用于旋翼航空器的旋翼頭部的旋翼葉片聯(lián)接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于旋翼航空器，例如旋翼飛機(jī)或直升飛機(jī)的旋翼頭部的旋翼葉 片聯(lián)接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在旋翼葉片旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生撲翼運(yùn)動和擺動運(yùn)動。在運(yùn)一方面公知的是，在旋翼葉 片上作用有不同的力，例如慣性力、離屯、力、科里奧利力（Corioiisk巧fte)巧空氣阻力。
[0003] 旋翼葉片聯(lián)接裝置通常包括相對于旋翼平面垂直直立的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)在各 個旋翼葉片保持件和各自所屬的產(chǎn)生上升氣流（Auftrieb)的旋翼葉片之間具有可調(diào)整的 阻力，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)允許各個旋翼葉片關(guān)于水平的旋翼平面產(chǎn)生與各個旋翼葉片的位置相關(guān)的 向后運(yùn)動，即與旋翼葉片的旋轉(zhuǎn)方向相反（"滯后"）的運(yùn)動，或向前運(yùn)動，即沿旋翼葉片的 旋轉(zhuǎn)方向（"超前"）的運(yùn)動。該阻力通?？蒞用液壓阻尼元件來調(diào)節(jié)，阻尼元件可W減慢 或減弱運(yùn)種所謂的超前-滯后運(yùn)動。運(yùn)樣的超前-滯后運(yùn)動主要由科里奧利力引起，在此， 離屯、力、空氣阻力和慣性力也對該超前-滯后運(yùn)動有影響。
[0004] 長期W來，公知的現(xiàn)有技術(shù)中的缺點在于：剛性的旋翼頭部沒有或幾乎沒有被相 應(yīng)地設(shè)計為，在旋轉(zhuǎn)時沿著旋翼葉片的旋轉(zhuǎn)方向能夠承受住非常大的力和轉(zhuǎn)動力矩。 陽0化]在現(xiàn)有技術(shù)中，具有兩個旋翼葉片的直升飛機(jī)（如"BellUH-1")公知的具有半剛 性的旋翼頭部，即，兩個旋翼葉片剛性地彼此連接。但是在運(yùn)種已知的直升機(jī)"BellUH-1" 中，旋翼葉片被靈活、萬向地安裝在旋翼跪桿上。因此在旋翼葉片聯(lián)接裝置中，位于旋翼平 面中的旋翼葉片們只能像在曉曉板中那樣共同上下運(yùn)動。通過所謂的周期性葉片調(diào)節(jié)，可 W使旋翼平面相對于經(jīng)過旋翼跪桿的旋轉(zhuǎn)軸線翻倒（verkippt)或傾斜。在運(yùn)樣的周期性 控制中，旋翼葉片的調(diào)整角度在旋翼旋轉(zhuǎn)期間周期性地發(fā)生變化，因此產(chǎn)生不同的流入并 實現(xiàn)所期望的傾斜。運(yùn)種傾斜引起了使旋翼航空器水平運(yùn)動（向前/向后/向側(cè)面）的推 力。
[0006] 運(yùn)種已知的直升機(jī)"BellUH-1"的不利之處在于，轉(zhuǎn)動力矩不被直接傳遞到旋翼 頭部中，運(yùn)導(dǎo)致在控制過程中響應(yīng)時間較長。當(dāng)旋翼產(chǎn)生很大的上升氣流時，相對于旋翼跪 桿軸線的偏轉(zhuǎn)將通過周期性的控制保持在很小的程度。但是，過快或過于敏捷的控制輸入 和特別是在低重力（G-Kraft)時的機(jī)動可能會導(dǎo)致旋翼平面相對于旋翼軸線發(fā)生很大的 角度偏差或傾斜，甚至導(dǎo)致"跪桿碰撞（MastBumping)"，即旋翼葉片陣列與旋翼跪桿的碰 撞。
[0007] 專利文獻(xiàn)US2008/0159862A1提出了另一種旋翼葉片聯(lián)接裝置。專利文獻(xiàn) US2008/0159862A1公開了將多個（在旋轉(zhuǎn)的旋翼葉片的旋轉(zhuǎn)方向上有彈性的）阻尼元件作 為每兩個相鄰的旋翼葉片之間的連接元件，運(yùn)可W說是構(gòu)成了彈黃-質(zhì)量塊系統(tǒng)。前述的 旋翼頭部上的"超前-滯后"運(yùn)動通過專利文獻(xiàn)US2008/0159862A1所提出的阻尼元件來 緩沖。
[0008] 專利文獻(xiàn)US2008/0159862A1所公開的運(yùn)種旋翼葉片聯(lián)接裝置具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)， 其在每兩個相鄰的旋翼葉片之間設(shè)有阻尼元件。因此在各個阻尼元件和旋翼葉片保持件之 間的過渡部中需要附加地設(shè)置關(guān)節(jié)和相匹配的魚尾板，運(yùn)同時需要特別大的維護(hù)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中公知的旋翼葉片聯(lián)接裝置的缺點，并特別是 應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)對旋翼葉片聯(lián)接裝置的結(jié)構(gòu)的簡化，在此，旋翼葉片聯(lián)接裝置應(yīng)該允許實現(xiàn)敏捷 的控制。
[0010] 本發(fā)明的目的通過一種旋翼葉片聯(lián)接裝置來實現(xiàn)，該旋翼葉片聯(lián)接裝置包括：旋 翼頭部中屯、件；至少兩個固定在旋翼頭部中屯、件上的旋翼葉片保持件，用于收納至少兩個 位于旋翼平面中的旋翼葉片；W及至少一個位于相鄰的旋翼葉片保持件之間的連接件，其 特征在于，旋翼葉片聯(lián)接裝置包括至少一個封閉的環(huán)形件作為連接件，其中，至少一個環(huán)形 件被設(shè)置為，分別在至少一個連接段上橫向于所有的旋翼葉片保持件，并將所有的旋翼葉 片保持件彼此至少間接地連接。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的旋翼葉片聯(lián)接裝置被設(shè)計用于與旋翼跪桿相聯(lián)接，W構(gòu)成旋翼航空 器的旋翼頭部，該旋翼葉片聯(lián)接裝置包括旋翼頭部中屯、件和至少兩個固定在旋翼頭部中屯、 件上的旋翼葉片保持件，旋翼葉片保持件用于收納和固定至少兩個位于旋翼平面中的旋翼 葉片。
[0012] 此外，在相鄰的旋翼葉片保持件之間設(shè)有至少一個連接件。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，旋翼葉片聯(lián)接裝置包括至少一個封閉的環(huán)形件作為連接器件，在此， 該環(huán)形件被設(shè)置為，分別在至少一個連接段上橫向于（querend，穿越，交叉于）所有的旋翼 葉片保持件，并使所有的旋翼葉片保持件彼此至少間接地連接。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的 擴(kuò)展方案，橫向于所有旋翼葉片保持件的環(huán)形件橫穿（化rchquert)旋翼葉片保持件，或者 說環(huán)形件延伸通過旋翼葉片保持件。
[0014] 優(yōu)選至少一個環(huán)形件被設(shè)置為，分別在至少一個連接段上橫向貫穿（querend化rchgefil虹t)所有旋翼葉片保持件，并使所有旋翼葉片保持件彼此至少間接地連接。
[0015] 替代橫穿旋翼葉片保持件的環(huán)形件地，可W考慮使環(huán)形件橫跨地（querend aufliegend)設(shè)置在旋翼葉片保持件的下方或上方。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案，可 W設(shè)想環(huán)形件由兩部分組成，即上環(huán)形板和與上環(huán)形板剛性連接的下環(huán)形板，并且將上環(huán) 形板設(shè)置在旋翼葉片保持件的上方，將下環(huán)形板設(shè)置在旋翼葉片保持件的下方，由此使得 被構(gòu)造為兩部分的環(huán)形件環(huán)抱旋翼葉片保持件。
[0016] 在本發(fā)明中，至少間接是指在環(huán)形件和旋翼葉片保持件之間還可W設(shè)置其他的連 接器，例如阻尼元件等。運(yùn)樣的阻尼元件用于減緩前述的超前-滯后運(yùn)動。由于沿超前-滯 后運(yùn)動方向的阻尼一般很弱，因此需要借助阻尼元件的緩沖使旋翼航空器上的振動誘因降 至最小程度。
[0017] 已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)：環(huán)形件沒有或幾乎沒有離屯、力和轉(zhuǎn)動力矩，運(yùn)是由"獎葉俯仰 化ladepitching)"或所謂的葉片調(diào)節(jié)所導(dǎo)致的。此外，通過對環(huán)形件的設(shè)置使得旋翼葉片 聯(lián)接裝置具有非常簡化的結(jié)構(gòu)。特別優(yōu)選將根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形件設(shè)計為圓形的，由此可W 在一定程度上減小離屯、力的影響。替代地，根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形件也可W被設(shè)計為多邊形的， 例如五邊形。
[0018] "獎葉俯仰"或葉片調(diào)節(jié)是指旋翼葉片相對于入流空氣的可調(diào)節(jié)迎角，在此，葉片 調(diào)節(jié)通過圍繞"獎葉俯仰"軸線（"blade-pitch"-Achse)的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)，"獎葉俯仰"軸線 基本上沿各個旋翼葉片保持件或旋翼葉片的縱向方向延伸。一般情況下，共同的葉片調(diào)節(jié) 是指所有旋翼葉片的迎角被共同和同時地調(diào)節(jié)并且旋翼航空器因此而上升或下降。周期性 的葉片調(diào)節(jié)通常是指有差別地在外周上控制旋翼葉片的迎角并由此改變上升氣流的方向， 從而使旋翼航空器改變飛行姿態(tài)（Fluglage)、飛行方向或飛行速度。
[0019] 在運(yùn)種"獎葉俯仰"或有目的地控制各個旋翼葉片的氣動迎角（其在旋翼葉片旋 轉(zhuǎn)時大多數(shù)情況下不是恒定的）的框架下，產(chǎn)生撲翼運(yùn)動（也稱為"振翅（flapping)")。 運(yùn)種撲翼運(yùn)動是指旋翼葉片相對于旋翼平面基本上垂直的上下運(yùn)動并導(dǎo)致科里奧利力，在 此，正是該科里奧利力與所描述的超前-滯后運(yùn)動相關(guān)聯(lián)。
[0020] 特別是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：通過運(yùn)種在根據(jù)本發(fā)明的旋翼葉片聯(lián)接裝置中設(shè)置環(huán)形件，幾 乎使得所有的轉(zhuǎn)動力矩被傳遞到旋翼跪桿上，運(yùn)特別是使得能夠?qū)崿F(xiàn)直接、靈活或敏捷的 機(jī)動。
[0021] 在本發(fā)明中，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的旋翼葉片聯(lián)接裝置可W與主旋翼的旋翼跪桿相聯(lián) 接。但是替代地也可W考慮將根據(jù)本發(fā)明的旋翼葉片聯(lián)接裝置安裝在尾旋翼上。
[0022] 其他優(yōu)選的實施方式在從屬權(quán)利要求中給出。
[0023] 優(yōu)選環(huán)形件由基本上沿至少兩個旋翼葉片的切線方向、特別是沿旋轉(zhuǎn)方向為剛性 的材料構(gòu)成。
[0024] 根據(jù)一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，根據(jù)本發(fā)明的旋翼葉片聯(lián)接裝置的環(huán)形件被一體化地 構(gòu)成。替代地，也可W考慮將環(huán)形件設(shè)計為多部件的。在本發(fā)明的意義下，一體化的環(huán)形件 和由多部件構(gòu)成的環(huán)形件在本文中均為結(jié)構(gòu)剛性的元件。
[0025] 此外，在本發(fā)明的意義下，將基本上沿切線方向、特別是沿旋轉(zhuǎn)方向上為剛性的環(huán) 形件理解為：被設(shè)計為剛性體的環(huán)形件具有反作用于由常規(guī)產(chǎn)生的力和轉(zhuǎn)動力矩所導(dǎo)致的 彈性形變的阻力，為了根據(jù)本發(fā)明的旋翼葉片聯(lián)接裝置的常規(guī)使用需要測量該阻力。環(huán)形 件的運(yùn)種剛性設(shè)計可W通過材料選擇或幾何形狀的選擇、特別是環(huán)形件的厚度來實現(xiàn)。為 了獲得所需要的環(huán)形件的剛性，優(yōu)選使用金屬（例如侶、鋼或鐵）或纖維復(fù)合材料（例如碳 和/或玻璃纖維）