【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变旋转径向支撑式质量块振动抑制系统
本专利技术总体上涉及飞机振动控制系统领域，并且更具体地涉及可变旋转式质量块振动抑制系统。相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月13日提交的美国临时专利申请第62/585,307号、于2017年8月14日提交的美国临时专利申请第62/545,442号以及于2017年6月27日提交的美国临时专利申请第62/525,386号的优先权。这些申请的全部内容通过引用明确地并入本文。
技术介绍
主动防振装置已用于旋转翼飞机(例如直升飞机和倾转旋翼飞机)以抵抗和消除从旋翼传递到机身的高水平振动。如果不抑制这种振动，则它们可能导致结构疲劳并可能传递到直升飞机的其他区域和系统。桨毂安装式振动控制系统用于抑制更接近振动源的振动，即主旋翼系统处的振动。常规直升飞机的旋翼系统驱动承受多种空气动力载荷的多个旋翼桨叶。主轴或桨毂安装式隔振系统可抑制靠近源位置处的振动，这与主动振动控制系统相反，后者可用于减少或抑制更远离主旋翼系统的位置处的振动。2014年12月30日授权的题为“DualFrequencyHubMountedVibrationSuppressorSystem”的美国专利第8,920,125号涉及一种桨毂安装式振动抑制系统，该系统包括围绕主旋翼系统的旋转轴线限定的环形电动机系统以及与环形电动机系统通信以独立地控制至少两个质量块绕主旋翼系统的旋转轴线的旋转来减少旋转系统的面内振动的控制系统。该专利还涉及一种减小旋转翼飞机主旋翼系统中的振动的方法，该方法包括独立...
【技术保护点】
1.一种用于旋转翼飞机的振动抑制系统，该旋转翼飞机具有多个旋翼桨叶，其被安装到旋翼桨毂上并相对于飞机的非旋转主体以操作速度沿旋转方向绕旋转中心轴线被驱动，所述振动抑制系统包括：/n振动控制质量块组件，其具有质心和振动控制频率转子，所述频率转子具有与所述旋转中心轴线垂直地偏离一径向频率距离的频率中心轴线，所述频率转子被驱动以使所述频率中心轴线绕所述旋转中心轴线旋转；以及/n振动控制振幅转子，其旋转地联接到所述质量块组件，所述振幅转子具有与所述旋转中心轴线垂直地偏离一径向振幅距离的振幅中心轴线，所述振幅转子独立于所述频率转子而被驱动以使所述振幅中心轴线绕所述旋转中心轴线旋转，所述振幅中心轴线和所述频率中心轴线具有选择性可变的位移角，其由在所述旋转中心轴线和所述振幅中心轴线之间延伸的线与在所述旋转中心轴线和所述频率中心轴线之间延伸的线之间的夹角所限定，/n其中所述振幅转子和所述频率转子能控制成产生绕所述旋转中心轴线具有可控振幅和频率的振动控制力矢量。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170627 US 62/525,386;20170814 US 62/545,442;20171.一种用于旋转翼飞机的振动抑制系统，该旋转翼飞机具有多个旋翼桨叶，其被安装到旋翼桨毂上并相对于飞机的非旋转主体以操作速度沿旋转方向绕旋转中心轴线被驱动，所述振动抑制系统包括：
振动控制质量块组件，其具有质心和振动控制频率转子，所述频率转子具有与所述旋转中心轴线垂直地偏离一径向频率距离的频率中心轴线，所述频率转子被驱动以使所述频率中心轴线绕所述旋转中心轴线旋转；以及
振动控制振幅转子，其旋转地联接到所述质量块组件，所述振幅转子具有与所述旋转中心轴线垂直地偏离一径向振幅距离的振幅中心轴线，所述振幅转子独立于所述频率转子而被驱动以使所述振幅中心轴线绕所述旋转中心轴线旋转，所述振幅中心轴线和所述频率中心轴线具有选择性可变的位移角，其由在所述旋转中心轴线和所述振幅中心轴线之间延伸的线与在所述旋转中心轴线和所述频率中心轴线之间延伸的线之间的夹角所限定，
其中所述振幅转子和所述频率转子能控制成产生绕所述旋转中心轴线具有可控振幅和频率的振动控制力矢量。
2.根据权利要求1所述的振动抑制系统，其中当所述位移角为零度时，所述质心与所述旋转中心轴线重合。
3.根据权利要求2所述的振动抑制系统，其中所述质量块组件的所述质心包括距所述旋转中心轴线的选择性可变径向位移距离，其范围从一最小位移距离到一最大位移距离，并且当所述位移角为180度时，所述质心是距所述旋转中心轴线的所述最大位移距离。
4.根据权利要求1所述的振动抑制系统，其中所述质量块组件的所述质心包括距所述旋转中心轴线的选择性可变径向位移距离，其范围从一最小位移距离到一最大位移距离，并且当所述位移角为180度时，所述质心是距所述旋转中心轴线的所述最小位移距离。
5.根据权利要求4所述的振动抑制系统，其中当所述位移角为0度时，所述质心为距所述旋转中心轴线的所述最大位移距离。
6.根据权利要求1所述的振动抑制系统，其中所述位移角包括故障保护角，并且还包括将所述位移角偏置到所述故障保护角的故障保护装置。
7.根据权利要求1所述的振动抑制系统，其中所述质量块组件包括：
可变质量块，其具有第一质心；
频率质量块，其具有第二质心；
振幅质量块，其具有第三质心，
所述可变质量块、所述频率质量块和所述振幅质量块通过质量块联动装置旋转地连接，使得所述可变质量块、所述频率质量块和所述振幅质量块全部由所述频率转子驱动，以一起绕所述旋转中心轴线旋转。
8.根据权利要求7所述的振动抑制系统，其中所述质量块联动装置包括第一联动装置，并且所述质量块组件包括：
第一可变质量块联接器，其处于所述第一联动装置与所述可变质量块之间，所述第一可变质量块联接器具有第一可变质量块联接器中心，该第一可变质量块联接器中心与可变中心轴线垂直地偏离第一可变质量块联接器距离；
第一频率质量块联接器，其处于所述第一联动装置和所述频率质量块之间，所述第一频率质量块联接器具有第一频率质量块联接器中心，所述第一频率质量块联接器中心与所述频率中心轴线垂直地偏离第一频率质量块联接器距离；以及
第一振幅质量块联接器，其处于所述第一联动装置和所述振幅质量块之间，所述第一振幅质量块联接器具有第一振幅质量块联接器中心，所述第一振幅质量块联接器中心与所述振幅中心轴线垂直地偏离第一振幅质量块联接器距离。
9.根据权利要求8所述的振动抑制系统，其中所述径向振幅距离大于所述径向频率距离。
10.根据权利要求8所述的振动抑制系统，其中所述质心、所述第一质心和所述可变中心轴线重合。
11.根据权利要求10所述的振动抑制系统，其中当所述位移角为零度时，所述可变中心轴线与所述旋转中心轴线重合。
12.根据权利要求11所述的振动抑制系统，其中所述质量块组件的所述质心包括距所述旋转中心轴线的选择性可变径向位移距离，其范围从一最小距离到一最大距离，并且当所述位移角为180度时，所述质心是距所述旋转中心轴线的所述最大位移距离。
13.根据权利要求8所述的振动抑制系统，其中所述可变质量块的所述第一质心与所述可变中心轴线垂直地偏离第一径向偏心距离，并且所述频率质量块的所述第二质心与所述频率中心轴线垂直地偏离第二偏心距离。
14.根据权利要求13所述的振动抑制系统，其中所述质量块组件的所述质心是所述可变质量块的所述第一质心和所述频率质量块的所述第二质心两者的函数。
15.根据权利要求14所述的振动抑制系统，其中当所述位移角为180度时，所述质量块组件的所述质心与所述旋转中心轴线重合。
16.根据权利要求15所述的振动抑制系统，其中所述第三质心与所述振幅中心轴线重合，并且所述质量块组件的所述质心是所述可变质量块的所述第一质心、所述频率质量块的所述第二质心和所述振幅质量块的所述第三质心的函数。
17.根据权利要求8所述的振动抑制系统，其中所述位移角包括故障保护角，并且还包括将所述位移角偏置到所述故障保护角的故障保护装置。
18.根据权利要求17所述的振动抑制系统，其中所述故障保护角为大致零度。
19.根据权利要求18所述的振动抑制系统，其中所述故障保护装置包括作用在所述第一联动装置与所述第一振幅质量块联接器中心之间的弹簧。
20.根据权利要求19所述的振动抑制系统，其中所述弹簧处于压缩状态，并且使所述第一频率质量块联接器中心和所述第一振幅质量块联接器中心朝向彼此偏置。
21.根据权利要求17所述的振动抑制系统，其中所述故障保护角为大致180度。
22.根据权利要求21所述的振动抑制系统，其中所述故障保护装置包括作用在所述第一频率质量块联接器中心与所述第一振幅质量块联接器中心之间的弹簧。
23.根据权利要求22所述的振动抑制系统，其中所述弹簧处于压缩状态，并且使所述第一频率质量块联接器中心和所述第一振幅质量块联接器中心远离彼此偏置。
24.根据权利要求17所述的振动抑制系统，其中所述故障保护装置包括作用在所述第一联动装置与所述频率质量块之间的弹簧。
25.根据权利要求24所述的振动抑制系统，其中所述第一频率质量块联接器包括万向联接器，所述万向联接器具有：
第一轭，其随着所述频率质量块的旋转而旋转；
第二轭，其具有第一枢转轴，所述第一枢转轴由所述第一轭围绕第一枢转轴线旋转地支撑；
第二枢转轴，其连接到所述第一联动装置，并由所述第二轭绕第二枢转轴线旋转地支撑；并且
所述弹簧包括扭转弹簧，所述扭转弹簧围绕所述第二枢转轴线定向并且作用在所述第一轭和所述第二轭之间。
26.根据权利要求24所述的振动抑制系统，其中所述第一联动装置包括第一轴，该第一轴绕第一轴轴线伸长，所述第一轴轴线延伸穿过所述第一可变质量块联接器中心、所述第一频率质量块联接器中心和所述第一振幅质量块联接器中心，并且所述弹簧包括扭转弹簧，该扭转弹簧使所述轴轴线和所述旋转中心轴线朝向或远离平行定向偏置。
27.根据权利要求24所述的振动抑制系统，其中所述故障保护角介于零度和180度之间。
28.根据权利要求1所述的振动抑制系统，其中所述振幅转子包括与所述旋转中心轴线重合的驱动轴线，并且所述质量块组件包括能相对于所述振幅转子绕所述振幅中心轴线旋转的偏心部分。
29.根据权利要求28所述的振动抑制系统，其中所述振幅转子包括：内环形孔，其具有与所述旋转中心轴线重合的从动孔轴线；以及外环形边缘，其具有与所述振幅中心轴线重合的边缘轴线；并且所述偏心部分包括环形孔，该环形孔具有与所述边缘轴线重合的偏心孔轴线。
30.根据权利要求28所述的振动抑制系统，其中所述振幅转子包括内环形孔，所述内环形孔具有与所述振幅中心轴线重合的从动孔轴线，并且所述偏心部分包括具有与所述从动孔轴线重合的边缘轴线的外环形边缘。
31.根据权利要求28所述的振动抑制系统，其中所述振幅转子和所述质量块组件的所述旋转联接器包括处于所述振幅转子和所述偏心部分之间的环形轴承。
32.根据权利要求8所述的振动抑制系统，其中所述振幅转子包括与所述旋转中心轴线重合的驱动轴线，并且所述质量块组件的所述振幅质量块能相对于所述振幅转子围绕所述振幅中心轴线旋转。
33.根据权利要求32所述的振动抑制系统，其中所述振幅转子包括：内环形孔，其具有与所述旋转中心轴线重合的从动孔轴线；以及外环形边缘，其具有与所述振幅中心轴线重合的边缘轴线；并且所述质量块组件的所述振幅质量块包括环形孔，该环形孔具有与所述边缘轴线重合的偏心孔轴线。
34.根据权利要求32所述的振动抑制系统，其中所述振幅转子包括内环形孔，所述内环形孔具有与所述振幅中心轴线重合的从动孔轴线，并且所述质量块组件的所述振幅质量块包括外环形边缘，所述外环形边缘具有与所述从动孔轴线重合的边缘...
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