用于驱动直升机推进系统的轴的辅助系统的制作方法

本发明涉及一种用于驱动直升机推进系统的轴的辅助系统。例如，这种辅助系统旨在临时提供机械动力以重新启动备用的涡轮轴发动机，或辅助单发动机直升机的自动旋转(autorotation)操作，或确保额外的临时推进动力，或辅助一个发动机不能运转(一台发动机不运转的首字母缩写词oei下已知的情况)的多发动机直升机。本发明还涉及配备有这种辅助机械驱动系统的直升机。

背景技术：

在直升机(单发动机或多发动机)飞行期间存在许多情况，其中临时的机械动力被证明是确保飞行所必需的。

例如，申请人已经在申请fr3019588中提出了一种用于机械地辅助单发动机直升机推进系统的装置，从而允许在自动旋转飞行期间临时从固体推进剂气体发生器直接向直升机的转子提供推进动力。因此，这种解决方案允许通过向直升机提供补充机械动力来克服涡轮轴发动机的故障，从而允许在涡轮轴发动机故障的情况下使自动旋转操纵可靠。

该解决方案似乎很有前途，但需要在发动机区域中嵌入大量的推进剂。此外，燃火系统没有关闭，这有助于喷出到系统外部的气体的排出。这种大量的推进剂可能造成困难，特别是在运输法规方面。

申请人在申请fr3019221中还提出了一种用于涡轮轴发动机的紧急启动的液压装置，从而允许借助液压装置提供用于启动涡轮轴发动机的机械动力。

这种解决方案很有前途，但是系统的庞大体积可能会在集成到一些直升机中时产生一些问题。

因此，发明人试图提出一种解决方案，其允许临时向直升机推进系统的至少一个轴提供机械动力，该轴是动力传动箱轴或涡轮轴发动机轴，并且通常是直接或者间接地连接到直升机的转子的任何轴。

特别地，发明人试图提出一种新的解决方案，以临时向直升机推进系统提供机械动力，其满足轻便和小体积标准。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于驱动直升机推进系统的轴进行旋转的辅助系统。

本发明的目的还在于，在至少一个实施例中，提供一种用于驱动直升机推进系统的轴进行旋转的辅助系统，该系统不是很庞大。

本发明的目的还在于，在至少一个实施例中，提供一种用于驱动直升机推进系统的轴进行旋转的辅助系统，该系统是轻的。

本发明的目的还在于，在至少一个实施例中，提供一种用于驱动直升机推进系统的轴进行旋转的辅助系统，该系统可以被认证用于不同类型的直升机(特别是单发动机、双发动机、三发动机直升机)，并克服不同的机械故障。

本发明的目的还在于，在至少一个实施例中，提供一种用于驱动直升机推进系统的轴进行旋转的辅助系统，该系统可以以与盈利能力和成本优化目标相适应的成本生产。本发明还旨在提供一种配备有根据本发明的辅助系统的直升机。

为此，本发明涉及一种用于驱动直升机推进系统的轴(称为继动轴)进行旋转的辅助系统，该直升机推进系统包括至少一个涡轮轴发动机，该涡轮轴发动机连接到适于驱动直升机的转子进行旋转的动力传动箱，所述系统包括：

-液压马达，该液压马达机械地连接到所述继动轴并且适于能够驱动所述继动轴进行旋转，

-液压回路，该液压回路用于向所述液压马达供应加压液体，

-受控的、快速打开的液压阀，该液压阀布置在液压回路上并且适于根据指令至少被置于一个打开位置或被置于关闭位置，在打开位置，液体能够供应所述液压马达以使得能够驱动所述继动轴进行旋转，在关闭位置，所述液压马达不再被供应加压液体。

根据本发明的辅助系统的特征在于，所述系统还包括由控制单元驱动并通过液体供应管线连接到所述液压回路的所述液压阀的燃火式液压储存单元，所述燃火式液压储存单元包括：

-外壳，该外壳包括限定出两个密封的隔室的活塞，主隔室包括至少一个固体推进剂筒，并且液体储备隔室通向所述液体供应管线，

-点火药包，该点火药包连接到所述主隔室并适于在接收到来自所述控制单元的指令时启动至少一个固体推进剂筒的燃烧。

因此，根据本发明的系统包括燃火式液压储存单元-其液压部分优选地完全独立于直升机的液压网络-其允许对液压回路的液体加压，该液压回路连接到用于驱动直升机推进系统的继动轴进行旋转的液压马达。

根据本发明的系统的燃火式液压储存单元包括小型气体发生器，该小型气体发生器由至少一个固体推进剂筒形成。一旦被点燃，由筒产生的气体在外壳的活塞上施加压力，这允许对液体储备隔室的液体加压。借助液压回路的供应管线和液压回路，该液体朝向液压马达排出，这允许驱动机械地连接到液压马达的继动轴进行旋转。

液压马达的液体供应通过燃火式液压储存单元和受控的快速打开阀的配合来实现。

根据本发明的系统的燃火式液压储存单元结合了燃火解决方案的优点和液压解决方案的优点，但是不必支持其缺点。

特别地，根据本发明的系统受益于燃火解决方案的能量密度(借助容纳固体推进剂筒的主隔室)和液压解决方案的功率密度(借助第二液体储备隔室)。

根据本发明的系统可以独立于直升机的电网和液压网络。特别是，不需要电能存储电池。另外，一个或多个固体推进剂筒足以确保继动轴的旋转。因此，所提出的解决方案允许提供辅助机械动力，而不会产生尺寸、重量和成本问题。

系统的小尺寸使得系统能够集成到发动机舱中。

此外，根据本发明的系统易于使用，并且可以在集成在直升机上之前进行台架测试。

根据本发明的系统还允许输送恒定的扭矩，这有助于将该系统集成到直升机的结构中。

根据本发明的系统不存在永久加压元件。此外，一旦药包被点火并且系统被激活，释放的气体仍然被限制在封闭的空间中，这便于物体的运输分类、实施和认证。

有利地并且根据本发明，所述燃火式液压储存单元的所述外壳的所述主隔室包括至少两个固体推进剂筒。

根据该变型，在主隔室中使用至少两个固体推进剂筒以在点火药包的激活期间产生更大的压力。这允许例如驱动需要显著启动扭矩的继动轴。

有利地并且根据本发明，所述外壳包括布置在固体推进剂筒和所述活塞之间的密封膜。

该密封膜旨在确保外壳的两个隔室之间的密封。

有利地并且根据本发明，所述活塞是差异截面活塞，其构造成能够在与主隔室的气体压力不同的压力下压缩所述液体储备隔室的液体。

根据该变型，给予液体储备隔室的液体的压力不同于由固体推进剂筒的点火释放的气体的压力。这允许调整传递到继动轴的扭矩。

有利地，根据本发明的系统包括用于液体回收的漆布其借助排水阀连接到所述液压马达。

由回收漆布以及排水阀形成的组件允许只要在该回路中的液体的压力超过预定阈值液体即从液压回路的排出，以及排出到回收漆布的该液体的回收。排水阀限定了预定的阈值，液体从该阈值开始从液压回路中排出。

有利地，根据本发明的系统包括由所述继动轴承载的至少一个飞轮。

飞轮的存在允许避免通过继动轴自发驱动液压马达。

根据一种变型，承载飞轮的继动轴是涡轮轴发动机的附件箱的轴。

涡轮轴发动机的附件箱允许驱动涡轮轴发动机的气体发生器和直升机设备(例如空调装置)运行所需的伺服系统(servitudes)。根据该变型，液压马达直接集成在该附件箱上，这一方面允许便于其与涡轮轴发动机的气体发生器的安装和互连，另一方面，允许提供(如果必要)驱动伺服系统和/或供应直升机设备所必需的一部分动力。

有利地并且根据本发明，所述继动轴是所述动力传动箱的轴，使得该系统可以用作用于单发动机直升机的自动旋转的辅助系统。

根据该变型，辅助系统用于在必要时直接向动力传动箱提供机械动力。因此，这种系统特别适于在自动旋转飞行期间机械地辅助直升机，特别是在飞行的最后阶段。

因此，根据该变型的系统的使用能够使直升机的自动旋转飞行可靠，并因此大大提高需要长时间固定直升机的无损伤着陆率。

有利地并且根据本发明，所述继动轴是推进系统的涡轮轴发动机的轴，使得系统可以用作用于重新激活该涡轮轴发动机的重新激活系统。

根据该变型，辅助系统旨在配备包括连接到动力传动箱的涡轮轴发动机的多发动机直升机，其中所述涡轮轴发动机(称为混合涡轮轴发动机)中的至少一个涡轮轴发动机能够在直升机稳定飞行期间以至少一个备用系统运行，其他涡轮轴发动机在这个稳定飞行期间自行运行。

混合涡轮轴发动机是配置成能够根据指令或自愿地设置为至少一个预定的备用系统的涡轮轴发动机，涡轮轴发动机能够从备用状态正常或快速地(也称为紧急)退出。涡轮轴发动机只能在直升机的稳定飞行期间处于备用状态，即在巡航飞行情况下把直升机的涡轮轴发动机(当它在正常条件下演变时)的故障排除在外。退出备用系统包括通过与条件所施加的退出模式(正常备用退出或快速备用退出(也称为紧急情况))兼容的驱动使涡轮轴发动机转换到气体发生器的加速模式。

因此，根据本发明的辅助系统允许确保在需要时进入备用状态的涡轮轴发动机的快速重新激活。

本发明还涉及一种包括推进系统的直升机，其特征在于，该直升机还包括根据本发明的用于机械地驱动所述推进系统的轴的辅助系统。

本发明还涉及辅助系统和配备有这种系统的直升机，其特征在于上面或下面提到的所有或一些特征的组合。

附图说明

通过阅读仅以非限制性方式给出的以下描述并且参考附图，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：

-图1是根据本发明的实施例的辅助系统的示意图，该辅助系统用作快速重新激活涡轮轴发动机的装置，

-图2是根据本发明另一实施例的系统的燃火式液压储存单元的示意图，

-图3是根据本发明的另一实施例的系统的燃火式液压储存单元的活塞的示意图。

具体实施方式

在附图中，为了说明和清楚的目的，没有遵守尺度和比例。

图1是根据本发明的用于驱动继动轴8进行旋转的辅助系统的示意图，该继动轴由涡轮轴发动机6的轴形成。

因此，根据该实施例的辅助系统旨在能够确保涡轮轴发动机6的快速重新激活。

根据图1的实施例的系统包括借助飞轮机械连接到涡轮轴发动机6的液压马达7。该液压马达7可以是具有轴向或径向活塞的马达。该液压马达具有将其接收的液压动力转换成机械动力的功能，从而允许驱动涡轮轴发动机6的启动或重新激活。

该液压马达7优选地借助附件箱(图1中未示出)安装在涡轮轴发动机6上。

根据本发明的辅助系统还包括借助液压回路10连接到液压马达7的燃火式液压储存单元9，该液压回路用于向该液压马达7供应加压液体。该液压回路10本身通过供应管线13供应液体，该供应管线连接液压回路10和燃火式液压储存单元9。

液压马达7的供应取决于受控的、快速打开的液压阀11，该液压阀在储存单元9和液压马达7之间布置在液压回路10上。

该液压阀11由控制装置12控制，该控制装置优选地是涡轮轴发动机6的控制计算机，该控制装置进一步允许限定涡轮轴发动机的操作状态。

当阀11被控制成打开时，从储存单元9排出的液体朝向液压马达7喷射，使得液压马达将接收的液体的液压动力转换成输出的机械动力。

辅助系统还包括用于液体回收的漆布14，其借助排水阀15连接到液压马达7。该阀被配衡，使得一旦压力超过预定阈值，液体就从回路10喷出。

根据图1的实施例，燃火式液压储存单元9包括外壳20、容纳在外壳中并且限定两个可变容积密封隔室17、18的单件式活塞16。隔室17容纳固体推进剂筒19并且隔室18是可变容积的流体储备隔室。在下文中，认为来自隔室18和来自液压回路的液体是油。

储存单元9还包括点火药包25，其适于在接收到来自控制单元12的指令时启动固体推进剂筒19的燃烧。一旦点燃，由筒19产生的气体分散到隔室17中并将压力施加在外壳的活塞16上，这允许对储油器的隔室18的油加压。因此，油借助液压回路10的供应管线13并且同样地借助液压回路10朝向液压马达7排出。

因此，根据本发明的系统允许临时的动力输入，并且可以用于重新激活备用涡轮轴发动机，或者用于辅助自动旋转操纵，或者用于确保额外的瞬时推进动力，或者用于在例如双发动机或三发动机直升机的情况下辅助其中一个发动机的功能丧失的直升机。

根据未在图中示出的另一实施例，燃火式液压储存单元9包括容纳在外壳20的隔室17中的多个固体推进剂筒19。

在变型或组合中，如图2所示，储存单元可包括布置在固体推进剂筒19和活塞16之间的密封膜23。密封膜23旨在确保外壳的两个隔室之间的密封。。该膜可以由任何类型的密封材料制成。

在互补的变型中，活塞的作用可以由气囊保持，该气囊将确保两个主要寻求的功能：容积的移动和两个腔室之间的密封。

根据另一个实施例并且如图3所示，活塞16是差异截面活塞，其构造成能够在与主隔室的气体压力不同的压力下压缩液体储备隔室的液体。这允许调整传递到继动轴的扭矩。

关于图1描述的系统旨在能够确保涡轮轴发动机的快速重新激活。然而，根据本发明的系统可以被实施为驱动直升机推进系统的任何轴进行旋转，比如直升机的动力传动箱的轴、附件箱的轴、涡轮轴发动机的气体发生器的轴或涡轮轴发动机的自由涡轮机的轴。通常，根据本发明的系统可以有助于根据需要并且在必要时驱动推进系统的任何类型的轴进行旋转。对于涡轮轴发动机，本领域技术人员可以容易地应用上述描述所必需的修改，以确保系统在本发明所涵盖的其他应用中的使用。