盘式转子收缩系统技术方案

本发明专利技术涉及一种盘式转子叶片收缩系统，它包括主叶片翼梁，主叶片翼梁结合液压汽缸并且具有螺纹。滚珠螺杆被同心地支承在主叶片翼梁内并且被可操作地连接至滚珠螺母，滚珠螺母具有与中间翼梁连接的外侧末端，其中液压活塞被接收成用于在液压汽缸内往复运动。第一齿轮致动器接合滚珠螺杆并且第二齿轮致动器接合主叶片翼梁螺纹。提供加压液体流动的液压流体聚积器被连接至液压汽缸的外侧末端并且控制器致动所述第一齿轮致动器和第二齿轮致动器。

【技术实现步骤摘要】

本公开的实施例一般涉及旋翼飞行器领域并且更具体地涉及使用两级式收缩系统的可收缩盘式转子系统的实施例，所述两级式收缩系统带有一体的螺杆和液压致动装置。
技术介绍
作为竖直起飞或降落(VTOL)飞行器的直升机的有效运行一般受到巡航速度的限制，该巡航速度不能超过临界前行和后退的转子速度(advancing and receding rotorspeed)。虽然反转转子和其他方法已经被用来減少这种需要，但是，理想的是针对巡航使用固定翼升力的系统。允许转子叶片部分或全部收缩的盘式转子系统已经被提出以允许针对 巡航转换为机翼支持的飞行，由此允许更大的速度。现有方案和想法均不成熟并且使用例如线缆或滚珠螺杆的单个装置来用于转子叶片的收縮。这种现有技术设计可能缺少或者需要被设计成防止失效的复杂的辅助安全机构。线缆机构需要相对重的线缆以支撑被施加在转子叶片上的大离心负载。它还需要大型绞盘、齿轮減速器和怠速轮，以实现收缩叶片所需的较大的力。线缆在负载作用下经受相对大的拉伸，这可能使得难以实现从ー个叶片到另一叶片的同步收缩位置。当考虑大离心カ时，仅使用一个滚珠螺杆的装置可能是不可靠的并且寿命较短，这是由于需要将其做的足够小以适配到转子叶片的内部。如果给滚珠螺杆提供动カ的装置失效，那么螺杆可能被反驱动，直到它具有足够大的制动カ以抵制离心力的负载。反驱动可导致单个叶片未被命令的伸展，这导致转子的不平衡。相似于滚珠螺杆的装置(专用液压汽缸)也必须足够小以适配到转子叶片的内部。这种小尺寸需要使用在5000磅/平方英寸(psi)的范围中的液压压力。这些大压カ可能难以被密封在柔性组件中。因此，期望提供一种盘式转子收缩系统，其能够解决叶片收缩的同步性问题和未被命令的伸展，同时提供可被装纳在转子叶片绳索内的紧凑设置。
技术实现思路
一个示例实施例提供了具有主叶片翼梁的盘式转子叶片收缩系统，该主叶片翼梁包括液压汽缸并且具有螺纹。滚珠螺杆被同心地承载在主叶片翼梁内并且可操作地承载滚珠螺母，滚珠螺母具有连接至中间翼梁的外侧末端且具有被接收在液压汽缸中用于往复运动的液压活塞。第一齿轮致动器接合滚珠螺杆并且第二齿轮致动器接合主叶片翼梁螺纹。提供加压液压流体的液压流体聚积器被连接至液压汽缸的外侧末端并且控制器致动第一齿轮致动器和第二齿轮致动器。盘式转子对于多个转子叶片使用盘式转子叶片收缩系统，每个叶片具有尖端空气翼板、中部空气翼板和根部空气翼板。每个叶片包括具有液压汽缸和螺纹的主叶片翼梁。滚珠螺杆被同心地承载在主叶片翼梁内并且可操作地承载滚珠螺母，滚珠螺母具有联接至中间翼梁的外侧末端并且具有被接收在液压汽缸内用于往复运动的液压活塞。第一齿轮致动器接合滚珠螺杆并且第二齿轮致动器接合主叶片翼梁螺纹。提供加压液压流体的液压流体聚积器被连接至液压汽缸的外侧末端并且控制器针对盘式转子的每个叶片来致动第一齿轮致动器和第二齿轮致动器。盘式转子叶片收缩系统的运行的实施例开始于命令多个叶片收缩。对于每个叶片，电磁阀被设置以用于流过止回阀的、来自聚积器的液压流体。动カ被提供至第一齿轮致动器，第一齿轮致动器旋转滚珠螺杆，并且在作用在活塞盖上的来自聚积器的加压液压流体的协助下，第一齿轮致动器使用连接至滚珠螺母和活塞盖二者的中间翼梁将尖端空气翼板伸缩地拉回到中部空气翼板中。然后，嵌套的尖端和中部空气翼板被拉回到根部空气翼板中。一旦达到滚珠螺母在滚珠螺杆上的收缩限制，则动カ从齿轮致动器断开并且应用马达制动器。然后，动カ被提供至用于每个叶片的第二齿轮致动器，其旋转接合主叶片翼梁(其承载根部空气翼板)上的螺纹的螺母，以将主叶片翼 梁拉回到盘式整流罩中。另ー示例实施例提供了盘式转子系统，盘式转子系统包括多个转子叶片，每个叶片具有尖端空气翼板、中部空气翼板和根部空气翼板，每个叶片具有由转子毂(hub)支撑的收缩系统并且包括主叶片翼梁，主叶片翼梁承载根部空气翼板并且包括液压汽缸，主叶片翼梁具有螺纹；被同心承载在主叶片翼梁内的滚珠螺杆，其可操作地支承滚珠螺母，滚珠螺母具有连接至中间翼梁的外侧末端，中间翼梁支承中部空气翼板并且还被连接至液压活塞，液压活塞被接收成在液压汽缸内往复运动，中间翼梁在外侧末端处被连接至尖端空气翼板；第一齿轮致动器，其可操作接合滚珠螺杆；第二齿轮致动器，其可操作接合主叶片翼梁螺纹；液压流体聚积器，其被连接至液压汽缸的外侧末端；用于同时致动与每个叶片关联的第一齿轮致动器和第二齿轮致动器的控制器；以及，由转子毂支撑的盘式整流罩。在以上描述的盘式转子系统中，节距控制组件同心地接合主叶片翼梁。在以上描述的盘式转子系统中，节距控制组件包括滚珠套管，所述滚珠套管接合主叶片翼梁上的滚珠花键内的凹槽。在以上描述的盘式转子系统中，节距控制组件被安装成在由转子毂承载的套环内旋转。在以上描述的盘式转子系统中，一旦收缩，则尖端空气翼板可被伸缩地接收在中部空气翼板中。在以上描述的盘式转子系统中，中部空气翼板可被收缩至根部空气翼板中，并且根部空气翼板可被收缩至盘式整流罩中。在以上描述的盘式转子系统中，每个叶片的收缩系统还包括流体歧管，流体歧管结合在聚积器和液压汽缸之间的止回阀；在聚积器和液压汽缸之间的卸压阀；以及用于将卸压阀选择性连接至液压汽缸的电磁阀，电磁阀响应控制器。在以上描述的盘式转子系统中，每个叶片收缩系统的聚积器和流体歧管被安装在结构性托盘上，结构性托盘被安装至盘式整流罩内的毂(hub)。已经讨论的特征、功能和优点能在本专利技术的各种实施例中被独立地实现或者可在其他实施例中被组合，其更多细节可通过參考以下说明和附图看到。附图说明图IA是带有伸展的转子叶片的盘式转子系统的示例实施例的局部截面等轴视图；图IB是两级式收缩系统的运行元件的示意图；图2A是盘式转子系统中ー对叶片的俯视截面图，其示出一个对置的叶片对；图2B是盘式转子系统的正视截面图，其中各叶片对中的一个叶片为清晰起见被移除并且剩余下叶片被移位90° ;图3A是盘式转子的致动部件的等轴局部截面图；图3B是滚珠花键、滚珠套管的示意截面末端视图；以及图4是图I的实施例的转子毂的等轴视图；图5A是组合的滚珠螺杆致动系统和第一级收缩系统的液压活塞和汽缸的细节正视截面图，其用于在伸展位置的中部空气翼板和外部空气翼板；图5B是图5A的第一级收缩系统的细节俯视截面图；图6A是用于第一级收缩系统和第二级收缩系统的滚珠螺杆系统的驱动致动器的细节正视图；图6B是图6A的第一级收缩系统和第二级收缩系统的元件的细节俯视图；图7是组合致动系统的等轴视图，其中转子叶片元件为清晰起见被移除；图8是第二级收缩系统的致动元件的细节局部截面图；图9A、图9B和图9C是示出外部空气翼板和中部空气翼板处于完全伸展、部分收缩和完全收缩位置的等轴截面视图；图10是盘的正视图，其中转子完全被收缩；图11是收缩系统的控制元件的示意图；以及图12A和图12B是第一级收缩系统和第二级收缩系统的功能性操作的流程图。具体实施例方式在此描述的实施例指明了如在图IA中示出的盘式转子10的系统，盘式转子10具有多个叶片12a、12b、12c和12d，每个转子叶片均带有三个伸缩件，即根部空气翼板14a、中部空气翼板14b和外部空气翼板14c。叶片翼板使用收缩机构被收缩到中央盘式整流罩16本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.28 US 13/037,2051.ー种盘式转子叶片收缩系统，包括 主叶片翼梁，其包括液压汽缸并且具有螺纹； 滚珠螺杆，其被同心地承载在所述主叶片翼梁内并且可操作地承载滚珠螺母和液压活塞，所述滚珠螺母具有联接至中间翼梁的外侧末端，所述液压活塞被接收成用于在所述液压汽缸内往复运动； 第一齿轮致动器，其可操作地接合所述滚珠螺杆； 第二齿轮制动器，其可操作地接合所述主叶片翼梁螺纹； 液压流体聚积器，其被连接至所述液压汽缸的外侧末端；以及 控制器，用于致动所述第一齿轮致动器和所述第二齿轮致动器。2.如权利要求I限定的盘式转子叶片收缩系统，还包括同心地接合所述主叶片翼梁的节距控制组件。3.如权利要求2限定的盘式转子叶片收缩系统，其中所述节距控制组件包括滚珠套管，所述滚珠套管接合所述主叶片翼梁上的滚珠花键中的凹槽。4.如权利要求2限定的盘式转子叶片收缩系统，其中所述节距控制组件被安装成用于在转子毂承载的套环中旋转。5.如权利要求I限定的盘式转子叶片收缩系统，其中所述中间翼梁支撑至少ー个外部空气翼板。6.如权利要求5所述的盘式转子叶片收缩系统，其中所述中间翼梁在外侧末端被连接至尖端空气翼板，所述尖端空气翼板在收缩时可伸縮地接收在中部空气翼板中。7.如权利要求6所述的盘式转子叶片收缩系统，其中所述中部空气翼板能收缩到由所述主叶片翼梁支撑的根部空气翼板中，所述根部空气翼板能收缩到盘式整流罩中。8.如权利要求I所述的盘式转子叶片收缩系统，还包括流体歧管，其包括 处于所述聚积器和所述液压汽缸之间的止回阀； 处于所述聚积器和所述液压汽缸之间的卸压阀；以及 电磁阀，所述电磁阀将所述卸压阀选择性地连接到所述液压汽缸，所述电磁阀响应所述控制器。9.一种盘式转子叶片的运行方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·波德古尔斯基，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：