用于能够悬停的飞行器的旋翼的减振装置和减振方法制造方法及图纸

本发明专利技术描述了一种减振装置(15，15’，15”，15”’)，其被设计成对抗振动向另外的元件(6)的传递并且包括：梁元件(22)，其主要平行于轴线(A)延伸，被约束到另外的元件(6)上，并且被设计成在使用中在平行于轴线(A)的平面内弯曲振动，以对抗振动向另外的元件(6)的传递；致动器(30)，其包括可操作地连接至梁元件(22)并主要沿轴线(A)延伸的传动元件(32，32”，32”’)；致动器(30)可控制以沿轴线(A)在传动元件(32，32”，32”’)上施加直接的拉伸或压缩载荷，该拉伸或压缩载荷根据待衰减的振动的频率而变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于能够悬停的飞行器的旋翼的减振装置和减振方法
本专利技术涉及一种用于能够悬停的飞行器的旋翼的减振装置和减振方法。尽管本说明书涉及的是直升机应用，但是减振装置可以应用于具有振动源和希望与该振动源尽可能地隔离的区域的任何其他装置，例如机床、船舶或陆地车辆。
技术介绍
已知的直升机基本上包括机身、定位在机身顶部并可围绕其轴线旋转的主旋翼以及位于机身后端部的尾旋翼。已知类型的直升机还包括一对水平的尾翼面和一对垂直的尾翼面。更详细地，旋翼又基本上包括旋翼叶毂和支柱，旋翼叶毂可围绕上述轴线旋转并且配备有以悬臂方式径向紧固到上述旋翼叶毂上的多个叶片，支柱能够连接至传动装置并因此连接至驱动构件，该驱动构件可操作地连接至旋翼叶毂以驱动旋翼叶毂旋转。在使用中，叶片在高的角速度下的旋转在旋翼平面上和垂直于旋翼的平面上引起振动应力；这种应力传递至支柱，并因此传递至直升机。为了抑制这些振动(通常是那些位于旋翼平面上的振动)传递至旋翼的支柱，已知使用由旋翼承载并且通常将上述振动的频率调整到特定频率的减振装置。在专利申请GB-A-2014099和FR-A-2749901中描述了这些减振装置的例子。另外，本申请人名下的专利申请WO2008IB01594描述了一种减振装置，其能够在不干扰旋翼的空气动力学和功能的情况下以简单且成本低廉的方式抑制这些振动的产生和向旋翼的驱动轴的传递。更确切地说，上述减振装置基本上包括：-块体；-杆，其在其第一轴向端部处由心轴同轴地支撑并且在其第二轴向端部处连接至块体，第二轴向端部与第一端部相对。更确切地说，杆的轴向刚度足够高以将块体约束在沿旋翼轴线的基本固定的位置。否则，杆的抗弯刚度允许块体沿基本垂直于旋翼轴线的方向振动。选择块体和刚度以确保所得系统的固有弯曲频率等于旋翼的特征旋转频率，因此系统的作用是抵抗旋翼在其平面上产生的振动载荷向支柱的传递。由此得出，上述减振装置能够有效地抵抗旋翼在其平面上产生的振动载荷向支柱的传递，该减振装置的频率大约是由杆的抗弯刚度和块体的重量所确定的精确值。换言之，上述减振装置是频率调整到要被衰减的振动的特定频率值的“被动”元件。更确切地说，一旦上述振动的频率远离装置的固有频率，上述减振装置衰减振动的能力就会显着下降。在工业中广泛需要有效地对抗具有可变频率的振动的传递。这根本上是由于在直升机
中引入变速旋翼，即，在直升机运行期间具有可变转速的旋翼。已经提出了满足这种需要的减振装置，例如在本申请人名下的欧洲专利EP-B-2857313中所示的类型，其能够主动地改变其调整到的振动频率。然而，欧洲专利EP-B-2857313中描述的减振装置利用离心致动器，该离心致动器在彼此相反的方向上旋转并且产生相对于驱动轴的旋转轴线径向地指向的力。这些离心致动器的使用使上述减振装置制造相对昂贵且复杂，并且需要连续产生大量电力并将该电力传输至旋翼。在工业中，认识到需要通过尽可能地使用构造和维护简单且成本低廉并且尽可能地以整体构架(即，没有移动部件)为特征的减振装置来有效地对抗具有可变频率范围的振动的传递，移动部件在受到非常高的振动应力的环境中会引起游隙，并因此会引起磨损和不希望的减振以及疲劳问题。EP-A-1528851公开了一种根据权利要求1的前序部分的减振装置。EP-A-1035015公开了一种根据权利要求14的前序部分的用于衰减传递至用于飞行器的旋翼的驱动轴的振动的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是制造一种减振装置，其能够以简单且成本低廉的方式满足上述需求。上述目的通过本专利技术实现，只要其涉及根据权利要求1中的限定所制造的减振装置。本专利技术还涉及一种根据权利要求14中的限定、用于衰减传递至用于能够悬停的飞行器的旋翼的支柱的振动的减振方法。附图说明为了更好地理解本专利技术，下面仅通过非限制性例子并参考附图描述四个优选的实施方式，其中：-图1是具有主旋翼的直升机的侧视图，该主旋翼包括根据本专利技术制造的减振装置；-图2以剖视图示出了图1中的直升机的旋翼，该旋翼包括根据本专利技术的第一实施方式的减振装置，为了清楚起见，没有完全示出部件；-图3以剖视图示出了图1中的旋翼，该旋翼包括根据本专利技术的第二实施方式的减振装置，为了清楚起见，没有完全示出部件；-图4以剖视图示出了图1中的旋翼，该旋翼包括根据本专利技术的第三实施方式的减振装置，为了清楚起见，没有完全示出部件；以及-图5以剖视图示出了图1中的旋翼，该旋翼包括根据本专利技术的第四实施方式的减振装置，为了清楚起见，没有完全示出部件。具体实施方式参见图1，附图标记1表示能够悬停的飞行器，特别是直升机，该飞行器基本上包括机身2、定位在机身2顶部并且可围绕轴线A旋转的主旋翼3以及位于机身2的后端部并且可围绕横向于轴线A的轴线旋转的尾旋翼4。更详细地，主旋翼3包括中空的旋翼叶毂5，该中空的旋翼叶毂5以轴线A为中心并且承载多个悬臂式安装的叶片9，叶片9相对于轴线A径向延伸。主旋翼3还包括支柱6，该支柱6可围绕轴线A旋转，与旋翼叶毂5在角度上集成，并且通过未示出的方式与由直升机1承载的驱动构件(例如，涡轮机)联接。特别地，支柱6是中空的。更确切地说(图2)，支柱6部分地容纳在旋翼叶毂5内，并且借助于花键轮廓和环与旋翼叶毂5在角度上集成，该环具有置于支柱6和旋翼叶毂5之间的楔形区段。特别地，花键轮廓轴向地置于上述楔形物之间。主旋翼3还包括流动传送器10，该流动传送器10被设计成引导旋翼上的空气动力学流动，并因此减小空气动力学阻力并减小气流扰动对尾部旋翼的影响。更详细地，流动传送器10是环形的，围绕轴线A延伸并且位于旋翼叶毂5的相对于机身2的相反侧。流动传送器10具有“帽状”形状，并且由两个彼此轴向相对的表面11和12界定；更具体而言，表面11在与旋翼叶毂5相反的一侧上轴向地界定流动传送器10，而表面12在最靠近旋翼叶毂5的一侧上轴向地界定流动传送器10。表面11是连续的并且从轴线A开始沿径向方向以与旋翼叶毂5的距离轴向减小的行进方式延伸。表面12具有第一圆形外周边缘13和第二外周边缘(图2中不可见)，该第二外周边缘与边缘13相对并且设置在外周边缘13的径向最外侧。此外，表面12的第二外周边缘轴向地面对表面11的外周边缘。表面11和12成形为使得当从轴线A开始沿径向行进时它们的轴向距离减小。更具体而言，当从边缘13朝向第二边缘行进时，表面12首先远离旋翼叶毂5移动，然后移动至更接近旋翼叶毂5。表面11和12通过截头锥形体彼此连接，该截头锥形体相对于轴线A对称并且具有在表面11和12之间延伸的侧表面。主旋翼3还包括减振装置15。装置15有利地包括：-梁22，其平行于轴线A延伸，约束到支柱6上，并且被设计成在使用中弯曲振荡，以对抗从叶片9到支柱6并因此到机身2的振动的传递；以及-致动器30，其包括可操作地连接至梁22并且主要沿轴线A延伸的杆32，并且可控制以沿轴线A在杆32上施加直接的拉伸或压缩载荷，该拉伸或压缩载荷可根据待衰减的振动的频率而变化。以这种方式，致动器30在直升机1的运行期间根据主旋翼3的角速度改变梁22的弯曲频率并将装置15的频率调整到可变的振动频率。更确切地说，如果在操作致动器30之后，梁22受到平行于轴线A的拉伸载荷，则梁22的固有弯曲振动频率增大。否则，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减振装置(15，15’，15”，15”’)，其被设计成阻碍振动向另外的元件(6)的传递，所述减振装置包括：‑振荡的梁元件(22)，其主要平行于轴线(A)延伸，被约束到所述另外的元件(6)上，并且被设计成在使用中在平行于所述轴线(A)的平面内弯曲振动，以对抗振动向所述另外的元件(6)的传递；‑致动器(30)，其包括可操作地连接至所述梁元件(22)并主要沿所述轴线(A)延伸的传动元件(32，32”，32”’)；所述致动器(30)能控制以沿所述轴线(A)在所述传动元件(32，32”，32”’)上施加直接的拉伸或压缩载荷，所述拉伸或压缩载荷根据待衰减的振动的频率而变化；所述减振装置的特征在于，所述梁元件(22)是管状的，并且所述传动元件(32，32”，32”’)部分地容纳在所述梁元件(22)内；所述减振装置(15，15’，15”，15”’)还包括块体(17)，所述块体(17)可操作地连接至所述梁元件(22)并且设置在所述梁元件(22)的轴向端部处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 EP 16156780.51.一种减振装置(15，15’，15”，15”’)，其被设计成阻碍振动向另外的元件(6)的传递，所述减振装置包括：-振荡的梁元件(22)，其主要平行于轴线(A)延伸，被约束到所述另外的元件(6)上，并且被设计成在使用中在平行于所述轴线(A)的平面内弯曲振动，以对抗振动向所述另外的元件(6)的传递；-致动器(30)，其包括可操作地连接至所述梁元件(22)并主要沿所述轴线(A)延伸的传动元件(32，32”，32”’)；所述致动器(30)能控制以沿所述轴线(A)在所述传动元件(32，32”，32”’)上施加直接的拉伸或压缩载荷，所述拉伸或压缩载荷根据待衰减的振动的频率而变化；所述减振装置的特征在于，所述梁元件(22)是管状的，并且所述传动元件(32，32”，32”’)部分地容纳在所述梁元件(22)内；所述减振装置(15，15’，15”，15”’)还包括块体(17)，所述块体(17)可操作地连接至所述梁元件(22)并且设置在所述梁元件(22)的轴向端部处。2.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述减振装置包括约束单元(45，45’，45”)，该约束单元至少在平行于所述轴线(A)的第一方向上约束所述传动元件(32)和所述块体(17)。3.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，所述约束单元(45，45’)被构造成使所述梁元件(22)和传动元件(32)相对于彼此自由地旋转，或者允许所述梁元件(22)在平行于所述轴线(A)的平面内相对于所述传动元件(32)弯曲。4.根据权利要求2或3所述的减振装置，其特征在于，所述约束单元(45，45’)仅在平行于所述轴线(A)的所述第一方向上将所述传动元件(32)和所述梁元件(22)彼此约束，并且被构造成使所述传动元件(32)和所述梁元件(22)在与所述第一方向相反并平行于所述轴线(A)的第二方向上相对于彼此自由地移动。5.根据权利要求2至4中任一项所述的减振装置，其特征在于，所述约束单元(45)包括：-第一主体(49)，其包括至少部分地为球形并且与所述传动元件(32)集成为一体的第一表面(50)；以及-第二主体(47)，其包括至少部分地为球形并且与所述梁元件(22)集成为一体的第二表面(48)；所述第一表面和第二表面(50，48)在所述轴线(A)上具有共同的中心并且能围绕所述中心相对于彼此自由地旋转。6.根据权利要求2至5中任一项所述的减振装置，其特征在于，所述约束单元(45’)包括：-第一环(72’)，其与所述传动元件(32)集成为一体；-第二环(70’)，其与所述梁元件(22)集成为一体；以及-多个滚动体(73’)，它们在所述轴线(A)上置于所述第一环和第二环(72’，70’)之间，并且被设计成允许所述第一环(72’)在平行于所述轴线(A)的平面内相对于所述第二主体(70’)移动；所述第一环(72’)相对于所述滚动体(73’)设置在与所述第二环(70’)轴向相反的侧上，并且能沿所述轴线(A)在所述滚动体(73’)的相对侧上自由地移动。7.根据前述任一项权利要求所述的减振装置，其特征在于，所述减振装置包括支撑装置(20)，该支撑装置支撑所述梁元件(22)并且轴向固定为相对于所述轴线(A)平移；所述支撑装置(20)包括：-与所述约束单元(45，45’)配合的第一部分(21)；以及-...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易吉·马里亚·博塔索，
申请(专利权)人：莱奥纳多有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT