用于控制旋翼飞行器中多桨叶旋翼各桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制旋翼飞行器中多桨叶旋翼各桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统，所述控制系统具有旋转倾转盘组件并包括权利要求1的特征。
【背景技术】
[0002]用于控制旋翼飞行器中多桨叶旋翼各桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统，特别地，用于控制直升机中主旋翼各桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统，在运行中用以藉由合适的桨距杆使桨叶一体地绕相关联桨距控制纵向轴线进行旋转，该桨距杆与由相应桨距控制杆所操作的桨叶相关联。每个桨距杆因此连接到一旋转盘，该旋转盘在运行中随着并绕着旋翼的旋翼轴线进行旋转。该旋转盘安装成在非旋转盘上旋转，通过将非旋转盘连接到旋翼飞行器的不可旋转底部结构的连接部而限制该非旋转盘绕旋翼的旋翼轴线的任何旋转，该底部结构诸如是机身或主传动箱。
[0003]旋转盘和非旋转盘限定所谓的旋转倾转盘组件并且通常都是环形的，而且环绕该旋翼轴线。该旋转倾转盘组件可由合适的控制输入单元通过相关联的控制致动器来启动，相关联的控制致动器分别用于控制桨叶的总桨距和周期桨距。更具体地，旋转倾转盘组件适于将控制输入从非旋转系统传送到旋转系统，非旋转系统包括合适的控制输入单元和非旋转盘，旋转系统包括旋转盘，并且当安装到旋翼飞行器上时，也包括多桨叶旋翼的桨叶，即可旋转的旋翼本身。
[0004]在较大的旋翼飞行器中，相关联的控制致动器通常实施为三个伺服控制升降器，或位于旋翼飞行器的倾斜板和不可旋转底部结构之间的类似致动器。这些伺服控制升降器或类似致动器在它们的上端和下端藉由球型接头分别铰接在不可旋转底部结构上和非旋转盘的叉形件中。由此，非旋转盘的空间定向是可控的，其中所述非旋转盘适于携带处于倾斜运动中的所述旋转盘，即，用于确定所述旋转盘的空间定向，所述旋转盘经由桨距控制杆连接到旋翼桨叶的桨距杆。这些桨距控制杆在旋转盘和桨距杆之间延伸，并且分别在它们的上端和下端处藉由球型接头铰接在桨距杆上和叉形件中，各叉形件分布在旋转盘的周边处。
[0005]旋转盘和非旋转盘通常可平行于旋翼轴线进行轴向移位，以用于控制总桨距，并且它们可以藉由轴向可移位的中部球面轴承而沿任一方向绕旋翼轴线倾斜，以控制周期桨距。非旋转盘以摆动方式安装在中部球面轴承上，中部球面轴承通常位于旋翼轴线的中心。
[0006]文献US 3，508，841 A描述了带有中部球面轴承的此类控制系统，旋转倾转盘组件的非旋转盘安装在中部球面轴承上。该中部球面轴承安装到非旋转滑动套筒，相关联旋翼的旋翼轴可旋转地容纳在该非旋转滑动套筒中。该非旋转滑动套筒可以平行于该旋翼的旋翼轴线进行轴向移位，以控制总桨距，而该控制系统的旋转盘和非旋转盘可以沿任一方向绕旋翼轴线进行倾斜，以控制周期桨距。
[0007]在其它已知的控制系统中，球面轴承安装成可平行于旋翼轴线绕圆筒形导引件进行轴向移位，该圆筒形导引件相对于该旋翼轴线同轴且不可旋转地布置，并且通常固定到旋翼飞行器的不可旋转底部结构。当旋转盘和非旋转盘环绕旋翼轴时(通常都是如此)，该圆筒形导引件是管形的，环绕旋翼轴并且刚性地固定到一壳体，该壳体固定到旋翼飞行器的不可旋转底部结构。
[0008]旋转盘通常藉由形式为一个或多个旋转臂的合适扭矩联结件连接到该旋翼，使得旋转臂在运行中携带旋转盘以绕旋翼轴线旋转。但是非旋转盘如上所述藉由合适的止挡臂不可旋转地连接到旋翼飞行器的不可旋转底部结构，该止挡臂抑制非旋转盘和旋翼飞行器的不可旋转底部结构之间的相对旋转运动。
[0009]文献US 5，599，167 A描述了一种具有旋转盘的此类控制系统，该旋转盘藉由一个或多个扭矩联结件的协助由相关联主旋翼的旋翼轴驱动旋转，扭矩联结件实施为所谓的旋转剪式配件，旋转剪式配件通过一端铰接到旋翼轴，并通过另一端铰接到旋转盘。该旋转盘另外安装成使得它可以通过球轴承协助而在非旋转盘上同轴地旋转，该非旋转盘可以沿任一方向绕旋翼轴的旋翼轴线倾斜，同时安装到中部球面轴承。该中部球面轴承可以通过使中部球面轴承绕圆筒形管状导引件轴向滑动而平行于旋转轴线进行移位，该圆筒形管状导引件不可旋转，因为它不可旋转地固定到不可旋转底部结构的稳定点。控制系统的非旋转盘藉由所谓非旋转剪式配件限制绕旋翼轴线的任何转动，该非旋转剪式配件通过一端铰接到非旋转盘，并通过另一端铰接到圆筒形管状导引件的基底。
[0010]文献US 6,033, 182 A描述了一种具有旋转盘的此类控制系统。然而，旋转盘藉由两个扭矩联结件连接到相关联的旋翼，扭矩联结件实施为剪式铰接旋转臂，每个剪式铰接旋转臂具有枢转铰接到彼此的上臂和下臂，下臂藉由球型接头连接到旋转盘上，上臂枢转安装到设置在相关联旋翼的旋翼轴上的扭矩联结驱动器的叉形件。控制系统的非旋转盘藉由合适的止挡臂不可旋转地联结到不可旋转的底部结构，该止挡臂实施为刚性臂，该刚性臂固定在外部径向支承件上，外部径向支承件一体地设置有锥形壳体，该锥形壳体不可旋转地附连到不可旋转的的底部结构。止挡臂与不可旋转底部结构是一体的，并且止挡臂包括轴向臂部分，该轴向臂部分具有U形横部分，该U形横部分限定一凹槽，该凹槽形成与非旋转盘一体的止挡销的刚性旋转止挡轨道。
[0011]然而，上述控制系统的止挡臂必须构造成相对较长以允许非旋转盘连接到旋翼飞行器的不可旋转底部结构。该相对较长的构造需要止挡臂相对较高的刚性和因此相对较大的重量。另一缺陷包括运行中产生的气动阻力，当使用此类较大止挡臂时该气动阻力自然是更高的。
[0012]虽然较大的旋翼飞行器的控制系统通常使用如上所述的球面轴承，但是一些较小且中等尺寸的旋翼飞行器的控制系统使用带有万向接头或U形接头环的万向支架，以用于以摆动的方式安装控制系统的旋转倾转盘组件的至少一个非旋转盘。万向支架可以安装在相关联的滑动套筒上，滑动套筒滑动地布置在圆筒形管状导引件上，圆筒形管状导引件环绕相关联旋翼的旋翼轴。
[0013]在此类控制系统中，对旋转倾转盘组件的相应控制输入可以藉由控制输入单元而混合，该控制输入单元实施为例如所谓的混合杆传动单元并且布置在旋转倾转盘组件的下方。对于总桨距控制，滑动套筒可以藉由混合杆传动单元的混合杆传动单元叉部平行于相关联的旋翼的旋翼轴线进行轴向移位。在此情形下，不需要位于控制系统的非旋转盘和旋翼飞行器的不可旋转底部结构之间的止挡臂或剪式部件，因为非旋转盘可以由万向支架刚性地固定到滑动套筒，该滑动套筒又与混合杆传动单元叉部连结在一起。
[0014]文献US 7,037,072 B2描述了一种具有中部万向支架的控制系统，该中部万向支架位于相关联旋翼的旋翼轴的旋翼轴线上的中部。相关联旋转倾转盘组件的旋转盘和非旋转盘以摆动方式安装在中部万向支架上，该中部万向支架刚性地固定到(即以不可轴向移动的方式)轴颈，该轴颈同轴地布置到旋翼轴线并且刚性地且不可旋转地附连到不可旋转底部结构。由此，旋转盘和非旋转盘仅能藉由万向支架绕旋翼轴线沿任一方向倾斜，以控制周期桨距。尽管如此，该控制系统不适合允许总桨距控制。
[0015]然而，此类万向支架是相对较重的，因此增加了给定旋翼飞行器的总体重力。具体地，万向支架比可比较的球面轴承重得多，因为万向接头式万向支架需要带有多个固定螺栓的四个轴承。
【发明内容】
[0016]因此，本发明的目的是提供一种新的控制系统，用于控制旋翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶的总桨距和周期桨距，其中旋转倾转盘组件以摆动方式安装到球面轴承，所述新的控制系统包括相对于具有球面轴承的传统控制系统具有较小的重量。
[0017]该目的通过一种用于控制旋翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统而解决，所述控制系统包括权利要求1的特征。
[0018]更具体地，根据本发明，一种用于控制旋翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统，包括旋转倾转盘组件，该旋转倾转盘组件具有至少一个非旋转盘和可旋转地安装于所述至少一个非旋转盘的至少一个旋转盘，所述多桨叶旋翼包括旋翼轴，该旋翼轴限定相关联的旋翼轴线。所述至少一个旋转盘和所述至少一个非旋转盘安装到非旋转滑动套筒，该非旋转滑动套筒适于安装成能够平行于位于所述旋翼轴上的所述相关联旋翼轴线进行轴向移位。在所述非旋转滑动套筒上设置有球面轴承，所述至少一个旋转盘可绕相关联的滑动套筒轴线进行旋转，并且藉由所述至少一个非旋转盘安装到所述球面轴承，使得所述至少一个旋转盘和所述至少一个非旋转盘能够藉由所述球面轴承绕所述相关联滑动套筒轴线沿任一方向倾斜。至少一个非旋转止挡臂设置成用于将所述至少一个非旋转盘不可旋转地连接到所述非旋转滑动套筒，以抑制在所述至少一个非旋转盘和所述非旋转滑动套筒之间的绕所述相关联滑动套筒轴线的相对旋转运动，所述至少一个非旋转止挡臂安装到所述至少一个非旋转盘和所述非旋转滑动套筒。
[0019]该创造性的控制系统包括旋转倾转盘组件，该旋转倾转盘组件安装到具有球部的球面轴承，该球部布置在非旋转滑动套筒上。此类球面