包括牵引/滞后邻抵机构的旋翼及飞行器 |
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| 申请号 | CN201510198884.0 | 申请日 | 2015-04-22 | 公开(公告)号 | CN105015772B | 公开(公告)日 | 2017-04-12 |
| 申请人 | 空客直升机; | 发明人 | S·马泽特; S·本卡迪诺; | ||||
| 摘要 | 一种旋翼(2)，其具有桨毂(3)和多个提升组件(10)，所述旋翼(2)的每个提升组件(10)具有一个保持和运动构件(15)。每个邻抵机构(20)包括弹性体隔离条(30)和分别接合在第一基部(32)和第二基部(33)上的两个C形金属夹片(40)。两个紧固销(50)的每个都穿过夹片(40)和基底(32、34)的纵向伸出部(35、36)并且穿过桨毂的孔口。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种旋翼(2)，设有桨毂(3)和多个提升组件(10)，每个提升组件(10)具有保持和运动构件(15)，所述保持和运动构件(15)连接到所述桨毂(3)的臂(4)以将所述提升组件(10)铰接到所述桨毂(3),所述旋翼(2)的每个提升组件(10)具有一个邻抵机构(20)，以在所述提升组件(10)的牵引/滞后运动的情形下保护所述桨毂(3)，所述臂(4)具有端部(5)，所述端部(5)设有顶面(6)和底面(7)，所述顶面(6)和所述底面(7)藉由面向提升组件(10)的边缘面(8)连接在一起,其中，提升组件(10)的每个邻抵机构(20)包括： |
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| 说明书全文 | 包括牵引/滞后邻抵机构的旋翼及飞行器[0001] 相关文件的交叉引用 技术领域[0003] 本发明涉及一种包括牵引/滞后邻抵机构的旋翼和具有此类旋翼的飞行器。 [0004] 因此，本发明属于飞行器旋翼的技术领域。更具体地，本发明属于这样的邻抵件的领域，即所述邻抵件安装到此类旋翼以限制由旋翼的桨毂携载的提升组件的牵引/滞后运动。 [0005] 旋翼飞行器通常具有至少一个旋翼以为该旋翼飞行器提供其升力的至少一部分，并且也可以为旋翼飞行器提供推进力。 [0006] 旋翼包括由主轴驱动旋转的桨毂。而桨毂携载至少两个提升组件。由此，每个提升组件都设置有通过至少一个保持和运动构件连接到桨毂的桨叶。每个桨叶具体地包括紧固到箍套的提升部件或者实际上是包含有箍套的提升部件。 [0007] 例如，保持和运动构件包括称为“球形邻抵件”的铰链。每个球形邻抵件可以具有紧固到桨毂的一个加强构件和紧固到箍套的另一加强构件，而不论该箍套是否包含在提升部件中。 [0008] 桨叶因此是由桨毂携载的呈基本平面的细长元件。桨叶由用于将桨叶安装在桨毂上的单独构件安装在桨毂上，所述构件包括将提升组件连接到桨毂的保持和运动构件。 [0009] 桨毂可以是具有固定到主轴的两个板的桨毂。例如，保持和运动构件的各加强构件中的一个由销紧固到两个板。 [0010] 在另一实施例中，该桨毂可以包括紧固到主轴的单个板，该板设置有包括开口的径向臂。保持和运动构件可选地定位在各开口中，由其各加强构件中的一个固定到该板。而箍套在该板的任一侧上从该保持和运动构件延伸到提升部件。 [0011] 安装构件分别在它们的根端配装到各桨叶，以确保各桨叶由操作者操纵。例如，桨叶相对于桨毂运动的能力使得对于飞行中的旋翼飞行器的驾驶员来说可以使桨距一起变化或周期性地变化，以就在其提升力和/或其推进力方面来影响旋翼飞行器的行为。 [0014] 在此类条件下，桨叶的牵引/滞后运动可以导致桨毂和桨叶的箍套之间的冲击并且尤其是冲击到箍套的桨距杆。 [0015] 另外，某些旋翼安装有桨叶间牵引/滞后调配器，每个调配器在两个相邻的桨叶之间延伸。对于此类旋翼，尽管如此，集合(collective)的牵引/滞后模式不会由于牵引/滞后调配器而衰减。在此类条件下，制造商可以寻求保护桨毂免受由于提升组件的集合牵引/滞后运动所导致的冲击，特别是在分别与加速和减速的阶段相关联的启动和停止旋翼的过程中。 背景技术[0016] 文献EP 0 340 095描述了一种具有隆起的桨毂，该隆起具有牵引/滞后邻抵表面，该表面面向桨叶的邻抵表面。该牵引/滞后邻抵表面是具有双曲率的大致圆形。 [0017] 同样已知的是布置在携载桨叶的桨毂的臂上的“牺牲性”金属邻抵件。每个桨叶有两个金属邻抵件布置在该桨毂上，以用作在桨叶沿两个相反的转动方向做牵引/滞后运动的情形下的邻抵件。 [0018] 每个金属邻抵件形式是夹片，该夹片紧固到臂的端部以面向箍套。 [0019] 不是由于牵引/滞后运动导致的对桨毂的冲击，而是提升组件可能邻抵牵引/滞后邻抵件。 [0020] 尽管如此，此类金属邻抵件可能难以在由复合材料制成的桨毂上放置就位。由复合材料制成的桨毂可以在生产过程中呈现与理论限定值有关的尺寸差量。在此类情形下，由复合材料制成的桨毂的实际形状可能使得难以将基于桨毂理论形状定尺寸的金属牵引/滞后邻抵件进行布置。 [0021] 另外，该臂的端部在形状上可以是复杂的，例如，它可以是截头锥体形的。金属邻抵件可能难以适应此类复杂形状，同时当由于制造桨毂而具有尺寸差量时，安装甚至会更加困难。 [0022] 另外，提升组件冲击在金属邻抵件上会导致局部的力峰值，此会有将局部由复合材料制成的桨毂局部分层的危险。 [0023] 文献US 4 235 570和US 4 203 708描述直升机旋翼，每个旋翼具有藉由球形邻抵类型的保持和移动构件铰接到桨毂的桨叶。 [0024] 另外，每个桨叶藉由致动器连接到桨毂的臂以限制桨叶的牵引/滞后邻抵件。此类运动限制到一个角度范围，该角度在第一位置和第二位置之间延伸，在第一位置处，该致动器完全收回，在第一位置处，该致动器完全延伸。 [0025] 文献US 4551067描述了一种具有伸缩牵引/滞后邻抵件的旋翼。 [0026] 文献US 4,297,079并非属于旋翼飞行器的旋翼的技术领域。文献US 4 297 079描述了一种船用螺旋桨。 [0027] 还已知文献US 3 106 965和EP 0 478 444。 发明内容[0028] 因此，本发明的目的是提供一种可替换的具有邻抵机构的旋翼，该邻抵机构用于限制提升组件的牵引/滞后运动，特别地用于具有由复合材料制成的桨毂的旋翼。 [0029] 根据本发明，旋翼，特别是旋翼飞行器的旋翼设置有桨毂和多个提升组件，每个提升组件具有保持和运动构件，该保持和运动构件连接到桨毂的臂以例如绕三个旋转方向将提升组件铰接到该桨毂。该旋翼的每个提升组件具有一个邻抵机构，以在提升组件的牵引/滞后运动的情形下保护该桨毂，所述臂具有端部，所述端部设置有顶面和底面，顶面和底面由面向提升组件的边缘面连接在一起。 [0030] 提升组件的每个邻抵机构包括： [0031] 弹性体隔离条，具有沿所述边缘面从第一基部朝向第二基部横向延伸的中部区段，每个基部具有固定到中部区段的中部段，该中部段布置成靠着所述边缘面并且沿竖向从底部纵向伸出部延伸到顶部纵向伸出部以呈现C形，其中，底部纵向伸出部布置成靠着底面，而顶部纵向伸出部布置成靠着顶面。 [0032] 两个C形金属夹片，分别接合在第一基部和第二基部上；并且 [0033] 两个紧固销，每个紧固销穿过夹片和相应基部的两个纵向伸出部以及沿竖向从底面朝向顶面延伸的所述臂的相应孔口。 [0034] 因此，旋翼设置有由金属部分和弹性体部分制成的邻抵机构，该金属部分具有两个夹片，该弹性体部分具有单个隔离条。 [0035] 在此类情形下，弹性体条接合在桨毂的臂的端部上。此类弹性体隔离条使得可以获得使用金属夹片难以达到的形状。 [0036] 由于该隔离条由弹性体制成，它具有柔性，该柔性使得隔离条易于放置就位，并且使得隔离条能够配装到由复合材料制成的桨毂，即使与桨毂的理论限定相比，由于制造呈现出尺寸差量时也是如此。 [0037] 而单个类型的邻抵机构可以适于布置在多个桨毂上。 [0038] 该适配的容易性也可以在制造桨毂时提供更大的尺寸裕量。 [0039] 此类隔离条可以具体地布置在具有形式为两个截头锥体的端部的臂上。 [0040] 该隔离条可以是H形的并且在前视图中(即沿着旋翼的直径方向看)形状是矩形的，相反地，隔离条在侧视图中(即从相对于旋翼的切向方向看)是C形的。 [0041] 该邻抵机构也具有接合在隔离条上的两个金属夹片。 [0042] 然后，该机构由紧固销紧固到桨毂，每个紧固销可以构成夹持装置，该夹持装置具体地用于将隔离条的纵向伸出部夹持抵靠着臂的顶面和底面。 [0043] 另外，此类紧固是可逆的，因此如果需要，可以改变邻抵机构的至少一个夹片或隔离条。 [0044] 随着沿第一方向进行极限牵引/滞后运动，提升组件邻抵第一夹片。随着沿第二方向进行极限牵引/滞后运动，提升组件邻抵第二夹片。 [0045] 在此类冲击过程中，弹性体条用以使该冲击衰减，并且将受冲击的夹片所施加的力扩散到边缘面的较大区域上，该区域即是由受冲击的夹片覆盖的基部的区域。该特征会避免产生局部的力峰值并且用于限制由例如复合材料制成的桨毂分层的任何风险。 [0046] 在此类情形下，邻抵桨叶可以用于限制在提升组件邻抵夹片的情形下桨毂分层的风险。另外，弹性体条可以适应制造过程中的尺寸差量。 [0047] 而该邻抵机构是相对简单的机构，因此，该邻抵机构可以是不昂贵的。 [0048] 该旋翼还可包括以下附加特征中的一个或多个。 [0049] 具体地，该桨毂可以由复合材料制成。 [0051] 在桨毂制造模具中，可以仅制造较大的开口，所述开口对应于用于布置保持和运动构件的凹部。为了使某些销穿过，可以通过“常规”加工来制造小孔。 [0052] 例如，每个紧固销包括具有头部的螺栓和螺母，该机构的每个紧固销都具有两个垫片，所述垫片分别布置在紧固销的头部和基部的纵向伸出部之间，以及在紧固销的螺母和该基部的另一纵向伸出部之间，每个垫片布置在夹片的椭圆孔中，使得夹片能够在冲击的情形下朝向桨毂运动。 [0053] 为了能够贡献于衰减并将夹片保持在桨毂上，紧固销具有用以压缩弹性体条的两个垫片。这些垫片因此放置在头部下方和螺母下方。 [0054] 而每个夹片具有椭圆孔，垫片可以在所述椭圆孔中滑动。由此，随着冲击提升组件，夹片可以相对于桨毂少许移动。该移动用以通过压扁位于夹片和桨毂的臂的边缘面之间的弹性体条而衰减对夹片的冲击。 [0055] 另外，在夹片中的这些椭圆形加工孔减小由于对夹片的冲击而使紧固销经受剪切的风险。 [0056] 另外，所述端部可以在该隔离条的第一基部和第二基部的位置处具有两个不同的外形。而第一基部和第二基部是不同的，同时两个夹片是相同的。 [0057] 由于臂的端部的可能截头锥体形，并且由于提升组件的俯仰轴线的偏心，在单个机构的两个夹片位置处的桨毂厚度可以是不同的。 [0058] 该差异通过使用具有不同基部的隔离条来补偿。在此类情形下，两个夹片可以是相同的，因此简化了邻抵机构并且降低了加工该邻抵机构的成本。 [0059] 另外，弹性体隔离条是自适应的而可以纠错的方式插入，由此使得可以更容易地安装在桨毂的臂的端部上。 [0060] 另外，至少一个纵向伸出部可以逐渐变细，沿纵向方向逐渐变细的所述纵向伸出部朝向桨毂的旋转轴线远离所述中部段延伸。 [0061] 该特征使纵向延伸部可以更容易地布置在锥形的臂上。 [0062] 另外，至少一个夹片可以被强迫接合在所述隔离条的基部上。 [0063] 然后将该夹片安装在条上，同时轻微压缩该隔离条的弹性体以避免存在任何间隙。 [0064] 另外，至少一个夹片可以具有中部，该中部布置成靠着所述隔离条的基部的中部段，该夹片具有固定到中部的两个分支，所述两个分支布置成靠着该基部的纵向伸出部，该中部包括面向提升组件的隆起，该隆起具有圆柱体的圆柱形部分的形状，该圆柱体具有与臂的边缘面基本平行的对称轴线，使得对提升组件上的冲击沿着圆柱体的母线发生，而不考虑提升组件的拍摆角度。 [0065] 具体地，对称轴线可选地与提升组件的拍摆轴线一致。 [0066] 该特征寻求获得最大的牵引/滞后角度，不论提升组件的拍摆角度如何，该牵引/滞后角度是基本恒定的。 [0067] 另外，邻抵机构可以包括至少一个附加的邻抵表面，该表面可逆地紧固在提升组件上以从临界牵引/滞后角度开始邻抵夹片。 [0068] 然后，邻抵表面构成提升组件的牺牲性部分并且该邻抵表面适合于被更换。 [0069] 所述邻抵表面可选地由金属制成。 [0070] 另外，邻抵表面可以包括面向夹片的凸起部，所述凸起部呈圆柱体的圆柱形部的形式。 [0071] 该附加的邻抵表面也可以呈在提升组件的俯仰轴线上定中心的圆弧形式。 [0072] 该特征寻求能够独立于提升组件的俯仰角而与夹片接触。 [0073] 另外，当提升组件包括铰接到桨距杆的摇臂时，该摇臂可以携载至少一个邻抵表面。例如，该摇臂可以具有两个邻抵表面，每个邻抵表面由于沿两个相反方向中的一个或另一个的牵引/滞后运动而与夹片中的相应一个进行协作。 [0075] 本发明及其优点从举例说明和参照附图给出的实例的下列描述的上下文中更详细地显现出来，附图中： [0076] 图1是本发明飞行器旋翼的视图； [0077] 图2是在提升组件中设置有牵引/滞后邻抵机构的桨毂的臂的视图[0078] 图3是该机构的分解立体图； [0079] 图4是该机构的截面图； [0080] 图5是夹片的俯视图； [0081] 图6是示出了邻抵表面的示意图；以及 [0082] 图7是示出了可替换邻抵表面的示意图。 具体实施方式[0083] 在一幅以上附图中存在的部件在各附图中赋予相同附图标记。 [0084] 在其中一些附图中示出三个相互正交的方向X、Y和Z。 [0085] 第一方向X称为“纵向”。第二方向Y称为“横向”。最后，第三方向Z称为“竖向”。 [0086] 图1示出了飞行器1的旋翼2，旋翼2例如是用于为旋翼飞行器至少提供提升力的旋翼 [0087] 旋翼2设置有用以携载多个提升组件10的桨毂。 [0088] 每个提升组件设置有包括提升部件11和箍套12的桨叶。图1示出了销接到箍套12的提升部件。但是，箍套12也可以是桨叶整体的一部分。 [0089] 另外，该提升组件具有将提升组件铰接到桨毂3的保持和运动构件15。例如，保持和运动构件可以包括层叠构件，该层叠构件更好地被称为“层叠弹形体球形邻抵件”，或者更简单地称为“球形邻抵件”。 [0090] 由此，该桨毂的每个提升组件具有一个臂，提升组件的保持和运动构件紧固到一臂上。例如，该保持和运动构件可以具有紧固到臂上的一个加强构件和紧固到箍套的另一加强构件。 [0091] 因此，该臂可以包括凹部，在该凹部中布置有保持和运动构件。此类桨毂可以由例如复合材料的材料制成。 [0092] 保持和移动构件在旋转上赋予桨叶三个自由度，即，绕拍摆方向进行拍摆旋转的自由度，绕俯仰方向进行俯仰旋转的自由度以及还有绕牵引/滞后方向进行牵引/滞后旋转的自由度。 [0093] 为了控制桨叶的桨距，桨叶可以具有用于箍套的摇臂70，该箍套铰接到桨距杆71。 [0094] 另外，旋翼可以具有桨叶间牵引/滞后调配器9，每个牵引/滞后调配器从一个桨叶的箍套延伸到相邻的另一个桨叶。 [0095] 此外，旋翼具有至少一个邻抵机构20以保护该箍套免受由于提升组件的牵引/滞后运动导致的对提升组件的冲击。每个邻抵机构20因此限制提升组件在两个极限位置之间的牵引/滞后运动。 [0096] 图2示出了桨毂的臂4。臂4具有端部5，端部5具有藉由边缘面8连接在一起的顶面6和底面7。而边缘面8面向提升组件并具体地面向可能由于牵引/滞后运动而导致的对桨毂冲击的提升组件的表面。例如，边缘面8面向携载桨距杆的摇臂70。 [0097] 端部5可以具有包括两个截头锥体的复杂形状，当从切线方向看时，端部5形成一个锥体500，并且形成另一锥体501。 [0098] 而邻抵机构具有在端部5上接合的由弹形体制成的隔离条30。该隔离条30设置有第一基部32和第二基部33，第一基部32和第二基部33由中部区段31连接在一起。 [0099] 中部区段31是大致平面的并且放置成靠着边缘面8。而中部区段31沿边缘面8在竖向上并且在横向上延伸。 [0100] 相反地，每个基部是C形的以夹持顶面6和底面7以及边缘面8。 [0101] 因此，每个基部32、33具有中部段34，该中部段34是基本平面的，并且压靠边缘面8，该中部段固定到中部区段31。中部区段31和第一基部32的中部段以及第二基部33的中部段在高度上基本位于共同的平面中，为方便，此平面称为“接触平面”。 [0102] 另外，每个基部具有两个纵向伸出部35、36，两个纵向伸出部35、36呈现在该基部的中部段34的两端处。 [0103] 由此，每个基部具有底部纵向伸出部35，底部纵向伸出部35从中部段朝向桨毂的旋转轴线AX延伸，布置成靠着桨毂的底面7。类似地，每个基部具有顶部纵向伸出部36，顶部纵向伸出部36从中部段朝向桨毂的旋转轴线AX延伸，放置成靠着桨毂的顶面6。 [0104] 基部的每个纵向伸出部基本上垂直于该接触平面，并且因此垂直于该基部的中部段。 [0105] 另外，该邻抵机构设置有两个C形金属夹片40，每个夹片覆盖隔离条30的相应基部32、33。 [0106] 因此，两个夹片的每个都是C形的以适于分别接合在第一基部32上或者第二基部33。 [0107] 每个夹片40具有牺牲性表面，该表面经受由提升组件在两个相反方向上的转动所导致的提升组件的冲击。一个夹片在提升组件顺时针转动的情形下提供接触表面，而另一架子在提升组件逆时针转动的情形下提供接触表面。 [0108] 另外，该邻抵机构具有两个紧固销50。每个紧固销穿过相应的夹片40和其中一个基部32、33上的两个纵向伸出部35、36以及臂4上的孔口。 [0109] 图3示出了邻抵机构的隔离条和两个夹片的分解图。 [0110] 如图3所示，桨毂的端部5可以在两个夹片位置处具有不同的厚度。 [0111] 因此，举例来说，边缘面8可以在隔离条的第一基部的位置处具有第一厚度E1，而在隔离条的第二基部的位置处具有第二厚度E2。而第一厚度E1和第二厚度E2是不同的。 [0112] 在此类情形下，第一基部32和第二基部33优选地具有不同形状。例如，第一基部可以具有纵向伸出部，所述纵向伸出部比第二基部的纵向伸出部更厚。 [0113] 第一基部和第二基部可以成形为能够使用两个相同的夹片40。 [0114] 为了安装该机构20，操作者将隔离条的基部接合在臂的端部上，使得中部区段31和这些基部的中部段34与边缘面8接触。然后每个顶部纵向伸出部36靠在臂的顶面6上，并且然后将每个底部纵向伸出部35放置成抵靠臂的底面7上。 [0115] 另外，每个纵向伸出部包括与臂中的孔口600相一致的孔。 [0116] 隔离条的弹性体结构使得可以容纳在制造桨毂的过程中相对于桨毂的理论限定的尺寸差量。 [0117] 由此，操作者将每个夹片接合在相应的基部上。例如，每个夹片被用力接合以避免存在任何间隙。 [0118] 在此类情形下，夹片的中部41布置成靠着所述隔离条30的基部32、33的中部段34，该夹片40具有固定到中部4的两个分支42、43。两个分支放置成靠着来自基部32或33的纵向伸出部35、36。布置成靠着基部的中部段34的、夹片的中部的面优选是平面的。类似地，布置成靠着夹片的中部的、基部的中部段的面优选是平面的。 [0119] 另外，每个分支包括布置成与臂中的孔口600一致的孔。 [0120] 参照图4，操作者然后将紧固销50插入每个孔口600。 [0121] 每个紧固销具有两个垫片和具有头部52的螺栓51以及螺母54，以用于将邻抵机构夹持成靠着该桨毂的臂。 [0122] 在此类情形下，螺栓的柄53穿过位于夹片的分支中的两个孔45和46，，并且也穿过位于基部的纵向延伸部中的两个孔，以及穿过孔口600。 [0123] 该柄所穿过的一个垫片55被夹持在螺栓的头部52和基部的纵向伸出部36之间，而另一垫片56被夹持在螺母54和基部的纵向伸出部35之间。 [0124] 此外，在夹片中的每个孔可以是椭圆孔。 [0125] 参照图4和图5，然后将每个垫片55、56布置在位于夹片40中的椭圆孔45、46中。该特征允许夹片沿径向运动，由此使得夹片能够在冲击的情形下运动地更靠近桨毂3。 [0126] 参照图4，至少一个纵向伸出部35、36可以逐渐变细以补偿桨毂的臂的端部的截头锥体外形。因此，此类纵向伸出部35、36朝向桨毂的旋转轴线沿远离中部区段34的方向逐渐变细。 [0127] 另外，隔离条的中部41可以包括隆起44，该隆起44面向提升组件10，并且具体地面向可能冲击到桨毂的提升组件的表面。 [0128] 该隆起44呈圆柱体401的圆柱形部403形式，圆柱体401的对称轴线402基本平行于臂的边缘面8。更具体地，该对称轴线可以与面向隆起的提升组件的拍摆轴线一致。 [0129] 此外，该隔离条30可以是模制部件。为了避免与桨毂3的面6和8的形状干涉，例如，可以将凹槽300模制在位于纵向伸出部36和隔离条30的中部34之间的交界区域中。 [0130] 参照图6，邻抵构件20可以包括至少一个附加的邻抵表面60，该邻抵表面60可逆地紧固到提升组件10。 [0131] 例如，该基部对每个夹片都具有一个附加邻抵表面以为衰减对夹片的冲击。 [0132] 此类邻抵表面60可选地由金属制成。 [0133] 另外，该邻抵表面60可以可逆地紧固到摇臂70,该摇臂70铰接到桨距杆。 [0134] 此外，如同夹片，邻抵表面60可以包括面向夹片40的凸起部61。该凸起部可以为圆柱体63的圆柱部62的形状。圆柱体63的对称轴线可选地平行于提升组件的拍摆轴线，该邻抵表面配装到该提升组件。 [0135] 参照图7，附加邻抵表面可以呈圆弧64形式的，该圆弧64按其中心具有提升组件的俯仰轴线AX1，该附加邻抵表面配装到该提升组件。 [0136] 邻抵表面可以是平坦的，或者它可以包括凸起部。 [0137] 当然，本发明的实施方式还可以有很多变体。尽管描述了若干实施例，但是容易理解，不可能穷举地给出所有可能实施例。设想用等同装置替代所述的任何装置而不超出本发明的范围是当然可能的。 |
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