IT8367285A1

IT8367285A1 - Rotore per elicotteri

Info

Publication number: IT8367285A1
Application number: ITTO1983A067285A
Authority: IT
Original assignee: Costr Aeronautiche Giovanni Agusta S P A
Priority date: 1983-04-07
Filing date: 1983-04-07
Publication date: 1984-10-07
Also published as: US4512717A; FR2542694B1; JPS608191A; GB2136377A; GB8406674D0; FR2542694A1; IT1159375B; JPH0429597B2; GB2136377B; DE3409085A1; IT8367285A0

Description

D E S C E J Z I 0 irE

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Rotore per elicotteri"

RIASSUNTO

Rotore per elicotteri del tipo FH (FLEX-HUB), in cui ciascuna pala (17) ? collegata ad un mozzo centra le (5) tramite una forcella (38) presentante da una parte due bracci (36,37) di collegamento alla relati va pala (17) e solidale, dall'altra, ad un'asta (39) collegata al mozzo (5) tramite un supporto elastome rico (46); le forcelle (38) essendo fra loro collegate da un anello (30) di forma poligonale passante fra i citati bracci (36,37) di ciascuna forcella (38), e ciascun lato del citato anello (30) essendo suppor tato in un punto intermedio da un braccio elastico (16) estendentesi radialmente dal mozzo (5)1.

La presente invenzione ? relativa ad un rotore per elicotteri'.

In particolare, la presente invenzione ? relativa ad un rotore d?i tipo FH (FLEX-HIIB)*

Fra i rotori del tipo sopra specificato ? noto un rotore, in cui il piede di ciascuna pala ? serrato fra i bracci di una rispettiva forcella di attacco sostanzialmente conformata a U ed estendentesi da un mozzo centrale verso l'esterno in una direzione sostan zialraente radiale?. Il citato mozzo ? sostanzialmente costituito da una piastra metallica,,nod almente realizzata di titanio, la quale comprende una porzione centrale, da cui si estendono radialmente verso l?esterno dei bracci elastici piani provvisti,eiascu no, di un'apertura centrale. Quest'ultima ? impegnata dalla relativa forcella, la quale ? provvista,in corrispondenza della propria parte interna chiusa e rivoJL ta verso il citato mozzo, di un'asta accoppiata alla porzione centrale della citata piastra tramite un supporto elastomerico di tipo sferico*. Ciascuna forcella ? inoltre accoppiata, tramite l'interposizione di un ulteriore supporto elastomerico, alla porzione del relativo braccio elastico che chiude verso l'esterno la citata apertura dello stesso costituendo un ponte estendentesi fra i bracci della relativa forcella e nello spazio compreso fra il piede della relativa

pala e l'estremit? interna della forcella stessa.

Nel rotore FH sopra descritto, la citata piastra piana e, in particolare, ciascuna delle appendici elastiche radiali della stessa sono sottoposte, in uso, sia ai carichi dovuti alla forza centrifuga,sia ai momenti flettenti dovuti alla portanza?.. La citata piastra piana ? quindi costretta a lavorare in condi zioni molto severe, dal momento che ad essa, in uso, vengono impartite, oltre alle tensioni di trazione do vute alla forza centrifuga, continue flessioni in direzioni che variano continuamente secondo leggi ci^ clich?'. La piastra viene quindi sottoposta, in uso, ad un notevole carico affaticante, che pu? portare, in breve tempo, al collasso della piastra stessa nel caso in cui quest'ultima non venga realizzata in modo perfetto utilizzando tecnologie di costo estremamente elevato";

Per quanto,riguarda la citata piastra,alle difficolt? di realizzazione sopra esposte si aggiungono, inoltre, alcune difficolt? di progettazione, dal momento che risulta estremamente arduo trovare un compromesso fra la elevata elasticit? richiesta alla pia stra in volo e la rigidezza richiesta alla stessa a terra per supportare i carichi statici trasmessi dalle pale-.

Scopo della presente invenzione ? quello di perfezionare il rotore FH sopra descritto realizzando un rotore in cui la citata piastra sia sottoposta a condizioni di lavoro meno severe*;

Scopo ulteriore della presente invenzione ? quello di realizzare un rotore del tipo FH capace di funzionare con una piastra a flessibilit? relativamente ridotta*.

I suddetti scopi sono raggiunti dalla pre sente invenzione in quanto essa ? relativa a un rotore per elicotteri comprendente un mozzo centrale atto ad essere calettato su di un albero motore centrale,una pluralit? di pale estendentisi verso 1*esterno dal detto mozzo, ciascuna detta pala essendo collegata al detto mozzo tramite mezzi di connessione atti a permettere alla pala stessa di oscillare sia in un piano parallelo al detto albero motore, che in un piano perpendicolare al detto albero, che attorno al proprio asse, i detti mezzi di connessione comprendendo, per ciascuna pala, una forcella este?identesi in direzione sostanzialmente radiale verso l'esterno dal detto mozzo e ad esso accoppiata tramite primi mezzi di supporto elastomerici, la detta forcella presentando due bracci rivolti verso l'esterno ed accoppiati ad un piede di attacco della relativa pala, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di connessione comprendono, inoltre, un corpo anulare estendentesi attorno al detto mozzo ed attraverso le dette forcelle ed accoppiato a ciascuna di queste ul time tramite secondi mezzi di supporto elastomerici; il detto mozzo comprendendo una piastra a forma sostanzialmente stellare presentante una pluralit? di bracci radiali, e mezzi di attacco essendo interposti fra ciascun detto braccio ed un.rispettivo punto del detto corpo anulare disposto in posizione intermedia

fra du?deidetti secondimezzi di supporto elastomerici 'adiacenti^.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della preseci te invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo,in cui:

la figura 1 ? una vista parziale ed in pianta di un rotore per elicotteri realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 ? una sezione secondo la linea II-II della figura 1; e

la figura 3 ? una sezione secondo la linea III-III della figura Is.

Nelle figure sopra elencate, con 1 ? indicato nel suo complesso un rotore per elicotteri comprendente un albero centrale 2, una cui porzione superiore ? accoppiata, tramite un giunto scanalato 3, alla superficie interna di un canotto centrale 4 di un mozzo 5 fissato assialmente in posizione sull'albero 2 tramite una ghiera 6 di fissaggio conformata a tazza ed avvitata su di una estremit? superiore filettata 7 dell?albero 2.

Il mozzo 5 comprende una porzione inferiore 8 di forma sostanzialmente anulare costituita da due piai: ti anulari 9 e 10 disposti il primo al disopra del secondo ed estendentisi radialmente verso l'esterno da rispettive flange anulari 11 e 12 del canotto 4, ed una porzione superiore 13 costituita da una piastra di forma stellare comprendente una porzione ceri trale 14 coliegata al piatto 9 ed alla flangia 11 tramite bulloni passanti 15, ed una pluralit? di brac ci radiali elastici 16 uniformemente distribuiti attorno al mozzo 14 e pari, in numero, al numero di pale 17 portate dal mozzo 5?.

Secondo quanto illustrato, in particolare,nelle figure 1 e 3, la piastra 13 ? realizzata di materiale composito e ciascun suo braccio 16 presenta in pianta una forma sostanzialmente rettangolare ed ? provvisto,in prossimit? della propria estremit? libera, di un'aper tura passante 18 ad asse sostanzialmente parallelo a quello dell'albero 2 e di forma sostanzialmente rettangolare con asse longitudinale maggiore disposto perpendicolarmente all'asse longitudinale del relativo braccio 1

Attraverso ciascuna,apertura 18 ? montata una sc?i tola 19, la quale presenta superiormente una flangia periferica 20 fissata alla superficie superiore del relativo braccio 16, e costituisce la scarpa esterna per un supporto elastomerico 21 sferico comprendente due rotule interne 22 sostanzialmente sferiche ed affiancate, le quali sono accoppiate alla scarpa esterna 19 tramite 1'interposizione di uno strato 23 di materiale elastomerico*.

Le rotule 22 sono attraversate diametralmente da rispettivi bulloni 24 sostanzialmente paralleli all'albero 2, i quali portano collegata alla propria estremit? inferiore una flangia 25 di una staffa cava 26 presentante in sezione una forma sostanzialmen te a C con concavit? rivolta verso l'albero 2^. Ciascu na staffa 26 ? chiusa, dalla parte rivolga verso l'albero 2, da una piastra 27 disposta in posizione sostanzialmente perpendicolare al relativo braccio 16 e fissata .in posizione sulla relativa staffa 26 tramite viti 28v.

Il canale definito da ciascuna piastra 27 all'interno della relativa staffa 26 ? impegnato da una porzione intermedia centrale di un rispettivo lato 29 di un corpo anulare o anello poligonale 30 esteri dentesi attorno al mozzo 6 ed i cui lati sono pari, in numero, al numero dei bracci 165. Ciascun lato 29 ? costituito, almeno in una sua porzione centrale,da quattro bandelle 31 di materiale composito suddivi- ' so in una coppia di.bandelle superiori ed una coppia di bandelle inferiori fra loro separate da uno strato di materiale di riempimento 32, il quale scompare in prossimit? dei vertici dell'anello poligonale 30; In ciascuna delle citate coppie, le bandelle 31 sono disposte affiancate su di uno stesso piano sostanzialmente perpendicolare allesse- dell'albero 2 e so no strette alle bandelle 31 dell?altra coppia tramite un involucro esterno 33 di rivestimento*!

In corrispondenza di ciascun vertice dell'anello 30, fra le due bandelle 31 interne e le bandelle 31 esterne ? interposto un elemento tubolare metallico 34, il cui asse ? sostanzialmente parailelo a quello dell'albero 2 e coincide con quello di due fori 35 passanti ricavati attraverso rispettivi bracci 36 e 37 estendentisi in direzione sostanzialmente radiale rispetto all'albero 2 sopra e, rispettivamente, sotto all'anello 30. I bracci 36 e 37 sono i bracci di una forcella 38 di attacco di una rispettiva pala 1?. In particolare, ciascuna forcella 38 comprende un?asta tubolare troncoconica 39? dalla cui base minore si estende assialmente un elemento cilindrico 40 terminante in prossimit? dell?albero 2 con un tratto filettato 41 impegnato da una ghiera 42, e dalla cui base maggiore si estende radialmente verso l?esterno una flangia 43, dalla quale si esten dono verso l?esterno i due bracci 36 e 371 le estremit? libere di questi ultimi seno fra loro collegate da perni 44 di collegamento del piede della rispettiva pala 17 alla forcella.38l

La superficie esterna della flangia 43 di ciascuna forcella 38 ? accoppiata alla superficie interna di un corpo anulare di attacco di una leva 45 di cambio passo, la cui estremit? libera ? collegata a dei leveraggi di controllo non illustrati'.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, l'elemento cilindrico 40 di ciascuna forcella 38 si esten de nello spazio compreso fra i due piatti 9 e 10 ed ? accoppiato a questi ultimi tramite 1'interposizione di un supporto elastomerico 46 comprendente un involucro anulare esterno 47 coassiale all'elemento cilindrico 40, una scarpa cilindrica interna 48 montata a contatto dell'elemento cilindrico 40 ed una scarpa intermedia 49 interposta fra la scarpa interna 48 e l'involucro esterno 47 e da essi rispettivamente separata da un primo ed un secondo strato anulare 50 e 51 di materiale elastomerico coassiali all'elemento 4Cf. Lo strato 50 presenta in sezione una forma sostanzialmente trapezoidale,, mentre lo steste? 51 ? limitato sia internamente che esternamente da superfici ad andamento sfericor. L 'involucro 47 presenta esternamente delle appendici laterali (non illustrate),le quali permettono di collegare l'involucro 47 ai piatti 9 e 10 con l'interposizione di due ulteriori supporti elastomerici di forma anulare, di cui il primo, indicato con 52, e solidalmente collegato al piatto superiore 9, mentre il secondo, indicato con.53, ? solidalmente collegato al piatto inferiore 10. I supporti 52 e 53 sono disposti coassiali fra loro e sostanzialmente paralleli all'asse dell'albero 2 e com prendono, ciascuno, una scarpa anulare esterna 54 solidalmente collegata al relativo piatto 9 e 10 ed una scarpa anulare interna 55 accoppiata alle citate appendici (non illustrate) dell'involucro 47 e separata dalla relativa scarpa esterna 54 da uno strato anu lare 56 di materiale elastomericoi

Ciascuna forcella 38 ? inoltre accoppiata all'anello 30 tramite l'interposizione di un rispettivo supporto elastomerico radiale 57 disposto fra i bracci 36 e 37 tra l?anello 30 e la flangia 43 e comprendente una scarpa interna 58 esternamente limitata da una superficie a forma di calotta sferica, una scarpa esterna 59 sostanzialmente troncoconica ed una scar pa intermedia 60 rispettivamente accoppiata alle scarpe 58 e 59 tramite uno strato elastomerico 61 a f?rma,di calotta sferica ed uno strato elastomerico 62 di forma troncoconica*.

la scarpa 59 ? esternamente collegata, tran?te viti 63, ad una flangia 64 di una staffa 65 presentante in sezione sostanzialmente la forma di una U e calzata radialmente a contatto della superficie esterna dell'involucro 33 dell'anello 30, al quale ? solidalmente collegata tramite delle viti 66^

Nel rotore 1 descritto, le tensioni dovute alla forza centrifuga vengono trasmesse dalle pale 17 all?anello 30 con il dupplice vantaggio di ripartire le relative tensioni attraverso tutta la struttura del rotore evitando la formazione di zone di concentrazione degli sforzi, e di non influenzare sostanzialmente i bracci 16. Questi ultimi vengono di conseguenza interessati, tramite l?anello 30, sostanzial mente dai soli momenti generati dalle paieE. Questi momenti risultano generalmente sopportabili, anche ne caso in cui i bracci 16 presentino una elasticit? reRiv en di c a zion i

1*- Rotore per elicotteri comprendente un mozzo centrale (5) atto ad essere calettato su di un albe ro motore (2) centrale, una pluralit? di pale 07) estendentisi verso l'esterno dal detto mozzo (5), ciascuna detta pala (17) essendo collegata al detto mozzo (5) tramite mezzi di connessione atti a permettere alla pala (17) stessa di oscillare sia in un piano parallelo al detto albero motore (2),che in un piano perpendicolare al detto albero (2),che attorno al proprio asse, i detti mezzi di connessione comprendendo, per ciascuna pala (17), una forcella (38) estendentesi in direzione sostanzialmente ra diale verso .l'esterno dal detto mozzo (5) e ad esso accoppiata tramite primi mezzi di supporto elastomerici (46), la detta forcella (38) presentando due bracci (36,37) rivolti verso l'esterno ed accoppiati ad un piede di attacco della relativa pala (17),caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di connessione comprendono, inoltre, un corpo anulare (30) estendentesi attorno al detto mozzo (5) ed attraverso le dette forcelle (38) ed accoppiato a ciascuna di que ste ultime tramite secondi mezzi di supporto eiastornerici (57); il detto mozzo (5) comprendendo una piastra (13) a forma sostanzialmente stellare presentante una pluralit? di bracci (16) radiali, e mezzi di attacco (21) essendo interposti fra ciascun detto braccio (16) ed un rispettivo punto del detto corpo anulare (30) di sposto in posizione intermedia fra due dettisecondimezzidi" supporto elastomerici (57) adiacenti;*

21- Rotore secondo la rivendicazione 2r caratterizzato dal fatto che il detto corpo anulare (30) pre^ senta una forma sostanzialmente poligonale; ciascun detto secondo mezzo di supporto elastomerico (57) essendo disposto in corrispondenza di un rispettivo ver tice del detto poligono, e ciascun detto mezzo di attacco (21) cooperando con una zona

del detto,poligono sostanzialmente equidistante da due detti vertici. .

3;- Rotore secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ciascun mezzo di attacco comprende una staffa cava (26) attraversata dal detto colpo anulare (30) ed un supporto elastomerico (21)

collegante la detta staffa (26) ad una estremit? di un relativo detto braccio (16)r.

Claims

4.- Rotore secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni ? caratterizzato dal fatto che il detto corpo anulare ? costituito da un anello (30) realizzato di materiale composito**

5*e- Rotore secondo la rivendicazione 4f caratterizzato dal fatto che il detto anello (30) comprende una pluralit? di bandelle (31) affiancate"*

Rotore per elicotteri sostanzialmente come descritto con rifer?mento ai disegni annessi5;