懸停式飛行器旋翼及懸停式飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括振動(dòng)阻尼(damping，緩沖)裝置的懸停式飛行器(盤旋式飛行器，hover aircraft)旋翼，特別地涉及一種直升機(jī)旋翼。
【背景技術(shù)】
[0002]直升機(jī)是已知的，其基本上包括:機(jī)身；主旋翼，位于機(jī)身的頂部上，并且主旋翼圍繞相應(yīng)的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；尾旋翼，位于機(jī)身的后端處；兩個(gè)水平尾翼表面；以及兩個(gè)豎直尾翼表面。
[0003]更具體地，旋翼基本上包括:轂，其圍繞所述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并且具有固定于轂并從轂徑向地突出的多個(gè)葉片；以及驅(qū)動(dòng)軸，可連接于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件且被功能性地連接于轂以使轂轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]旋翼的操作產(chǎn)生高頻和低頻振動(dòng)。更具體地，低頻振動(dòng)是由來自于葉片和來自于轂的中心的洗流(wash)產(chǎn)生。來自于轂的中心的洗流沖擊豎直和水平空氣動(dòng)力學(xué)尾翼表面和尾旋翼。
[0005]為了避免產(chǎn)生低頻振動(dòng)，旋翼包括偏流器(flow diverter,分流器)，偏流器安裝在旋翼的中心上并且環(huán)形地圍繞旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸。
[0006]更具體地，偏流器設(shè)計(jì)成引導(dǎo)由旋翼產(chǎn)生的洗流，以便避免洗流效果、并且防止洗流沖擊尾旋翼和相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)。
[0007]葉片的高速轉(zhuǎn)動(dòng)也產(chǎn)生高頻振動(dòng)，該高頻振動(dòng)被傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，并且因而被傳遞到直升機(jī)。
[0008]使用阻尼裝置來阻止高頻振動(dòng)的產(chǎn)生以及高頻振動(dòng)向旋翼的驅(qū)動(dòng)軸的傳遞，所述阻尼裝置裝配于旋翼并且被調(diào)諧到一個(gè)或多個(gè)高頻振動(dòng)頻率。
[0009]專利申請(qǐng)GB-A-2014099和FR-A-2749901中描述了一種這樣的阻尼裝置。
[0010]特別地，F(xiàn)R-A-2749901公開了一種阻尼裝置，其減少了振動(dòng)在正交于旋翼的軸線的平面中向機(jī)身的傳遞。該阻尼裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置沿旋翼的軸線在所要求的調(diào)節(jié)位置中引入一質(zhì)量塊(mass)，而無需在該質(zhì)量塊上施加任何阻尼作用。
[0011]結(jié)果，在FR-A-2749901中所示出的阻尼裝置絕不能減少軸向振動(dòng)從葉片向機(jī)身的傳遞。
[0012]本申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)PCTIB2008001594描述了一種簡(jiǎn)單、低成本的阻尼裝置，其被設(shè)計(jì)成阻止高頻振動(dòng)的產(chǎn)生以及高頻振動(dòng)向旋翼的驅(qū)動(dòng)軸的傳遞，而不干涉旋翼和/或偏流器的操作和空氣動(dòng)力學(xué)特性。
[0013]更具體地，上述阻尼裝置基本上包括:
[0014]-質(zhì)量塊，被容納在偏流器中；以及
[0015]-桿，其在第一軸向端處由所述軸同軸地支撐，并且所述桿在與第一端相對(duì)的第二軸向端處連接于質(zhì)量塊。
[0016]更具體地，桿的軸向剛性足以沿旋翼軸線將質(zhì)量塊固定在一基本上固定的位置中。
[0017]相對(duì)地，桿的抗撓剛度形成為使得允許質(zhì)量塊在垂直于旋翼軸線的平面中且以旋翼特征(characteristic，固有)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率振動(dòng)，并且因此阻抗由轂和葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的撓曲振動(dòng)向軸傳遞。
[0018]因此，上面所描述的阻尼裝置僅有效地阻抗撓曲振動(dòng)在基本上垂直于旋翼軸線的平面中且以大約特定給定頻率(其由桿的撓曲剛度和質(zhì)量塊的重量確定)的頻率向軸傳遞。
[0019]換句話說，上面所描述的阻尼裝置是一種被調(diào)諧到撓曲振動(dòng)的特定頻率的用于阻尼的“被動(dòng)”元件。
[0020]在行業(yè)內(nèi)人們感受到一種需要，即，還可有效地阻抗軸向振動(dòng)向軸的傳遞，即平行于軸線的傳遞。
[0021]在直升機(jī)上引入可變速旋翼(即，所述可變速旋翼被設(shè)計(jì)成在直升機(jī)的運(yùn)行過程中以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng))之后，人們還感受到一種需要，即，防止具有高度可變頻率范圍的振動(dòng)向驅(qū)動(dòng)軸傳遞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明的目的是提供一種懸停式飛行器旋翼，其被設(shè)計(jì)成以簡(jiǎn)單、低成本的方式滿足上述要求中的至少一個(gè)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種懸停式飛行器旋翼，包括:
[0024]-轂，其圍繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并包括多個(gè)葉片；
[0025]-驅(qū)動(dòng)軸，能連接于所述飛行器的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，并且功能性地連接于所述轂，以圍繞所述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)所述轂；以及
[0026]-阻尼裝置，用于緩沖傳遞到所述軸的振動(dòng)，并且所述阻尼裝置包括質(zhì)量塊，質(zhì)量塊被設(shè)計(jì)成在使用時(shí)振蕩，以便阻抗由所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)向所述軸傳遞；
[0027]所述旋翼的特征在于，所述質(zhì)量塊平行于所述軸線自由地振蕩，以便阻抗具有沿所述軸線的主分量的振動(dòng)向所述軸傳遞；
[0028]所述阻尼裝置包括至少一個(gè)第一致動(dòng)器，所述第一致動(dòng)器功能性地連接于所述質(zhì)量塊并且是能控制的，以在所述質(zhì)量塊上產(chǎn)生具有平行于所述軸線的主分量的第一阻尼力；
[0029]所述第一致動(dòng)器是能控制的，以便在所述質(zhì)量塊上以在使用時(shí)根據(jù)所述旋翼圍繞所述軸線的角速度產(chǎn)生具有平行于所述軸線的主分量且具有變化的頻率的所述第一阻尼力，以便使所述質(zhì)量塊平行于所述軸線振蕩。
【附圖說明】
[0030]本發(fā)明的優(yōu)選的、非限制性的實(shí)施例將參考附圖通過實(shí)例的方式描述，在附圖中:
[0031]圖1示出了包括根據(jù)本發(fā)明的旋翼的直升機(jī)的側(cè)視圖；
[0032]圖2示出了圖1旋翼的一部分，其中為了清楚起見，一些部件僅被部分地示出；
[0033]圖3示出了圖1和圖2旋翼的多個(gè)部件；
[0034]圖4示出了在圖1至圖3中的旋翼的其他部件的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1中的標(biāo)號(hào)I表示懸停式飛行器，特別地表示直升機(jī)，該直升機(jī)基本上包括:機(jī)身2;主旋翼3，位于機(jī)身2的頂部上，并且主旋翼圍繞軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)；以及尾旋翼4，位于機(jī)身2的后端處，并且尾旋翼圍繞與軸線A交叉的相應(yīng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0036]更具體地，旋翼3包括中空的轂5、具有軸線A、裝配有且從其突出有多個(gè)葉片9，所述多個(gè)葉片相對(duì)于軸線A徑向地延伸。
[0037]旋翼3還包括驅(qū)動(dòng)軸6，該驅(qū)動(dòng)軸圍繞軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)、與轂5成角度地整體形成、并且以未示出的方式地連接于直升機(jī)I上的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件(例如渦輪機(jī))。更具體地，軸6是中空的。
[0038]更具體地(圖2)，軸6被部分地容納在轂5內(nèi)，并且該軸通過花鍵以及通過軸向地插設(shè)于軸6與轂5之間的兩個(gè)楔塊而與轂5成角度地連接成整體。更具體地，花鍵被軸向插設(shè)在所述兩個(gè)楔塊之間。
[0039]旋翼3還包括偏流器10，偏流器用于將由旋翼3的轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的洗流沿著給定路徑引導(dǎo)，其被設(shè)計(jì)成防止由來自于位于轂5的相對(duì)側(cè)上的葉片9的端部的洗流所產(chǎn)生的振動(dòng)。
[0040]更具體地，偏流器10是環(huán)形的，其圍繞軸線A延伸，并且偏流器定位在轂5的與機(jī)身2相對(duì)的側(cè)部上。
[0041]偏流器10為“蓋”的形式，并由兩個(gè)軸向面對(duì)的壁11和12界定。更具體地，壁11在與轂5相對(duì)的側(cè)部上軸向地限定偏流器10，并且壁12在轂5側(cè)上軸向地限定偏流器10。
[0042]壁11是連續(xù)的，并且該壁以距轂5漸減的軸向距離從軸線A徑向地向外延伸。
[0043]壁12具有:圓形的第一周邊邊緣13 ;以及與周邊邊緣13相對(duì)且相對(duì)于周邊邊緣13徑向向外的第二周邊邊緣(圖2中未示出)。壁12的第二周邊邊緣還軸向地面向壁11的周邊邊緣。
[0044]壁11和12被設(shè)計(jì)成使得它們之間的軸向距離沿軸線A徑向向外地減小。
[0045]更具體地，當(dāng)從邊緣13朝向第二邊緣工作時(shí)，壁12首先遠(yuǎn)離轂5延伸、然后朝向轂5延伸。
[0046]壁11和12通過截錐形管狀本體彼此連接，所述截錐形管狀本體相對(duì)于軸線A對(duì)稱，并且所述截錐形管狀本體的橫向表面在壁11和12之間延伸。
[0047]旋翼3還包括振動(dòng)阻尼裝置15。
[0048]裝置15基本上包括質(zhì)量塊17，該質(zhì)量塊功能性地連接于轂5和軸6，以便阻抗由葉片9的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)的傳遞。
[0049]質(zhì)量塊17有利地平行于軸線A自由地振蕩(擺動(dòng)，oscillate)，以便防止平行于軸線A的振動(dòng)傳遞到軸6以及因而傳遞到轂5和機(jī)身2。
[0050]換句話說，裝置15減少了軸向振動(dòng)向軸6的傳遞。
[0051]裝置15還包括致動(dòng)器30，該致動(dòng)器功能性地連接于質(zhì)量塊17并且是可控制的，以在質(zhì)量塊17上產(chǎn)生具有平行于軸線A的主分量的第一阻尼力，以防止平行于軸線A的振動(dòng)傳遞到軸6和轂5。
[0052]更具體地，裝置15包括導(dǎo)向器16，所述導(dǎo)向器與軸線A同軸，并且質(zhì)量塊17沿著所述導(dǎo)向器安裝以便平行于軸線A振蕩。
[0053]致動(dòng)器30包括本體31，該本體被容納在軸6中并限定用于容納質(zhì)量塊17的腔室。
[0054]導(dǎo)向器16延伸通過本體31。
[0055]質(zhì)量塊17是具有軸線A的管狀本體，導(dǎo)向器16同軸地延伸通過該管狀本體。
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