用于直升机的抗扭矩旋翼制造技术

本发明专利技术描述了一种抗扭矩旋翼(4、4

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于直升机的抗扭矩旋翼
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2019年6月17日提交的欧洲专利申请第19180445.9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直升机的抗扭矩旋翼。

技术介绍

[0004]已知直升机基本上包括机身、位于机身的顶部并可围绕其自身的轴线旋转的主旋翼以及位于机身的尾端部的抗扭矩旋翼。
[0005]直升机还已知地包括一个或多个动力单元(例如，涡轮机)以及插在涡轮机与主旋翼之间并适于将动力从涡轮机传递到主旋翼的传动单元。
[0006]更详细地说，抗扭矩旋翼又基本上包括：
[0007]‑
可围绕第一轴线旋转的主轴；
[0008]‑
可围绕第一轴线旋转的叶毂；以及
[0009]‑
铰接在所述叶毂上的多个桨叶，它们以悬臂方式从叶毂突出并且各自沿各自的横向于第一轴线的第二轴线延伸。
[0010]抗扭矩旋翼的主轴被一组由主传动单元驱动的齿轮驱动得旋转。
[0011]抗扭矩旋翼的桨叶与主轴一体地围绕第一轴线旋转，并可选择性地围绕第二轴线倾斜，以能改变相应的迎角并因此调节抗扭矩旋翼所施加的推力。
[0012]为了调节各桨叶的迎角，抗扭矩旋翼包括：
[0013]‑
杆，其可操作地与可由飞行员经由机械连接件或电传操纵连杆操作的踏板连接，并沿第一轴线在主轴内滑动，但相对于第一轴线在角度上是固定的；
[0014]‑
控制元件(也称为“星形架(spider)”)，其可与主轴一体地围绕第一轴线旋转并配备有多个臂，这些臂在相对于相关联的第二轴线偏心的位置与相应的桨叶连接；以及
[0015]‑
减摩轴承，其以相对于第一轴线滑动的方式安装，插在杆与控制元件之间并被构造为将轴向载荷从杆传递到控制元件。
[0016]更具体而言，减摩轴承又包括：
[0017]‑
紧固在控制元件上的径向外环；
[0018]‑
紧固在控制杆上的径向内环；以及
[0019]‑
多个滚动体，它们在径向内环和径向外环限定的相应的滚道中滚动。
[0020]踏板的操作使控制杆平行于第一轴线滑动。这种滑动经由滑动减摩轴承导致控制元件沿指定的行进路径平行于第一轴线滑动。
[0021]这种滑动导致桨叶围绕相关联的第二轴线旋转，从而将相应的迎角改变与指定的行进路径相关联的相等的量。
[0022]根据上述内容可以得出，减摩轴承的潜在故障将会产生使抗扭矩旋翼有效地无法
控制从而产生直升机的危险情况的风险。
[0023]特别地，在滚动体和/或内环或外环的滚道被损坏的情况下，例如由于异物意外地进入到轴承内部、润滑脂缺失或滚动体的滚道或表面损坏，可能发生第一种故障情况。
[0024]在这种状态下，减摩轴承不允许控制元件相对于控制杆旋转，而是会不适当地将随时间逐渐增大的扭转力矩从外环传递到内环。
[0025]这种扭转力矩会被传递到控制杆，从而产生损坏控制杆的风险。
[0026]在滚动体破裂从而使内环与滚动体分离的情况下，可能发生第二种故障情况。在这种情况下，轴承将不再平行于第一轴线滑动，并且杆将不再导致控制元件平移。
[0027]业内意识到需要及时检测减摩轴承的故障状态，以使飞行员在直升机完全无法控制之前快速着陆。
[0028]业内还意识到即使在减摩轴承发生故障的情况下也需要确保抗扭矩旋翼的正确控制。
[0029]US
‑
B
‑
9,359,073描述了一种根据权利要求1的前序部分的用于直升机的抗扭矩旋翼。
[0030]更详细地说，US
‑
B
‑
9,359,073描述了一种抗扭矩旋翼，其包括主轴、杆以及串联设置的第一轴承和第二轴承。
[0031]第一轴承包括与主轴一起旋转的第一环以及第二环。
[0032]第二轴承包括第三环和第四环。
[0033]第二轴承的第三环和第一轴承的第一环以不可旋转的方式彼此连接。
[0034]该抗扭矩旋翼还包括锁定装置，其插在第三环与第四环之间并适于防止第三环相对于第四环旋转。该锁定装置包括在第一轴承故障的情况下可破裂而在第一轴承正确操作的情况下不可破裂的元件。
[0035]US
‑
B
‑
9,359,073中所示的方案特别复杂，不允许在第二种故障情况下(即，在滚动体破裂从而使内环与滚动体分离的情况下)保持抗扭矩旋翼的可控性。
[0036]EP
‑
A
‑
3,216,696公开了根据权利要求1和11的前序部分的抗扭矩旋翼。
[0037]US
‑
A
‑
5,407,386公开了一种故障安全、分段式的驱动轴系统，其包括分段支撑组件，该分段支撑组件包括：用于主要旋转的滚珠轴承，该滚珠轴承设置在用于辅助旋转的轴颈轴承内，轴颈轴承设置在弹性阻尼器内，该阻尼器具有放置在其中用于故障检测的振动探头；以及耦合组件，该耦合组件包括用于分段之间的主要柔性耦合的柔性膜片以及用于在柔性膜片发生故障时接合以进行辅助耦合的齿轮齿。齿与旋转轴线不同心，因此振动就表明主要柔性耦合出现故障。

技术实现思路

[0038]本专利技术的目的是提供一种能够以简单且廉价的方式满足上述至少一种需求的抗扭矩旋翼。
[0039]上述目的通过本专利技术实现，因为本专利技术涉及权利要求1和11限定的抗扭矩旋翼。
附图说明
[0040]为了更好地理解本专利技术，下文仅通过非限制性例子并参照附图描述了优选实施方
式，在附图中：
[0041]‑
图1是包括根据本专利技术的第一实施方式的抗扭矩旋翼的直升机的立体图；
[0042]‑
图2和图3分别是图1的抗扭矩旋翼的俯视图和立体图；
[0043]‑
图4是沿图2中的线IV
‑
IV的剖面；
[0044]‑
图5是图4的特定细节的放大图；并且
[0045]‑
图6以高度放大的比例示出了根据图1至图5中的抗扭矩旋翼的另外的实施方式的抗扭矩旋翼的进一步的细节。
具体实施方式
[0046]参照图1，附图标记1特别是表示直升机，其基本上包括：
[0047]‑
机身2；
[0048]‑
一台或多台涡轮机5；
[0049]‑
主旋翼3，其位于机身2的顶部并可围绕轴线A旋转；以及
[0050]‑
抗扭矩旋翼4，其位于机身2的尾端部并可围绕其自身横向于轴线A的轴线旋转。
[0051]直升机1还包括将动力从涡轮机5传递到主旋翼3的传动单元11。
[0052]传动单元11又包括：
[0053]‑
齿轮系12，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】1.一种用于直升机(1)的抗扭矩旋翼(4
’
)，其包括：
‑
主轴(6)，该主轴能围绕第一轴线(A)旋转；
‑
多个桨叶(8)，该多个桨叶铰接在所述主轴(6)上，沿各自的横向于所述第一轴线(A)的第二轴线(B)延伸，并能围绕各自的所述第二轴线(B)旋转以改变相应的迎角；
‑
控制元件(16)，该控制元件相对于所述主轴(6)沿所述第一轴线(A)滑动，与所述主轴(6)一体地旋转，并且可操作地与所述桨叶(8)连接，以随着所述元件(16)沿所述轴线(A)的平移，导致所述桨叶(8)围绕各自的所述第二轴线(B)旋转；
‑
控制杆(10)，该控制杆相对于所述主轴(6)沿所述第一轴线(A)轴向地滑动并且相对于所述第一轴线(A)在角度上是固定的；
‑
第一轴承(17)，该第一轴承插入在所述控制杆(10)与所述控制元件(16)之间，与所述控制杆(10)一体地相对于所述主轴(6)沿所述第一轴线(A)滑动，并且被构造为使所述控制元件(16)能够围绕所述第一轴线(A)相对于所述控制杆(10)相对地旋转；以及
‑
传动单元(45)，该传动单元可操作地与所述控制杆(10)和所述控制元件(16)连接；所述传动单元(45)可选择性地在以下构造中使用：
‑
激活构造，在该激活构造中，所述传动单元导致所述控制元件(16)随着所述控制杆(16)的平移而沿所述第一轴线(A)滑动；或者
‑
非激活构造，在该非激活构造中，所述传动单元与所述控制元件(16)脱离；其中，在其中所述轴承(17)不再能够将轴向载荷从所述杆(10)传递到所述控制元件(16)的所述第一轴承(17)出故障的情况下，所述传动单元(45)被设置在所述激活构造中，随着所述杆(10)的轴向平移，导致所述元件(16)在两个方向上的轴向平移；并且当所述第一轴承(17)正确地允许所述元件(16)和所述杆(10)的相对旋转并防止所述元件(16)和所述杆(10)之间的任何相对平移时，所述传动单元(45)被设置在所述非激活构造中；所述传动单元(45)又包括：
‑
环形的脊部(61)，该脊部与所述控制杆(10)在轴向上成一体且从所述控制杆(10)径向突出；以及
‑
座部(64)，该座部与所述脊部(61)接合并与所述控制元件(16)在角度上和在轴向上成一体；其特征在于，它包括插入在所述脊部(61)与所述座部(64)之间的第二轴承(100、101)；所述旋翼(4
’
)还包括检测装置(50)；所述检测装置(50)又包括第一传感器(52)，所述第一传感器适于产生与所述传动单元(45)处于所述激活构造的事实相关联的信号。2.根据权利要求1所述的旋翼，其特征在于，当所述传动单元(45)处于所述非激活构造时，所述脊部(61)以存在轴向游隙的方式与所述座部(64)接合；当所述传动单元(45)处于所述激活构造时，所述脊部(61)在使用中与所述座部(64)接触。3.根据权利要求1或2所述的旋翼，其特征在于，所述脊部(61)和所述座部(64)在包含所述第一轴线(A)的平面中具有各自的梯形轮廓。4.根据前述任一项权利要求所述的旋翼，其特征在于，所述脊部(61)和所述座部(64)中的至少一个至少部分地涂覆有减摩材料。
5.根据前述任一项权利要求所述的旋翼，其特征在于，所述传动单元(45)包括：
‑
同轴地安装在所述控制杆(10)上的套筒(60)，所述脊部(61)从所述套筒(60)从与所述控制杆(10)径向相对的一侧突出；以及
‑
安装在所述控制元件(16)上的环(64)，所述环(64)限定朝向所述脊部(61)打开的所述座部(64)。6.根据前述任一项权利要求所述的旋翼，其特征在于，所述第一轴承(17)是第一减摩轴承(17)；所述第一轴承(17)又包括：
‑
第一环(30)，该第一环与所述控制元件(16)一体地围绕所述第一轴线(A)旋转；以及
‑
第二环(31)，该第二环在所述第一环(30)的相对于所述第一轴线(A)的径向内部，并且与所述控制杆(10)一体地沿所述第一轴线(A)滑动。7.根据权利要求6所述的旋翼，其特征在于，它包括：
‑
由减摩材料制成的面接部(120)，该面接部插入在所述控制杆(10)与所述第一轴承(17)的所述第二环(31)之间，以使所述第一轴承(17)能够相对于所述控制杆(10)围绕所述第一轴线(A)旋转；以及
‑
管状元件(90)，该管状元件在径向上插入在所述控制杆(10)与所述第二环(31)之间，并与所述控制杆(10)和所述第二环(31)一体地轴向滑动；所述面接部(120)至少包括所述管状元件(90)的第一表面(94)，所述第一表面被设置为与所述控制杆(10)接触，以使所述管状元件(90)能够与第一轴承(17)一起相对于所述控制杆(10)旋转。8.根据权利要求7所述的旋翼，其特征在于，所述面接部(120)包括所述控制杆(10)的第二表面(18)，所述第二表面具有轴向延伸部并被设置为与所述第一表面(94)接触。9.根据权利要求7或8所述的旋翼，其特征在于，所述第二环(31)在轴向上被阻挡在所述套筒(60)与所述管状元件(90)的径向突出的脊部(92)之间。10.根据权利要求9所述的旋翼，其特征在于，所述检测装置(50)包括：
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适于检测所述管状元件(90)的旋转的第二传感器(53)；和/或
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适于检测所述第一连接元件(16)和/或所述管状元件(90)的温度和加速度中的至少一个的第三传感器(51)。11.一种用于直升机(1)的抗扭矩旋翼(4、4
’
)，其包括：
‑
主轴(6)，该主轴能围绕第一轴线(A)旋转；
‑
多个桨叶(8)，该多个桨叶铰接在所述主轴(6)上，沿各自的横向于所述第一...

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