旋翼浆毂振动衰减器制造技术

一种用于飞行器的振动衰减器，具有至少一个安装在飞行器旋翼浆毂的旋转系统中的配重，每个配重围绕所述浆毂的旋转轴线相对于所述浆毂和每个其他配重旋转。设置驱动装置，用于围绕所述旋转轴线以选定速度旋转每个配重，产生振荡剪切力，用来衰减旋翼引起的具有选定频率的振动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

是用于旋翼浆穀的振动衰减器。
技术介绍
旋翼飞行器，诸如直升机和斜旋翼飞机，具有至少一个旋翼来提供升力 和推进力，并且所述旋翼具有至少两个连接到可旋转浆毂的翼型叶片。所述 叶片导致振动，这种振动是旋翼旋转速度的函数，并且飞行器设计者难以精 确预测特定旋翼结构将会遭遇的精确振动模式。这种振动可以通过旋翼主 轴、相连的传动链部件进入飞行器的机架。这种振动可能降低受影响的部件 的寿命并且给乘客带来不希望的振动。已经研制了各种类型的振动衰减系统 来减少或消除这些振动。现有技术包括安装在机架上的振动衰减器和至少一 个安装在主轴上的系统。现有技术中的主动系统作用在机架的特定点上，以减少振动，并且可能 导致机架其他位置上的振动放大。但是， 一种安装在主轴上用来减少振动的被动旋转平衡器在美国专利3,219,120中以及在American Helicopter Society 论文"UREKA-A Vibration Balancing Device for Helicopter，，(Jan, 1966, Vol. 11, No.l)中公开。UREKA (通用旋翼激发的运动吸收器)设备使用在环形钢轨 上旋转的沉重辊子来产生振荡力以使振动最小。这种辊子自由旋转并且相对 于旋翼位置定位其自身位置，并且如果主轴连接件具有特定的动态特性的 话，这种辊子将自动实现校正位置来使振动最小。但是，UREAKA系统仅 防止旋翼失衡，不能抵消其他由旋翼引起的振动。正常操作所需的动态特性 主要是超临界轴的特性。如果主轴连接件不具备这些特性，则UREKA设备 将使振动放大而非衰减。此外，由于辊子的位置由主轴连接点控制，所以该 设备对阵风以及其他干扰辊子位置以产生振动瞬态的瞬态行为敏感。为了应用斜旋翼，其中总重量和旋翼旋转速度存在较大变化，UREKA 设备可能不能正确发挥作用，因为主轴连接件的动态特性将显著变化。V-22 斜旋翼，例如具有阻止使用UREKA设计的动态特性。 一种为三叶片V-22飞行器研制的方法包括用来控制振动的被动摆体。虽然在旋翼浆毂振动衰减领域已经取得了长足的进步，但是仍然存在巨 大的缺陷。附图说明图1是具备振动衰减系统的飞行器的斜视图； 图2是图1所示飞行器的推进旋翼的斜视局部截面图； 图3A是图1所示飞行器的振动衰减系统的一部分的示意图； 图3B是图1所示飞行器的振动衰减系统的一部分的示意图； 图4A是图1所示飞行器的振动衰减系统的一部分的示意图； 图4B是图1所示飞行器的振动衰减系统的一部分的示意图； 图5A是图1所示飞行器的振动衰减系统的一部分的示意图； 图5B是图1所示飞行器的振动衰减系统的一部分的示意图； 图6是具备振动衰减系统的替代实施方式的推进旋翼的斜视局部截面图7是具备振动衰减系统的替代实施方式的推进旋翼的斜视局部截面图8是图7所示推进旋翼的斜视局部截面图9是具备振动衰减系统的替代实施方式的推进旋翼的斜视局部截面 图10是图9所示旋翼的斜视局部截面图。 具体实施例方式通过降低作用在机架上的由旋翼引起的振动力，用于旋翼浆毂的振动衰 减系统在旋翼飞行器中衰减振动。振动衰减系统包括连接到旋翼浆毂旋转系 统中的旋翼主轴的振动衰减器，该振动衰减器围绕所述主轴轴线与该主轴同 方向或反方向旋转。高速旋转一对不平衡的配重产生旋转剪切力，从而形成 巨大的离心力，并且配重可以被电子马达或主轴提供的扭矩所驱动。配重的 旋转速度通常是主轴转速的数倍，以产生剪切力来抵消旋翼引起的振动，这 种振动可能与推进旋翼同方向旋转或者反方向旋转。在每一对配重围绕主轴 轴线旋转时，将所述一对配重相对于彼此的位置进行分度，从而控制剪切力6图; 图;图;的幅度，同时将每一对配重相对于旋翼均等调相，从而调节剪切力的相位。 基于微处理器的控制系统使用来自振动传感器的反馈来指令振动衰减器操 作，从而使传递到机架的振动最小。该系统的相对于目前采用的方法有所改进，因为其重量轻、更紧凑，并 且能更好地减少振动。该设备的主要优势在于，消除了振动载荷的源，从而 降低了整个飞行器的振动。如上所述，相竟争的主动系统用来在机架的特定 点减少振动，这样会在机架的其他位置导致振动放大。通过降低旋翼引起的 振动载荷幅度，振动衰减系统可以改善关键结构部件的疲劳寿命，减少航空 电子件的振动，减少引擎振动，并且改善乘客舒适度。图1是具备振动衰减系统的旋翼飞行器的斜视图，以下将说明这种飞行 器。飞行器ll是旋翼飞行器，特别是斜旋翼飞行器，具有机身13和从机身13延伸的机翼15。机身13和机翼15包括飞行器11机架。可旋转的吊舱17 位于每个机翼15外端，用来收容引擎(未示出)，每个引擎配置成提供扭矩， 使得相连的推进旋翼19旋转。每个推进旋翼19具有多个叶片21,这些叶片 连接到空气动力学整流装置即称为整流罩23之下的浆毂(见图2)。图2是推进旋翼19的斜视图，从浆毂的轭架25去掉了叶片21。孔27 形成在整流罩23(为了便于观察，切掉一部分)，允许轭架25的一部分伸出， 连接叶片21。主轴29连接到引擎的输出端，从引擎向主轴29传递扭矩。在 所示配置中，恒速驱动组件31花键连接到主轴29,与主轴29—起旋转，并 且轭架25连接到驱动组件31。在主轴29驱动轭架25围绕主轴轴线33旋转 时，驱动组件31允许轭架25相对于主轴29呈万向节式运动。在所示配置中，两个振动衰减器35、 57承载到主轴29的端部部分。衰 减器35、 37以基本上相同的方式操作，而且具有类似的结构，每一个具有 可旋转的配重，诸如配重盘39;以及电子马达41。马达41花4建连接或以其 他方式固定到主轴29,与主轴29—起旋转，每个马达41优选为无刷步进式 马达，配置成驱动相关盘片39围绕主轴轴线33向着选定的方向以选定的旋 转速度相对于主轴29旋转。每个盘片39的质心与主轴轴线33隔开一定的 径向距离，以使每个盘片39的旋转都在主轴29的旋转平面上产生振荡的、 径向向外的剪切力。虽然示出具有盘形构造，但是衰减器35、 37的配重可 以是其他类型，诸如细长臂。利用步进式马达41,每个盘片39可以在它们 以相同速度和方向围绕主轴轴线33旋转时，旋转到选定的角度，或者相对于另一个盘片39分度。此外，盘片39可以接受指令以相同的速度和方向以 及相对于推进旋翼19的以选定相差一起旋转，同时保持同样的分度设置。仍参照图1，基于微处理器的控制系统43示出位于机身13内，并且配 置成自动控制振动衰减器35、 37的操作。控制系统43优选包括反馈传感器， 诸如位于机身13和机翼15上的传感器45,以提供振动反馈数据。虽然示出 位于特定位置，但是传感器45可以安装在其他位置，诸如安装在吊舱17内。 使用传感器47，允许控制系统43根据传递到机架内或者经过机架的振动的 测量值，控制振动衰减器35、 37的操作。控制系统43可以根据其他数据诸 如空速、旋翼速度、叶片俯仰角、吊舱倾角、旋翼推力值和/或类似参数而替 代地控制振动衰减系统35、 37的操作。操作控制优选包括至少指令旋转速度、旋转方向、 一对盘片39的分度 量以及一对盘片39的相差。控制系统43和/或振动衰减器35、 37可以设置 有"失效后(fail本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞行器旋翼浆毂的振动衰减器，所述旋翼浆毂配置成被主轴围绕旋转轴线驱动旋转，所述振动衰减器包括：　　至少一个配重，适配成安装在飞行器旋翼浆毂的旋转系统中，每个配重还适配成围绕所述浆毂的旋转轴线相对于所述浆毂和每个其他配重旋转；和　　驱动装置，用于在操作过程中围绕所述旋转轴线以选定速度旋转每个配重；　　其中在操作过程中，每个配重被驱动旋转，产生振荡剪切力，用来衰减旋翼引起的具有选定频率的振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德E劳伯，戴维A波佩尔卡，弗兰克B斯坦普斯，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]