專利名稱：飛行器的高升力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛行器的高升力系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置、至少一個(gè)負(fù)載站以及一個(gè)或多個(gè)用于將驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)能量傳遞給該至少一個(gè)負(fù)載站的傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)中公開了飛行器高升力系統(tǒng)，其具有中心驅(qū)動(dòng)裝置，該中心驅(qū)動(dòng)裝置與用于兩個(gè)半翼的分支驅(qū)動(dòng)裝置相連。圖3示出這種已知的呈右翼傳動(dòng)裝置形式的高升力系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置例如可以用在該高升力系統(tǒng)中。例如呈液壓馬達(dá)或直流電動(dòng)機(jī)形式的驅(qū)動(dòng)裝置10通過分支驅(qū)動(dòng)裝置20與兩翼的傳動(dòng)裝置相聯(lián)接。在機(jī)翼的高載荷傳動(dòng)裝置30和低載荷傳動(dòng)裝置40之間有系統(tǒng)載荷限制器50，它在根據(jù)本發(fā)明的由含鈦材料構(gòu)成傳動(dòng)軸的實(shí)施方式中也可被省掉，或者說不一定是必需的。附圖標(biāo)記60表示襟翼等的負(fù)載站。附圖標(biāo)記62表示傳動(dòng)裝置制動(dòng)器。如果例如在襟翼的負(fù)載站60處發(fā)生系統(tǒng)卡死，則相關(guān)機(jī)翼的傳動(dòng)裝置的載荷增高，直到系統(tǒng)載荷限制器50阻止低載荷傳動(dòng)裝置40的載荷進(jìn)一步增大。此外，從現(xiàn)有技術(shù)中知道了高升力系統(tǒng)，其具有包括過載電傳感器的過載保護(hù)裝置，該過載電傳感器設(shè)置在驅(qū)動(dòng)裝置和至少一個(gè)負(fù)載站之間的傳動(dòng)系中。此時(shí)可以規(guī)定，對(duì)于出現(xiàn)系統(tǒng)卡死的情況，引起驅(qū)動(dòng)裝置反轉(zhuǎn)，由此一來，傳動(dòng)裝置內(nèi)的載荷可以快速減小。就此而言，參見DE102004055740A1，為此使其公開內(nèi)容成為本發(fā)明的主題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于以下任務(wù)，有利地改進(jìn)上述類型的高升力系統(tǒng)。該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的高升力系統(tǒng)來完成。據(jù)此規(guī)定，一個(gè)或多個(gè)所述傳動(dòng)裝置以傳動(dòng)軸形式構(gòu)成，其由含鈦材料構(gòu)成或者具有含鈦材料。通過使用含鈦材料，不僅具有可以獲得重量?jī)?yōu)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，而且具有可以獲得比較平緩的力矩-轉(zhuǎn)動(dòng)角度特性曲線的優(yōu)點(diǎn)。低抗扭性材料的使用帶來以下優(yōu)點(diǎn)，可以在調(diào)節(jié)所需要的時(shí)間窗內(nèi)建立相應(yīng)的反調(diào)節(jié)。優(yōu)選該至少一個(gè)傳動(dòng)軸以含鈦扭簧的形式構(gòu)成。優(yōu)選規(guī)定，該材料在大的彈性區(qū)域內(nèi)具有優(yōu)選為線性的不太陡的力矩特性曲線， 就是說抗扭強(qiáng)度低地構(gòu)成。此外有利地規(guī)定，該材料有足夠高的強(qiáng)度性能(優(yōu)選Rm > IOOOMpa)。已知的想要獲得較輕重量的解決方案是由鋁和CFRP構(gòu)成的傳動(dòng)軸。然而，它們有這樣的缺點(diǎn)，它們或是不夠易扭曲和/或沒有足夠的抗彎強(qiáng)度。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，該材料作為導(dǎo)致較大工作范圍的上述抗拉強(qiáng)度特征的替代或補(bǔ)充具有以下性能，即，斷裂延伸率大于8%。斷裂延伸率是材料變形能力的特征值并且等于拉桿長(zhǎng)度變化與初始長(zhǎng)度之比。上述性能優(yōu)選是在室溫下的材料機(jī)械性能。還可以規(guī)定，該傳動(dòng)軸的材料具有在100GPa-120GI^范圍內(nèi)且優(yōu)選為IlOGI3a的室溫楊氏彈性模量。在根據(jù)本發(fā)明的材料中，按照公式G = EA2+2v)與楊氏彈性模量E和橫向收縮率泊松比)相關(guān)的剪切模量?jī)?yōu)選在39GPa-42GPa范圍內(nèi)變化，優(yōu)選其值為大約 40GPa。如果人們針對(duì)鈦將該值ν取為0. 36，則得到大小為40. 44GPa的特別優(yōu)選的G值。用于楊氏彈性模量和剪切模量的上述值也優(yōu)選涉及室溫下的取值。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中規(guī)定，該材料是含鈦合金。可以想到使用α 鈦合金。它就熱處理狀態(tài)而言優(yōu)選被退火、冷拔和消除內(nèi)應(yīng)力。特別有利的是，該材料含有作為主要組分的鈦。該材料除了鈦之外還可以含有其它組分，尤其是鋁和/或釩。此時(shí)優(yōu)選規(guī)定，合金中的鋁含量大于釩含量。除了鈦、鋁和釩之外，還可以有其它組分，例如鐵、釔等。優(yōu)選規(guī)定，鋁以4.5重量％ -7. 5重量％且優(yōu)選是5.5重量％ -6. 5重量％的范圍的量存在。釩含量?jī)?yōu)選在例如2. 5重量％ -5. 5重量％且優(yōu)選是3. 5重量％ -4. 5重量％的范圍內(nèi)。使用材料Ti6A14V被證明是特別有利的。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中規(guī)定，傳動(dòng)軸與一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接件聯(lián)接，在此優(yōu)選規(guī)定，這個(gè)或這些聯(lián)接件由含鈦材料構(gòu)成或具有這樣的材料。聯(lián)接件和傳動(dòng)軸之間的聯(lián)接可以優(yōu)選通過焊接方式產(chǎn)生。優(yōu)選采用均勻一致且包括傳動(dòng)軸的焊接構(gòu)件，傳動(dòng)軸由含有可易焊接的上述高強(qiáng)度鈦合金的管連同各種各樣的輕型高強(qiáng)度的鈦聯(lián)接件構(gòu)成。這些聯(lián)接件例如可以是用于整體的萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的叉架或者用于可分離聯(lián)接的法蘭以及整體的有齒件。這個(gè)或這些聯(lián)接件可以由與真正的傳動(dòng)軸一樣的材料制成。在這個(gè)或這些聯(lián)接件和軸的管之間的聯(lián)接例如可通過軌道氬弧(TIG)焊實(shí)現(xiàn)，無(wú)需用于具有特殊的焊縫準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)的軸-聯(lián)接件的聯(lián)接的焊接填料。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中規(guī)定，該高升力系統(tǒng)具有用于載荷測(cè)量(力或力矩) 的測(cè)量機(jī)構(gòu)，尤其是用于載荷電測(cè)量的機(jī)構(gòu)?？梢韵氲?，高升力系統(tǒng)具有過載保護(hù)裝置，過載保護(hù)裝置具有至少一個(gè)過載電傳感器，過載電傳感器安置在驅(qū)動(dòng)裝置和至少一個(gè)負(fù)載站之間的驅(qū)動(dòng)系內(nèi)的適當(dāng)位置上?？梢韵氲?，設(shè)有調(diào)節(jié)件或控制件，它與載荷測(cè)量機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)裝置相連并且具有在記錄下超過極限值的載荷時(shí)向該驅(qū)動(dòng)裝置輸出電信號(hào)的機(jī)構(gòu)?？梢韵氲?，該信號(hào)造成該驅(qū)動(dòng)裝置的停止或者說制動(dòng)。特別有利的是，該信號(hào)造成驅(qū)動(dòng)裝置反轉(zhuǎn)運(yùn)行，從而使驅(qū)動(dòng)能量很快減小。然而，本發(fā)明的軸的使用不局限于這樣的系統(tǒng)。這些軸同樣可以被用在以下的高升力系統(tǒng)中，其例如具有常見的系統(tǒng)載荷限制器。因?yàn)樵撦S的低抗扭性設(shè)計(jì)，所以總體上能避免載荷峰值，結(jié)果，可以獲得重量輕且成本低的系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？梢韵氲綉?yīng)用于傳動(dòng)軸的彈性組成部分的比例增大的未調(diào)的系統(tǒng)。常見的系統(tǒng)載荷限制器可以是指未調(diào)的系統(tǒng)。常見的系統(tǒng)載荷限制器優(yōu)選是這樣的部件，它將過載引入飛行器結(jié)構(gòu)中并通過這種方式保護(hù)低載荷傳動(dòng)裝置。例如可以想到使用機(jī)械工作式系統(tǒng)載荷限制器。被彈簧預(yù)緊的球斜面機(jī)構(gòu)是常見的，它在過載情況下作動(dòng)另一個(gè)機(jī)構(gòu)，該另一個(gè)機(jī)構(gòu)將過載引入飛行器結(jié)構(gòu)中并通過這種方式保護(hù)低載荷傳動(dòng)裝置。本發(fā)明還涉及將根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置或者說傳動(dòng)軸用于飛行器的高升力系統(tǒng)的用途。本發(fā)明最后涉及一種制造至少一個(gè)傳動(dòng)軸、優(yōu)選是根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的高升力系統(tǒng)的傳動(dòng)軸的方法，其特點(diǎn)是，該傳動(dòng)軸通過也被稱為皮爾格式周期軋管法的皮爾格方法來制造。通過該方法，可以特別有利地獲得該材料的積極的機(jī)械性能。本發(fā)明進(jìn)一步涉及具有根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的至少一個(gè)高升力系統(tǒng)的飛行器。
附圖簡(jiǎn)介結(jié)合附圖所示的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是帶有焊接上的聯(lián)接件的本發(fā)明傳動(dòng)軸的截面圖，圖2是根據(jù)圖1的帶有整體的萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的傳動(dòng)軸的俯視圖，圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的飛行器高升力系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1用附圖標(biāo)記1表示傳動(dòng)軸，它由材料Ti6A14V構(gòu)成。在下表中舉例給出了該傳動(dòng)軸所用的鈦合金具有哪些組分。
權(quán)利要求
1.一種飛行器的高升力系統(tǒng)，具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置、至少一個(gè)負(fù)載站以及一個(gè)或多個(gè)用于傳遞該驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)能量給該至少一個(gè)負(fù)載站的傳動(dòng)裝置，其特征是，其中的一個(gè)或多個(gè)所述傳動(dòng)裝置以傳動(dòng)軸形式構(gòu)成，所述傳動(dòng)軸由含鈦材料構(gòu)成或者具有含鈦材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該驅(qū)動(dòng)系從該驅(qū)動(dòng)裝置到這個(gè)或這些負(fù)載站完全或者僅局部用上述的傳動(dòng)軸形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該材料是含鈦合金。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該材料含有作為主要組分的鈦。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該材料除了作為主要組分的鈦外只含有或者尤其含有鋁和/或釩，在此優(yōu)選規(guī)定含有鋁和釩，并且鋁的質(zhì)量含量大于釩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，鋁以4.5重量％ -7. 5重量％且最好是以5. 5重量％ -6. 5重量％的范圍存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，釩以2.5重量％ -5. 5重量％且最好是以3. 5重量％ -4. 5重量％的范圍存在。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該材料是Ti6A14V合金。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該傳動(dòng)軸與一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接件相聯(lián)接，在此最好規(guī)定，這個(gè)或這些聯(lián)接件由含鈦材料構(gòu)成或者具有這樣的材料。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該高升力系統(tǒng)具有載荷測(cè)量機(jī)構(gòu)和/或過載保護(hù)裝置，尤其是用于過載電測(cè)量的機(jī)構(gòu)或者說帶有過載電傳感器的過載保護(hù)裝置，和/或其特征是，該高升力系統(tǒng)具有至少一個(gè)常見的系統(tǒng)載荷限制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，設(shè)有調(diào)節(jié)件或控制件，它與載荷測(cè)量機(jī)構(gòu)或者說過載保護(hù)裝置以及該驅(qū)動(dòng)裝置相連并且具有用于在測(cè)出超出極限值的載荷時(shí)向該驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出電信號(hào)的機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的高升力系統(tǒng)，其特征是，該材料具有大于lOOON/qmm 的抗拉強(qiáng)度Rm和/或大于8 %的斷裂延伸率和/或在100-120GPa范圍內(nèi)的彈性模量和/ 或在39GPa-42GPa范圍內(nèi)的剪切模量。
13.將根據(jù)權(quán)利要求1至12的特征部分的一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)軸用于飛行器的高升力系統(tǒng)的用途。
14.一種飛行器，其特征是，該飛行器具有根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的至少一個(gè)高升力系統(tǒng)。
15.一種制造傳動(dòng)軸、尤其是根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的高升力系統(tǒng)的傳動(dòng)軸的方法，其特征是，該方法包括皮爾格式周期軋管法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛行器的高升力系統(tǒng)，具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置、至少一個(gè)負(fù)載站以及一個(gè)或多個(gè)用于傳遞該驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)能量給該至少一個(gè)負(fù)載站的傳動(dòng)裝置，其中的一個(gè)或多個(gè)所述傳動(dòng)裝置以傳動(dòng)軸的形式構(gòu)成，該傳動(dòng)軸由含鈦材料構(gòu)成或具有含鈦材料。
文檔編號(hào)B64C13/28GK102442425SQ20111029963
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者B.希弗爾布什, R.克蘭漢斯, S.胡思, W.韋斯 申請(qǐng)人:林登貝格利勃海爾-航空股份有限公司