用于具有悬停能力的飞行器的旋翼制造技术

描述了一种用于飞行器(1)的旋翼(3、3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有悬停能力的飞行器的旋翼
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2019年7月19日提交的欧洲专利申请第19187399.1号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种用于具有悬停能力的飞行器的旋翼，特别是涉及一种用于直升机的旋翼。

技术介绍

[0004]已知直升机基本上包括机身、定位在机身顶部并可围绕其自身的轴线旋转的主旋翼以及位于机身末端的尾旋翼。
[0005]更详细地说，旋翼又基本上包括桨毂和主轴，桨毂可围绕上述轴线旋转并配备有径向紧固到上述桨毂并从上述桨毂突出的多个桨叶，主轴可与驱动构件连接并可操作地与桨毂连接以驱动它旋转。
[0006]在使用中，旋翼的运行会引起高频和低频振动的产生。更具体而言，低频振动由与桨叶和桨毂中心分离的洗流产生。这种分离发生在桨毂中心，并影响尾部和尾旋翼的所有垂直和水平的气动表面。
[0007]在使用中，桨叶的高角速度旋转会引起另外的高频振动的产生，该高频振动被传递到主轴并因此传递到机身，从而降低机身内乘员的舒适度。
[0008]更具体而言，振动载荷在轴向和与主轴的旋转轴线正交的方向上作用于桨毂和主轴上。
[0009]在行业内已知的是，在旋转参考系(因此与旋翼、桨毂和主轴为一体)中，作用在旋翼平面中的振动载荷的角频率等于(N+1)*Ω、(N
‑
1)*Ω及其倍数，其中Ω为主轴的旋转速度，N代表旋翼的桨叶数量。还已知的是，在从旋转系统传递到机身的固定系统时，作用在旋翼平面中的振动载荷会发生频移，在固定系统上具有等于N*Ω及其相关联的倍数的角频率。换言之，桨毂和主轴将作用于桨叶平面中的振动气动载荷的角频率转移到上述角频率上。
[0010]根据前述内容，行业内明显感觉到需要限制具有等于主轴的旋转速度与旋翼的桨叶数量的乘积的上述角频率的振动从主轴到机身的传递。
[0011]为此，已知被动衰减装置和主动衰减装置。
[0012]被动衰减装置基本上包括弹性地悬挂在主轴或桨毂上的质量体。这些悬挂的质量体的振动能够使主轴和桨毂上的振动至少部分消散。
[0013]尽管它们易于构建和安装并且不需要旋翼外部的能源，但是被动衰减装置在其所能提供的性能方面具有最大的限制。
[0014]主动衰减装置从根本上是致动器，其在桨毂或主轴上施加抵消振动向机身的传递的衰减力。
[0015]这些主动衰减装置的例子在申请人名下的专利申请EP
‑
A
‑
3421358中示出。
[0016]该专利申请示出了使用衰减装置来衰减弯曲振动的传递，即在与主轴轴线正交的平面中。
[0017]更详细地说，衰减装置包括：
[0018]–
第一质量单元和第二质量单元，它们各自都具有可围绕主轴轴线偏心地旋转的一对质量体；以及
[0019]‑
两个控制单元，它们与相应的质量单元相关联并适于调整相关联的质量体所限定的角度。
[0020]通过传动装置使质量体与主轴的旋转关联起来，使得第一质量单元的质量体在与主轴相同的旋转方向上并以(N
‑
1)*Ω的旋转速度围绕主轴偏心地旋转，并且第二质量单元的质量体在与主轴的相反的旋转方向上并以(N+1)*Ω的旋转速度旋转。
[0021]这样，质量体相对于主轴的轴线产生相应的径向离心力。
[0022]对于第一质量单元，离心力在与主轴轴线正交的平面中的分量以等于(N
‑
1)*Ω的角频率正弦地变化。
[0023]相反，对于第二质量单元，第二离心力在上述平面中的分量以等于(N+1)*Ω的角频率正弦地变化。
[0024]由第一质量单元的质量体产生的离心力的矢量和对应于第一衰减合力。
[0025]由第二质量单元的质量体产生的离心力的矢量和对应于第二衰减合力。
[0026]每个控制单元可选择性地操作以调整相应的第一或第二质量单元的相应的质量体之间的角度，从而调整相应的第一衰减合力和第二衰减合力的相对于固定方向的大小和相位。
[0027]对于相关联的第一或第二质量单元的每个质量体，每个控制单元还包括：
[0028]‑
电动马达；以及
[0029]‑
蜗杆螺钉，其可操作地与相应的电动马达耦合并且可围绕相应的轴线旋转；以及
[0030]‑
嵌齿轮，其与蜗杆螺钉耦合并且可操作地与相应的质量体连接。
[0031]每个电动马达的操作通过相关联的蜗杆螺钉和嵌齿轮之间的耦合引起相关联的第一或第二质量体的质量体的额外旋转。
[0032]这样，能够调整第一合力和第二合力相对于固定方向的大小和相位。
[0033]由于每个蜗杆螺钉与相关联的嵌齿轮之间的啮合的不可逆性，因此已知类型的衰减装置仅能够引起质量体在一个方向上的额外旋转。
[0034]结果，已知类型的衰减装置易于在第一衰减合力和第二衰减合力的产生中的灵活性和响应性方面进行改进，特别是在要衰减的振动的大小和方向快速改变时。
[0035]此外，在上述专利申请EP
‑
A
‑
3421358中描述的衰减装置具有显著的轴向体积。
[0036]因此，行业内意识到需要使向机身传递的振动的衰减尽可能精确且快速。
[0037]行业内还意识到需要衰减主轴和桨毂的弯曲振动，从而保持上述主动衰减装置的有效性，同时尽可能限制对特别复杂的专用零件的需要，从而减少重量、体积和总成本。
[0038]GB1120193、US2014/360840、WO2015031768和WO2015031768描述了使用可相对于主轴的旋转轴线偏心地旋转的质量体的离心力作用的已知类型的衰减装置。
[0039]WO96/06290公开了一种用于抵消来自激励源的谐波振动的振动补偿设备，其包括
第一补偿单元，其具有两个旋转体，这两个旋转体以相同的rpm在相反的方向上旋转，从而在一个方向上产生谐波变化的第一力分量。该设备还包括第二补偿单元，其具有两个旋转体，这两个旋转体围绕与第一补偿单元的轴线平行的轴线在相反的方向上旋转，从而在与谐波变化的第一力分量平行的方向上产生谐波变化的第二力分量。第一补偿单元的旋转体和第二补偿单元的旋转体由单独的可无限变化的驱动马达驱动。控制和同步装置控制补偿单元的驱动马达，使得旋转体以作为激励源频率的倍数的rpm旋转。

技术实现思路

[0040]本专利技术的目的是生产一种用于具有悬停能力的飞行器的旋翼，其能够以简单且廉价的方式满足上面指出的需求中的至少一个。
[0041]本专利技术实现了上述目的，因为它涉及权利要求1所限定的用于具有悬停能力的飞行器的旋翼。
附图说明
[0042]为了更好地理解本专利技术，在下文中仅通过非限制性例子并参照附图描述三个优选实施方式，在附图中：
[0043]‑
图1是包括根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于具有悬停能力的飞行器(1)的旋翼(3、3
’
、3”)，该旋翼包括：
‑
桨毂(4)，其能围绕第一轴线(A)旋转并包括多个桨叶(5)；
‑
主轴(150)，其能与所述飞行器(1)的驱动构件连接并可操作地与所述桨毂(4)连接，以在使用中驱动所述桨毂(4)围绕所述第一轴线(A)旋转；
‑
衰减装置(7、7
’
、7”)，其被构造为衰减来自所述主轴(150)的振动在与所述第一轴线(A)正交的平面中的传递；以及
‑
传动装置(15)，其被构造为在使用中将所述主轴(150)围绕所述第一轴线(A)的旋转转移到所述衰减装置(7、7
’
、7”)上；其中，所述衰减装置(7；7
’
)至少包括第一质量单元(8、9)和第二质量单元(9、8)；每个第一质量单元(8、9)和第二质量单元(9、8)至少包括第一质量体(10、11)和第二质量体(11、10)；所述第一质量单元和所述第二质量单元(8、9；9；8)的所述第一质量体和所述第二质量体(10、11；11、10)能围绕所述第一轴线(A)旋转，并且可操作地与所述主轴(150)连接以分别在所述主轴(150)上产生第一离心力和第二离心力，所述第一离心力和所述第二离心力在相对于所述第一轴线(A)的径向方向上具有相应的主要分量；其中，所述传动装置(15)被构造为在使用中驱动所述第一质量单元(8；9)和所述第二质量单元(9；8)分别以相对于所述主轴(150)的第一旋转速度((N
‑
1)*Ω；(N+1)*Ω))和第二旋转速度((N+1)*Ω；(N
‑
1)*Ω)并在彼此相反的方向上围绕所述第一轴线(A)旋转；其中，所述衰减装置(7、7
’
、7”)还包括两个控制单元(40、40
’
)，一个可操作地与所述第一质量单元(8；9)连接，另一个可操作地与所述第二质量单元(9；8)连接，并且每个控制单元可选择性地操作以引起相关联的第一质量单元和第二质量单元(8、9；9、8)的第一质量体和第二质量体(10；11)中的至少一个相对于所述传动装置(15)额外旋转，并选择性地控制相关联的第一质量单元和第二质量单元(8、9；9、8)的第一质量体(10；11)和第二质量体(11；10)之间的相对角度；其中，每个第一质量单元(8)和第二质量单元(9；8)包括承载相应的第一质量体(10；11)的相应的第一支撑组件(41、41
’
；42、42
’
)和承载相应的第二质量体(11；10)的相应的第二支撑组件(42、42
’
；41、41
’
)；其中，每个控制单元(40、40
’
)可操作地耦合至至少相应的第一支撑组件(41、42；41
’
、42
’
)，以引起它相对于所述传动装置(15)围绕所述第一轴线(A)的旋转并控制对应的第一质量单元和第二质量单元(8、9；9、8)的所述第一质量体(10；11)和所述第二质量体(11；10)之间的相对角度；其特征在于，每个控制单元(40、40
’
)包括：
‑
带(50；50
’
)，其可操作地与所述第一支撑组件(41、41'；42、42')耦合并能沿着给定路径(P)移动；以及
‑
驱动单元(51、51
’
)，其可操作地与第一带(50；50
’
)耦合并被构造为引起所述第一带(50；50
’
)沿着所述给定路径(P)的至少一部分移动并且引起所述第一支撑组件(41、41
’
；42、42
’
)相对于所述传动装置(15)围绕所述第一轴线(A)的额外旋转。2.根据权利要求1所述的旋翼，其特征在于，每个第一质量体和第二质量体(10、11；11、10)以可径向移动的方式与相应的第一支撑组件(41、42；41
’
、42
’
)耦合，以便在使用中被推
靠在所述衰减装置(7、7
’
、7”)的内壁上。3.根据权利要求1或2所述的旋翼，其特征在于，每个驱动单元(51、51
’
a、51
’
b)包括：
‑
驱动皮带轮(52)，其能围绕相应的第二旋转轴线(F)旋转；
‑
致动器(53)，其可操作地与所述驱动皮带轮(52)连接，并且可操作以引起所述第一驱动皮带轮(52)围绕相应的第二旋转轴线(F)旋转；以及
‑
从动皮带轮(54；54
’
a、54
’
b)，其能围绕相应的第三旋转轴线(G；H
’
、I
’
)旋转并且可操作地与相应的第一支撑组件(41、41
’
)连接；其中，相应的第一带(50：50
’
)缠绕在相应的驱动皮带轮(52)和相应的从动皮带轮(54；54
’
a、54
’
b)上，以便在相应的驱动皮带轮(52)围绕相应的第二轴线(F)旋转之后能沿着相应的给定路径(P)的至少一部分滑动，并在使用中引起所述从动皮带轮(54；54
’
a、54
’
b)围绕相应的第三轴线(G；H
’
、I
’
)旋转，从而获得所述第一支撑组件(41、41
’
)的旋转。4.根据权利要求3所述的旋翼，其特征在于，所述第一质量单元和所述第二质量单元(8、9)的所述第一质量体和第二质量体(10)在轴向上插入在相关联的致动器(53)之间和/或相对于相关联的致动器(53)布置在径向外部。5.根据权利要求3或4所述的旋翼，其特征在于，每个致动器(53)包括输出轴(55)，所述输出轴(55)可操作地与相应的驱动皮带轮(52)连接并可围绕相应的第二轴线(F)旋转。6.根据权利要求3至5中任一项所述的旋翼，其特征在于，所述第一质量单元(8、9)和所述第二质量单元(9、8)中的每一个都包括基座支撑件(45)，所述基座支撑件(45)能围绕所述第一轴线(A)旋转，并可操作地与所述传动装置(15)连接以在使用中被...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易吉，
申请(专利权)人：列奥纳多股份公司，
类型：发明
国别省市：