本发明涉及一种用于飞行器(尤其是飞机)的应急冲压空气涡轮系统的致动装置，该致动装置包括传动装置(vérin)。
背景技术：
为飞行器(特别是飞机)配备应急“冲压空气涡轮(ramairturbine)”是已知的，该“冲压空气涡轮”在飞行器的主发电机损失时用作电能源。例如，这在飞行器的发动机同时发生故障的情况下发生。在操作时，应急冲压空气涡轮允许为飞行器的重要系统(诸如控制和飞行引导系统和致动器)产生必需的电能。
现有技术中已知的飞行器应急冲压空气涡轮系统例如在图1中示出。常规地，这种系统包括应急冲压空气涡轮1、飞行器结构5、盖7以及包括传动装置的致动装置9。
应急冲压空气涡轮1包括支柱2、发电机3和涡轮4，发电机3和涡轮4被定位在支柱2的第一端部2a处。涡轮4被联接到发电机3使得涡轮4的叶片的旋转引起发电机3产生电能。
应急冲压空气涡轮1的支柱2的第二端部2b通过致动装置的传动装置9被进一步连接到飞行器结构5。
致动装置的传动装置9在图2中被更详细地示出。该传动装置沿纵向轴线10延伸并且包括缸13，缸包括第一室14和第二室15、在缸13的内部的在第一室14和第二室15之间延伸的活塞16，活塞16设置有部分地延伸到缸13外部的杆以及设置有被定位到第一室14中的弹簧17。在弹簧17的影响下，活塞16相对于缸13在缩回位置和展开位置之间移动，杆16a的在缸13外部延伸的部分在展开位置的长度大于在缩回位置的长度。
缸13的与杆16a的延伸到缸13外部的部分相反的端部9a被连接到飞行器结构5，并且在传动装置9处于缩回位置时被连接到钩连系统12。杆16a的与活塞16相反的端部9b(换言之，杆16a的位于缸13外部的端部9b)被连接到应急冲压空气涡轮1的支柱2以及连接到用于打开盖7的曲柄11。
当传动装置9处于缩回位置时，应急冲压空气涡轮1被容纳在飞行器的内部。通过钩连系统12将传动装置9保持在缩回位置，通过钩连系统12释放传动装置9引起传动装置9的致动。由钩连系统12释放传动装置9可以通过飞行员手动地控制或通过飞行器的机载系统自动地控制，飞行器的机载系统例如检测由飞行器的马达驱动的主发电机的损失。
传动装置9的致动引起活塞16和杆16a从缩回位置移动到展开位置，这允许应急冲压空气涡轮1朝向飞行器的外部展开并且同时经由曲柄11打开盖7。当传动装置9处于展开位置时，应急冲压空气涡轮1的涡轮4位于飞行器的外部，使得空气流驱动涡轮4的叶片进行旋转，并且发电机3产生飞行器所必需的电能。
在缩回位置，弹簧17被预加载。因此，当钩连系统12释放传动装置9时，其也释放弹簧17的被存储在传动装置9中的势能，导致活塞16和杆16a从缩回位置移动到展开位置，并且因此导致应急冲压空气涡轮1的展开和盖7的打开。
因此，必须在传动装置9的弹簧17中储存相当大量的势能。实际上，该势能的量必须足以允许应急冲压空气涡轮1的展开和盖7的打开，并且特别是在应急冲压空气涡轮1和盖7受到外部空气流时忍受被施加到它们上的气动力。
此外，为了应急冲压空气涡轮1的缩回操作，将第一室13和第二室14连接到液压泵19的液压回路18被提供。被容纳到第一室14中的油被泵送，使得活塞16在弹簧17上施加力并使得传动装置9返回到其缩回位置。
因此，在设计应急冲压空气涡轮系统的尺寸时，必须将在预加载状态下由弹簧17产生的力考虑在内，所述应急冲压空气涡轮系统尤其是应急冲压空气涡轮1、传动装置9以及抵抗这种力的钩连系统12。
然而，考虑到在预加载状态下由弹簧17产生的力，这导致应急冲压空气涡轮系统的质量显著增加，而这与飞行器制造商的减少飞行器质量的期望相反。
因此需要提出一种质量较小的应急冲压空气涡轮系统。
技术实现要素：
本发明通过提出一种用于飞行器应急冲压空气涡轮系统的致动装置来响应这种需求，该致动装置包括传动装置和用于对传动装置进行致动的气体发生器，以便对传动装置内部的力以及由传动装置施加到该系统的另一个组件的力进行限制，从而减小传动装置和该系统的其他组件的质量。
更确切地，本发明的目的在于一种致动装置，所述致动装置用于包括应急冲压空气涡轮的系统，所述装置包括传动装置，该传动装置沿着纵向轴线延伸并且包括：
-缸，该缸被构造成被连接到飞行器结构或者应急冲压空气涡轮，
-活塞，该活塞在缸内部延伸并在缸中限定出两个室，活塞设置有杆，杆的一部分延伸到缸外部，延伸到缸外部的所述部分被构造成被连接到应急冲压空气涡轮或者飞行器结构，活塞被构造成相对于缸在缩回位置和展开位置之间移动，杆的延伸到缸外部的部分在展开位置的长度大于在缩回位置的长度，缸的室中的一个室设置有至少一个气体发生器，该至少一个气体发生器被构造成在活塞处于所述缩回位置时将气体释放到所述室中，使得活塞在缸的两个室之间的压力差的影响下在缸中从缩回位置移动到展开位置。
这种致动装置具有如下优点：实现用于对传动装置进行致动的气体发生器，这允许对所述传动装置内部(特别是在缩回位置)的力进行限制，并且因此减小其质量。
优选地，气体发生器是烟火式发生器或混合式发生器。
优选地，气体发生器被连接到电路，该电路被构造成向气体发生器供应用于将气体释放到缸的布置有气体发生器的室中所必需的电能，该电路设置有检测系统，该检测系统被构造成检测电路的故障。
优选地，第二室设置有被构造成在气体发生器将气体释放到缸的布置有气体发生器的室中并且活塞从缩回位置移动到展开位置时对活塞进行阻抑的元件。
更优选地，第二室被连接到排放管道，该排放管道被构造成排放被容纳在第二室中的流体，排放管道设置有限流器，该限流器被构造成在气体发生器将气体释放到缸的布置有气体发生器的室中时对从第二室排放的流体进行节流并且因此对活塞进行阻抑。
作为变型，弹性元件被安置在第二室中并抵靠缸的底部，使得当活塞和杆从缩回位置移动到展开位置时，活塞使抵靠缸的底部的弹性元件受到压缩，由此对活塞进行阻抑。
优选地，缸进一步包括排放开口，该排放开口被构造成在活塞和杆处于展开位置时将由气体发生器释放的气体排放到缸的布置有气体发生器的室中。
更优选地，排放开口被布置在缸中，以便在活塞处于缩回位置时被活塞阻塞或者通入到第二室中，以及在活塞处于展开位置时通入到缸的布置有气体发生器的室中。
本发明的目的还在于一种系统，包括：
-飞行器应急冲压空气涡轮，该应急冲压空气涡轮包括支柱，涡轮在支柱的第一端部处延伸，所述涡轮被联接到发电机，
-如前所述的致动装置，该致动装置包括传动装置，该传动装置沿着纵向轴线延伸并且包括：
-缸，该缸被连接到飞行器结构或者应急冲压空气涡轮，
-活塞，该活塞在缸内部延伸并在缸中限定出两个室，活塞设置有杆，所述杆的一部分延伸到缸外部，延伸到缸外部的所述部分被连接到应急冲压空气涡轮或飞行器结构，活塞被构造成相对于缸在缩回位置和展开位置之间移动，杆的延伸到缸外部的部分在展开位置的长度大于在缩回位置的长度，缸的室中的一个室设置有至少一个气体发生器，该至少一个气体发生器被构造成在活塞处于缩回位置时将气体释放到所述室中，使得活塞在缸的两个室之间的压力差的影响下在缸中从缩回位置移动到展开位置。
这种系统具有如下优点：实现用于致动传动装置以及因此使应急冲压空气涡轮展开的气体发生器，这允许对传动装置内部的力以及由传动装置(特别是在缩回位置)施加到应急冲压空气涡轮和飞行器结构的力进行限制，从而减少了系统的质量。
附图说明
本发明的其它特征、目的和优点将通过阅读下面的详细描述以及参考作为非限制性示例给出的附图而显现，并且在附图中：
-图1(已经描述)是根据现有技术的飞行器应急冲压空气涡轮系统的透视图；
-图2(已经描述)是用于对图1中所示的系统进行致动的传动装置的截面示意图；
-图3是根据本发明的一个实施例的飞行器应急冲压空气涡轮系统的透视图；
-图4是用于对图3中所示的系统进行致动的传动装置的截面示意图；
-图5a和图5b是图4中所示的致动传动装置的变型的截面示意图。
具体实施方式
图3示出了飞行器(特别是飞机)的应急冲压空气涡轮系统20。该系统20例如被定位在飞机的下腹部、飞机的鼻部或飞机的机翼上。
应急冲压空气涡轮系统20包括应急冲压空气涡轮21(ramairturbine，rat)、用于应急冲压空气涡轮21的致动装置，该致动装置包括传动装置22和飞行器结构23。系统20还包括被设置在飞机机身中的盖(未示出)，应急冲压空气涡轮21穿过该盖被展开到飞行器的外部。应理解的是，根据飞行器上的应急冲压空气涡轮系统20的位置，所讨论的飞行器结构23是不同的。
应急冲压空气涡轮21包括支柱24，支柱24的第一端部24a被定位在配备有叶片26的涡轮25上。该涡轮25被联接到发电机27，使得涡轮25的叶片26的旋转引起发电机27产生电能。发电机27例如被置于在支柱24的第一端部24a和涡轮25之间。
支柱24的第二端部24b通过致动装置22被连接到飞行器结构23。
图4更详细地示出了致动装置的传动装置22。
传动装置22沿着水平轴线29延伸并且通过第一端部28a被连接到飞行器结构23并且通过第二端部28b被连接到应急冲压空气涡轮21的支柱24。传动装置22包括：
-缸30，该缸被连接到飞行器结构23并且包括第一室31和第二室32，
-活塞33，该活塞在缸30内部在第一室31和第二室32之间延伸，活塞33设置有杆33a，杆的一部分延伸到缸30外部，延伸到缸30外部的所述部分被连接到应急冲压空气涡轮21，活塞33进一步被构造成相对于缸30在缩回位置和展开位置之间移动，杆33a的延伸到缸30外部的部分在展开位置的长度大于在缩回位置的长度。杆33a的延伸到缸30外部的部分也通过曲柄(未示出)被连接到盖。
当传动装置22处于缩回位置时，应急冲压空气涡轮21被容纳在飞行器内部。传动装置22在其缩回位置被致动。传动装置22的致动引起活塞33和杆33a从缩回位置到展开位置的移动，并因此使应急冲压空气涡轮21朝向飞行器的外部展开。同时，活塞33和杆33a的移动导致经由曲柄打开盖，从而允许应急冲压空气涡轮21展开到外部。当传动装置22处于展开位置时，盖打开并且应急冲压空气涡轮21的涡轮25位于飞行器的外部，使得空气流驱动涡轮机25的叶片26旋转，并且发电机27产生飞行器所必需的电能。
缸30的第一室31进一步设置有至少一个气体发生器34，该气体发生器34被构造成当传动装置22在缩回位置被致动时将气体释放到缸30的第一室31中，使得活塞33在第一室31和第二室32之间的压力差的影响下在缸30中从缩回位置移动到展开位置。
因此，没有潜在的能量储存在处于缩回位置的传动装置22中，并且在该位置没有由该势能产生的力被施加到应急冲压空气涡轮21和飞行器结构23，使得应急冲压空气涡轮系统20的尺寸可以被设计成减小其质量。
此外，应急冲压空气涡轮系统20的维护被简化，因为仅需要对气体发生器34进行再充电来重新激活该系统。
另外，应急冲压空气涡轮21缩回到飞行器内部的操作被简化。事实上，不再需要预加载弹簧，也不需要提供液压泵送系统来使应急冲压空气涡轮21缩回。对应急冲压空气涡轮21进行手动缩回是可行的。
气体发生器34例如是烟火式气体发生器。这种烟火式发生器通常采用筒的形式，筒中设置有容纳烟火药的燃烧室和点火器，该点火器通过电能的传输而启动并且该点火器被构造成引发烟火药的燃烧。烟火药的燃烧导致供给缸30的第一室31的气体被释放。因此，传动装置22通过烟火药的燃烧而致动。为了给气体发生器34再充电，只需要更换气体发生器34的筒。
根据第一变型，气体发生器34是混合式发生器。这种混合式发生器与上述的烟火式发生器的不同之处在于，混合式发生器将储存在独立于筒的储存器中的惰性气体与烟火药相关联。
根据第二变型，气体发生器34是如下的筒，该筒包含处于压力下的气体，也就是说，气体在筒中被压缩至大于大气压的压力。在该变型中，气体发生器34进一步包括被布置在气体筒与第一室31之间的阀，使得当阀打开时，该筒将其所容纳的气体释放到第一室31中，从而导致对传动装置22进行致动。
已知这种气体发生器用于车辆安全气囊或撤离滑降系统。然而，在这些系统中，气体发生器用于使由柔性外层形成的安全气囊或滑降系统充气，以增加它们的体积。相反地，根据本发明，气体发生器34与具有刚性壁的缸30相关联，并且因此，缸的体积在气体发生器34释放气体的期间不会变化。因此，在传动装置22中使用气体发生器34时需要考虑的结构约束与在安全气囊或撤离滑降系统中使用气体发生器时要考虑的结构约束无关。而且，无论气体发生器被应用在安全气囊还是撤离滑降系统中，气体发生器都必不可少地在尽可能最短的时间内输送大量的气体。相反，根据本发明，对气体释放到第一室31中的速度进行控制和限制是必不可少的，以便获得活塞33和杆33a的移动，并且因此获得应急冲压空气涡轮21的受控的展开而不会具有损坏传动装置22、损坏应急冲压空气涡轮21或损坏飞行器的风险。这里同样地，在传动装置22中使用气体发生器34时要考虑的技术约束与在安全气囊或撤离滑降系统中使用气体发生器时要考虑的技术约束不同。
气体发生器34进一步被连接到电路35，该电路被构造成致动气体到缸30的第一室31中的释放。电路35使得能够通过从储存在飞行器中的电池36吸收电能而将电能馈送到气体发生器34。具体而言，这些电池36被用于暂时地向飞行器提供必需的电能直到应急冲压空气涡轮21被展开。
当气体发生器34是烟火式或混合式发生器时，电路35允许提供用于燃烧烟火药的并且因此用于启动传动装置22所必需的电能。
当气体发生器34是容纳有处于压力下的气体的筒时，电路35例如允许对阀的打开进行致动以便将气体释放到缸30的第一室31中。作为变型，阀可以通过被构造成释放为打开所述阀所需的气体量的烟火式气体发生器来致动。因此，在这种情况下，阀的致动是气动的。气体发生器本身例如由电路35启动。
电路35还可以设置有检测系统39，该检测系统被构造成检测电路35中的故障。这具有提高应急冲压空气涡轮系统20的可靠性的优点。检测系统39例如被构造成以规则的时间间隔在电路35的输入端发送模拟信号，以在电路35的输入端下游测量所述模拟信号，并对所发送的模拟信号和所测量出的模拟信号进行比较。模拟信号例如是电路35中的电压。以这种方式，能够验证在电路35的输入端处发送的模拟信号被在电路35中的下游正确地重获，并且因此能够验证电路35不是开路的。因此确保了电路35中没有将会阻止气体发生器34的烟火药在期望的时刻开始燃烧的隐藏故障。
在图4所示的示例中，传动装置22进一步设置有排放管道37，该排放管道被构造成排放被容纳在第二室32中的流体，排放管道37进一步被构造成在气体发生器34将气体释放到缸30的第一室31中时对活塞33进行阻抑。为此目的，排放管道37例如设置有限流器38，该限流器被构造成在气体发生器34将气体释放到缸30的第一室31中时在第二室32的出口处对流体进行节流，并且因此对活塞33进行阻抑。事实上，流体的节流允许将额外的压头损失引入排放管道37中，这限制了当活塞33在气体发生器34释放的气体的影响下朝向展开位置移动时缸30的第二室32中的压力增加。因此，流体的节流使得能够控制缸30的第二室32中的压力的增加并因此确保对活塞33的阻抑。
例如，排放管道37被构造成排放被容纳在第二室32中的油。在这种情况下，排放管道37与液压室(未示出)连通。作为变型，排放管道37被构造成将被容纳在第二室32中的空气排放到总的来说处于大气压力下的飞行器的区域，或者排放到飞行器的外部。
排放管道37和限流器38允许对活塞33和杆33a的从缩回位置移位到展开位置的时间进行调节，并且因此避免使活塞33以过高的速度到达并邻接抵靠缸30(或凸耳40)，从而对其造成损坏。
使用烟火式或混合式气体发生器34也有助于控制活塞33和杆33a的移动速度。事实上，通过杆33a被施加到活塞33上的力越大，即，由外部空气施加的气动力和由应急冲压空气涡轮21施加的力以及由盖经由曲柄施加的力越大，到第一室31中的压力就越大并且烟火药的燃烧更为迅速，从而释放到第一室31中的气体就越多。因此，当涡轮21的展开被启动时，活塞33和杆33a的速度提高。相反地，经由杆33a被施加到活塞33的作用力越小(当应急冲压空气涡轮21的展开几乎完成时就是这种情况)，进入第一室31的压力越小，并且烟火药的燃烧越慢。由于从第二室32排放的流体的节流而引起的压力下降在随后占主导，从而确保了活塞33和杆33a的阻抑。
在图5a和图5b所示的变型中，活塞33通过被放置在缸30的第二室32中的、抵靠缸30的底部42的弹性元件41而被阻抑，使得当活塞33和杆33a从缩回位置移动到展开位置时，活塞33使抵靠缸30的底部42的弹性元件受到压缩。当活塞33和杆33a处于缩回位置时，弹性元件处于非约束状态。当活塞33和杆33a处于展开位置时，弹性元件处于压缩状态。弹性元件41例如是弹性体圆筒41a，该弹性体圆筒被附接到缸30的底部42并且设置有轴向开口，杆33a延伸穿过该轴向开口(图5a)。作为变型，弹性元件41是弹簧41b(图5b)。
可以提供多个相互独立的气体发生器34，以用于将气体释放到缸30的第一室31中。当传动装置22包括多个气体发生器34时，气体发生器可以被并联地组装在电路35中，以独立地控制它们的电力供应。
这具有的优点在于确保在气体发生器34发生故障的情况下可以使用第n个气体发生器34来代替它。应急冲压空气涡轮系统20的可靠性因此得到改善。
在图4所示的示例中，缸30进一步包括排放开口43，排放开口被构造成在活塞33和杆33a处于展开位置时将由气体发生器34释放的气体排放到第一室31中。为此目的，开口43被布置在缸30的壁中，以便在活塞33处于缩回位置时被活塞33阻塞或通入到第二室32中，并且在活塞33处于展开位置时通入到第一室31中。以这种方式，在展开位置，到第一室31中的压力被释放，使得由气体施加在活塞33上的力不被保持在该位置。因此，在设计应急冲压空气涡轮系统20的尺寸时，通过将在展开位置的这种力的释放考虑在内，也可以减小应急冲压空气涡轮系统的质量。排放开口43具有比排放管道37更小的尺寸，从而避免使被容纳在缸30的第二室32中的流体优先进入排放开口43并且不再进入排放管道37。
前述的应急冲压空气系统20具有如下优点：使用气体发生器34来致动传动装置22并因此使应急冲压空气涡轮21展开，这限制了所述传动装置22内部的力以及由传动装置22在应急冲压空气涡轮21和飞行器结构23上(特别是在缩回位置)产生的力。