專利名稱：包括振動阻尼器的直升機(jī)螺旋槳及用于修正該螺旋槳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直升機(jī)螺旋槳，該直升機(jī)螺旋槳包括振動阻尼器，并且涉及用于
修正該直升機(jī)螺旋槳的方法。
背景技術(shù)：
我們已經(jīng)知道直升機(jī)大體上包括機(jī)身；主螺旋槳，位于機(jī)身的頂部上并繞相應(yīng) 軸線旋轉(zhuǎn)；以及在機(jī)身端部的尾部螺旋槳；兩個(gè)水平尾翼面；以及兩個(gè)豎直尾翼面。
更具體地，螺旋槳大體上包括輪轂，繞所述軸線旋轉(zhuǎn)，并且具有固定至輪轂并從 輪轂徑向伸出的多個(gè)槳葉；以及驅(qū)動軸，可連接至驅(qū)動器，并且可操作地連接至輪轂以旋 轉(zhuǎn)。 螺旋槳的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高頻和低頻振動。更具體地，通過來自槳葉和來自輪轂中心的
沖蝕(wash)撞擊豎直和水平尾部機(jī)翼以及尾部螺旋槳本身來產(chǎn)生低頻振動。 為降低低頻振動，螺旋槳包括導(dǎo)流片，其安裝至螺旋槳的頂部中心，并且圍繞螺旋
槳的旋轉(zhuǎn)軸線環(huán)狀地延伸。 更具體地，導(dǎo)流片被設(shè)計(jì)成以這樣的方式引導(dǎo)由螺旋槳產(chǎn)生的流動(flow)，使得 減小沖蝕效應(yīng)，并且防止沖蝕撞擊尾部螺旋槳和相對支撐結(jié)構(gòu)。 槳葉的高速旋轉(zhuǎn)還產(chǎn)生高頻振動，該高頻振動傳輸至驅(qū)動軸，并且因此傳輸至直 升機(jī)。 認(rèn)為在工業(yè)中需要一種需求，通過阻尼器減少高頻振動的產(chǎn)生以及減少高頻振動 輸出至螺旋槳的驅(qū)動軸。該阻尼器裝配至所述轉(zhuǎn)子并被調(diào)節(jié)到一個(gè)或多個(gè)上述振動頻率。 更具體地，還存在緊湊阻尼器的需求，該緊湊阻尼器不涉及改變轉(zhuǎn)子的其它組合部件。
工業(yè)中還存在對如下阻尼器的需求，如果發(fā)生阻尼器從轉(zhuǎn)子中分離，則阻尼器不 會撞擊輪轂或槳葉，否則會產(chǎn)生對輪轂或槳葉無法彌補(bǔ)的危害。 最后，認(rèn)為在工業(yè)中存在對如下阻尼器的需求，該阻尼器不干擾直升機(jī)或?qū)Я髌?的流線輪廓，并且因此不影響由尾部螺旋槳和尾部機(jī)翼上的主螺旋槳引起的氣流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種直升機(jī)螺旋槳，其被設(shè)計(jì)為對上述要求中的至少一個(gè)要
求提供簡單明了且低成本的解決方案。 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種如權(quán)利要求1所述的直升機(jī)螺旋槳。 本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求11所述的用于修正直升機(jī)螺旋槳的方法。


將參考附圖以示例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性的實(shí)施例。附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的包括螺旋槳的直升機(jī)的側(cè)視4
圖2示出了圖1中的螺旋槳的截面圖，其中，為了清晰起見，僅部分地示出了其中 的某些部件。
具體實(shí)施例方式
圖1中的標(biāo)號1表示直升機(jī)，其大體包括機(jī)身2 ;主螺旋槳3，位于機(jī)身2的頂部 并繞軸線A旋轉(zhuǎn)；尾部螺旋槳4，在機(jī)身2的端部并繞與軸線A相交叉的軸線旋轉(zhuǎn)；兩個(gè)豎 直尾翼面4a以及兩個(gè)水平尾翼面4b。 更具體地，螺旋槳3包括軸線A的中空輪轂5，用于支撐相對于軸線A徑向突出的 多個(gè)槳葉9。 螺旋槳3還包括繞軸線A旋轉(zhuǎn)的中空驅(qū)動軸6，其成角度地與輪轂5形成為一體， 并且連接至驅(qū)動器(未示出其方式)，例如，直升機(jī)1上的渦輪機(jī)。 更具體地(圖2)，軸6部分地容納在輪轂5的內(nèi)部，并且通過齒槽輪廓(splined profile)以及徑向介于軸6與輪轂5之間的兩個(gè)楔子而與輪轂5成角度地連接在一起。更 具體地，齒槽輪廓軸向地介于兩個(gè)楔子之間。 螺旋槳3還包括導(dǎo)流片IO，用于沿著預(yù)定路徑來引導(dǎo)由螺旋槳3旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的流 動(flow)，該預(yù)定路徑被設(shè)計(jì)成減小由于所述流動脫離槳葉9的與輪轂5相對的端部所引 起的振動。 更具體地，導(dǎo)流片10是環(huán)狀的，其環(huán)繞軸線A延伸并且定位在相對于機(jī)身2的輪 轂5的相對的側(cè)面上。 導(dǎo)流片10為帽形并且由兩個(gè)軸向面對的壁11、 12限定。更具體地，壁11在與輪 轂5相對的側(cè)面上軸向地限定導(dǎo)流片10，并且壁12在與輪轂5相同的側(cè)面上軸向地限定導(dǎo) 流片10。 壁11是連續(xù)的，并且相對于軸線A的徑向向外地進(jìn)行操作，并且遠(yuǎn)離輪轂5地延 伸且軸向距離減小。 壁12具有第一周向外圍邊緣13和第二外圍邊緣(圖2中未示出)，該第二外圍邊 緣與外圍邊緣13的相對并且處于外圍邊緣13的徑向外部，其軸向地面向壁11的外圍邊緣 14(圖1)。 壁11、12被設(shè)計(jì)成使得其間的軸向距離減小，它們是在軸線A的徑向外部進(jìn)行操 作的。 更具體地，壁12從邊緣13到第二邊緣延伸，首先遠(yuǎn)離輪轂5延伸并且接著朝輪轂 5延伸。 壁11、12通過截錐形管狀體7而相互連接在一起，該管狀體7相對于軸線A對稱 并且具有在壁11、12之間延伸的側(cè)表面8。
表面8朝著壁12而逐漸變小。 螺旋槳3有利地包括振動阻尼器15，該阻尼器又包括質(zhì)量體17和彈性可變形桿 16。桿16安裝至軸6且連接至質(zhì)量體17，桿至少部分地延伸到軸6的內(nèi)部，并且桿16平 行于軸線A成細(xì)長形，且質(zhì)量體17在使用時(shí)以如下頻率振動，該頻率使得其阻止將由輪轂 5和槳葉9的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動傳輸至軸6。 更具體地，桿16的位于垂直于軸線A的平面中的抗撓剛度以及質(zhì)量體17的尺寸使得質(zhì)量體17在使用時(shí)以預(yù)定頻率值振動，該預(yù)定頻率值與由螺旋槳3旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動的 至少一個(gè)頻率值特性相關(guān)。 也就是說，阻尼器15調(diào)到螺旋槳3所產(chǎn)生的振動的頻率，并且在軸6上施加作用 力，該作用力使得其阻止所述振動傳輸至軸6且因此傳輸至直升機(jī)1。 阻尼器15容納在由軸6和表面8徑向限定的腔體30的內(nèi)部，并且被壁11在壁8 之間延伸的部分而軸向地限定在與機(jī)身2相對的端部。 腔體30被設(shè)計(jì)成用于將阻尼器15與輪轂5和槳葉9隔離，因此防止在阻尼器15 從軸6分離的情況下阻尼器15撞擊輪轂5和/或槳葉9。 螺旋槳3還包括具有軸線A的帽形體20，其與軸6和桿16成角度地形成為一體， 并且用于相互連接軸6和桿16。 更具體地，帽形體20為管狀，其環(huán)繞軸線A對稱地延伸并且位于桿16徑向的外 部。 帽形體20包括主體部22，由軸6圍繞并且平行于軸線A呈細(xì)長形；以及環(huán)形端 部表面21，位于垂直于軸線A的平面中。 在與端部表面21相對的端部處，主體部22限定由桿16的軸向端18所接合的底 座23。更具體地，端部18牢固地(hot force，熱力地)裝配在底座23中。
端部表面21通過一定數(shù)量的螺栓軸向地裝配至螺紋環(huán)形螺母29并且被裝配成被 桿16穿過，其中該螺紋環(huán)形螺母裝配至軸6。 端部表面21限定帽形體20的面向?qū)Я髌?0的軸向端，并且底座23定位在帽形 體20的與端部表面21相對的軸向端。 底座23和端部18被裝配成被垂直于軸線A延伸的螺紋拉桿(tie)穿過。
帽形體20優(yōu)選地由輕合金制成。 桿16包括截錐形端部19，其與端部18相對并且插入在由質(zhì)量體18所限定的截錐 形底座25內(nèi)，以將桿16固定至質(zhì)量體17。 桿16還包括端部18與端部19之間的中間部，其從端部18到端部19逐漸變細(xì)并
且穿過端部表面21延伸。 桿16的端部18容納在軸6的內(nèi)部。 桿16被完全容納在圓柱體內(nèi)部，該圓柱體由軸6的朝向?qū)Я髌?0的延伸部所限定。 質(zhì)量體17容納在導(dǎo)流片10的內(nèi)部，更具體地，質(zhì)量體17容納在由表面8徑向限 定的腔體內(nèi)部，并且在面向輪轂5的端部處軸向開口，同時(shí)在與輪轂5相對的端部處由壁11 的在壁8之間延伸的部分軸向關(guān)閉。 質(zhì)量體17包括主體26，用于限定底座25，以及多個(gè)板27，可釋放地連接至主體
部26，以調(diào)節(jié)質(zhì)量體17的振動頻率，并且因此調(diào)節(jié)阻尼器15的調(diào)諧頻率。 板27由層疊的環(huán)限定，這些環(huán)與軸線A共軸并且放置在垂直于軸線A的相應(yīng)平面中。 板27包扎在一起，并且通過多個(gè)螺栓裝配至主體部26。 在實(shí)際使用時(shí)，軸6使輪轂5、槳葉9和阻尼器15繞軸線A旋轉(zhuǎn). 輪轂5和槳葉9的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動，該振動被傳輸至軸6并且通過軸6傳輸至直升機(jī)l。 由于桿16的彈性，阻尼器15的旋轉(zhuǎn)使質(zhì)量體17振動。更具體地，質(zhì)量體17繞軸 線A旋轉(zhuǎn)，并且在垂直于軸線A的平面中垂直振動。 通過桿16和質(zhì)量體17的這種設(shè)計(jì)，將質(zhì)量體17的振動頻率調(diào)到由螺旋槳3的旋 轉(zhuǎn)而引起的其中一個(gè)振動頻率。 因此，阻尼器15以如下方式作用于軸6， S卩，使得其阻止將所述振動傳輸至軸6，以 及通過軸6傳輸至直升機(jī)1。 阻尼器15可以容易地安裝在包括輪轂5、軸6以及槳葉9的現(xiàn)有螺旋槳3上，以修 正螺旋槳3。 這可以通過僅將帽形體20固定至軸6、將桿16固定至帽形體20以及將質(zhì)量體17 固定至桿16來完成。 從上面的描述中，根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳3和修正方法的優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
具體地，阻尼器15與軸6 —體地繞軸線A旋轉(zhuǎn)，并且沒有質(zhì)量體相對于軸線A或 相對于軸6和/或輪轂5的鉸接點(diǎn)偏心旋轉(zhuǎn)。 因此，阻尼器15相對于軸線A動態(tài)且理想地平衡，并且在使用時(shí)不產(chǎn)生另外的螺 旋槳3的臨界速度。 在沒有干擾螺旋槳3和/或?qū)Я髌?0的流線或操作的情況下，阻尼器15還以簡 單且廉價(jià)的方式減小了振動被傳輸至軸6。 事實(shí)上，桿16至少部分地容納在軸6的內(nèi)部且平行于軸線A延伸，因此阻尼器15 是徑向高度緊湊的，并且適于裝配在軸6的徑向尺寸中。 因此，阻尼器15完全不會徑向地干擾導(dǎo)流片10、輪轂5或槳葉9的正確操作。
更具體地，阻尼器15完全不會干擾由螺旋槳3的旋轉(zhuǎn)而被引導(dǎo)到螺旋槳4上的空 氣流動。 此夕卜，阻尼器15被完全容納在由軸6和導(dǎo)流片10所限定的腔體30內(nèi)。 因此，如果發(fā)生桿16從帽形體20中分離或質(zhì)量體17與桿16中分離，則不會有桿
16和/或質(zhì)量體17撞擊槳葉9并因此削弱了螺旋槳3性能的危害。 此外，由于被容納在腔體30內(nèi)部，所以阻尼器15不會受到空氣動力的影響，而這 種空氣動力可以防止將阻尼器調(diào)節(jié)到由螺旋槳3旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的振動的特征頻率值。
最后，阻尼器15可以通過被容納在腔體30內(nèi)而容易地整合在螺旋槳3中，因此這 不影響螺旋槳3的其它組合部件。 由于容納阻尼器15不涉及改變現(xiàn)有的螺旋槳3，因此根據(jù)本發(fā)明的修正方法是極 其有利的。 事實(shí)上，這可以通過簡單地將帽形體20固定至軸6、將桿16固定至帽形體20以及 將質(zhì)量體17固定至桿16來完成。 然而，清楚的是，在不背離如所附權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍的情況下，可以改變 本文所描述和所示出的螺旋槳3及其修正方法。
權(quán)利要求
一種用于直升機(jī)(1)的螺旋槳(3)，包括輪轂(5)，繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)，所述輪轂依次包括多個(gè)槳葉(9)；以及至少部分中空的驅(qū)動軸(6)，能夠連接至所述直升機(jī)(1)的驅(qū)動器且操作地連接至所述輪轂(5)，以使所述輪轂(5)繞所述軸線(A)旋轉(zhuǎn)；其特征在于，包括振動阻尼裝置(15)，所述振動阻尼裝置依次包括質(zhì)量體(17)以及連接至所述質(zhì)量體(17)并由所述軸(6)支撐的彈性可變形部件(16)；所述部件(16)至少部分地延伸到所述軸(6)的內(nèi)部并且平行于所述軸線(A)成細(xì)長形；并且所述質(zhì)量體(17)在使用時(shí)以這樣的頻率振動，使得阻止由所述輪轂(5)和所述槳葉(9)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動傳輸至所述軸(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的螺旋槳，其特征在于，包括支撐體(20)，所述支撐體(20)介于所述軸(6)與所述部件(16)之間并且與所述軸(6)和所述部件(16)成角度地形成為一體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋槳，其特征在于，所述支撐體(20)在所述支撐體的相對的軸向端處包括底座(23)，其由所述部件(16)接合；以及端部表面(21)，固定至所述軸(6)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋槳，其特征在于，所述部件(16)是平行于所述軸線(A)延伸的桿(16)，并且具有接合在所述底座(23)中的第一軸向端(18)以及與所述第一軸向端(18)相對并固定至所述質(zhì)量體(17)的第二軸向端(19);所述桿(16)還包括中間部，所述中間部在所述第一軸向端(18)與所述第二軸向端(19)之間延伸并且穿過所述端部表面(21)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的螺旋槳，其特征在于，所述質(zhì)量體(17)包括主體(26)和至少一個(gè)板(27)，所述板(27)可釋放地連接至所述主體(26)，以調(diào)整所述質(zhì)量體(17)的振動頻率。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的螺旋槳，其特征在于，包括導(dǎo)流片(IO)，所述導(dǎo)流片(10)連接至所述輪轂(5)以沿著預(yù)定路徑引導(dǎo)在使用時(shí)由所述槳葉(9)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋槳，其特征在于，所述部件(16)和所述質(zhì)量體(17)容納在由所述導(dǎo)流片(10)和所述軸(6)限定的腔體(30)中；所述腔體(30)將所述振動阻尼裝置(15)與所述輪轂(5)隔離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的螺旋槳，其特征在于，所述質(zhì)量體(17)容納在所述導(dǎo)流片(10)中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2至8中的任一項(xiàng)所述的螺旋槳，其特征在于，所述部件(16)、所述支撐體(20)和所述質(zhì)量體(17)圍繞所述軸線(A)對稱地延伸。
10. —種直升機(jī)(l)，其特征在于，包括前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的螺旋槳(3)。
11. 一種用于修正直升機(jī)(1)的螺旋槳(3)的方法，所述螺旋槳(3)包括-輪轂(5)，繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)，所述輪轂依次包括多個(gè)槳葉(9);以及-至少部分中空的驅(qū)動軸(6)，能夠連接至所述直升機(jī)(1)的驅(qū)動器并且操作地連接至所述輪轂(5)，以使所述輪轂(5)繞所述軸線(A)旋轉(zhuǎn)；所述方法的特征在于包括以下步驟-使可變形部件(16)至少部分地插入到所述軸(6)的內(nèi)部，并且將其固定至所述軸(6);以及-使所述部件(16)介于在所述軸(6)與質(zhì)量體(17)之間；所述部件(16)和所述質(zhì)量體(17)限定振動阻尼裝置(15)，所述振動阻尼裝置(15)用于衰減由所述輪轂(5)和所述槳葉(9)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動；并且所述質(zhì)量體(17)在使用時(shí)以這樣的頻率振動，從而阻止由所述輪轂(5)和所述槳葉(9)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動被傳輸至所述軸(6)。
全文摘要
一種用于直升機(jī)(1)的螺旋槳(3)，具有輪轂(5)，繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)，并且依次具有多個(gè)槳葉(9)；以及至少部分中空的驅(qū)動軸(6)，可連接至直升機(jī)(1)的驅(qū)動器且操作地連接至輪轂(5)，以使輪轂(5)繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)；螺旋槳(3)還具有振動阻尼裝置(15)，其具有質(zhì)量體(17)；以及彈性可變形部件(16)，連接至質(zhì)量體(17)并由軸(6)支撐；部件(16)至少部分地延伸到軸(6)中，并且平行于軸線(A)呈細(xì)長形；質(zhì)量體(17)在使用時(shí)以這樣的頻率振動，使得其阻止由輪轂(5)和槳葉(9)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動被傳輸至軸(6)。
文檔編號B64C27/00GK101784440SQ200880022861
公開日2010年7月21日 申請日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者圣蒂諾·潘科蒂 申請人:奧格斯塔股份公司