
Im Fall einer Vorrichtung mit reduziertem Einfluss mit zwei Taumelscheiben-Einheiten für Blätter mit 180° oder wenigstens einer herkömmlichen Taumelscheiben-Einheit der Art für einen Dreiblatt-Rotor ist es bekannt, dass die zentralen Kugelköpfe der genannten Einheiten entlang dem Rotormast 10 verschiebbar sind, vorzugsweise mit Anbringungen entsprechend den 5 und 6, bei denen die Kugelköpfe 34 und 34' bereits um eine Muffe 35 verschieblich sind, die den Rotormast 10 umgreift. In diesem Fall reicht es aus, dass der zentrale Kugelkopf 130 der Sicherheitsscheibe 128 auch um die feste Muffe 35 axial verschiebbar angebracht ist, oder auch, dass der Kugelkopf 130 am unteren Teil der Muffe 35 befestigt ist, die entlang dem Mast 10 frei verschieblich angebracht ist und nicht mehr am Aufbau des Hubschraubers befestigt ist.
Für Taumelscheiben-Einheiten, wie z. B. 66 und 67 in den 16 und 17, welche die individuelle Steuerung der Blätter sicherstellen, muss die neutrale Position der Betätigungszylinder 76 bis 79 einer Position entsprechen, in der die Scheiben, wie 68, 69, 70 und 71, dieser Einheiten parallel zur Sicherheitsscheibe 128 sind.
Unter der Voraussetzung, dass alle Betätigungszylinder 76 bis 79 in neutraler Position sind, wird die Rotorsteuerung einzig und allein durch die mechanische Vorrichtung sichergestellt, welche die Sicherheitsscheibe 128 und ihre Wirkglieder 131 bis 133 umfasst. Die Sicherheitsscheibe 128 muss auf alle Blätter die gleiche Wirkung haben, was für die allgemeine Anstellung effektiv der Fall ist, da eine Verschiebung der Sicherheitsscheibe 128 parallel zur Achse des Rotors die gleiche Verschiebung auf die Scheiben der verschiedenen Taumelscheiben-Einheiten induziert, die um den Mast 10 zwischen der Sicherheitsscheibe 128 und den Blättern des Rotors angebracht sind. Man erreicht effektiv eine gleiche Verschiebung für alle Anstellungsstangen, wie z. B. 72 bis 75, und eine gleiche Anstellungsveränderung der Blätter, wenn der Hebelarm der Anstellungssteuerung für alle Blätter von identischer Länge ist, was im allgemeinen aus Gründen des dynamischen Gleichgewichts des Rotors der Fall ist.
Dagegen gilt nicht das Gleiche für eine zyklische Anstellungssteuerung, die einer Schrägstellung der Sicherheitsscheibe 128 entspricht. Die Taumelscheiben der verschiedenen Einheiten, wie z. B. 66 und 67, bleiben parallel zur Sicherheitsscheibe 128, aber die Wirkung einer Neigungsveränderung der Sicherheitsscheibe 128 auf die Anstellung jedes Blattes hängt vom Radius der drehenden Scheibe ab, an der die Anstellungsstange dieses Blattes gelenkig angebracht ist.
Damit eine bestimmte Schrägstellung der Sicherheitsscheibe 128 die gleiche Wirkung auf die Anstellung aller Blätter des Rotors erzeugt, ist es also vorteilhaft, dass die drehenden Scheiben der verschiedenen Taumelscheiben-Einheiten den gleichen Radius aufweisen.
Wenn die drehenden Scheiben verschiedene Radien haben, kann ein Ausgleich sichergestellt werden, indem den Taumelscheiben-Einheiten verschiedene Schrägstellungen mit Hilfe eines Mechanismus mit gelenkig angebrachtem Hebel gegeben werden.
18 stellt ein Beispiel eines Mechanismus zum Ausgleich der verschiedenen Radien der drehenden Scheiben im Fall einer Vorrichtung mit reduziertem Einfluss und mit zwei zentrumsfixierten Taumelscheiben-Einheiten dar, die so beschaffen ist, wie in 16 dargestellt, und deren Kugelköpfe mit einer axial verschiebbaren Muffe fest verbunden sind, wie in 17 dargestellt ist. Es wird angenommen, dass der Radius der drehenden Scheibe 68 der unteren Taumelscheiben-Einheit 66 halb so groß wie der Radius der drehenden Scheibe 69 der oberen Taumelscheiben-Einheit 67 ist. Der kleine Radius der drehenden Scheibe 68 wird ausgeglichen, indem die untere Einheit 66 der beiden Scheiben 68 und 70 um einen Winkel 2α schräggestellt wird, der doppelt so groß ist wie der Schrägstellungswinkel α der drehenden Scheibe 69 und der nicht drehenden Scheibe 71 der oberen Einheit 67 und der an diese Scheiben 69 und 71, ausgehend von der auch um einen Winkel α schräggestellten Sicherheitsscheibe 128 durch die entsprechenden Zylinder 78 und 79 übertragen wird, die in neutraler Position blockiert sind und von denen nur ein einziger in
18 dargestellt ist. Die Doppelschrägstellung 2α wird für jeden der beiden Betätigungszylinder 76', 77' der unteren Scheiben-Einheit 66, von denen nur ein einziger in 18 dargestellt ist und die den Zylindern 76 und 77 in 16 entsprechen, mittels eines Hebels 136 erreicht, der um einen festen Punkt 137 am Ende eines Armes 138 gelenkig angebracht ist, der radial ist und mit der Muffe 135 fest verbunden ist, die um den Mast 10 axial verschiebbar ist und die die Muffe ist, mit der die zentralen Schwingungskugelköpfe 84' der Taumelscheiben der unteren 66 und oberen Einheit 67 und der zentrale Schwingungskugelkopf 130 der Sicherheitsscheibe 128 fest verbunden sind. In 18 ist der Abstand zwischen dem Gelenkpunkt 137 des Hebels 136 und der Achse des Rotors gleich einem Drittel des Abstandes zwischen dieser Achse und dem entsprechenden Zylinder 76' oder 77'. Die Zylinder 76' und 77' sind wie die Zylinder 78 und 79 an der Sicherheitsscheibe 128 gelenkig angebracht, da es sich um eine Vorrichtung mit reduziertem Einfluss handelt. Der Hebel 136 ist an seinem Ende, das zu demjenigen, an dem der Zylinder 76' oder 77' gelenkig angebracht ist, entgegengesetzt ist, an einem Arm 139 gelenkig angebracht, der seinerseits an der nicht drehenden Scheibe 70 der unteren Einheit 66 in einem Punkt 140 gelenkig angebracht ist, der mit dem gleichen Abstand von der Achse des Rotors angeordnet ist wie der Zylinder 76' oder 77', aber diametral entgegengesetzt, so dass sich die Scheiben 68 und 70 der unteren Einheit 66 zweimal so viel schrägstellen wie die Sicherheitsscheibe 128.
Eine Verschiebung der Sicherheitsscheibe 128 parallel zur Achse des Rotors ändert die Schrägstellung der Scheiben-Einheiten 66 und 67 nicht und ändert also die zyklische Anstellung nicht, sondern nur die allgemeine Anstellung, und zwar auf gleiche Weise für alle Blätter. Bei der Vorrichtung der 18 befindet man sich im Falle eines Defektes der Betätigungszylinder 76', 77' und 78, 79 der Scheiben-Einheiten 66 und 67 und wenn diese Zylinder in neutraler Position blockiert sind, wiederum in der Konfiguration einer herkömmlichen monozyklischen Steuerung, obwohl die drehenden Scheiben 68 und 69 unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Jedoch müssen die Betätigungszylinder der Taumelscheiben in neutraler Position verriegelt werden, was horizontalen Taumelscheiben 68, 70 und 69, 71 entspricht, d. h. zur Achse des Rotors senkrechten, wenn die Sicherheitsscheibe 128 ihrerseits senkrecht zu dieser Achse und somit horizontal ist.
Die Betätigungszylinder, wie 76, 77, 78 und 79 in 16, welche die individuelle Steuerung der Anstellungen sicherstellen, sind hydraulische Zylinder, die, da sie in einem nicht drehenden Bezugssystem angebracht sind, ohne Schwierig keit, ausgehend von einer Hydaulikzentrale des Hubschraubers, gespeist werden können, die einen hohen Druck liefert. Damit ein Riss einer hydraulischen Leitung oder ein Defekt der Hydraulikzentrale zur Speisung der Betätigungszylinder die Sicherheit des Hubschraubers nicht in Gefahr bringt, ist ein System vorgesehen, das die individuelle Steuerung der Blätter in neutraler Position verriegeln kann.
Dieses Verriegelungssystem kann an die hydraulische Steuerung der Betätigungswirkglieder in folgender Weise gekoppelt werden: Wenn der hydraulische Druck im Speisekreis dieser Zylinder unter eine bestimmte Schwelle abfällt, macht sich der Rechner, der diese Zylinder steuert, die elektrohydraulische Servosteuerungszylinder sind, den hydraulischen Restdruck zunutze, um die Zylinder durch eine Dringlichkeitsprozedur in eine neutrale Position zu bringen, im Anschluss daran die Zylinder in dieser neutralen Position verriegelt werden.
Im Falle eines zu heftigen Hydraulidruckverlustes, für den sich die vorher erwähnte Dringlichkeitsprozedur als unzureichend erweist, um die Zylinder in die neutrale Position zu bringen, erlaubt es eine hydromechanische Vorrichtung, die an jedem Betätigungszylinder vorgesehen ist, diesen Zylinder fortschreitend in die neutrale Position zu bringen und ihn in dieser Position zu verriegeln. Diese hydromechanische Verriegelungsvorrichtung zieht die zu ihrem Betrieb erforderliche Energie aus den Bewegungen der Sicherheitsscheibe 128 sowie aus den zufälligen, auf die Turbulenzen aerodynamischen Ursprungs zurückzuführenden Änderungen der Anstellung der Blätter, deren Anstellungsstangen mit der Taumelscheiben-Einheit verbunden sind, die durch den entsprechenden Betätigungszylinder gesteuert werden.
19 stellt einen Betätigungszylinder schematisch dar, der mit einem Beispiel einer solchen hydromechanischen Vor richtung zur Verriegelung in neutraler Position dieses Zylinders ausgestattet ist.
In 19 ist einer der Betätigungszylinder, wie z. B. 76, der Vorrichtung der 16 schematisch dargestellt. Dieser Zylinder 76 umfasst einen Zylinder 141 und eine Stange 142, die mit einem Kolben fest verbunden ist, der im Zylinder 141 verschieblich ist und dessen Verschiebungen in diesem letzteren durch Zuführung hydraulischen Öls unter hohem Druck auf der einen oder anderen Seite des Kolbens und Rücklauf des hydraulischen Öls auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens zu einem Behälter durch eine Speiseleitung 143 bzw. eine Rücklaufleitung 144 gesteuert werden, um die relativen axialen Verschiebungen der Stange 142 und des Zylinders 141, von denen ein Teil an der Sicherheitsscheibe 128 und das andere an der nicht drehenden Scheibe wie z. B. 70, gelenkig angebracht ist, im Sinne einer Steigerung oder Verringerung des Abstandes zu steuern, der die beiden Gelenkkugelköpfe der Enden des Zylinders 76 trennt. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst zwei kleine Verriegelungszylinder 145 und 146, die mit dem Zylinder 141 fest verbunden sind. Jeder Verriegelungszylinder 145 oder 146 umfasst einen Zylinder 147, der durch einen Kanal 148 gespeist wird, der mit der gleichen Druckquelle wie der Zylinder 76 verbunden ist und daher mit in den Zylinder 141 eintretendem Öl unter hohem Druck gespeist wird. Die Druckaufnahme für die Kanäle 148 kann im Zylinder 141 oder am Eingang der Speiseleitung 143 in diesen letzteren sichergestellt werden. Der hydraulische Druck, der dem Zylinder 147 durch den Kanal 148 zugeführt wird, wird auf einen Kolben 149 ausgeübt, der im Zylinder 147 verschieblich und entgegen einer Rückstellfeder 150 angebracht ist, die auch im Zylinder 147 untergebracht ist. Jeder Kolben 149 ist fest mit einer Stange 151 verbunden, die den Zylinder 147 durchläuft und deren äußeres Ende an diesem letzteren eine Verriegelungsschräge 152 oder 153 trägt, die jeweils mit der einen bzw. der anderen von zwei Verriegelungszahnstangen 154 und 155 zusammenwirkt, die an den entgegengesetzten Seiten eines Teiles der Stange 142 eingearbeitet und zueinander an diesem Teil der Stange 142 axial versetzt sind. Jede Zahnstange 154 und 155 weist Zähne von dreieckigem Querschnitt auf, deren eine Seite als in Axialrichtung der Stange 142 geneigte Rampe gestaltet ist und deren andere Seite ein zu dieser Richtung senkrechter Anschlag ist, und jede Zahnstange 154 oder 155 wirkt mit einer Schräge 152 oder 153 von komplementärer Form zusammen, um die Verschiebung der Stange 142 jeweils und nur in einer der beiden Betätigungsrichtungen zu erlauben und die Verschiebung in der entgegengesetzten Richtung zu sperren.
In 19 verhindert das Zusammenwirken der Schräge 153 des oberen Verriegelungszylinders 146 mit der oberen Verriegelungszahnstange 155 die Verschiebung der Stange 142 von rechts nach links, aber erlaubt diese Verschiebung von links nach rechts durch das Zusammenwirken der Rampen der Zähne der Zahnstange 155, welche die Schräge 153 ins Innere des Zylinders 147 gegen die Feder 150 zurückstoßen, während die Schräge 152 des unteren Verriegelungszylinders 145 und die untere Verriegelungszahnstange 154 so gestaltet sind, dass die Verschiebungen der Stange 142 von rechts nach links erlaubt werden und die Stange 142 bei den Bewegungen von links nach rechts gesperrt wird. Überdies erlaubt der axiale Versatz der Zahnstangen 154 und 155 für jede von ihnen eine maximale Verschiebung der Stange 142 in der durch diese Zahnstange zugelassenen Richtung bis zu einem neutralen Punkt, der durch die angrenzenden Enden der Zahnstangen 154 und 155 definiert wird, die sich entsprechen und sich um den Wert eines Zahnes überlappen.
Wenn der Speisungsdruck des Zylinders 76 hoch ist, drücken, da dieser Druck durch die Kanäle 148 den Zylindern 147 zugeführt wird, diese Kolben 149 die Federn 150 zusammen, und die Schrägen 152 und 153 sind von der Stange 142 und von den Zahnstangen 154 und 155 entfernt. Wenn sich der Druck am Eingang des Zylinders 76 verringert, stoßen die Federn 150 die Kolben 149 zurück und die Schrägen 152 und 153 kommen mit der Stange 142 in Berührung, so dass eine von ihnen, indem sie einer Zahnstange 154 oder 155 gegenübersteht, zwischen zwei Zähnen dieser Zahnstange in Eingriff kommt.
Wenn der Punkt "0" der auf der Stange 142 aufgetragenen Einteilung in die Höhe der beiden Schrägen 152 und 153 kommt, sind die Stange 142 und der Kolben im Zylinder 141 des Betätigungszylinders 76 in neutraler Position. In 19 ist der Zylinder 76 in einer Position dargestellt, in der seine Stange 142 im Zylinder 141 versenkt ist, also nach links in Bezug auf die neutrale Position verschoben ist. Der Abfall des Speisedrucks des Zylinders 76 betreibt das Eingreifen der Schräge 153 in die Zahnstange 155 unter dem Schub der Feder 150. Die Stange 142 kann sich in 19 nicht mehr nach links verschieben, aber sie ist indessen frei, sich nach rechts zu verschieben, solange die andere Schräge 152 des Verriegelungszylinders 145 ihrerseits nicht aktiv wird, indem sie in der Zahnstange 154 zum Eingriff gelangt. Dies ereignet sich, wenn die Stange 142 in neutraler Position ankommt, in der sie dann gesperrt bleibt.
Falls anfänglich die Stange 142 aus dem Zylinder 141 herausgetreten war, also in 19 nach rechts verschoben ist, wenn sich der Speisungsdefekt also gerade ereignet hat, ist die Schräge 153 inaktiv, da sie sich nicht gegenüberstehend zu ihrer Zahnstange 155 befindet, und die Schräge 152 ist dagegen im Eingriff zwischen zwei Zähnen der Zahnstange 154, so dass die Stange 142 sich nur nach links verschieben kann. Diese Bewegung nach links ereignet sich, solange die Schräge 153 nicht aktiv wird, was der Fall sein wird, sobald die Stange 142 die neutrale Position erreichen wird, in welcher die Schräge 153 im Ende der Zahnstange 155 in Eingriff kommt, das in 19 links gelegen ist.
Im Defektfall bei der hydraulischen Speisung unter Druck neigt jegliche Zug- oder Druckkraft, die auf die Stange 142 des Zylinders 76 ausgeübt wird, dazu, diese Stange 142 fortschreitend in die neutrale Position zu bringen, in der der Zylinder 76 dann verriegelt bleibt.
Bei dieser Anbringung können die Verriegelungszylinder 145 und 146 als einfache Vorrichtungen zur Messung des hydraulischen Druckes am Eingang des Zylinders 76 betrachtet werden. Diese Verriegelungszylinder 145 und 146 können auch beauftragt werden, einen durch ihre bewegliche Ausstattung 149–150–151 oder 152 einen elektrischen Kontakt zu betätigen, wenn der hydraulische Druck unter eine kritische Schwelle abfällt. Wenn der elektrische Kontakt mit dem Rechner zur Steuerung des Zylinders 76 verbunden ist, kann die vorher erwähnte Dringlichkeitsprozedur ausgelöst werden.
Alle vorher beschriebenen Vorrichtungen mit Mehrfach- Taumelscheiben erlauben das Steuern der Blätter mittels herkömmlicher Zylinder, die in einem nicht drehenden Bezugssystem und in einer Anzahl angebracht sind, die gleich derjenigen der Blätter des Rotors ist.
Mit zwei Taumelscheiben-Einheiten kann man eine individuelle Steuerung der Blätter von Hubschrauber-Rotoren mit vier, fünf oder sechs Blättern sicherstellen, d. h. die große Mehrheit der gegenwärtig im Dienst befindlichen Hubschrauber.
Darüber hinaus können im Fall einer Störung des hydraulischen Speisungskreises der Zylinder zur individuellen Anstellungssteuerung diese Zylinder mit Hilfe einer einfachen hydromechanischen Vorrichtung, z. B. derjenigen der 19, fort schreitend in eine neutrale Position gebracht und in dieser Position verriegelt werden so dass sich die Steuerungsvorrichtung wieder in einer Konfiguration zur herkömmlichen monozyklischen Steuerung befindet.
Die Vorrichtungen mit Mehrfach-Taumelscheiben setzen Verbindungsmittel ein, die zwischen drehenden oder nicht drehenden Scheiben (davon eventuell die Sicherheitsscheibe) und jeweils der Rotorachse oder einem nicht drehenden oder festen Aufbau liegen.
Ein Ausführungsbeispiel eines Doppelzirkels, der bei einer Vorrichtung mit zwei Taumelscheiben-Einheiten angewendet wird, ist in 9 dargestellt. Dieser Doppelzirkel kann leicht für Anwendungen mit Mehrfach-Scheiben angepasst werden. Jede zusätzliche Scheibe wird dann mit einem Querstück 53' ausgestattet, das einerseits mit der Scheibe und andererseits mit einem Zirkel 49 gelenkig verbunden ist, dessen anderes Ende am Querstück der benachbarten Taumelscheibe gelenkig angebracht ist. Die Funktion des Zirkels, d. h. die Übertragung des Winkels zwischen zwei beweglichen Strukturen in Bezug zueinander wird somit ausgeführt, wie auch immer die Schrägstellung jeder betroffenen Scheibe sein möge.
Alle beschriebenen Steuerungsvorrichtungen, sowohl in einer Konfiguration mit vollem Einfluss als auch in einer Konfiguration mit reduziertem Einfluss, können mit Hilfe herkömmlicher Mittel einer bewährten Technologie, was Taumelscheiben anbelangt, oder einer ausreichend entwickelten Technologie, was Betätigungszylinder mit ausreichend hoher Steuerungsfrequenz anbelangt, ausgeführt werden.

Claims

Vorrichtung zur individuellen Steuerung der Blätter eines Rotors mit wenigstens vier Blättern (11, 12, 13, 14) für Luftfahrzeug-Drehflügel, die eine erste Taumelscheiben-Einheit (16) umfasst, wobei diese Taumelscheiben-Einheit eine drehende Scheibe (18) enthält, die ein Drehzentrum auf der Rotationsachse (Oz) des Rotors hat und auf einer nicht drehenden Scheibe (20) drehbar ist, die ein Schwingungszentrum auf der Achse (Oz) des Rotors hat, die mit dem Drehzentrum der drehenden Scheibe vereinigt ist und das Zentrum dieser Taumelscheiben-Einheit bestimmt, wobei die erste Einheit (16) in allen Richtungen um ihr Zentrum (O') unter Einwirkung von wenigstens zwei zwischen einem nicht drehenden Aufbau (31) des Luftfahrzeugs und der ersten Einheit (16) eingefügten Betätigungswirkgliedern (26, 28) schrägstellbar ist, indem sie jeweils an der nicht drehenden Scheibe (20) gelenkig angebracht sind, die durch Verbindungsmittel (49) am genannten nicht drehenden Aufbau (31) gehalten ist, während die drehende Scheibe (18) durch Mittel (39) zur Verbindung mit dem Rotor um die Achse (Oz) des Rotors drehangetrieben wird und mit jedem von wenigstens zwei Blättern (13, 14) des Rotors durch eine jeweilige Anstellungsstange (22, 23) verbunden ist, wobei die Vorrichtung zumindest so viele Betätigungswirkglieder (26, 27, 28, 29) enthält, wie der Rotor Blätter (11, 12, 13, 14) aufweist, und alle Wirkglieder nicht drehend sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine zweite Taumelscheiben-Einheit (17) umfasst, deren Zentrum (O) auch auf der Achse (Oz) des Rotors liegt, wobei die zweite Einheit (17) in allen Richtungen um ihr Zentrum (O) unter Einwirkung wenigstens eines weiteren Betätigungswirkgliedes (29) schrägstellbar ist, das zwischen einem nicht drehenden Aufbau (31, 20) und der zweiten Einheit (17) eingefügt ist, deren nicht drehende Scheibe (21) am genannten anderen Betätigungswirk glied (29) gelenkig angebracht ist und durch Verbindungsmittel (49–32) an einem nicht drehenden Aufbau (31, 20) gehalten wird, während die drehende Scheibe (19) der zweiten Einheit (17) auch durch die Mittel (39) zur Verbindung mit dem Rotor um die Achse (Oz) dieses letzteren drehangetrieben wird und mit jedem von zumindest einem weiteren Blatt (11, 12) des Rotors durch eine jeweilige Anstellungsstange (24, 25) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Vierblatt-Rotor, dessen Blätter als zwei Paar Blätter (11, 12–13, 14) bezüglich der Achse (Oz) des Rotors sich diametral gegenüberliegend gruppiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellungsstangen (22, 23) von zwei sich diametral gegenüberliegenden Blättern (13, 14) an der drehenden Scheibe (18) der ersten Taumelscheiben-Einheit (16} gelenkig angebracht (38) sind, deren Zentrum entlang der Achse (Oz) des Rotors längsverschiebbar ist und deren nicht drehende Scheibe (20) an drei Betätigungswirkgliedern (26, 27, 28) gelenkig angebracht ist, die die Längsbewegungen und Schrägstellungen der ersten Taumelscheiben-Einheit (16) steuern, wobei die Stangen (24, 25) der beiden anderen sich diametral gegenüberliegenden Blätter (11, 12) an der drehenden Scheibe (19) der zweiten Taumelscheiben-Einheit (17) gelenkig angebracht (37) sind, deren Zentrum bezüglich demjenigen der ersten Taumelscheiben-Einheit axial versetzt und entlang der Achse (Oz) des Rotors längsverschiebbar ist und deren nicht drehende Scheibe (21} an einem vierten Betätigungswirkglied (29) gelenkig angebracht und mit der nicht drehenden Scheibe (20) der ersten Taumelscheiben-Einheit (16) durch zwei starre Stäbe (32) von konstanter Länge verbunden ist, die jeweils an die nicht drehende Scheibe (21) der zweiten Einheit (17) die Verschiebungen überträgt, die an die nicht drehende Scheibe (20) der ersten Einheit (16) durch das eine bzw. das andere der beiden an dieser letzteren gelenkig angebrachten Betätigungswirkglieder (26, 27) übertragen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden starren Stäbe (32) Verbindungsmittel bilden, die sich der Rotation der nicht drehenden Scheibe (21) der zweiten Taumelscheiben-Einheit (17) entgegenstellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Vierblatt-Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass an der drehenden Scheibe (68, 69) jeder der beiden Taumelscheiben-Einheiten (66, 67) jeweils zwei Anstellungsstangen (72, 73–74, 75) von den einen bzw. anderen zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern gelenkig angebracht sind, während die nicht drehende Scheibe (70, 71) jeder der beiden Taumelscheiben-Einheiten (66, 67) an den einen bzw. den anderen zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Betätigungswirkgliedern (76, 77–78, 79) gelenkig angebracht (30) ist, die einzig und allein die Schrägstellungen der entsprechenden nicht drehenden Scheibe (70, 71) um das entsprechende Schwingungszentrum steuern, wobei die Zentren der beiden Taumelscheiben-Einheiten sich nicht auf der Achse (Oz) in Bezug auf den nicht drehenden Aufbau (31) längsverschieben.
Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Rotor, dessen Anzahl b von Blättern gleich 3n + 1 ist, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anzahl (n – 1) von Taumelscheiben-Einheiten (86), bei denen jedes Zentrum entlang der Achse (Oz) des Rotors längsverschiebbar ist und deren drehende Scheibe (88) bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Anstellungsstangen (92, 93, 94) der Blätter gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe (90) bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Betätigungswirkgliedern (96, 97, 98) gelenkig angebracht und durch diese verschoben wird, sowie zwei weitere Taumelscheiben-Einheiten (wie z. B. 87) umfasst, wobei die drehende Scheibe (89) jeder dieser beiden weiteren Einheiten an zwei jeweiligen Anstellungsstangen (103, 104) von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern gelenkig angebracht ist und die nicht drehende Scheibe (91) jeder dieser beiden weiteren Einheiten an zwei jeweiligen, sich nicht diametral gegenüberliegenden Betätigungswirkgliedern (100, 101) gelenkig angebracht ist, die einzig und allein die Schrägstellungen der entsprechenden nicht drehenden Scheibe (91) um das entsprechende Schwingungszentrum steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Rotor, dessen Anzahl b von Blättern gleich 3n + 2 ist, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anzahl n von Taumelscheiben-Einheiten (86), bei denen jedes Zentrum entlang der Achse (z. B) des Rotors längsverschiebbar ist und deren drehende Scheibe (88) bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Anstellungsstangen (92, 93, 94) der Blätter gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe (90) bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Betätigungswirkgliedern (96, 97, 98) gelenkig angebracht und durch diese verschoben wird, sowie eine weitere Taumelscheiben-Einheit (87) umfasst, deren drehende Scheibe (89) an zwei jeweiligen Anstellungsstangen (103, 104) von zwei sich nicht diametral gegenüberliegenden Blättern gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe (91) an zwei jeweiligen, sich nicht diametral gegenüberliegenden Betätigungswirkgliedern (100, 101) gelenkig angebracht ist, die einzig und allein die Schrägstellungen der weiteren Einheit (87) um das entsprechende Schwingungszentrum steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Rotor, dessen Anzahl b von Blättern ein Vielfaches 3n von 3 ist, wobei n eine ganze Zahl ist, die größer oder gleich 2 ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anzahl n von Taumelscheiben- Einheiten (106, 107) umfasst, bei denen jedes Zentrum entlang der Achse (Oz) des Rotors längsverschiebbar ist und deren drehende Scheibe (108, 109) bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Anstellungsstangen (120, 121, 122–123, 124, 125) der Blätter gelenkig angebracht ist und deren nicht drehende Scheibe (110, 111) bei jeder von ihnen an drei jeweiligen Betätigungswirkgliedern (112, 113, 114–115, 116, 117) gelenkig angebracht ist und durch diese verschoben wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Betätigungswirkglied (76, 77, 78, 79) auch an einer nicht drehenden Sicherheitsscheibe (128) gelenkig angebracht ist, die zwischen den Taumelscheiben-Einheiten (66, 67) und dem festen Aufbau (31) des Luftfahrzeugs eingefügt ist, mit dem die Sicherheitsscheibe (128) durch Antirotationsmittel (129) verbunden ist, wobei die Sicherheitsscheibe (128) entlang der Achse (Oz) des Rotors längsverschiebbar und in allen Richtungen um ihr Zentrum (130) unter Einwirkung von Positionssteuermitteln (131, 132, 133) schrägstellbar ist, die zwischen der Sicherheitsscheibe (128) und dem festen Aufbau (31} eingefügt sind und vorzugsweise drei Sicherheitswirkglieder umfassen, die einerseits an der Sicherheitsscheibe (128) und andererseits am genannten festen Aufbau (31) gelenkig angebracht (30) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie überdies Verriegelungsmittel (145, 146) der individuellen Anstellungssteuerung jedes Blattes umfasst, wobei die Verriegelungsmittel durch die Betätigungswirkglieder (76) getragen werden und eine monozyklische Steuerung der Blätter durch die Steuerung der Längsverschiebungen und Schrägstellungen der Sicherheitsscheibe (128) ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsmittel für jedes Betätigungswirkglied (76) eine Vorrichtung (145, 146, 154, 155) zur Verriegelung des Betätigungswirkgliedes (76) in neutraler Position umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vorrichtung zur Verriegelung zwei Zahnstangen (154, 155) umfasst, von denen jede zum Sperren des entsprechenden Betätigungswirkgliedes (76) in der einen bzw. in der anderen der beiden Betätigungsrichtungen des Wirkgliedes (76) bestimmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsscheibe (128) an einem zentralen Kugelkopf (130) schrägstellbar ist, der axial verschieblich um den Rotormast (10) oder eine den Rotormast (10) umgreifende Muffe (135, 135) angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, die so beschaffen ist, dass bei wenigstens einer der Taumelscheiben-Einheiten (66, 67) deren nicht drehende Scheibe (70, 71) einzig und allein durch zwei entsprechende Betätigungswirkglieder (76, 77–78, 79) um das entsprechende Schwingungszentrum auf der Achse des Rotors schräggestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungszentrum auf einer Muffe (135) bestimmt ist, die um einen Rotormast (10) axial verschieblich angebracht ist und den zentralen Kugelkopf (130) der Sicherheitsscheibe (128) trägt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, deren drehende Scheiben (68, 69) von zwei benachbarten Taumelscheiben-Einheiten (66, 67) unterschiedliche Durchmesser haben, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein nicht drehender Mechanismus mit gelenkig angebrachten Hebeln (136, 139) zwischen einem Betätigungswirkglied (76', 77') der nicht drehenden Scheibe (70) von einer (66) der beiden Einheiten (66, 67) und der nicht drehenden Scheibe (70) eingesetzt ist, so dass der einen (66) der beiden Einheiten eine Schrägstellung gegeben wird, die verschieden von derjenigen der Sicherheitsscheibe (128) ist, um die Durchmesserunterschiede zwischen den drehenden Scheiben (68, 69) auszugleichen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, die so beschaffen ist, dass sie mit Anspruch 12 oder 13 in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus mit gelenkig angebrachten Hebeln (136, 139) an einem feststehenden Punkt (137) der axial um den Rotormast (10) verschieblichen Muffe (135) gelenkig angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die drehenden Scheiben (18, 19) von Taumelscheiben-Einheiten (16, 17) entlang der Achse (Oz) des Rotors alle drehbar innerhalb der jeweiligen nicht drehenden Scheiben (20, 21) angebracht sind und dass wenigstens eine Anstellungsstange (22, 23) eine Öffnung durchläuft, die in jeder drehenden Scheibe (19) der Taumelscheiben-Einheiten (17) vorgesehen ist, die zwischen der drehenden Scheibe (18), an der die Stange (22, 23) gelenkig angebracht ist, und den Blättern angeordnet sind, welche die drehende Scheibe (18) steuert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die drehende Scheibe (18"), die zu einer (16") von zwei entlang der Achse (Oz) des Rotors benachbarten Taumelscheiben-Einheiten (16", 17) gehört und zwischen der anderen Taumelscheiben-Einheit (17) und dem festen Aufbau (31) des Luftfahrzeugs eingefügt ist, drehbar um die entsprechende nicht drehende Scheibe (20'') angebracht ist, wogegen die drehende Scheibe (19) der anderen Taumelscheiben-Einheit (17) innerhalb der entsprechenden nicht drehenden Scheibe (21) drehbar angebracht ist, und dass die Anstel lungsstangen (22, 23), die an der drehenden Scheibe (18") von derjenigen der Taumelscheiben-Einheiten gelenkig angebracht (38) sind, die zwischen der anderen Einheit (17) und dem Aufbau (31) des Luftfahrzeugs axial eingefügt ist, Öffnungen in der drehenden Scheibe (19) der anderen Einheit (17) durchlaufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die drehenden Scheiben (18', 19') von Taumelscheiben-Einheiten (16', 17') entlang der Achse (Oz) des Rotors alle außerhalb der jeweiligen nicht drehenden Scheiben (20', 21') angebracht sind und dass wenigstens ein Wirkglied (29') eine Öffnung (20'a) durchläuft, die in jeder nicht drehenden Scheibe (20') der Taumelscheiben-Einheiten (16') vorgesehen ist, die zwischen der nicht drehenden Scheibe (21'), an welcher das genannte Wirkglied (29') gelenkig angebracht ist, und einem nicht drehenden Aufbau (31) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Anstellungsstangen (22, 23) nicht geradlinig ist und an der entsprechenden drehenden Scheibe (18) durch Gelenkmittel (38) gelenkig angebracht ist, welche die Rotation der genannten Stange (22, 23) um eine Achse unterbinden, die senkrecht zur drehenden Scheibe (18) verläuft, wie z. B. Kardan-Gelenkmittel.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht drehenden Scheiben (20', 21') von zwei entlang der Achse des Rotors benachbarten Taumelscheiben-Einheiten (16, 17–16', 17') miteinander und mit dem festen Aufbau (31) des Luftfahrzeugs durch wenigstens einen gelenkig angebrachten Antirotationsdoppelzirkel (49–55) verbunden sind und/oder deren drehende Scheiben (18, 19) mit einander und mit dem Rotor durch wenigstens einen gelenkig angebrachten Drehantriebsdoppelzirkel (39) verbunden sind.