本發(fā)明涉及一種螺旋槳組件，該螺旋槳組件具有至少兩個(gè)螺旋槳槳葉，該至少兩個(gè)螺旋槳槳葉由相關(guān)聯(lián)的連接裝置互連，該相關(guān)聯(lián)的連接裝置限定該至少兩個(gè)螺旋槳槳葉在操作中的共用槳距軸線，且該至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每個(gè)槳葉均包括相關(guān)聯(lián)的前緣和尾緣，該相關(guān)聯(lián)的前緣和尾緣限定其相應(yīng)的翼弦和四分之一翼弦線，且該螺旋槳組件包括如權(quán)利要求所述的特征。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種飛行器，該飛行器包括此種螺旋槳組件，且該飛行器包括如權(quán)利要求14所述的特征。

背景技術(shù)：

螺旋槳組件通常實(shí)施為所謂的固定槳距螺旋槳，即螺旋槳所具有的螺旋槳槳葉無(wú)法圍繞這些螺旋槳槳葉的相應(yīng)縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行槳距調(diào)節(jié)。這些固定槳距螺旋槳在它們相關(guān)聯(lián)的螺旋槳平面之上產(chǎn)生均勻的升力分布，只要這些螺旋槳在軸向空氣入流場(chǎng)中操作即可。下文簡(jiǎn)稱(chēng)為“軸向入流場(chǎng)”的此種軸向空氣入流場(chǎng)通常在給定飛行器的懸停狀況期間產(chǎn)生。

然而，在給定飛行器的向前飛行狀況期間，這些固定槳距螺旋槳并不在它們的相關(guān)聯(lián)螺旋槳平面之上產(chǎn)生均勻的升力分布，而是在這些螺旋槳的相關(guān)聯(lián)螺旋槳平面的相對(duì)較大部分中產(chǎn)生不足量的阻力，因?yàn)榭諝獠⒎禽S向地進(jìn)入螺旋槳平面。換言之，在向前飛行狀況期間，固定槳距螺旋槳在下文也簡(jiǎn)稱(chēng)為“非軸向入流場(chǎng)”的非軸向空氣入流場(chǎng)中操作，這會(huì)引起不足量的阻力并且導(dǎo)致需要相對(duì)較大量的動(dòng)力來(lái)推進(jìn)給定飛行器。

例如，如果具有兩個(gè)直徑上相對(duì)的螺旋槳槳葉的基本上垂直安裝的固定槳距螺旋槳在非軸向入流場(chǎng)中，例如在向前飛行狀況期間操作，則相應(yīng)的前行槳距會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大量的升力、阻力和俯仰力矩，而相應(yīng)的后行槳距也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大量的阻力，但由于該后行槳距的基礎(chǔ)固定螺旋槳槳距角而僅僅產(chǎn)生相對(duì)較低量的升力和俯仰力矩。更確切地說(shuō)，通常將螺旋槳槳葉的翼型描述為翼弦c，該翼弦限定從螺旋槳槳葉的相應(yīng)前緣至相應(yīng)尾緣的距離。為了描述作用在給定翼型上的空氣動(dòng)力學(xué)作用力和力矩，通常使用翼型的、偏離前緣的所謂c/4點(diǎn)。在該c/4點(diǎn)中，阻力和俯仰力矩作用在給定飛行器上，且由此在該點(diǎn)處給出所有的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)。因此，將c/4點(diǎn)命名為“翼型參照點(diǎn)”，該翼型參照點(diǎn)限定所謂的c/4線，即四分之一翼弦線，該四分之一翼弦線沿著螺旋槳的翼展并且用于允許大范圍的各種翼型相對(duì)于彼此的比較。這也適用于上述示例，其中，用作翼型的前行槳葉在該前行槳葉的相關(guān)聯(lián)四分之一翼弦線處產(chǎn)生較高的升力、較高的阻力以及較高的俯仰力矩，而后行槳葉在該后行槳葉的相關(guān)聯(lián)四分之一翼弦線處產(chǎn)生較低的升力、較高的阻力以及較低的俯仰力矩。

于是，相對(duì)的螺旋槳槳葉之間的相關(guān)聯(lián)力分布在作用力上還是在力矩上都是不平衡的。這附加地產(chǎn)生相對(duì)較大量的槳葉根部動(dòng)量，這對(duì)于相應(yīng)的螺旋槳槳葉設(shè)計(jì)是不利的?？偸?，由于傳統(tǒng)的固定槳距螺旋槳并不具有任何槳距調(diào)節(jié)裝置，因而這些螺旋槳在操作中的升力和阻力分布是極為不利的。

此種問(wèn)題可通過(guò)應(yīng)用具有旋翼槳葉的鉸接式旋翼組件來(lái)避免，其中每個(gè)旋翼槳葉鉸接并且在該旋翼槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方位角上單獨(dú)地控制。這通常稱(chēng)為周期變距致動(dòng)，該周期變距致動(dòng)在當(dāng)前的垂直的起飛和降落飛行器中實(shí)施并且通常需要復(fù)雜的、重型且成本密集的槳距調(diào)節(jié)裝置，該槳距調(diào)節(jié)裝置需要通過(guò)主動(dòng)地致動(dòng)每個(gè)旋翼槳葉來(lái)個(gè)別地調(diào)節(jié)每個(gè)旋翼槳葉。

更確切地說(shuō)，鉸接式旋翼組件是主動(dòng)致動(dòng)的旋翼組件，該主動(dòng)致動(dòng)的旋翼組件通常不僅設(shè)有周期變距調(diào)節(jié)裝置而且設(shè)有總距調(diào)節(jié)裝置以對(duì)于升力和阻力都是有效的。因此，甚至在非軸向入流場(chǎng)中操作期間，也能實(shí)現(xiàn)在旋翼組件的轉(zhuǎn)動(dòng)方位角上的均勻升力分布。該方位角相對(duì)于相應(yīng)的前行旋翼槳葉限定為對(duì)于該旋翼槳葉的最后方位置是0°而在相應(yīng)的前行槳葉一側(cè)上是90°。然而，周期變距調(diào)節(jié)裝置和總距調(diào)節(jié)裝置通常實(shí)施為主動(dòng)致動(dòng)裝置，該主動(dòng)致動(dòng)裝置具有相對(duì)較大的復(fù)雜度和重量，并且需要成本高、復(fù)雜控制機(jī)構(gòu)和監(jiān)視裝置。

文獻(xiàn)us2614637描述了一種直升飛機(jī)的旋翼組件，該旋翼組件設(shè)有基于節(jié)流設(shè)置和動(dòng)力，即旋翼組件在操作中的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的自動(dòng)旋翼槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。更確切地說(shuō)，旋翼組件包括多個(gè)旋翼槳葉，每個(gè)旋翼槳葉均附連于相關(guān)聯(lián)的短軸，該短軸能在直升飛機(jī)的輪轂結(jié)構(gòu)中角向地調(diào)節(jié)以用于槳距變化。輪轂結(jié)構(gòu)連結(jié)于垂直延伸的中空軸，該中空軸在操作中由直升飛機(jī)的合適動(dòng)力源轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)旋翼槳葉經(jīng)由相關(guān)聯(lián)的臂連接于軸環(huán)并且經(jīng)由鐘形曲柄桿連接于配重，該軸環(huán)借助施加于該軸環(huán)的彈性力而能主動(dòng)地運(yùn)動(dòng)，而該鐘形曲柄軸能借助在操作中作用在配重上的離心力運(yùn)動(dòng)。因此，每一個(gè)旋翼槳葉的槳距在操作中自動(dòng)地并且獨(dú)立于所有其它旋翼槳葉的槳距來(lái)調(diào)節(jié)。因此，旋翼組件適合于對(duì)于迎風(fēng)或rpm的突然改變做出積極地反應(yīng)，并且通過(guò)減小/增大槳葉的入射角來(lái)抵消。

然而，由于所需的臂、軸環(huán)、桿件以及配重，此種自動(dòng)旋翼槳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是相對(duì)復(fù)雜、重型且成本高的。此外，在旋翼組件的相對(duì)旋翼槳葉之間并不存在力和力矩的傳遞。

文獻(xiàn)wo2014160526描述了一種用于微型飛行器的被動(dòng)旋翼控制機(jī)構(gòu)。更確切地說(shuō)，描述了一種欠致動(dòng)被動(dòng)機(jī)構(gòu)，該欠致動(dòng)被動(dòng)機(jī)構(gòu)適合于通過(guò)調(diào)節(jié)平均旋翼速度并且通過(guò)經(jīng)由電動(dòng)機(jī)扭矩的協(xié)調(diào)脈沖來(lái)產(chǎn)生控制力矩以維持此類(lèi)飛行器的提升推力。電動(dòng)機(jī)扭矩的快速脈沖引起旋翼槳葉的迎角發(fā)生振蕩，且由此導(dǎo)致“周期控制”，而無(wú)需傳統(tǒng)的輔助致動(dòng)器和聯(lián)動(dòng)件。換言之，槳距調(diào)節(jié)借助這樣一種系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行，該系統(tǒng)借助與電動(dòng)機(jī)扭矩相鏈接的脈沖控制件來(lái)經(jīng)由致動(dòng)器主動(dòng)地控制相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)安裝的旋翼槳葉的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，此種主動(dòng)控制系統(tǒng)至少設(shè)有處理器和存儲(chǔ)器。

然而，由于所需的處理器和存儲(chǔ)器，此種主動(dòng)控制系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜和繁冗。此外，在旋翼組件的相對(duì)旋翼槳葉之間并不存在力和力矩的傳遞。

此外，應(yīng)注意的是，rc直升飛機(jī)，即無(wú)線電控制的模型直升飛機(jī)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是眾所周知的。此種rc直升飛機(jī)常常包括上部和下部旋翼平面，每一個(gè)旋翼平面均包括兩個(gè)在操作中直徑地相對(duì)的旋翼槳葉。上部旋翼平面進(jìn)一步設(shè)有兩個(gè)直徑地相對(duì)的配重臂，這些配重臂相對(duì)于相關(guān)聯(lián)的直徑地相對(duì)的旋翼槳葉以大約30°至50°的角度設(shè)置并且在這些配重臂的自由端部處設(shè)有相應(yīng)的配重。此外，直徑地相對(duì)的旋翼槳葉鉸接并且連接于配重臂，并且直徑地相對(duì)的旋翼槳葉和直徑地相對(duì)的配重臂兩者均單獨(dú)地鉸接并且連接于給定rc直升飛機(jī)的旋翼軸。在給定rc直升飛機(jī)的操作中，配重臂圍繞旋翼軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用以經(jīng)由所鉸接的連接部來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)上部旋翼平面相對(duì)于旋翼軸的定向，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的目的。換言之，配重臂控制上部旋翼平面的旋翼槳葉的定向和槳距并且自然使得該上部旋翼平面穩(wěn)定。

然而，具有直徑地相對(duì)的旋翼槳葉和直徑地相對(duì)的配重臂的上部旋翼平面的構(gòu)造仍是相對(duì)復(fù)雜的，因?yàn)樵撋喜啃砥矫嫘枰鄠€(gè)鉸鏈來(lái)用于所有這些部件與彼此并且與旋翼軸的單獨(dú)鉸接連接。因此，需要相對(duì)較多數(shù)量的單獨(dú)部件。

文獻(xiàn)de962571描述了一種用于穩(wěn)定直升飛機(jī)的鉸接式旋翼的裝置，該裝置主要吸收在沒(méi)有向前速度或者在較小飛行速度的飛行期間的不穩(wěn)定性。萬(wàn)向節(jié)鉸接部設(shè)置在旋翼桅桿和鉸接式旋翼之間。槳葉由四分之一翼弦線處的臂鉸接，該臂能繞萬(wàn)向節(jié)鉸接部的轂轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，在角度上不同于槳葉翼展方向的剛性撐桿附連于萬(wàn)向節(jié)鉸接部。球接頭位于每個(gè)剛性撐桿的外部徑向端部處，并且該球接頭承載穩(wěn)定質(zhì)塊。每個(gè)球接頭和對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定質(zhì)塊由可動(dòng)和撓性的撐桿連接。該撓性撐桿呈金屬弦、鏈條、軸驅(qū)動(dòng)件或球接頭或其它鉸接部的形式。在操作期間，穩(wěn)定質(zhì)塊趨于維持這些穩(wěn)定質(zhì)塊自身的轉(zhuǎn)動(dòng)平面。因此，當(dāng)鉸接式旋翼傾斜時(shí)，這些穩(wěn)定質(zhì)塊延遲地跟隨該傾斜。這在剛性撐桿上產(chǎn)生兩個(gè)穩(wěn)定力，這兩個(gè)穩(wěn)定力施加圍繞槳葉的四分之一翼弦線的斜率變化。

文獻(xiàn)fr932973描述了一種用于直升飛機(jī)的旋翼自動(dòng)控制裝置。這些旋翼剛性地附連于環(huán)形外部轂。該環(huán)形外部轂經(jīng)由對(duì)準(zhǔn)軸線鉸接在內(nèi)部環(huán)上，該對(duì)準(zhǔn)軸線正交于槳葉的四分之一翼弦線。內(nèi)部環(huán)經(jīng)由橫向軸線安裝在旋翼桅桿的頂部端部處，用于相對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接。因此，保持槳葉的環(huán)形外部轂相對(duì)于旋翼桅桿自由地傾斜。鄰抵件在外部轂和對(duì)應(yīng)的槳葉之下設(shè)置在控制裝置的頂部處。當(dāng)該鄰抵件向上到達(dá)外部轂時(shí)，所造成的接觸產(chǎn)生使得外部轂圍繞對(duì)準(zhǔn)軸線彎曲的力。這使得保持槳葉的轂的轉(zhuǎn)動(dòng)平面運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的斜度。因此，這些槳葉相對(duì)于整個(gè)直升飛機(jī)自平衡，以限制旋翼桅桿和槳葉中的應(yīng)力。

考慮其它文獻(xiàn)、即ca2316418、us2684122以及us2724446。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的第一目的是提供一種新型的螺旋槳組件，該螺旋槳組件具有至少兩個(gè)螺旋槳槳葉并且適合于，尤其是在非軸向入流場(chǎng)中的操作期間產(chǎn)生改進(jìn)的升力和阻力分布，并且該螺旋槳組件包括較傳統(tǒng)鉸接式旋翼組件簡(jiǎn)化的構(gòu)造。本發(fā)明的第二目的是提供一種飛行器，該飛行器包括新型的螺旋槳組件，該螺旋槳組件具有至少兩個(gè)螺旋槳槳葉，該螺旋槳組件適合于，尤其是在非軸向入流場(chǎng)中的操作期間產(chǎn)生改進(jìn)的升力和阻力分布，并且該螺旋槳組件包括較傳統(tǒng)鉸接式旋翼組件簡(jiǎn)化的構(gòu)造。

第一目的通過(guò)具有至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的螺旋槳組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，且該螺旋槳組件包括獨(dú)立權(quán)利要求1所述的特征。第二目的通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求14所述的飛行器來(lái)解決，該飛行器包括此種螺旋槳組件。

應(yīng)注意的是，雖然本發(fā)明參照具有至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的螺旋槳組件進(jìn)行如上描述，但本發(fā)明的示教同樣適用于具有至少兩個(gè)旋翼槳葉的旋翼組件。因此，對(duì)于本說(shuō)明書(shū)中螺旋槳組件或者對(duì)于螺旋槳槳葉和/或翼型的任何參照應(yīng)類(lèi)似地理解為對(duì)于旋翼組件或者對(duì)于旋翼槳葉和/或翼型的參照，以使得具有本發(fā)明螺旋槳組件的本發(fā)明飛行器能同樣地實(shí)施為具有旋翼組件的飛行器。此外，本發(fā)明的示教不僅能同樣地適用于旋翼槳葉，而且更普遍地適用于通常用在遙控飛行器玩具、無(wú)人機(jī)等中的任何其它空氣動(dòng)力學(xué)提升表面，該遙控飛行器玩具、無(wú)人機(jī)等相對(duì)使用簡(jiǎn)單的扭曲/彎曲片材材料來(lái)作為提升表面。

更具體地說(shuō)，本發(fā)明的螺旋槳組件包括至少兩個(gè)螺旋槳槳葉，該至少兩個(gè)螺旋槳槳葉由相關(guān)聯(lián)的連接裝置互連。相關(guān)聯(lián)的連接裝置為至少兩個(gè)螺旋槳槳葉限定操作中的共用俯仰軸線。至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每一個(gè)均包括相關(guān)聯(lián)的前緣和后緣，該前緣和后緣限定該槳葉的相應(yīng)的翼弦和四分之一翼弦線。該共用俯仰軸線設(shè)有相對(duì)于至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每一個(gè)的四分之一翼弦線的預(yù)定偏移。相關(guān)聯(lián)的連接裝置適合于使得至少在非軸向入流場(chǎng)中的操作中、響應(yīng)于作用在至少兩個(gè)螺旋槳槳葉上的空氣動(dòng)力學(xué)力來(lái)實(shí)現(xiàn)至少兩個(gè)螺旋槳槳葉圍繞共用俯仰槳葉的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，相關(guān)聯(lián)的連接裝置使得將來(lái)自至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的相應(yīng)前行槳葉的力矩傳遞至至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的相應(yīng)后行槳葉，以增大由螺旋槳組件產(chǎn)生的升力并且使得基礎(chǔ)的所產(chǎn)生升力分布均勻化。力矩沿其傳遞的相應(yīng)連接軸線較佳地位于每個(gè)槳葉的四分之一翼弦線的上游，即位于該槳葉的四分之一翼弦線和該槳葉的前緣之間的區(qū)域中，以接著槳葉的四分之一翼弦線力矩產(chǎn)生附加的動(dòng)量，該四分之一翼弦線力矩會(huì)由于圍繞四分之一翼弦線的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生。

更具體地說(shuō)，本發(fā)明的螺旋槳組件使得根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳槳葉的方位角來(lái)調(diào)節(jié)該螺旋槳槳葉的相應(yīng)俯仰角度。較佳地，根據(jù)該方位角，每個(gè)螺旋槳槳葉均具有各自的俯仰角度以提供足夠的空氣動(dòng)力學(xué)升力。更普遍地說(shuō)，本發(fā)明的螺旋槳組件包括被動(dòng)的，因而也是自動(dòng)的周期變距調(diào)節(jié)，以在非軸向入流場(chǎng)中的操作期間，例如在飛行器的向前飛行狀況期間在螺旋槳組件的轉(zhuǎn)動(dòng)平面上有益地分配所產(chǎn)生的升力和阻力。因此，本發(fā)明的螺旋槳組件放棄任何主動(dòng)的致動(dòng)裝置，這意味著每個(gè)螺旋槳的周期變距調(diào)節(jié)由空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)自動(dòng)地執(zhí)行并且并非由相關(guān)聯(lián)的機(jī)械主動(dòng)致動(dòng)裝置來(lái)執(zhí)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明的螺旋槳組件產(chǎn)生較小的阻力，由此使得總體動(dòng)力消耗減小。此外，無(wú)需主動(dòng)致動(dòng)裝置，就可減小螺旋槳槳葉上的對(duì)應(yīng)負(fù)載。此外，放棄主動(dòng)致動(dòng)和/或鉸接裝置使得設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，此種簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)所需實(shí)施部件數(shù)量減少。另外，由于力和力矩的有益平衡，螺旋槳槳葉的經(jīng)受非軸向入流場(chǎng)的相應(yīng)拍動(dòng)力矩能夠最小化。最后，通過(guò)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的被動(dòng)周期變距調(diào)節(jié)，螺旋槳槳葉的俯仰姿態(tài)有效地由產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)力致動(dòng)，而無(wú)需任何主動(dòng)的致動(dòng)和/或鉸接裝置。因此，由于具有較高俯仰力矩的相應(yīng)前行槳葉作用在相應(yīng)的后行槳葉上螺旋槳平面之上的基礎(chǔ)升力分布在非軸向入流場(chǎng)中有益地重新分布，以增大升力。根據(jù)槳葉相對(duì)于相關(guān)聯(lián)的連接裝置和/或給定旋翼軸的安裝角度，這也會(huì)減小所產(chǎn)生的阻力。

有利地是，實(shí)施被動(dòng)周期變距調(diào)節(jié)允許減小基礎(chǔ)飛行器的總體重量，這是因?yàn)閷?duì)應(yīng)的被動(dòng)周期變距調(diào)節(jié)系統(tǒng)由于需要較少的構(gòu)成部件并且較不復(fù)雜而比主動(dòng)致動(dòng)槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)輕。這還會(huì)相應(yīng)地縮短所需制造時(shí)間、降低成本和減少維護(hù)勞力。

然而，應(yīng)注意的是，本發(fā)明的主要益處被認(rèn)為在于，與用于操作傳統(tǒng)的固定槳距螺旋槳所需的動(dòng)力相比，使得所需的動(dòng)力顯著降低。這在多螺旋槳交通工具中是尤為有利的。具體地說(shuō)，這在非軸向入流場(chǎng)中的操作期間獲得增大的耐久性、增大的動(dòng)力可用性、減小發(fā)出的聲音以及減少負(fù)載。

根據(jù)較佳的實(shí)施例，該被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)適合于至少大致均勻化由至少兩個(gè)螺旋槳槳葉在操作中產(chǎn)生的基礎(chǔ)升力分布。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，該共用俯仰軸線設(shè)置成至少大致平行于至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每一個(gè)的四分之一翼弦線。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，該共用俯仰軸線設(shè)置在限定于至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每一個(gè)的前緣和四分之一翼弦線之間的區(qū)域中。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，該共用俯仰軸線相對(duì)于至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每一個(gè)的四分之一翼弦線的高度位置設(shè)置有預(yù)定高度偏移。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，設(shè)有俯仰力矩傳遞裝置，該俯仰力矩傳遞裝置適合于將被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)期間在至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的一個(gè)上產(chǎn)生的俯仰力矩傳遞至至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的另一個(gè)。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，該俯仰力矩傳遞裝置在至少兩個(gè)螺旋槳槳葉之間限定剛性鏈接部。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，該俯仰力矩傳遞裝置包括至少一個(gè)板狀支承件，該至少一個(gè)板狀支承件剛性地安裝于至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每一個(gè)。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，至少兩個(gè)螺旋槳槳葉在操作中的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)通過(guò)至少兩個(gè)螺旋槳槳葉圍繞共用俯仰軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，設(shè)有相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置，用以衰減至少兩個(gè)螺旋槳槳葉圍繞共用俯仰軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置包括貝爾希勒配重和空氣動(dòng)力學(xué)槳的至少一個(gè)。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，相關(guān)聯(lián)的連接裝置以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于相關(guān)聯(lián)的螺旋槳桅桿。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，設(shè)有軸承用以將相關(guān)聯(lián)的連接裝置安裝于相關(guān)聯(lián)的螺旋槳桅桿。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，共用俯仰軸線相對(duì)于至少兩個(gè)螺旋槳槳葉的每一個(gè)的四分之一翼弦線的預(yù)定偏移限定偏移角度。

根據(jù)又一較佳實(shí)施例，相關(guān)聯(lián)的連接裝置適合于互連至少四個(gè)螺旋槳槳葉。然而，應(yīng)注意的是，相關(guān)聯(lián)的連接裝置可替代地用在同軸螺旋槳布置中。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖的下文描述借助示例來(lái)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。在這些附圖中，相同或功能上相同的部件和元件由相同的附圖標(biāo)號(hào)和符號(hào)來(lái)標(biāo)示，因此在以下描述中僅僅描述一次。

圖1示出處于非軸向入流場(chǎng)中的螺旋槳槳葉的剖視圖，

圖2示出具有兩個(gè)螺旋槳槳葉的螺旋槳組件的正視圖，

圖3示出圖2所示螺旋槳組件的俯視圖，其中轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置處于非軸向入流場(chǎng)中，

圖4示出具有相關(guān)聯(lián)軸承的、圖3所示螺旋槳組件的放大細(xì)節(jié)，

圖5示出具有俯仰力矩傳遞裝置的、圖3所示螺旋槳組件，

圖6示出圖5所示螺旋槳組件的立體圖，其中轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置處于非軸向入流場(chǎng)中，

圖7示出圖6所示螺旋槳組件的前行槳葉的剖視圖，

圖8示出圖6所示螺旋槳組件的后行槳葉的剖視圖，

圖9示出具有替代轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置的、圖6所示螺旋槳組件的立體圖，

圖10示出具有替代轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置的、圖3所示螺旋槳組件，

圖11示出具有替代俯仰力矩傳遞裝置的、圖5所示螺旋槳組件的示意俯視圖，

圖12示出具有替代螺旋槳布置的、圖11所示螺旋槳組件，

圖13示出具有替代螺旋槳布置的、圖3所示螺旋槳組件，

圖14示出圖13所示螺旋槳組件的示意正視圖，以及

圖15示出不具有轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置的、圖3所示螺旋槳組件。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一方面的螺旋槳組件(圖2中以7示出)的螺旋槳槳葉1。螺旋槳槳葉1示例性地限定處于非軸向入流場(chǎng)中的前行槳葉1a并且包括翼型2。翼型關(guān)于翼型坐標(biāo)系5來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，該翼型坐標(biāo)系具有示例性的x軸5a、y軸5b以及z軸5c。

翼型2由翼弦2c并且由四分之一翼弦線2e所限定，該翼弦由螺旋槳槳葉1的前緣2a和后緣2b之間的距離所限定，而該翼弦線位于距前緣2a四分之一翼弦距離2d處，該四分之一翼弦距離相當(dāng)于翼弦2c的四分之一。在螺旋槳槳葉1的所說(shuō)明二維剖視圖中，四分之一翼弦線2e僅僅限定一個(gè)位點(diǎn)，而該四分之一翼弦線在三維螺旋槳槳葉1中限定沿著y軸5b行進(jìn)的線。

更具體地說(shuō)，四分之一翼弦線2e限定用于由螺旋槳槳葉1在操作中于四分之一翼弦線2e處產(chǎn)生的升力3a、阻力3b以及力矩3c的參照線或參照點(diǎn)。通常，四分之一翼弦線2e處的升力3a、阻力3b以及力矩3c表示參照參數(shù)，這些參照參數(shù)用于允許不同翼型彼此間相比較。簡(jiǎn)單地說(shuō)，四分之一翼弦線2e處的升力3a之后也稱(chēng)為升力l，四分之一翼弦線2e處的阻力3b也稱(chēng)為阻力d，且四分之一翼弦線2e處的力矩3c也稱(chēng)為力矩mc/4。該力矩mc/4限定俯仰力矩，該俯仰力矩說(shuō)明性地示作關(guān)閉力矩，在非軸向入流場(chǎng)6中操作期間，該關(guān)閉力矩圍繞y軸5b而沿著z軸5c在負(fù)z方向上向下推動(dòng)前行槳葉1a的前緣2a。

應(yīng)注意的是，將俯仰力矩mc/4示例性地說(shuō)明并且描述為關(guān)閉力矩，但該俯仰力矩也可替代地是打開(kāi)力矩，在非軸向入流場(chǎng)中操作期間，該打開(kāi)力矩圍繞y軸5b而沿著z軸5c在正z方向上向上推動(dòng)前行槳葉1a的前緣2a。進(jìn)一步應(yīng)注意的是，在本申請(qǐng)的上下文中，對(duì)力和力矩的任何說(shuō)明和描述的方向也可分別反向。具體地說(shuō)，升力l、阻力d和力矩mc/4是在螺旋槳槳葉1的操作中基于翼型2的基礎(chǔ)形狀而由于槳葉響應(yīng)于非軸向入流場(chǎng)6的性能所產(chǎn)生的力和力矩。

根據(jù)一個(gè)方面，螺旋槳槳葉1，即前行槳葉1a的俯仰軸線4限定在四分之一翼弦線2e前方，以產(chǎn)生附加的俯仰力矩。說(shuō)明性地，俯仰軸線4設(shè)置成在x方向上相對(duì)于四分之一翼弦線2e具有預(yù)定偏移4b。因此，偏移4b在之后也稱(chēng)為水平偏移ox。

關(guān)于前行槳葉1a的前緣2a，俯仰軸線4在四分之一翼弦線2e的方向上設(shè)置在距該前緣一定距離4a處，以使得將四分之一翼弦距離2d限定為距離4a和偏移4b的總和。較佳地是，距離4a小于四分之一翼弦距離2d。此外，說(shuō)明俯仰軸線4和四分之一翼弦線2e之間在z方向上的偏移4c，該偏移之后稱(chēng)為垂直偏移oz。

通過(guò)如上所述來(lái)定位俯仰軸線4，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生增大的總體所得俯仰力矩3d，該總體所得俯仰力矩之后也稱(chēng)為所得俯仰力矩mr。此種所得俯仰力矩mr相當(dāng)于mr＝mc/4+l*ox+d*oz。在垂直偏移減小為零，即oz＝0的情形中，所得俯仰力矩mr僅僅相當(dāng)于mr＝mc/4+l*ox。類(lèi)似地，在水平偏移減小為零，即ox＝0的情形中，所得俯仰力矩mr僅僅相當(dāng)于mr＝mc/4+d*oz。然而，應(yīng)注意的是，較佳地是，ox和oz中的至少一個(gè)不等于零，即ox≠0或者oz≠0，并且mc、l、d、ox以及oz中的任何一個(gè)可包括正的或負(fù)的數(shù)值。

圖2示出具有兩個(gè)螺旋槳槳葉1的螺旋槳組件7，其中，其中一個(gè)螺旋槳槳葉1說(shuō)明為圖1所示的前行螺旋槳槳葉1a，而另一個(gè)螺旋槳槳葉說(shuō)明為后行槳葉1b。更具體地說(shuō)，根據(jù)一個(gè)方面，螺旋槳組件7包括至少兩個(gè)螺旋槳槳葉1，即至少前行槳葉1a和后行槳葉1b，這些槳葉較佳地由相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c來(lái)互連。根據(jù)一個(gè)方面，螺旋槳組件7進(jìn)一步設(shè)有至少一個(gè)俯仰力矩傳遞裝置9。

較佳地是，前行槳葉1a和后行槳葉1b經(jīng)由相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c連接于螺旋槳桅桿7a。該螺旋槳桅桿說(shuō)明性地限定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線7b，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線示例性地對(duì)應(yīng)于圖1所示坐標(biāo)系5的z軸。

說(shuō)明性地，螺旋槳組件7如圖所示具有來(lái)自前行槳葉1a的升力分布8a和來(lái)自后行槳葉1b的升力分布8b。將升力分布8a、8b設(shè)想為在圖1所示非軸向入流場(chǎng)6中產(chǎn)生。然而，如能容易地觀察到的是，升力分布8a、8b是不均勻的，即升力分布8a大于升力分布8b，這是因?yàn)檫@些升力分布針對(duì)具有兩個(gè)螺旋槳槳葉的固定槳距螺旋槳構(gòu)造說(shuō)明性地表示，其中這兩個(gè)槳葉并未利用相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c互連并且并不設(shè)有俯仰力矩傳遞裝置9。換言之，相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c和/或俯仰力矩傳遞裝置9根據(jù)本發(fā)明設(shè)置成用于使得升力分布8a、8b均勻化，例如下文參照?qǐng)D3所描述地。

圖3示出具有相關(guān)聯(lián)連接裝置1c的圖2所示螺旋槳組件7，該螺旋槳組件限定圖1所示的俯仰軸線4，該俯仰軸線優(yōu)選地對(duì)于前行槳葉1a和后行槳葉1b是共用的，且因此在下文也稱(chēng)為用于前行槳葉1a和后行槳葉1b在操作中，即在圍繞圖2所示螺旋槳桅桿7a沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向7c的轉(zhuǎn)動(dòng)期間的共用俯仰軸線4。相關(guān)聯(lián)連接裝置1c較佳地以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于圖2所示的螺旋槳桅桿7a。

應(yīng)注意的是，術(shù)語(yǔ)“前行”和“后行”槳葉1a、2b指代槳葉1a、1b的所說(shuō)明操作狀態(tài)。更具體地說(shuō)，在所說(shuō)明的示例中，螺旋槳槳葉1a朝向所說(shuō)明的非軸向入流場(chǎng)6行進(jìn)，即對(duì)著該非軸向入流場(chǎng)的流動(dòng)方向行進(jìn)，且因此稱(chēng)為“前行”槳葉1a，而螺旋槳槳葉1b從所說(shuō)明的非軸向入流場(chǎng)6后行，即沿該非軸向入流場(chǎng)的流動(dòng)方向行進(jìn)，且因此稱(chēng)為“后行”槳葉1b。換言之，螺旋槳槳葉1a、1b的每一個(gè)均周期性地限定前行槳葉或后行槳葉，且僅僅出于描述的簡(jiǎn)單和清楚起見(jiàn)，僅僅將槳葉1a稱(chēng)為前行槳葉而將槳葉1b稱(chēng)為后行槳葉。

較佳地是，前行槳葉1a和后行槳葉1b至少具有類(lèi)似的且優(yōu)選地至少基本上對(duì)應(yīng)的構(gòu)造。在所說(shuō)明的示例中，后行槳葉1b優(yōu)選地包括前行槳葉1a例如上文參照?qǐng)D1所描述的構(gòu)造。換言之，前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)均包括相關(guān)聯(lián)的前緣2a和后緣2b，該前緣和后緣限定該槳葉的相應(yīng)的翼弦2c和四分之一翼弦線2e。

如上文參照?qǐng)D1所描述地，共用俯仰軸線4相對(duì)于前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e設(shè)置有預(yù)定偏移4b、4c。說(shuō)明性地，共用俯仰軸線4設(shè)置成至少大致平行于前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e，且較佳地設(shè)置在限定于前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的前緣2a和四分之一翼弦線2e之間的區(qū)域中。此外，共用俯仰軸線4較佳地相對(duì)于前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e的高度位置設(shè)置有預(yù)定高度偏移，即圖1所示的垂直偏移oz。

然而，應(yīng)注意的是，上述構(gòu)造僅僅借助示例進(jìn)行描述并且并不由此限制本發(fā)明。更具體地說(shuō)，除了將共用俯仰軸線4設(shè)置成至少大致平行于前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e以外，可實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)造，其中，設(shè)有一種弧形的四分之一翼弦線以及弧形前緣和后緣，該前緣和后緣通常描述為例如在所謂的藍(lán)緣(blue-edge)槳葉中實(shí)施的向前或向后掃掠部。在該情形中，在共用俯仰軸線4和前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e之間的相應(yīng)距離會(huì)隨著槳葉1a、1b的縱向延伸部而改變。

根據(jù)一個(gè)方面，相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c適合于使得至少在圖1所示的非軸向入流場(chǎng)6中的操作中、響應(yīng)于作用在前行槳葉1a和后行槳葉1b上的空氣動(dòng)力學(xué)力而實(shí)現(xiàn)前行槳葉1a和后行槳葉1b圍繞共用俯仰軸線4的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)。較佳地是，該被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)至少適合于至少大致使得通過(guò)前行槳葉1a和后行槳葉1b在圖1所示非軸向入流場(chǎng)6中操作時(shí)產(chǎn)生的基礎(chǔ)升力分布均勻化。

更具體地說(shuō)，如圖2所示，由于前行槳葉1a和后行槳葉1b優(yōu)選地至少基本上相對(duì)于彼此直徑地相對(duì)，因而前行槳葉1a通常，即在固定槳距的螺旋槳構(gòu)造的情形中會(huì)比后行槳葉1b在非軸向入流場(chǎng)6中產(chǎn)生更大的升力分布。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，前行槳距1a的所得俯仰力矩mr(圖1中以3d示出)會(huì)繞共用俯仰軸線4轉(zhuǎn)動(dòng)并且經(jīng)由俯仰力矩傳遞裝置9傳遞至后行槳葉1b。

換言之，俯仰力矩傳遞裝置9適合于操作過(guò)程中的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)期間將前行槳葉1a上產(chǎn)生的俯仰力矩mr傳遞至后行槳葉1b。然而，俯仰力矩傳遞裝置9會(huì)優(yōu)選地不僅傳遞前行槳葉1a和后行槳葉1b之間的所得俯仰力矩mr，而且還會(huì)傳遞任何彎曲和擺振力矩。

于是，所傳遞的所得俯仰力矩mr作用在后行槳葉1b上并且增大后行槳葉1b的迎角(圖6中以15a所示)以產(chǎn)生更大的升力l。因此，所傳遞的俯仰力矩mr在量級(jí)上必須高于后行槳葉1b在操作中在該后行槳葉的四分之一翼弦線2e處產(chǎn)生的俯仰力矩3c。此外，雖然后行槳葉1b的迎角由于所傳遞的所得俯仰力矩mr而增大，但前行槳葉1a的迎角(圖6中以15b示出)會(huì)減小，由此引起對(duì)前行槳葉1a和后行槳葉1b的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)，這示例性地通過(guò)前行槳葉1a和后行槳葉1b圍繞共用俯仰軸線4的累計(jì)俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)11來(lái)說(shuō)明。

根據(jù)一個(gè)方面，由于前行槳葉1a和后行槳葉1b在操作中的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)通過(guò)前行槳葉1a和后行槳葉1b圍繞共用俯仰軸線4的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而設(shè)有相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12來(lái)衰減在此種轉(zhuǎn)動(dòng)期間發(fā)生的振動(dòng)。說(shuō)明性地，相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12包括至少兩個(gè)、優(yōu)選地直徑地相對(duì)的貝爾希勒配重12a、12b。這些貝爾希勒配重12a、12b較佳地相對(duì)于共用俯仰軸線4以從60°至90°范圍內(nèi)的角度設(shè)置，圖示以90°的角度設(shè)置。

應(yīng)注意的是，相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12適合于為螺旋槳組件7提供在操作中的補(bǔ)充穩(wěn)定性。然而，這僅僅是可選的，因?yàn)槁菪龢M件7的安全和可靠的功能利用相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)衰減裝置12就已獲得。

借助示例，螺旋槳組件7如圖所示安裝于具有縱向軸線10a的飛行器10。飛行器10較佳地是旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器，優(yōu)選地是諸如四軸直升飛機(jī)之類(lèi)的多螺旋槳飛行器。

圖4示出圖3的螺旋槳組件7，其中，基本上將前行槳葉1a和后行槳葉1b切除以簡(jiǎn)化圖示。圖4說(shuō)明前行槳葉1a和后行槳葉1b示例性地安裝于螺旋槳組件7的螺旋槳桅桿7a。

根據(jù)一個(gè)方面，圖3的相關(guān)聯(lián)連接裝置1c和/或圖3的俯仰力矩傳遞裝置9以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于螺旋槳桅桿7a。這較佳地通過(guò)經(jīng)由諸如球軸承、摩擦軸承、滑動(dòng)軸承之類(lèi)的合適軸承13將相關(guān)聯(lián)連接裝置1c和/或俯仰力矩傳遞裝置9結(jié)構(gòu)地連接于螺旋槳桅桿7a來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖5示出圖2至圖4的螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b以及俯仰力矩傳遞裝置9。該俯仰力矩傳遞裝置較佳地限定前行槳葉1a和后行槳葉1b之間剛性連接部。

根據(jù)一個(gè)方面，俯仰力矩傳遞裝置9包括至少一個(gè)板狀支承件9a，該至少一個(gè)板狀支承件剛性地安裝于前行槳葉1a和后行槳葉1b的各個(gè)上。更具體地說(shuō)，至少一個(gè)板狀支承件9a較佳地經(jīng)由諸如螺釘、螺栓、鉚釘、膠水之類(lèi)的合適附連裝置14連接于前行槳葉1a和后行槳葉1b。

圖6示出處于圖3所示的非軸向入流場(chǎng)6中、的圖5所示螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有圖5的前行槳葉1a和后行槳葉1b以及俯仰力矩傳遞裝置9，以進(jìn)一步說(shuō)明該俯仰力矩傳遞裝置的示例性實(shí)施方式。圖6還進(jìn)一步說(shuō)明俯仰力矩傳遞裝置9經(jīng)由附連裝置14剛性地安裝于前行槳葉1a和后行槳葉1b。

如上所述，俯仰力矩傳遞裝置9較佳地包括板狀支承件9a和至少一個(gè)附加的板狀支承件9b，這兩個(gè)板狀支承件優(yōu)選地剛性地連接于彼此。根據(jù)一個(gè)方面，板狀支承件9a、9b實(shí)施為單個(gè)部件，該單個(gè)部件較佳地剛性地連接于圖3至圖5的轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12，即貝爾希勒配重12a、12b。

應(yīng)注意的是，具有板狀支承件9a、9b的俯仰力矩傳遞裝置9較佳地包括相對(duì)較高的扭轉(zhuǎn)剛度并且適合于傳遞扭矩和慣性。根據(jù)一個(gè)方面，俯仰力矩傳遞裝置9能適合于替換轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12，即貝爾希勒配重12a、12b。

如上所述，俯仰力矩傳遞裝置9操作以增大后行槳葉1b的相應(yīng)迎角15a，同時(shí)減小前行槳葉1a的相應(yīng)迎角15b，因此引起對(duì)前行槳葉1a和后行槳葉1b的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)。此種被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)較佳地通過(guò)前行槳葉1a和后行槳葉1b圍繞共用俯仰軸線4的圖3所示累積俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)11來(lái)實(shí)現(xiàn)。

然而，由于前行槳葉1a和后行槳葉1b能?chē)@共用俯仰軸線4自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，因而必須對(duì)這些槳葉進(jìn)行限制，以確保所需的空氣動(dòng)力學(xué)性能和操作安全性。因此，提供轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置16。

更具體地說(shuō)，根據(jù)一個(gè)方面，將轉(zhuǎn)動(dòng)限定裝置安裝件17安裝于螺旋槳桅桿7a，并且優(yōu)選地剛性地附連于該螺旋槳桅桿。替代地，螺旋槳桅桿7a和轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置安裝件17能實(shí)施為單個(gè)部件。

轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置安裝件17連接于轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置16，該轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置較佳地包括至少兩個(gè)靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)限制器16a、16b。這些靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)限制器16a、16b限定例如由迎角15a、15b所指示的、在負(fù)俯仰方向上的最大許可角向偏轉(zhuǎn)，以及最大許可正的角向俯仰偏轉(zhuǎn)18。然而，應(yīng)注意的是，靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)限制器16a、16b僅僅是可選的，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12，即貝爾希勒配重12a、12b也可經(jīng)由其慣性來(lái)限制前行槳葉1a和后行槳葉1b的俯仰偏轉(zhuǎn)。

圖7示出處于圖6的非軸向入流場(chǎng)6中的、圖6所示螺旋槳槳葉7的前行槳葉1a。圖7進(jìn)一步說(shuō)明前行槳葉1a的減小迎角15b，該減小迎角通過(guò)前行槳葉1a在操作中的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)來(lái)獲得。

圖8示出處于圖6的非軸向入流場(chǎng)6中的、圖6所示螺旋槳槳葉7的后行槳葉1b。圖8進(jìn)一步說(shuō)明前行槳葉1a的增大迎角15a，該增大迎角通過(guò)前行槳葉1a在操作中的被動(dòng)槳距調(diào)節(jié)來(lái)獲得。

圖9示出圖6的螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b、俯仰力矩傳遞裝置9、轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置安裝件17以及轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置16。然而，與圖6不同，轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置16現(xiàn)包括至少兩個(gè)致動(dòng)器，即可變轉(zhuǎn)動(dòng)限制器16c、16d而非靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)限制器16a、16b。通過(guò)使用此類(lèi)致動(dòng)器，即可變轉(zhuǎn)動(dòng)限制器16c、16d，可設(shè)定可變俯仰角度。更具體地說(shuō)，在負(fù)俯仰方向上的最大許可角向偏轉(zhuǎn)(圖6中以15a、15b示出)以及最大許可正角向俯仰偏轉(zhuǎn)(圖6中以18示出)能在飛行操作期間得以調(diào)適，并且由此適合于相應(yīng)的飛行情況和條件。

圖10示出圖5的螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b、俯仰力矩傳遞裝置9以及轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12。然而，與圖5不同，轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12現(xiàn)包括至少兩個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)槳12c、12d而非貝爾希勒配重12a、12b，以空氣動(dòng)力學(xué)地平衡螺旋槳組件7。

圖11示出圖3的螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b、相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c以及俯仰力矩傳遞裝置9。如上所述，前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)均具有該槳葉的相關(guān)聯(lián)四分之一翼弦線2e，該四分之一翼弦線具有共用俯仰軸線4的平行偏移(圖1中以4b、4c所示)，該平行偏移由相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c所限定。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的基本原理，將俯仰力矩傳遞裝置9示意性地說(shuō)明為圓形，且前行槳葉1a和后行槳葉1b連接于該俯仰力矩傳遞裝置。然而，應(yīng)注意的是，圖6的俯仰力矩(傳遞)裝置9，即該俯仰力矩傳遞裝置的板狀支承件9a、9b自然可實(shí)施為圓形形狀，而非圖6中說(shuō)明的矩形形狀。類(lèi)似地，也可實(shí)施任何其它形狀，包括多邊形和橢圓形。

圖12示出圖11的螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b、相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c以及說(shuō)明為圓形的俯仰力矩傳遞裝置9。圖12說(shuō)明螺旋槳組件11的替代實(shí)施方式，其中，共用俯仰軸線4相對(duì)于前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e的圖1所示預(yù)定偏移4b限定偏移角度。

更具體地說(shuō)，前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e相對(duì)于共用俯仰軸線4以預(yù)定角度α傾斜。換言之，水平偏移ox，即圖1所示偏移4b現(xiàn)由角度α所限定。

圖13示出圖3的螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b、限定共用俯仰軸線4的相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c以及俯仰力矩傳遞裝置9。說(shuō)明性地，前行槳葉1a和后行槳葉1b的每一個(gè)具有該槳葉的相關(guān)聯(lián)四分之一翼弦線2e，該四分之一翼弦線根據(jù)圖12相對(duì)于共用俯仰軸線4以預(yù)定角度α傾斜，即限定圖1所示偏移4b的水平偏移ox由角度α限定。然而，應(yīng)注意的是，限定圖1所示偏移4b的水平偏移ox可替代地如圖3中所示實(shí)施，以使得前行槳葉1a和后行槳葉1b的四分之一翼弦線2e平行于共用俯仰軸線4設(shè)置。

根據(jù)一個(gè)方面，螺旋槳組件7現(xiàn)包括至少一個(gè)附加的螺旋槳槳葉1。借助示例，設(shè)有第一附加的前行槳葉19a和第一附加的后行槳葉19b，兩者均說(shuō)明為具有這些槳葉的相應(yīng)四分之一翼弦線2e。因此，相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c適合于互連至少四個(gè)螺旋槳槳葉。

第一附加的前行槳葉19a和第二附加的后行槳葉19b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e較佳地相對(duì)于共用俯仰軸線4以預(yù)定角度β傾斜。換言之，第一附加的前行槳葉19a和第一附加的后行槳葉19b的每一個(gè)的四分之一翼弦線2e的水平偏移ox，即圖1所示偏移4b優(yōu)選地由角度β所限定。

圖14示出圖13的螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b以及第一附加的前行槳葉19a和第一附加的后行槳葉19b，所有這些槳葉均如上文參照前行槳葉1a和后行槳葉1b所描述地那樣，安裝于圖13的螺旋槳桅桿7a。根據(jù)一個(gè)方面，垂直偏移角度γ現(xiàn)實(shí)施在前行槳葉1a和第一附加的前行槳葉19a之間，并且類(lèi)似地施加在后行槳葉1b和第一附加的后行槳葉19b之間。此種垂直偏移角度γ能與上文參照?qǐng)D13所描述的實(shí)施方式附加地或者作為其替代而實(shí)施。

圖15示出根據(jù)一個(gè)方面的圖3所示螺旋槳組件7，該螺旋槳組件具有前行槳葉1a和后行槳葉1b、限定共用俯仰軸線4的相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c、螺旋槳桅桿7a以及至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接裝置20。更具體地說(shuō)，相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c較佳地與螺旋槳桅桿7a相交。螺旋槳桅桿7a和相關(guān)聯(lián)的連接裝置1c之間的結(jié)構(gòu)連接優(yōu)選地經(jīng)由至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接裝置20和/或僅僅經(jīng)由摩擦裝置來(lái)實(shí)施，以調(diào)節(jié)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，該至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接裝置較佳地使得前行槳葉1a和后行槳葉1b能?chē)@共用俯仰軸線4進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，由此提供作為衰減器或順槳(feather)或者兩者組合的功能。

應(yīng)注意的是，圖15中說(shuō)明的布置表示明顯簡(jiǎn)化的布置。更確切地說(shuō)，相對(duì)于設(shè)有俯仰力矩傳遞裝置9的上述布置，能省略轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12、軸承13以及轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置16。

進(jìn)一步應(yīng)注意的是，上述實(shí)施例的變化落在本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)范疇內(nèi)，因此也被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分。例如，根據(jù)上述圖3至圖6，轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置12借助合適的貝爾希勒配重12a、12b來(lái)實(shí)施，并且根據(jù)圖10，這些轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置借助合適的空氣動(dòng)力學(xué)槳12c、12d來(lái)實(shí)施。然而，替代的相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置可作為扭矩衰減軸承的一部分整合到圖4所示軸承13中，作為例如借助復(fù)合材料、金屬、塑料和/或橡膠材料實(shí)施的衰減構(gòu)件的一部分結(jié)合到圖2至圖4所示的相關(guān)聯(lián)連接裝置1c中，或者作為例如借助復(fù)合材料、金屬、塑料和/或橡膠材料實(shí)施的衰減元件的一部分結(jié)合到圖2至圖6所示的力矩傳遞裝置9中。最后，在設(shè)有一種弧形的四分之一翼弦線以及弧形的前緣和后緣的構(gòu)造中，具體地說(shuō)如果螺旋槳槳葉的基礎(chǔ)翼面并非是矩形的，則所描述的偏移角度能在徑向方向上改變，上述弧形的前緣和后緣通常描述為例如在所謂的藍(lán)緣槳葉中實(shí)施的向前或向后掃掠部。

附圖標(biāo)記列表

1螺旋槳槳葉

1a前行螺旋槳槳葉

1b后行螺旋槳槳葉

1c槳葉連接裝置

2翼型

2a前緣

2b后緣

2c翼型翼弦

2d四分之一翼弦距離

2e四分之一翼弦線

3a翼型的升力

3b翼型的阻力

3c螺旋槳槳葉在四分之一翼弦線處的俯仰力矩

3d螺旋槳槳葉的所得俯仰力矩

4螺旋槳槳葉俯仰軸線

4a俯仰軸線至前緣的距離

4b俯仰軸線與四分之一翼弦線的偏移

4c俯仰軸線相對(duì)于四分之一翼弦線的z軸偏移

5翼型坐標(biāo)系

5ax軸

5by軸

5cz軸

6自由流方向

7螺旋槳組件

7a螺旋槳桅桿

7b螺旋槳組件轉(zhuǎn)動(dòng)軸線

7c螺旋槳組件轉(zhuǎn)動(dòng)方向

8a前行螺旋槳槳葉在非軸向入流期間的升力分布

8b后行螺旋槳槳葉在非軸向入流期間的升力分布

9俯仰力矩傳遞裝置

9a上部板狀支承件

9b下部板狀支承件

10飛行器

10a飛行器縱向延伸部

11槳葉圍繞俯仰軸線的累積俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)

12轉(zhuǎn)動(dòng)衰減裝置

12a、12b貝爾希勒配重

12c、12d空氣動(dòng)力學(xué)槳

13軸承

14附連裝置

15a增大的迎角

15b減小的迎角

16轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置

16a、16b靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)限制器

16c、16d致動(dòng)器/可變轉(zhuǎn)動(dòng)限制器

17轉(zhuǎn)動(dòng)限制裝置安裝件

18正的角向俯仰偏轉(zhuǎn)

19a附加的前行螺旋槳槳葉

19b附加的后行螺旋槳槳葉

20轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接裝置

α第一水平偏移角度

β第二水平偏移角度

γ垂直偏移角度