具有可折叠螺旋桨叶片的推进单元和用于将螺旋桨停止在分度角位置的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于飞行器(20)的具有螺旋桨(26)的推进单元(22)，该推进单元包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可折叠螺旋桨叶片的推进单元和用于将螺旋桨停止在分度角位置的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于飞行器的螺旋桨推进单元，该螺旋桨推进单元包括：
[0002]‑
机舱，该机舱旨在组装在飞行器的结构元件上；
[0003]‑
螺旋桨，该螺旋桨可以通过毂部围绕纵向旋转轴线旋转地安装在机舱中，螺旋桨包括围绕毂部均匀分布的叶片，叶片通过根部在展开位置和折叠位置之间枢转地安装在毂部上，在展开位置，叶片相对于旋转轴线径向地延伸，在折叠位置，叶片抵靠机舱被纵向地接纳；
[0004]‑
推进装置，该推进装置驱动螺旋桨旋转；
[0005]‑
分度装置，该分度装置用于将螺旋桨相对于机舱停止在至少一个分度角位置。

技术介绍

[0006]例如，这种螺旋桨推进单元用于竖直起飞和着陆飞行器，也称为“VTOL(Vertical Take Off and Landing)”。当然，还可以使这种推进单元用于固定机翼飞行器，也称为“CTOL(Classic Take Off and Landing)”，这代表“典型起飞和着陆”。在这种情况下，可以为飞行器配备有多个螺旋桨推进单元，以分配推力中心，并且在飞行器上寻求最佳推进效率。
[0007]这些螺旋桨推进单元可以根据飞行器的飞行配置而停用。当螺旋桨推进单元停用时，螺旋桨推进单元的螺旋桨有可能例如通过产生阻力，或通过在空气流中产生局部扰动对飞行器的空气动力学性能产生不利影响。
[0008]为了解决这个问题，已经提出了配备有可折叠叶片螺旋桨的推进单元，以从局部流中移除这些非活动叶片。
[0009]通常，叶片通过制动器停止，该制动器通过与推进单元的转子轴摩擦而起作用。这种设备使得螺旋桨能够停止在角位置，在该角位置，叶片在折叠期间不会与飞行器的结构元件发生接触。这种设备例如在文献US 2019/016441 A1中进行了描述。
[0010]然而，当螺旋桨意外地停止在与螺旋桨的折叠不相容的角位置时，必须重新启动推进电动机以再次转动螺旋桨或修改叶片的节距，以利用飞行器前进引起的风车效应。
[0011]此外，为了减少当叶片折叠时推进单元的阻力，优选地将叶片容纳在机舱的相关容置部中。然而，这种制动设备不容易使得螺旋桨能够相对于机舱停止在精确的角位置，因为这些制动设备不具有将螺旋桨精确地分度到分度角位置的装置。

技术实现思路

[0012]本专利技术涉及一种用于飞行器的具有螺旋桨的推进单元，推进单元包括：
[0013]‑
机舱，该机舱旨在组装在飞行器的结构元件上；
[0014]‑
螺旋桨，该螺旋桨可以通过毂部围绕纵向旋转轴线旋转地安装在机舱中，螺旋桨包括围绕毂部均匀分布的叶片，叶片通过根部在展开位置和折叠位置之间枢转地安装在毂
部上，在展开位置，叶片相对于旋转轴线径向地延伸，在折叠位置，叶片抵靠机舱被纵向地接纳；
[0015]‑
推进装置，该推进装置驱动螺旋桨旋转；
[0016]‑
分度装置，该分度装置用于将螺旋桨相对于机舱停止在至少一个分度角位置；
[0017]其特征在于，分度装置由步进电动机形成，该步进电动机包括转子，该转子联接到螺旋桨的毂部。
[0018]步进电动机的使用使得螺旋桨能够被制动和阻止，但也使得螺旋桨能够在没有锁定在分度角位置时再次旋转。
[0019]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，步进电动机是可变磁阻电动机。
[0020]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，步进电动机是永磁电动机。
[0021]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，步进电动机是混合电动机。
[0022]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，推进单元包括用于将螺旋桨机械地锁定在螺旋桨的分度角位置中的每一个分度角位置的设备。有利地，这种锁定设备使得能够防止螺旋桨旋转，而不需要保持步进电动机通电。
[0023]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，锁定设备包括圆盘，该圆盘安装成与螺旋桨在旋转方面是固定的，该圆盘包括至少一个棘爪，该至少一个棘爪能够与锁定构件配合，该锁定构件安装成能够相对于机舱在非活动位置和活动位置之间移动，在非活动位置，圆盘可以自由旋转，在活动位置，当螺旋桨占据螺旋桨的分度角位置中的一个分度角位置时，锁定构件能够被接纳在棘爪中，以使螺旋桨相对于机舱在旋转方面是固定的。
[0024]根据本专利技术的教导制造的推进单元的其它特征，棘爪具有凸轮轨道形状，该凸轮轨道形状使得螺旋桨能够在锁定构件朝向锁定构件的活动位置移位期间通过与锁定构件配合而旋转，以将螺旋桨精确地定位在螺旋桨的分度角位置。因此，该凸轮轨道的存在使得能够将螺旋桨非常精确地定位在螺旋桨的分度角位置，即使当步进电动机以与所述分度角位置的微小偏移阻止了螺旋桨时也是如此。
[0025]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，推进单元包括螺旋桨围绕其旋转轴线的角位置的感应传感器。这种传感器使得步进电动机能够被操作，使得螺旋桨到达螺旋桨的分度角位置。
[0026]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，步进电动机形成推进装置。在这种构型中，推进单元有利地制造成本更低并且更紧凑。
[0027]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，推进装置由与步进电动机分开的推进电动机形成，步进电动机在电动机扭矩的传动链上插入在螺旋桨的毂部和推进电动机之间。在这种构型中，可以受益于专用电动机的动力来推进螺旋桨。
[0028]根据本专利技术的教导制造的推进单元的另一个特征，推进电动机是电动机。
[0029]在推进单元的其他特征中，机舱被固定地安装在飞行器的结构元件上。
[0030]在推进单元的其他特征中，机舱被枢转地安装在飞行器的结构元件上。
[0031]本专利技术还涉及一种用于将螺旋桨的旋转停止在根据前述权利要求中任一项所述的分度角位置的方法，其特征在于，该方法包括：
[0032]‑
停止推进的初步步骤，在该初步步骤期间，由推进电动机供应的电动机扭矩被中
断，使得螺旋桨自由地旋转；
[0033]‑
通过步进电动机将螺旋桨阻止在分度角位置的步骤。
[0034]根据本专利技术的教导实施的方法的另一个特征，当螺旋桨以大于在停止推进的初步步骤结束时的确定的旋转速度的旋转速度旋转时，阻止步骤之前是制动步骤，在该制动步骤期间，步进电动机被控制以产生与螺旋桨的自由旋转相反的阻力扭矩，直到螺旋桨的旋转速度小于或等于所述确定的旋转速度。
[0035]根据本专利技术的教导实施的方法的另一个特征，该方法包括对螺旋桨的角位置进行检查的步骤，该步骤在阻止步骤结束时被触发，并且在该步骤期间，螺旋桨的角位置由感应角度传感器测量。
[0036]根据本专利技术的教导实施的方法的另一个特征，该方法包括对螺旋桨的角位置进行调节的步骤，该步骤在检查步骤结束时被触发，并且该步骤包括控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种推进单元(22)，所述推进单元具有螺旋桨(26)并且用于飞行器(20)，所述推进单元包括：
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机舱(24)，所述机舱旨在组装在所述飞行器(20)的结构元件上；
‑
螺旋桨(26)，所述螺旋桨能够通过毂部(28)围绕纵向旋转轴线(X)旋转地安装在所述机舱(24)中，所述螺旋桨(26)包括围绕所述毂部(28)均匀分布的叶片(32)，所述叶片(32)通过根部(34)在展开位置和折叠位置之间枢转地安装所述毂部(28)上，在所述展开位置，所述叶片相对于所述旋转轴线(X)径向地延伸，在所述折叠位置，所述叶片抵靠所述机舱(24)被纵向地接纳；
‑
推进装置，所述推进装置驱动所述螺旋桨(26)旋转；
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分度装置，所述分度装置用于将所述螺旋桨(26)相对于所述机舱(24)停止在至少一个分度角位置(θi)；其特征在于，所述分度装置由步进电动机(82)形成，所述步进电动机包括转子(84)，所述转子联接到所述螺旋桨(26)的所述毂部(28)。2.根据前一项权利要求所述的螺旋桨推进单元(22)，其特征在于，所述步进电动机(82)是可变磁阻电动机。3.根据权利要求1所述的螺旋桨推进单元(22)，其特征在于，所述步进电动机(82)是永磁电动机。4.根据权利要求1所述的螺旋桨推进单元(22)，其特征在于，所述步进电动机(82)是混合电动机。5.根据前述权利要求中任一项所述的螺旋桨推进单元(22)，其特征在于，所述螺旋桨推进单元包括用于将所述螺旋桨(26)机械地锁定在所述螺旋桨的分度角位置(θi)中的每一个分度角位置的设备(96)。6.根据前一项权利要求所述的推进单元(22)，其特征在于，锁定设备(96)包括圆盘(98)，所述圆盘安装成与所述螺旋桨(26)在旋转方面是固定的，所述圆盘(98)包括至少一个棘爪(102)，所述至少一个棘爪能够与锁定构件(104)配合，所述锁定构件安装成能够相对于所述机舱(24)在非活动位置和活动位置之间移动，在所述非活动位置，所述圆盘(98)能够自由旋转，在所述活动位置，当所述螺旋桨(26)占据至少一个分度角位置(θi)时，所述锁定构件(104)能够被接纳在所述棘爪(102)中，以使所述螺旋桨(26)相对于所述机舱(24)在旋转方面是固定的。7.根据前一项权利要求所述的推进单元(22)，其特征在于，所述棘爪(102)具有凸轮轨道形状，所述凸轮轨道形状使得所述螺旋桨(26)能够在所述锁定构件朝向所述锁定构件的活动位置移位时通过与所述锁定构件(104)配合而旋转，以将所述螺旋桨(26)精确地定位在所述螺旋桨的分度角位置(θi)。8.根据前述权利要求中任一项所述的推进单元(22)，其特征在于，所述推进单元(22)包括所述螺旋桨(26)围绕其旋转轴线(X)的角位置的感应传感器(110)。9.根据前述权利要求中任一项所述的推进单元(22)，其特征在于，所述步进电动机(82)形成所述推进装置。10.根据权利要求1至8中任一项所述的推进单元(22)，其特征在于，所述推进装置包括与所述步进电动机(82)分开的电动机(80)，所述步进电动机(82...

【专利技术属性】
技术研发人员：让路易斯，
申请(专利权)人：赛峰直升机发动机公司，
类型：发明
国别省市：