用于能懸停的飛行器的旋翼組件的制作方法
【專利摘要】一種用于能夠懸停的飛行器（1）的旋翼組件，具有：第一構(gòu)件（8）；第二構(gòu)件（20），安裝成沿著其自身的軸線（A）平移和圍繞該軸線旋轉(zhuǎn)；以及連接裝置（39），用于連接第一和第二構(gòu)件（8、20），以防止第二構(gòu)件（20）的相對于第一構(gòu)件（8）圍繞軸線（A）的旋轉(zhuǎn)；連接裝置（39）具有：保持臂（41），該保持臂從第一和第二構(gòu)件（8、20）中的一個（20）向外突出，并且以與軸線（A）相距一非零距離的方式延伸；以及防旋轉(zhuǎn)托架（42），該防旋轉(zhuǎn)托架從第一和第二構(gòu)件（8、20）中的另一個（8）突出，以與軸線（A）相距一非零距離的方式延伸，并且限定由保持臂（41）以滑動的方式接合的直通開口（43）。
【專利說明】用于能懸停的飛行器的旋翼組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于能夠懸停的飛行器(諸如直升機或垂直升降機)并且配備有改進的約束組件的旋翼組件(r ο tor ass emb I y )。
【背景技術(shù)】
[0002]在下面的描述和附圖中，僅以非限制實例的方式對直升機的旋翼組件進行介紹。
[0003]圖8示出了整體由100表示的已知直升機旋翼組件的一個實例的截面，其中為清楚起見而去除了一些部分。
[0004]在已知的直升機旋翼組件并且特別是旋翼組件100中，通常通過擺動板控制裝置101來控制周期螺距與集體螺距(cyclic and collective pitch),該擺動板控制裝置大致包括兩個同心環(huán)102、103。外環(huán)102 (即，相對于中心軸線A在徑向上位于最外面的環(huán))通過內(nèi)環(huán)103支撐在軸承104上用于旋轉(zhuǎn)，并且該外環(huán)成角度地連接至驅(qū)動軸105以使多個變螺距桿(pitch-change rod)107旋轉(zhuǎn),每個變螺距桿均偏心地鉸接至相應(yīng)的葉片(未在圖8中示出)。
[0005]內(nèi)環(huán)103同軸地安裝至大體套筒狀的可移動構(gòu)件110，該構(gòu)件則安裝成在固定的支架(pylon，掛架)108上軸向地滑動，驅(qū)動軸105以軸向固定的旋轉(zhuǎn)的方式穿過該支架延伸。
[0006]可移動構(gòu)件110被球形環(huán)狀外表面111約束，該球形環(huán)狀外表面在內(nèi)環(huán)103上接合球形座部112 ;并且內(nèi)環(huán)103通常成角度地鎖定至可移動構(gòu)件110的球形環(huán)狀外表面111，以圍繞外表面111的中心相對于可移動構(gòu)件110在任意方向上擺動。
[0007]控制裝置101還包括繞驅(qū)動軸105等距隔開且大致與該驅(qū)動軸平行地延伸的多個液壓致動器113，并且這些液壓致動器在內(nèi)環(huán)103上施加推力，以使內(nèi)環(huán)103、外環(huán)102和可移動構(gòu)件110相對于支架108共同地沿軸向移動，并且使環(huán)102和103圍繞大致與驅(qū)動軸105的軸線A垂直的軸線相對于可移動構(gòu)件110擺動。
[0008]可移動構(gòu)件110通過羅盤型(compass-type)連接裝置114連接至支架108,以用于防止可移動構(gòu)件110相對于支架108圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)。
[0009]更具體地，連接裝置114大致包括從支架108向外突出的托架116 ;—端鉸接至托架116的第一連接桿117 ;以及一端鉸接至可移動構(gòu)件110并且另一端鉸接至連接桿117的與連接至托架116的端部相對的端部的第二連接桿119。
[0010]連接裝置114、支架108、以及可移動構(gòu)件110共同限定直升機旋翼組件100的約束組件140。
[0011]在EP-A-1031509和FR2，771，708中描述了已知的直升機羅盤連接裝置的其他實例。
[0012]盡管在功能上有效，然而諸如114的羅盤連接裝置是相當(dāng)復(fù)雜的(包括三個鉸接部分)，是相對沉重且昂貴的，并且由于在使用中經(jīng)受交變載荷(所述交變載荷傾向于增大連接桿117與119之間的松弛度(slack))而需要經(jīng)常的潤滑和檢查。[0013]此外，為了與飛行器設(shè)計的冗余度要求(redundancy requirement)相符,必須使這樣的連接裝置的數(shù)量加倍，因此進一步增加(compound) 了上述缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是提供一種用于能夠懸停的飛行器的旋翼組件，該旋翼組件設(shè)計成消除通常與已知旋翼組件相關(guān)聯(lián)的上述缺點并且包括這樣的約束組件，該約束組件是廉價的、可靠的且重量輕的并且相比于上述已知的約束組件采用更少的部件部分。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于能夠懸停的飛行器的旋翼組件，所述旋翼組件具有軸線并且包括:
[0016]-支撐構(gòu)件，與所述軸線共軸；
[0017]-驅(qū)動軸，共軸地穿過所述支撐構(gòu)件延伸，并且該驅(qū)動軸在軸向上固定的位置中安裝至支撐構(gòu)件并以便圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)；
[0018]-可移動構(gòu)件，安裝成以便能夠沿著所述軸線平移和圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)；
[0019]-擺動板組件，該擺動板組件與所述軸線共軸，安裝至所述可移動構(gòu)件以相對于可移動構(gòu)件圍繞大致垂直于所述軸線的橫向軸線擺動，并且進而包括成角度地固定至所述可移動構(gòu)件的第一環(huán)形構(gòu)件以及與所述驅(qū)動軸一起在所述第一環(huán)形構(gòu)件上旋轉(zhuǎn)的第二環(huán)形構(gòu)件；
[0020]-支撐及致動裝置，所述支撐及致動裝置與所述第一環(huán)形構(gòu)件配合，以使所述擺動板組件和所述可移動構(gòu)件相對于所述支撐構(gòu)件共同地沿著所述軸線移動，并且使所述擺動板組件相對于所述可移動構(gòu)件圍繞所述橫向軸線擺動；以及
[0021]-連接裝置，用于連接所述支撐構(gòu)件與所述可移動構(gòu)件，以防止所述可移動構(gòu)件的相對于所述支撐構(gòu)件圍繞所述軸線的旋轉(zhuǎn)；
[0022]其中，所述連接裝置包括:
[0023]-保持臂，從所述支撐構(gòu)件和所述可移動構(gòu)件中的一個向外突出，并且以與所述軸線為非零的距離延伸；以及
[0024]-防旋轉(zhuǎn)托架，該防旋轉(zhuǎn)托架從所述支撐構(gòu)件和所述可移動構(gòu)件中的另一個突出，以與所述軸線為非零的距離延伸，并且限定由所述保持臂以滑動的方式接合的直通開口。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]將參照附圖以實例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選的非限制性實施例，附圖中:
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的直升機的立體圖；
[0027]圖2示出了圖1的直升機的旋翼組件和約束組件的大比例立體圖；
[0028]圖3示出了圖2的旋翼組件和約束組件的大比例軸向截面，其中為清楚起見而去除了一些部分；
[0029]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的約束組件的大比例立體圖，其中為清楚起見而去除了一些部分；
[0030]圖5示出了圖4的約束組件的細節(jié)的大比例立體圖；
[0031]圖6示出了圖5的細節(jié)的立體分解圖；
[0032]圖7示出了圖3的截面的大比例的細節(jié)；[0033]圖8示出了已知的直升機旋翼組件和約束組件的與圖3中相同的軸向截面，其中為清楚起見而去除了一些部分。
【具體實施方式】
[0034]圖1中的數(shù)字I表示能夠懸停的飛行器(在示出的實例中為直升機)的整體。
[0035]直升機I大致包括:機身2 ;主旋翼3，安裝在機身2頂部上用于旋轉(zhuǎn)，以作為整體支撐直升機I ;以及尾旋翼4，安裝至機身2的后端并且在與旋翼3的平面交叉的平面上旋轉(zhuǎn)，以抵消由旋翼3在機身2上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
[0036]參照圖1-圖3，旋翼3大致包括以A為軸線的驅(qū)動軸5以及以已知的方式連接至驅(qū)動軸5的頂端的多個葉片6，并且從以已知的方式(未示出)安裝至機身2的固定殼體或支架8的頂部突出。更具體地，驅(qū)動軸5通過軸承(未示出)支撐在殼體8內(nèi)以圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)，大致豎直地延伸，并且經(jīng)由殼體8中的端部開口向外突出。
[0037]旋翼3和殼體8共同限定根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的旋翼組件10。
[0038]殼體8呈以A軸線的大體鐘形，并且以已知的方式容置電機減速器組件(未示出)，所述電機減速器組件的輸出構(gòu)件連接至驅(qū)動軸5的底端。
[0039]具體參照圖2、圖3和圖7，殼體8安裝在外部，其中周期螺距與集體螺距控制裝置以已知的方式連接至旋翼3的葉片6并且由11整體表示。
[0040]裝置11大致包括以A為軸線的擺動板組件12，該擺動板組件則包括:第一環(huán)形構(gòu)件13，圍繞殼體8的大體圓柱形頂部14以成角度地固定的方式安裝；以及第二環(huán)形構(gòu)件15，以旋轉(zhuǎn)的方式安裝至環(huán)形構(gòu)件13 (兩個軸承16介于其間)，并且以已知的方式(未示出)與驅(qū)動軸5成角度地形成整體。
[0041]組件12安裝至以A為軸線的大體套筒狀(sleeve-like)的可移動構(gòu)件20，所述可移動構(gòu)件安裝成以便能在殼體8的頂部14上軸向地滑動。更具體地，可移動構(gòu)件20在外部由球形環(huán)狀表面21 (在下文中簡稱為“球形表面”)約束，該球形表面在環(huán)形構(gòu)件13上接合中央球形座部22，以允許組件12圍繞垂直于軸線A的軸線擺動。
[0042]裝置11還包括介于殼體8與環(huán)形構(gòu)件13之間的支撐及致動組件23 (圖3)，并且該支撐及致動組件與環(huán)形構(gòu)件13配合，以使組件12與可移動構(gòu)件20 —起相對于殼體8的頂部14沿軸線A移動，并且使組件12如所述地相對于可移動構(gòu)件20和頂部14擺動。
[0043]具體參照圖3和圖7，環(huán)形構(gòu)件13包括關(guān)于以A為軸線的主要部分(mainportion) 24,從該主要部分的底端部徑向地向外延伸有多個臂25 (僅示出一個),所述多個臂圍繞軸線A等距隔開并且以各自的叉形端部26終止以連接至支撐及致動組件23。
[0044]環(huán)形構(gòu)件13的主要部分24安裝至可移動構(gòu)件20的球形表面21，以A為軸線的兩個環(huán)27介于其間，所述環(huán)位于可移動構(gòu)件20的垂直于軸線A并穿過環(huán)形表面21的中心的中間平面的兩側(cè)上，并且環(huán)的在徑向上的內(nèi)部球形環(huán)狀表面限定座部22。相應(yīng)的防摩擦材料(優(yōu)選地為特氟綸)的層介于環(huán)27與可移動構(gòu)件20的球形表面21之間。
[0045]環(huán)形構(gòu)件13還通過兩個螺栓28以已知的方式固定至可移動構(gòu)件20，所述螺栓位于以A為軸線的沿直徑的相對側(cè)上，通過相應(yīng)的徑向孔安裝在主要部分24中，并且每一個螺栓均接合相應(yīng)的栓(key)30，所述栓則以滑動的方式接合形成在可移動構(gòu)件20外部上的相應(yīng)的大致豎直的槽31。以這種方式，環(huán)形構(gòu)件13成角度地鎖定至可移動構(gòu)件20的球形表面21，并且通過栓30和槽31能圍繞球形表面21的中心相對于可移動構(gòu)件20在任意方向上擺動。
[0046]支撐及致動組件23包括多個液壓致動器32 (僅部分地示出一個)，所述液壓致動器具有平行于軸線A的軸線，圍繞軸線A等距隔開，并且具有相應(yīng)的輸出桿33，每個輸出桿在其頂端處通過球形接頭34連接至環(huán)形構(gòu)件13的相應(yīng)的臂25的叉形端部26。
[0047]參照圖3，環(huán)形構(gòu)件15包括:主要部分35，徑向地向外安裝至環(huán)形構(gòu)件13的主要部分24，軸承16介于其間；以及多個臂36，在數(shù)量上與旋翼3的葉片6相等，并且所述多個臂從主要部分35徑向地向外延伸，并且每個臂均通過球形接頭37連接至相應(yīng)的螺距控制桿38的底端，螺距控制桿的頂端以已知的方式(未示出)偏心地連接至旋翼3的相應(yīng)的葉片6。
[0048]參照圖2-圖7，可移動構(gòu)件20通過連接裝置39連接至殼體，以用于防止可移動構(gòu)件20的圍繞軸線A且相對于殼體8的旋轉(zhuǎn)。
[0049]連接裝置39、殼體8、以及可移動構(gòu)件20限定直升機I的旋翼組件10的約束組件40。
[0050]本發(fā)明的重要特征在于，連接裝置39包括:保持臂41，從可移動構(gòu)件20向外突出并且以與相距軸線A —非零距離的方式延伸；以及防旋轉(zhuǎn)托架42，從殼體8突出，同樣以與軸線A相距一非零距離的方式延伸，并且限定由保持臂41以滑動的方式接合的直通開口43。
[0051]具體參照圖4-圖7，保持臂41完全地在相對于軸線A傾斜的縱向方向B上延伸，并且以平行于軸線A的運動在防旋轉(zhuǎn)托架42中的開口 43內(nèi)滑動。
[0052]如在圖4和圖5清楚地示出的，方向B允許保持臂41與防旋轉(zhuǎn)托架42中的開口43接合和脫離接合。
[0053]更具體地，保持臂41從可移動構(gòu)件20的位于比朝向葉片6的另一軸向端45更靠近直升機I的機身2的位置的軸向端44延伸。
[0054]更具體地，保持臂41位于關(guān)于軸線A成預(yù)定角度的位置中，并且一端46剛性地固定至從可移動構(gòu)件20的軸向端44的底部突出的配件(appendage) 47。
[0055]保持臂41具有在B方向上為細長的平行六面體形的主體48，并且以在一側(cè)上漸縮的自由端49終止。
[0056]防旋轉(zhuǎn)托架42大致包括:基部50,固定至殼體8的展開部(flared portion)的外表面；以及兩個壁51，從基部50彼此平行地且平行于軸線A而突出，并且在與基部50相對的側(cè)上通過連接部52彼此連接。
[0057]基部50、壁51、以及連接部52因而限定具有棱柱狀輪廓的直通開口 43。
[0058]如在圖4、圖5和圖7中清楚地示出的，保持臂41在平行于壁51和軸線A的方向上松馳地接合防旋轉(zhuǎn)托架42中的開口 43，以便以平行于軸線A的運動在壁51之間滑動。
[0059]優(yōu)選地，保持臂41覆蓋有防摩擦材料，并且防旋轉(zhuǎn)托架42中的開口 43的橫向邊緣被表面處理以抵抗磨損。
[0060]致動器32的桿33、擺動板組件12、可移動構(gòu)件20、以及桿38調(diào)節(jié)旋翼3的葉片6的周期螺距與集體螺距的方法是已知的，并且因此在此不需要進一步的闡述。
[0061]不用說，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用已知的所謂的“內(nèi)部控制”的周期螺距與集體螺距控制裝置(其中，組件12和可移動構(gòu)件20安裝成在驅(qū)動軸5內(nèi)的固定支撐件上滑動)(未示出)來容易地替換所述的所謂的“外部控制”裝置(即，位于殼體8和驅(qū)動軸5外部)。
[0062]通過以上描述，根據(jù)本發(fā)明的旋翼組件10和約束組件40的優(yōu)點將是明顯的。
[0063]特別地，由于包括僅僅兩個設(shè)計簡單的部件部分(保持臂41和防旋轉(zhuǎn)托架42)，連接裝置39比已知的連接裝置更輕且更廉價。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的解決方案不包含鉸接件，并且比已知的羅盤型連接裝置精確得多，即，本發(fā)明的解決方案為具有甚至在多年使用之后仍保持不變的非常小的松弛度的滑動解決方案。
[0065]顯然，在不背離所附權(quán)利要求的保護范圍的情況下，可對如在本文中描述和說明的旋翼組件10和約束組件40做出改變。
[0066]特別地，旋翼組件10和約束組件40還可有利地用在垂直升降機上。
[0067]此外，約束組件40還可用在飛行器起落裝置上。
【權(quán)利要求】
1.一種用于能夠懸停的飛行器(I)的旋翼組件(10)，所述旋翼組件(10)具有軸線(A)并且包括: -支撐構(gòu)件(8)，與所述軸線(A)共軸； -驅(qū)動軸(5)，共軸地穿過所述支撐構(gòu)件(8)延伸，并且在軸向上固定的位置中安裝至所述支撐構(gòu)件(8)并以便圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)； -可移動構(gòu)件(20)，安裝成以便能夠沿著所述軸線(A)平移和圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)； -擺動板組件(12)，所述擺動板組件與所述軸線(A)共軸，安裝至所述可移動構(gòu)件(20)以相對于所述可移動構(gòu)件圍繞大致垂直于所述軸線(A)的橫向軸線擺動，并且進而包括成角度地固定至所述可移動構(gòu)件(20)的第一環(huán)形構(gòu)件(13)以及與所述驅(qū)動軸(5) —起在所述第一環(huán)形構(gòu)件(13)上旋轉(zhuǎn)的第二環(huán)形構(gòu)件(15); -支撐及致動裝置(23)，所述支撐及致動裝置與所述第一環(huán)形構(gòu)件(13)配合，以使所述擺動板組件(12)和所述可移動構(gòu)件(20)相對于所述支撐構(gòu)件(8)共同地沿著所述軸線(A)移動，并且使所述擺動板組件(12)相對于所述可移動構(gòu)件(20)圍繞所述橫向軸線擺動；以及 -連接裝置(39 )，用于連接所述支撐構(gòu)件(8 )與所述可移動構(gòu)件(20 )，以防止所述可移動構(gòu)件(20)相對于所述支撐構(gòu)件(8)圍繞所述軸線(A)的旋轉(zhuǎn)； 其特征在于，所述連接裝置(39)包括: -保持臂(41)，從所述支撐構(gòu)件(8)和所述可移動構(gòu)件(20)中的一個向外突出，并且以與所述軸線相距一非零距離的方式延伸；以及 -防旋轉(zhuǎn)托架(42)，所述防旋轉(zhuǎn)托架從所述支撐構(gòu)件(8)和所述可移動構(gòu)件(20)中的另一個突出，以與所述軸線相距一非零距離的方式延伸，并且限定由所述保持臂(41)以滑動的方式接合的直通開口(43)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼組件，其中，所述保持臂(41)完全在相對于所述軸線(A)傾斜的縱向方向(B)上延伸，并且以平行于所述軸線(A)的運動在所述防旋轉(zhuǎn)托架中的所述開口內(nèi)滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋翼組件，其中，所述縱向方向(B)允許所述保持臂(41)與所述防旋轉(zhuǎn)托架(42)中的所述開口(43)接合和脫離接合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋翼組件，其中，所述保持臂(41)在平行于所述軸線(A)的方向上松馳地接合所述防旋轉(zhuǎn)托架中的所述開口(43)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼組件，其中，所述開口(43)具有棱柱狀輪廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼組件，其中，所述防旋轉(zhuǎn)托架(42)固定至所述支撐構(gòu)件(8);并且所述保持臂(41)固定至所述可移動構(gòu)件(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋翼組件，其中，所述保持臂(41)剛性地固定至所述可移動構(gòu)件(20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼組件，其中，所述保持臂(41)覆蓋有防摩擦材料。
【文檔編號】B64C27/32GK103507950SQ201310263714
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】喬瓦尼·普里切利 申請人:奧格斯塔韋斯蘭股份公司