用于飞行器的驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于飞行器的驱动装置，其包括：叶片(2)，该叶片能够沿环形轨道(52)绕驱动装置的旋转轴(51)转动，并且围绕平行于旋转轴的叶片支承轴可摆动地支承；具有联接装置(31)和支承装置(33)的俯仰机构(3)；和偏置装置(4)，叶片联接到该偏置装置上，其中偏置装置(4)限定偏心支承轴(41)，其放置在可设定的偏置距离(43)处。联接装置在联接点(32)处联接到叶片上，联接点定位为使得当将偏置距离设定为零时，包含叶片支承轴和联接点的平面和经过叶片支承轴的环形轨道的切平面围成确定的非零化角(w

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞行器的驱动装置
本专利技术的主题是用于飞行器的驱动装置。本专利技术尤其涉及一种滚翼机转子，该滚翼机转子具有对转子的构件经减少的负载。
技术介绍
滚翼机转子基于以旋转叶片(Flügeln)产生推力的原理。相比于诸如那些在直升机的驱动装置中使用的旋转叶片那样的传统旋转叶片，滚翼机转子的叶片的旋转轴平行于叶片的纵轴取向。整个滚翼机转子的推力方向垂直于旋转轴。滚翼机是将滚翼机转子用作驱动装置的飞行器。此外，滚翼机就像直升飞机一样，是所谓的“垂直起动器”(也称为VTOL交通工具，英文为“VerticalTake-OffandLanding”(垂直升降))，也就是能够在没有起飞跑道和降落跑道的情况下垂直起飞和降落的飞行器。在静态运行中，滚翼机转子的所有叶片理想地在任何时刻都应最佳地与流动方向对齐，以便在所需驱动力的情况下，对整个推力做出最大贡献。叶片相对于流动方向的最大倾斜度直接影响所产生的推力值。通过转动转子，每个叶片的倾斜度必须在转动一周的过程中持续地改变。因此，滚翼机转子的每个叶片都会周期性改变倾斜角。倾斜角的这种周期性变化被称为俯仰运动(Pitch-Bewegung)。已知用于产生俯仰运动的不同俯仰机构。例如，每个叶片可经由一个或多个连杆与偏心支承轴连接。在此，由此产生的叶片俯仰运动随着每次转子转动一周周期性地重复。由此，可以根据当前的转子转动将俯仰角的变化过程推导为傅里叶级数。在该表达中，基本谐波分量通常占主导地位。在此上叠加常数分量和高次谐波分量。后者代表不希望的振荡，该振荡给滚翼机转子的各个构件施加负载。由于不能直接选择常数分量和高次谐波分量的幅度和相位角值，因此也不能将其用于优化空气动力学效率。由于滚翼机转子在运行过程中快的旋转速度，所以其组件另外承受惯性力和惯性矩形式的负载。这尤其适用于这些叶片，因为所述叶片从原理上说具有相对于旋转轴大的距离、实施复杂的运动，并且在此在滚翼机转子的总质量中占相对高的比例。在此，在滚翼机转子的典型的实施方案中，对叶片产生影响的离心力的部分被引入连杆的一侧。由于叶片的惯性，通过连杆强加的俯仰运动会在前者中产生额外的力。连杆的第二侧与偏心支承的偏置盘(或直接与偏置销)连接。与叶片的数量无关地，由此产生径向向外的力的形式的到偏心支承轴上的负载。该力的时间平均值与叶片的最大倾斜角非常接近线性地并且与旋转速度以平方关系增大。在设计滚翼机转子时，这种负载提出了巨大的挑战。鉴于可供使用的结构空间和航空航天领域典型的轻量化构造要求，偏心支承轴不能被随意稳定地实施。通常，可调节地实施偏心支承轴的位置来改变推力。为此所必需的调节单元可能由于出现的力而过载。这导致，偏心轴承点进一步远离旋转轴，由此导致较高的最大倾斜角，并且随后导致偏心支承轴上的较高的负载。由此产生不稳定的状态，这通常会导致滚翼机转子的损坏。此外，偏心支承轴上的负载增加调节单元中的能耗并且限制其动力。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是减少在高转速情况下的到滚翼机转子的偏心支承轴上的上面提及的负载。通过具有权利要求1的特征的用于飞行器的驱动装置和具有权利要求8的特征的用于飞行器的驱动装置解决该任务。在从属权利要求2至7和9至15中说明本专利技术的有利的构型。根据本专利技术的第一方面提供了一种用于飞行器的驱动装置，该驱动装置包括以下组件：叶片，其可以沿环形轨迹围绕驱动装置的旋转轴旋转；具有联接装置和支承装置的俯仰机构。在此，叶片通过支承装置围绕平行于驱动装置的旋转轴的叶片支承轴可摆动地支承。根据本专利技术的驱动装置另外包括偏置装置，叶片通过联接装置在连接点处联接到该偏置装置上。偏置装置限定偏心支承轴，所述偏心支承轴以可调节的偏置距离平行于驱动装置的旋转轴支承，使得当偏置距离被设定为非零值时，叶片沿环形轨道围绕驱动装置的旋转轴的旋转引起所述叶片的俯仰运动。联接装置在联接点处联接到叶片上，其中，所述联接点被定位为，使得当偏置距离被设定为零时，包括叶片支承轴和联接点的平面和经过叶片支承轴的环形轨道上的切平面围成确定的非零化角(nicht-verschwindendenWinkel)。由于将由偏置装置限定的偏心支承轴以可调节的偏置距离平行于驱动装置的旋转轴偏心地支承，在通过联接装置将叶片联接的情况下得到叶片围绕叶片的支承轴的摆动运动。该摆动运动被称为俯仰运动。根据本专利技术，通过由在环形轨道上经过叶片支承轴的切线或切平面和叶片的弦线所围成的角度描述俯仰运动。有利的是，俯仰运动围绕环形轨道上的切线在-50°到+50°的角度范围内进行。在使用该角度范围时，可以产生相关的推力。在关于环形轨道上的切线对称的俯仰运动的情况下使叶片相对于叶片支承点和联接点定位为：当偏置距离为零时，弦线和环形轨道上的切线是平行的。如果在偏置距离为零时弦线已经相对于环形轨道上的切线经扭转地定位，则由此导致在偏置距离为零时非零化且恒定的俯仰角，从而导致在偏置距离非零化的情况下关于在环形轨道上的切线非对称的俯仰运动。因此可能有利的是，俯仰运动围绕环形轨道上的切线非对称地进行；也就是说在这种情况下，俯仰运动在切线上方的最大角度大于在切线下方的最大角度；或与之相反。由于在偏移距离为零的情况下设定确定的非零化的角，确定的非零化的角的定义是明确的。如果偏移距离不变为零，则该角度将始终根据俯仰角变化。将弦线(英文“chord”)理解为在叶片的轮廓前缘(英文“leadingedge”)和轮廓后缘(英文“trailingedge”)之间的连接线。轮廓前缘和轮廓后缘由轮廓中心线与轮廓外形的交点给出。轮廓中心线(也称为骨架线、拱形线或曲率线(Krümmungslinie)；英文为“camberline”)是由在叶片轮廓的垂直于弦线的上侧和下侧之间的中点组成的线。轮廓中心线与叶片轮廓的上侧和下侧之间的非对称性有关。在对称的轮廓的情况下，轮廓中心线对应于弦线。优选使用对称轮廓。但本专利技术不限于对称轮廓。通过将联接点定位为，使得当偏置距离被设定为零时包含叶片支承轴和联接点的平面与在环形轨道上的经过叶片支承轴的切平面围成确定的非零化角的方式，可以影响并减少叶片的俯仰运动的高次谐波分量。在这一点上要强调的是，根据本专利技术的效果完全不依赖于叶片或叶片轮廓的特殊几何形状和构型而出现。根据本专利技术关键的是，由在环形轨道上的经过叶片支承轴的切平面和包含叶片支承轴和联接点的平面，或者由在环形轨道上的经过叶片支承轴的切线和经过叶片支承轴和联接点的连接线所围成的角。当偏置距离设定为非零值时，发生俯仰运动。因此，根据本专利技术，在如下配置中确定联接点的位置，在该配置中由偏置装置限定的偏心支承轴与驱动装置的旋转轴重合。对于驱动装置的运行适宜的是，将偏移距离设定为非零化的值，以便由此产生俯仰运动。在存在非零化的偏移距离的情况下，会产生到确定方向上的推力。叶片的俯仰运动随着每次转子转动一周周期性地重复。因此，可以根据当前的转子转动将俯仰角的变化过程展示成傅里叶级数。在该表达中，基本谐波分量通常占主导地位。常数分量以及上面提及的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于飞行器(100)的驱动装置(1)，所述驱动装置(1)包括：/n-叶片(2)，所述叶片(2)能够沿环形轨道(52)绕所述驱动装置(1)的旋转轴(51)转动；/n-俯仰机构(3)，其具有联接装置(31)和支承装置(33)，/n-其中，所述叶片(2)通过所述支承装置绕平行于所述驱动装置的旋转轴(51)的叶片支承轴(33)可摆动地支承；和/n-偏置装置(4)，所述叶片通过所述联接装置(31)在连接点(42)处联接到所述偏置装置(4)上，其中，所述偏置装置(4)限定偏心支承轴(41)，所述偏心支承轴(41)以可设定的偏置距离(43)平行于所述驱动装置的旋转轴(51)支承，/n-使得当所述偏置距离(43)被设定为非零值时，所述叶片(2)沿着所述环形轨道(52)绕所述驱动装置的旋转轴(51)的旋转引起所述叶片(2)的俯仰运动(α)；并且/n-其中，所述联接装置(31)在联接点(32)处联接到所述叶片(2)上，其中，所述联接点(32)被定位为，使得当所述偏置距离(43)被设定为零时，包括所述叶片支承轴(33)和所述联接点(32)的平面和经过所述叶片支承轴(33)的所述环形轨道(52)的切平面(54)围成确定的非零化角(w...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171214 DE 102017011890.61.用于飞行器(100)的驱动装置(1)，所述驱动装置(1)包括：
-叶片(2)，所述叶片(2)能够沿环形轨道(52)绕所述驱动装置(1)的旋转轴(51)转动；
-俯仰机构(3)，其具有联接装置(31)和支承装置(33)，
-其中，所述叶片(2)通过所述支承装置绕平行于所述驱动装置的旋转轴(51)的叶片支承轴(33)可摆动地支承；和
-偏置装置(4)，所述叶片通过所述联接装置(31)在连接点(42)处联接到所述偏置装置(4)上，其中，所述偏置装置(4)限定偏心支承轴(41)，所述偏心支承轴(41)以可设定的偏置距离(43)平行于所述驱动装置的旋转轴(51)支承，
-使得当所述偏置距离(43)被设定为非零值时，所述叶片(2)沿着所述环形轨道(52)绕所述驱动装置的旋转轴(51)的旋转引起所述叶片(2)的俯仰运动(α)；并且
-其中，所述联接装置(31)在联接点(32)处联接到所述叶片(2)上，其中，所述联接点(32)被定位为，使得当所述偏置距离(43)被设定为零时，包括所述叶片支承轴(33)和所述联接点(32)的平面和经过所述叶片支承轴(33)的所述环形轨道(52)的切平面(54)围成确定的非零化角(wα)。


2.根据权利要求1所述的驱动装置(1)，其中，所述确定的非零化角(wα)设定为，使得当所述偏置距离(43)被设定为零时，包括所述叶片支承轴(33)和所述联接点(32)的平面与包括所述驱动装置的所述旋转轴(51)和从所述联接点(32)到所述旋转轴(51)的连接线段的平面围成大约90°的角度。


3.根据权利要求1或2所述的驱动装置(1)，其中当所述偏置距离(43)被设定为零时，所述确定的非零化角(wα)的值处于叶片支承轴(33)到联接点(32)的距离与旋转轴(51)到叶片支承轴(33)的距离(r)的比例的90％至110％的范围内。


4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(1)，其中，所述联接装置(31)在所述叶片上的联接点(32)位于叶片轮廓的外部。


5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动装置(1)，其中所述叶片支承轴(33)相对于经过所述叶片的重心(250)并且平行于旋转轴(51)和所述叶片的弦线(230)伸展的平面朝向所述驱动装置的旋转轴(51)推移确定距离(wgx)。


6.根据权利要求5所述的驱动装置(1)，其中，所述叶片支承轴(33)延伸到叶片轮廓的外部。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的驱动装置(1)，所述驱动装置(1)还具有连接元件(61)，其中所述连接元件(61)在以下点处刚性地与所述叶片(2)连接，在所述点处所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·温德尔，斯蒂芬·兰瑟，
申请(专利权)人：循环有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT