用于对飞行器涡轮发动机的螺旋桨轮叶的节距设定进行控制的系统技术方案

公开了一种用于对飞行器涡轮发动机的螺旋桨轮叶(10)的节距设定进行控制的系统(34)，其特征在于，该系统包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对飞行器涡轮发动机的螺旋桨轮叶的节距设定进行控制的系统


[0001]本专利技术涉及飞行器涡轮发动机领域，并且特别地涉及这些涡轮发动机的包括可变节距轮叶的推进螺旋桨。

技术介绍

[0002]现有技术特别地包括文献FR
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A1
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3 017 163和FR
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A1
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3 080 322。
[0003]飞行器涡轮发动机螺旋桨可以是管道式的(例如在风扇的情况下)或是非管道式的(例如在开式转子架构的情况下)。
[0004]螺旋桨包括轮叶，轮叶可以是节距可变的。然后，涡轮发动机包括使得能够对轮叶的节距角进行改变的机构，以使由螺旋桨产生的推力适应不同的飞行阶段。
[0005]螺旋桨轮叶的设计涉及目标通常相互冲突的多个学科。螺旋桨轮叶的设计必须具有最佳的空气动力学性能(即在使效率最大化的同时提供推力)，保证轮叶的机械强度(即经受由静态载荷和动态载荷产生的机械约束)，同时限制质量和声学特征。特别地，螺旋桨的空气动力学性能的改善趋向于涵道比(By Pass Ratio，BPR)的增加，这转化为螺旋桨的外径的增加，从而转化为轮叶的跨度的增加。然而，BPR的增加与风扇压力比(Fan Pressure Ratio，FPF)的降低同时进行。因此，通常需要节距改变系统(可变节距轮叶)来使螺旋桨在整个飞行域中可操作。
[0006]存在用于对可变节距螺旋桨轮叶进行附接的多种技术和用于对这种螺旋桨轮叶的节距设定进行控制的多种技术。然而，这些技术相对复杂且昂贵。此外，在轮叶出现问题的情况下，特别是损坏的情况下，特别是当该螺旋桨不是管道式时，这些技术不能保证轮叶相对于螺旋桨的旋转轴线径向向外地保持。
[0007]在螺旋桨的轮叶的保持装置发生故障的情况下，确保该轮叶被保持以防止该轮叶向外抛出并且防止该轮叶撞击配备有涡轮发动机的飞行器的机身是特别重要的。这种被称为“故障安全(failsafe)”的安全功能并不总是存在于当前技术的控制系统中。包括该功能的控制系统通常包括其自身易于分离和撞击飞行器的机身的元件。这些元件的尺寸和密度越大，机身损坏的风险就越大，对特殊护罩的需求也就越大，这会影响飞行器的质量，从而影响飞行器的性能。
[0008]因此，需要一种集成了简单且有效的安全功能的控制系统技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术涉及一种用于对飞行器涡轮发动机的螺旋桨轮叶的节距设定进行控制的系统，其特征在于，该系统包括：
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轮叶，该轮叶包括连接到根部的叶片，
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杯状部，该杯状部包括围绕轮叶的节距轴线延伸的环形壁，该环形壁包括由底壁封闭的下轴向端部和敞开的上轴向端部，该上轴向端部被构造成使得轮叶的根部能够安装
在杯状部的内部，底壁包括凹部，该凹部具有非圆形的横截面，并且被构造成接纳所述根部的互补形状的自由端部，使得杯状部围绕所述轴线在旋转方面固定到根部，以及
[0012]‑
固定环，该固定环围绕所述轴线延伸，并且围绕根部安装，该固定环安装在杯状部内，并且分别与根部和杯状部的环形壁配合，以确保根部在杯状部中的轴向保持，
[0013]系统还包括至少一个安全元件，该至少一个安全元件确保根部与杯状部的保持，所述至少一个安全元件是大致细长的，并且相对于所述轴线横向地延伸，所述至少一个安全元件穿过杯状部的底壁以及根部的自由端部中的对准孔。
[0014]因此，通过位于轮叶的根部的自由下端部处的至少一个安全元件来确保系统的安全功能。安全元件沿横向方向具有细长的形状，并且具有有限的总体尺寸。安全元件可以被容纳在螺旋桨的壳体内，因此在发生故障的情况下不太可能被抛出。该安全元件穿过杯状部的底壁和根部的自由端部中的横向孔，因此相对容易地安装，例如通过从前述的壳体拆卸盖或穿过该壳体中的通道口相对容易地安装。
[0015]在本专利申请中，横向方向被限定为与轮叶的节距轴线垂直的方向。
[0016]根据本专利技术的系统可以包括以下被单独采用或被彼此结合采用的特征中的一个或多个：
[0017]‑
所述至少一个安全元件是包括螺钉和螺母的螺栓，螺钉包括穿过所述孔的螺纹杆和施加抵靠在底壁的侧向面上的头部，螺母被拧紧到螺纹杆上，并且被支撑在底壁的相对侧向面上；
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所述至少一个安全元件是包括圆柱形主体的螺柱，该圆柱形主体穿过所述孔；
[0019]‑
所述至少一个安全元件以预定的间隙穿过根部的自由端部的孔；
[0020]‑
所述至少一个安全元件以预定的间隙穿过杯状部的底壁的孔；
[0021]‑
所述间隙是相同的；
[0022]‑
轮叶的根部包括容纳在环形筒部中的主体，该环形筒部围绕所述轴线延伸，并且至少部分地容纳在所述杯状部内，根部的所述自由端部由所述主体的突起和所述筒部的轴向延伸部形成，所述主体的突起和所述筒部的轴向延伸部包括用于使所述至少一个安全元件通过的孔；
[0023]‑
所述至少一个安全元件和筒部的孔之间的间隙小于所述至少一个安全元件和突起的孔之间的间隙，并且优选地与所述至少一个安全元件和杯状部的底壁的孔之间的间隙相同；
[0024]‑‑
系统还包括：
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下滚动导向轴承，该下滚动导向轴承围绕所述轴线延伸，并且围绕环形壁的下部分安装；
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上滚动导向轴承，该上滚动导向轴承围绕所述轴线延伸，并且围绕环形壁的上部分安装；
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导向轴承中的至少一个导向轴承具有该导向轴承的集成到所述杯状部中的内环；
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导向轴承中的至少一个导向轴承是角接触的；
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凹部相对于节距轴线偏心；
[0030]‑‑
系统还包括可弹性变形构件，该可弹性变形构件围绕节距轴线延伸并且安装在
杯状部内，该构件被轴向地支撑在底壁上，并且被构造成将轮叶的根部向杯状部的外部轴向地偏置；
[0031]‑‑
固定环是爪形离合器环，该爪形离合器环包括外爪形齿，该外爪形齿被构造成与杯状部的环形壁的互补的内爪形齿配合；
[0032]‑‑
系统还包括锁定环形件和环形卡环，锁定环形件被构造成轴向地接合在内爪形齿和外爪形齿之间，以防止爪形离合器环在杯状部内的旋转，环形卡环安装在杯状部中，以将锁定环形件轴向地锁定在杯状部中；
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固定环的横截面为楔形形状，固定环被构造成在运行中的离心力的作用下从杯状部轴向向外地偏置，并且通过楔形效应保持轮叶根部轴向地夹紧；
[0034]‑‑
筒部由两个半壳体制成，两个半壳体安装并且附接到主体，半壳体在穿过所述节距轴线的接合平面的水平处接合；
[0035]‑‑
筒部被胶合到主体上；
[0036]‑‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对飞行器涡轮发动机的螺旋桨轮叶(10)的节距设定进行控制的系统(34)，其特征在于，所述系统包括：
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轮叶(10)，所述轮叶包括连接到根部(14)的叶片(12)，
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杯状部(58)，所述杯状部包括围绕所述轮叶(10)的节距轴线(A)延伸的环形壁(58a)，该环形壁(58a)包括由底壁(58b)封闭的下轴向端部和敞开的上轴向端部，所述上轴向端部被构造成使得所述轮叶(10)的所述根部(14)能够安装在所述杯状部(58)的内部，所述底壁(58b)包括凹部(60)，所述凹部具有非圆形的横截面，并且被构造成接纳所述根部(14)的互补形状的自由端部(28)，使得所述杯状部(58)围绕所述轴线(A)在旋转方面固定到所述根部(14)，以及
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固定环(52)，所述固定环围绕所述轴线(A)延伸，并且围绕所述根部(14)安装，该固定环(52)安装在所述杯状部(58)内，并且分别与所述根部(14)和所述杯状部(58)的所述环形壁(58a)配合，以确保所述根部(14)在所述杯状部(58)中的轴向保持，所述系统(34)还包括至少一个安全元件(110，110
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)，所述至少一个安全元件确保所述根部(14)与所述杯状部(58)的保持，所述至少一个安全元件(110，110
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)具有大致细长的形状，并且横向于所述轴线(A)延伸，所述至少一个安全元件(110，110
’
)穿过所述杯状部(58)的所述底壁(58b)以及所述根部(14)的所述自由端部(28)中的对准孔(112，114，126)。2.根据权利要求1所述的系统(34)，其中，所述至少一个安全元件(110)是包括螺钉和螺母(116)的螺栓，所述螺钉包括穿过所述孔(112，114，126)的螺纹杆(118)和施加抵靠在所述底壁(58b)的侧向面(122)上的头部(120)，所述螺母(116)被拧紧到所述螺纹杆(118)上，并且被支撑在所述底壁(58b)的相对侧向面(124)上。3.根据权利要求1所述的系统(34)，其中，所述至少一个安全元件(110
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)是包括圆柱形主体(128)的螺柱，所述圆柱形主体穿过所述孔(112，114，126)。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(34)，其中，所述至少一个安全元件(110，110
’
)以预定的间隙(J1，J1
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)穿过所述根部(14)的所述自由端部(28)的所述孔(114)。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(34)，其中，所述至少一个安全元件(110)以预定的间隙(J2)穿过所述杯状部(58)的所述底壁(58b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门特，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：