用于控制叶片的节距的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于控制扇叶旋翼的叶片的节距的装置及包括这种装置的扇叶。
[0002]本发明还涉及用于通过使用所述装置来控制扇叶旋翼的叶片的节距的方法。
【背景技术】
[0003]现有技术中已知包括至少一个旋翼和节距可变的叶片的涡轮机扇叶。
[0004]几何节距为由叶片的轮廓的翼弦和发动机旋转轴线形成的角度。
[0005]这可通过使用已知装置来实现，所述已知装置包括径向轴、连接杆和轴对称部件，所述径向轴通过枢轴被连结至叶片，所述连接杆的轴向位移控制径向轴的旋转，所有的连接杆被附接至轴对称部件。
[0006]气缸控制轴对称部件的轴向位移，这导致连接杆的轴向位移，使得所有叶片的节距可被均匀地调节。
[0007]不均匀的空气动力学流动由于各种因素被应用到叶片上，多种因素具体地包括例如起飞时的飞行器倾角的效应和由于发动机、机翼、机身或诸如将发动机连接至飞行器的吊架之类的其它元件而引起的尾流效应。
[0008]所述不均匀性在叶片上并且更通常地在节距控制装置上诱发负载。
[0009]叶片还受到由与飞行器操纵有关的陀螺效应导致的变形。
[0010]上述的负载和变形可导致诸如叶片或节距控制装置之类的扇叶部件的过早的机械磨损。
[0011]在包括上游螺旋桨旋翼和下游螺旋桨旋翼的扇叶的情况下，上游旋翼的叶片和下游旋翼的叶片之间可存在不期望的联接。
[0012]所述联接为机械的，这意味着不期望的机械振动能够被放大，所述联接为嘈杂的，这诱发了声振动的放大。
【发明内容】
[0013]本发明公开了一种用于控制扇叶的旋翼的叶片的节距的装置以便克服现有技术的缺点，所述装置包括径向轴和连接杆，所述径向轴通过枢轴连结至所述叶片，所述连接杆的轴向位移控制所述径向轴的旋转，其特征在于，所述装置包括第一部件、第二部件和至少三个气缸，所述第一部件可绕扇叶轴与所述旋翼旋转地移动并且每个连接杆的一个端部被固定至所述第一部件上，所述第二部件被连结至所述第一部件，所述气缸能够使所述第二部件轴向平移地移动并且使所述第二部件的倾斜变化，所述第二部件的平移和倾斜导致所述第一部件的相应的平移和倾斜，使得当所述第一部件旋转时，每个连接杆遵循具有取决于所述第一部件的倾斜的可变振幅的轴向位移，以便使所述叶片的节距在所述叶片的旋转期间变化。
[0014]本发明涉及一种包括至少一个旋翼和节距可变的叶片的涡轮机扇叶，其特征在于，所述涡轮机扇叶包括用于其叶片的所述节距控制装置。
[0015]最后，本发明还涉及一种用于利用所述控制装置来控制扇叶旋翼的叶片的节距的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:控制所述气缸以更改所述第一部件的倾斜，使得在所述第一部件的旋转期间，轴向位移被施加到每个连接杆上，所述连接杆的振幅可变并且取决于所述第一部件的倾斜，所述叶片节距在其绕扇叶轴的旋转期间变化。
[0016]本发明能够被使用以使每个叶片的节距在叶片旋转期间变化。具体地，叶片节距根据其在转动内的位置变化。
[0017]因此，节距控制的适当设定保证了所述装置和所述扇叶不会受到由于特定障碍(机翼、机身等)引起的空气动力流动干扰。
[0018]因此，扇叶更稳固并且具有更长的寿命。
[0019]此外，上游旋翼叶片和下游旋翼叶片之间的联接被减少，这减少了不合意的机械放大和噪声放大。
[0020]最后，如果发生故障，所述装置具有避免需要进行立即发动机停车的弱化的运行模式。
【附图说明】
[0021]本发明的其它特征和优点将通过仅作为示例性的且非限制性给出的以下说明中变得清楚并且应当参考附图阅读，在附图中:
[0022]-图1示出了用于控制扇叶的旋翼叶片的节距的装置；
[0023]-图2示出了连接元件和装置的部件的正视图；
[0024]-图3和图4示出了装置的部件的三维视图；
[0025]-图5和图6示出了当部件中的一个通过气缸而倾斜时的装置的部件的三维视图；
[0026]-图7示出了装置相对于旋翼的倾斜部件的引导的实施例；
[0027]-图8示出了装置的处于扇叶中的附件部件；
[0028]-图9示出了用于控制叶片节距的方法的实施例；
[0029]-图10和图11示出了用于在其旋转期间改变叶片节距的控制。
【具体实施方式】
[0030]用于控制叶片节距的装置
[0031]图1至图6示出了用于控制扇叶4旋翼3的叶片的节距的装置I的一个实施例。
[0032]装置I包括连结至叶片(未示出)的径向轴6。照惯例，叶片的脚部通过枢轴被安装在径向轴6上。径向轴6能够绕其轴线旋转。
[0033]装置I还包括用于每个叶片的连接杆8，连接杆8的轴向位移控制径向轴6绕其轴线的旋转。为此，连接杆8的一部分例如通过枢轴连杆被连结至径向轴6。
[0034]装置I还包括第一部件10。所述第一部件10被固定至扇叶4的旋翼3上。
[0035]因此，换而言之，第一部件10可与旋翼3 —起绕扇叶4的轴线11旋转地移动。
[0036]连接杆8的另一端部31被固定至第一部件10。
[0037]装置I还包括连结至第一部件10的第二部件12，第二部件12的作用在下文公开。
[0038]第一部件10和第二部件12典型地为轴对称部件。例如，第一部件10为环形的，并且第二部件12为圆盘。
[0039]装置I包括至少三个气缸14，气缸14能够使所述第二部件12绕扇叶4的轴线11轴向平移地移动并且改变其倾斜。因此，第二部件12具有至少三个由气缸14控制的自由度。所述气缸14可例如为常规的液压气缸。
[0040]如果对气缸14没有控制，第二部件12通常被布置在径向平面(竖直平面)内，气缸14被用于使第二部件12相对于所述标称位置倾斜。
[0041]在一个构型中，这些气缸14被布置为相互成120°。通常，气缸14位于相同的平面内。
[0042]第一部件10和第二部件12被机械地连结，因此，第二部件12的轴向平移和倾斜导致了第一部件10的相应的轴向平移和倾斜。
[0043]例如，在图3和图4中，三个气缸具有完全相同的延伸。第一部件10和第二部件12被定位在径向平面内。
[0044]在图5和图6中，气缸中的一个(气缸14a)接收到延伸指令(例如，气缸从150_的延伸变化到200mm的延伸)，而其它气缸(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朝相对于径向平面倾斜的平面转移。
[0046]使第二部件12倾斜导致第一部件10相对于径向平面倾斜。因此，在使第一部件10倾斜之后，第一部件在从径向平面倾斜的平面内旋转地移动。
[0047]由于所述倾斜，当第一部件10旋转时，每个连接杆8受到具有可变振幅的轴向位移。这是由于以下事实导致:连接杆8的端部31被连结至第一部件10，第一部件10本身在相对于径向平面倾斜的平面内自由旋转。因此，在旋转期间，每个连接杆8都具有绕转动(turn)变化的轴向位移。
[0048]连接杆8的轴向位移的振幅取决于第一部件10的倾斜。第一部件10的倾斜越大，
其振幅绕转动变得越可变。
[0049]由于所述构型，装置I能够被用于使叶片的节距在其旋转期间变化。
[0050]具体地，每个叶片的节距取决于其在旋转上的位置。因此，在给定的瞬间，旋翼的不同叶片具有取决于其绕旋转的位置而不同的节距。
[0051]第一部件10的平移调节所有叶片的节距，因为所述平移诱发了连接杆8的共同平移并且因此诱发了径向轴6的旋转。
[0052]第一部件10的倾斜在旋转上产生了叶片的周期性节距控制。对于第一部件10的给定倾斜，给定的叶片的节距根据连接杆8的轴向位移周期性地变化。
[0053]根据一个示例性实施例，第二部件12通过机械轴承16被连接至第一部件10。
[0054]实际上，第二部件12被连结至扇叶的外壳(固定部件)，而第一部件10被连结至扇叶旋翼3。
[0055]例如，可使用滚珠轴承。
[0056]为了将第一部件10连结至旋翼3，装置I包括连接元件22，图1和图2中示出了连接元件22的一个实施例。
[0057]连接元件22包括万向接头21，以便将第一部件10连结至绕扇叶的轴线11旋转的旋翼3。所述万向接头21在图2中示意地示出，万向接头21呈两个环形部件33、34的形式，两个环形部件33、34通过销35连接并且包围第一部件10。
[0058]此外，连接元件22设置有键或槽23以能够相对于旋翼3轴向引导第一部件10。这些键23被用于相对于旋翼3轴向引导第一部件10。
[0059]在一个实施例中，键23参与相对于倾斜壳体26的轴向引导。例如，这可以是包含扇叶油的室的壁，所述壁必须倾斜以能够进行排放。
[0060]键23的顶面和底面与发动机轴线平行。
[0061]壳体26还设置有与键23互补的槽30。这些互补的槽30具有(相对于扇叶4的轴线11倾斜)倾斜的槽底面32，以实施排油功能(排油功能为部件26的原始功能)。
[0062]与键23互补的槽30的顶部表面36为水平的，而另一表面32为倾斜的以能够与倾斜部件26配合。
[0063]根据一个示例性实施例，键23被放置在万向接头21的外表面上。
[0064]在一些情况下，如在旋翼位于一些扇叶的下游侧的情况下，固定装置1、特别是固定气缸14的问题出现了。
[0065]在所述下游旋翼的情况下，不可能与扇叶结构连结，因为该水平处的部件不能抵抗这种连结所必须的力。例如，所述部件可以为扇叶导管20，扇叶导管20包含液压通道和用于一些传感器的电源，所述导管20不能够抵抗由装置I强加的力。
[0066]因此，必须再产生固定坐标系统。
[0067]为此，根据一个示例性实施例，装置I包括将气缸14连结至旋翼3的结构上的连接轴承18。由装置I强加的轴向力和径向力由该轴承18抵抗。
[0068]此外，根