用于控制葉片的節(jié)距的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制扇葉旋翼的葉片的節(jié)距的裝置及包括這種裝置的扇葉。
[0002]本發(fā)明還涉及用于通過(guò)使用所述裝置來(lái)控制扇葉旋翼的葉片的節(jié)距的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已知包括至少一個(gè)旋翼和節(jié)距可變的葉片的渦輪機(jī)扇葉。
[0004]幾何節(jié)距為由葉片的輪廓的翼弦和發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線形成的角度。
[0005]這可通過(guò)使用已知裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述已知裝置包括徑向軸、連接桿和軸對(duì)稱部件，所述徑向軸通過(guò)樞軸被連結(jié)至葉片，所述連接桿的軸向位移控制徑向軸的旋轉(zhuǎn)，所有的連接桿被附接至軸對(duì)稱部件。
[0006]氣缸控制軸對(duì)稱部件的軸向位移，這導(dǎo)致連接桿的軸向位移，使得所有葉片的節(jié)距可被均勻地調(diào)節(jié)。
[0007]不均勻的空氣動(dòng)力學(xué)流動(dòng)由于各種因素被應(yīng)用到葉片上，多種因素具體地包括例如起飛時(shí)的飛行器傾角的效應(yīng)和由于發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)翼、機(jī)身或諸如將發(fā)動(dòng)機(jī)連接至飛行器的吊架之類的其它元件而引起的尾流效應(yīng)。
[0008]所述不均勻性在葉片上并且更通常地在節(jié)距控制裝置上誘發(fā)負(fù)載。
[0009]葉片還受到由與飛行器操縱有關(guān)的陀螺效應(yīng)導(dǎo)致的變形。
[0010]上述的負(fù)載和變形可導(dǎo)致諸如葉片或節(jié)距控制裝置之類的扇葉部件的過(guò)早的機(jī)械磨損。
[0011]在包括上游螺旋槳旋翼和下游螺旋槳旋翼的扇葉的情況下，上游旋翼的葉片和下游旋翼的葉片之間可存在不期望的聯(lián)接。
[0012]所述聯(lián)接為機(jī)械的，這意味著不期望的機(jī)械振動(dòng)能夠被放大，所述聯(lián)接為嘈雜的，這誘發(fā)了聲振動(dòng)的放大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明公開(kāi)了一種用于控制扇葉的旋翼的葉片的節(jié)距的裝置以便克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，所述裝置包括徑向軸和連接桿，所述徑向軸通過(guò)樞軸連結(jié)至所述葉片，所述連接桿的軸向位移控制所述徑向軸的旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述裝置包括第一部件、第二部件和至少三個(gè)氣缸，所述第一部件可繞扇葉軸與所述旋翼旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)并且每個(gè)連接桿的一個(gè)端部被固定至所述第一部件上，所述第二部件被連結(jié)至所述第一部件，所述氣缸能夠使所述第二部件軸向平移地移動(dòng)并且使所述第二部件的傾斜變化，所述第二部件的平移和傾斜導(dǎo)致所述第一部件的相應(yīng)的平移和傾斜，使得當(dāng)所述第一部件旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)連接桿遵循具有取決于所述第一部件的傾斜的可變振幅的軸向位移，以便使所述葉片的節(jié)距在所述葉片的旋轉(zhuǎn)期間變化。
[0014]本發(fā)明涉及一種包括至少一個(gè)旋翼和節(jié)距可變的葉片的渦輪機(jī)扇葉，其特征在于，所述渦輪機(jī)扇葉包括用于其葉片的所述節(jié)距控制裝置。
[0015]最后，本發(fā)明還涉及一種用于利用所述控制裝置來(lái)控制扇葉旋翼的葉片的節(jié)距的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:控制所述氣缸以更改所述第一部件的傾斜，使得在所述第一部件的旋轉(zhuǎn)期間，軸向位移被施加到每個(gè)連接桿上，所述連接桿的振幅可變并且取決于所述第一部件的傾斜，所述葉片節(jié)距在其繞扇葉軸的旋轉(zhuǎn)期間變化。
[0016]本發(fā)明能夠被使用以使每個(gè)葉片的節(jié)距在葉片旋轉(zhuǎn)期間變化。具體地，葉片節(jié)距根據(jù)其在轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)的位置變化。
[0017]因此，節(jié)距控制的適當(dāng)設(shè)定保證了所述裝置和所述扇葉不會(huì)受到由于特定障礙(機(jī)翼、機(jī)身等)引起的空氣動(dòng)力流動(dòng)干擾。
[0018]因此，扇葉更穩(wěn)固并且具有更長(zhǎng)的壽命。
[0019]此外，上游旋翼葉片和下游旋翼葉片之間的聯(lián)接被減少，這減少了不合意的機(jī)械放大和噪聲放大。
[0020]最后，如果發(fā)生故障，所述裝置具有避免需要進(jìn)行立即發(fā)動(dòng)機(jī)停車的弱化的運(yùn)行模式。
【附圖說(shuō)明】
[0021]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)僅作為示例性的且非限制性給出的以下說(shuō)明中變得清楚并且應(yīng)當(dāng)參考附圖閱讀，在附圖中:
[0022]-圖1示出了用于控制扇葉的旋翼葉片的節(jié)距的裝置；
[0023]-圖2示出了連接元件和裝置的部件的正視圖；
[0024]-圖3和圖4示出了裝置的部件的三維視圖；
[0025]-圖5和圖6示出了當(dāng)部件中的一個(gè)通過(guò)氣缸而傾斜時(shí)的裝置的部件的三維視圖；
[0026]-圖7示出了裝置相對(duì)于旋翼的傾斜部件的引導(dǎo)的實(shí)施例；
[0027]-圖8示出了裝置的處于扇葉中的附件部件；
[0028]-圖9示出了用于控制葉片節(jié)距的方法的實(shí)施例；
[0029]-圖10和圖11示出了用于在其旋轉(zhuǎn)期間改變?nèi)~片節(jié)距的控制。
【具體實(shí)施方式】
[0030]用于控制葉片節(jié)距的裝置
[0031]圖1至圖6示出了用于控制扇葉4旋翼3的葉片的節(jié)距的裝置I的一個(gè)實(shí)施例。
[0032]裝置I包括連結(jié)至葉片(未示出)的徑向軸6。照慣例，葉片的腳部通過(guò)樞軸被安裝在徑向軸6上。徑向軸6能夠繞其軸線旋轉(zhuǎn)。
[0033]裝置I還包括用于每個(gè)葉片的連接桿8，連接桿8的軸向位移控制徑向軸6繞其軸線的旋轉(zhuǎn)。為此，連接桿8的一部分例如通過(guò)樞軸連桿被連結(jié)至徑向軸6。
[0034]裝置I還包括第一部件10。所述第一部件10被固定至扇葉4的旋翼3上。
[0035]因此，換而言之，第一部件10可與旋翼3 —起繞扇葉4的軸線11旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)。
[0036]連接桿8的另一端部31被固定至第一部件10。
[0037]裝置I還包括連結(jié)至第一部件10的第二部件12，第二部件12的作用在下文公開(kāi)。
[0038]第一部件10和第二部件12典型地為軸對(duì)稱部件。例如，第一部件10為環(huán)形的，并且第二部件12為圓盤。
[0039]裝置I包括至少三個(gè)氣缸14，氣缸14能夠使所述第二部件12繞扇葉4的軸線11軸向平移地移動(dòng)并且改變其傾斜。因此，第二部件12具有至少三個(gè)由氣缸14控制的自由度。所述氣缸14可例如為常規(guī)的液壓氣缸。
[0040]如果對(duì)氣缸14沒(méi)有控制，第二部件12通常被布置在徑向平面(豎直平面)內(nèi)，氣缸14被用于使第二部件12相對(duì)于所述標(biāo)稱位置傾斜。
[0041]在一個(gè)構(gòu)型中，這些氣缸14被布置為相互成120°。通常，氣缸14位于相同的平面內(nèi)。
[0042]第一部件10和第二部件12被機(jī)械地連結(jié)，因此，第二部件12的軸向平移和傾斜導(dǎo)致了第一部件10的相應(yīng)的軸向平移和傾斜。
[0043]例如，在圖3和圖4中，三個(gè)氣缸具有完全相同的延伸。第一部件10和第二部件12被定位在徑向平面內(nèi)。
[0044]在圖5和圖6中，氣缸中的一個(gè)(氣缸14a)接收到延伸指令(例如，氣缸從150_的延伸變化到200mm的延伸)，而其它氣缸(12B，12C)保持其原始延伸(extens1n)。
[0045]因此，第二部件12且由此第一部件10朝相對(duì)于徑向平面傾斜的平面轉(zhuǎn)移。
[0046]使第二部件12傾斜導(dǎo)致第一部件10相對(duì)于徑向平面傾斜。因此，在使第一部件10傾斜之后，第一部件在從徑向平面傾斜的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)。
[0047]由于所述傾斜，當(dāng)?shù)谝徊考?0旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)連接桿8受到具有可變振幅的軸向位移。這是由于以下事實(shí)導(dǎo)致:連接桿8的端部31被連結(jié)至第一部件10，第一部件10本身在相對(duì)于徑向平面傾斜的平面內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。因此，在旋轉(zhuǎn)期間，每個(gè)連接桿8都具有繞轉(zhuǎn)動(dòng)(turn)變化的軸向位移。
[0048]連接桿8的軸向位移的振幅取決于第一部件10的傾斜。第一部件10的傾斜越大，
其振幅繞轉(zhuǎn)動(dòng)變得越可變。
[0049]由于所述構(gòu)型，裝置I能夠被用于使葉片的節(jié)距在其旋轉(zhuǎn)期間變化。
[0050]具體地，每個(gè)葉片的節(jié)距取決于其在旋轉(zhuǎn)上的位置。因此，在給定的瞬間，旋翼的不同葉片具有取決于其繞旋轉(zhuǎn)的位置而不同的節(jié)距。
[0051]第一部件10的平移調(diào)節(jié)所有葉片的節(jié)距，因?yàn)樗銎揭普T發(fā)了連接桿8的共同平移并且因此誘發(fā)了徑向軸6的旋轉(zhuǎn)。
[0052]第一部件10的傾斜在旋轉(zhuǎn)上產(chǎn)生了葉片的周期性節(jié)距控制。對(duì)于第一部件10的給定傾斜，給定的葉片的節(jié)距根據(jù)連接桿8的軸向位移周期性地變化。
[0053]根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，第二部件12通過(guò)機(jī)械軸承16被連接至第一部件10。
[0054]實(shí)際上，第二部件12被連結(jié)至扇葉的外殼(固定部件)，而第一部件10被連結(jié)至扇葉旋翼3。
[0055]例如，可使用滾珠軸承。
[0056]為了將第一部件10連結(jié)至旋翼3，裝置I包括連接元件22，圖1和圖2中示出了連接元件22的一個(gè)實(shí)施例。
[0057]連接元件22包括萬(wàn)向接頭21，以便將第一部件10連結(jié)至繞扇葉的軸線11旋轉(zhuǎn)的旋翼3。所述萬(wàn)向接頭21在圖2中示意地示出，萬(wàn)向接頭21呈兩個(gè)環(huán)形部件33、34的形式，兩個(gè)環(huán)形部件33、34通過(guò)銷35連接并且包圍第一部件10。
[0058]此外，連接元件22設(shè)置有鍵或槽23以能夠相對(duì)于旋翼3軸向引導(dǎo)第一部件10。這些鍵23被用于相對(duì)于旋翼3軸向引導(dǎo)第一部件10。
[0059]在一個(gè)實(shí)施例中，鍵23參與相對(duì)于傾斜殼體26的軸向引導(dǎo)。例如，這可以是包含扇葉油的室的壁，所述壁必須傾斜以能夠進(jìn)行排放。
[0060]鍵23的頂面和底面與發(fā)動(dòng)機(jī)軸線平行。
[0061]殼體26還設(shè)置有與鍵23互補(bǔ)的槽30。這些互補(bǔ)的槽30具有(相對(duì)于扇葉4的軸線11傾斜)傾斜的槽底面32，以實(shí)施排油功能(排油功能為部件26的原始功能)。
[0062]與鍵23互補(bǔ)的槽30的頂部表面36為水平的，而另一表面32為傾斜的以能夠與傾斜部件26配合。
[0063]根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，鍵23被放置在萬(wàn)向接頭21的外表面上。
[0064]在一些情況下，如在旋翼位于一些扇葉的下游側(cè)的情況下，固定裝置1、特別是固定氣缸14的問(wèn)題出現(xiàn)了。
[0065]在所述下游旋翼的情況下，不可能與扇葉結(jié)構(gòu)連結(jié)，因?yàn)樵撍教幍牟考荒艿挚惯@種連結(jié)所必須的力。例如，所述部件可以為扇葉導(dǎo)管20，扇葉導(dǎo)管20包含液壓通道和用于一些傳感器的電源，所述導(dǎo)管20不能夠抵抗由裝置I強(qiáng)加的力。
[0066]因此，必須再產(chǎn)生固定坐標(biāo)系統(tǒng)。
[0067]為此，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，裝置I包括將氣缸14連結(jié)至旋翼3的結(jié)構(gòu)上的連接軸承18。由裝置I強(qiáng)加的軸向力和徑向力由該軸承18抵抗。
[0068]此外，根