CN101712378A - 用于驱动旋翼飞机的第一和第二升力旋翼的驱动装置 - Google Patents
用于驱动旋翼飞机的第一和第二升力旋翼的驱动装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101712378A CN101712378A CN200910205226A CN200910205226A CN101712378A CN 101712378 A CN101712378 A CN 101712378A CN 200910205226 A CN200910205226 A CN 200910205226A CN 200910205226 A CN200910205226 A CN 200910205226A CN 101712378 A CN101712378 A CN 101712378A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmission shaft
- actuating device
- power synthesizer
- drive disk
- driving engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 160
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 15
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 15
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 14
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
- B64C27/14—Direct drive between power plant and rotor hub
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Threshing Machine Elements (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
Abstract
本发明涉及用于驱动双生旋翼的旋翼飞机的第一和第二升力旋翼(2,3)的驱动装置(D)。该驱动装置(D)包括设有第一和第二传动轴(5、6)的联系装置,用来同步第一和第二主变速箱(7、8)的第一和第二传动部件(74、84),所述第一主变速箱(7)设有首先啮合于所述第一传动部件(74)并其次机械联系于所述第一传动轴(5)和所述第二传动轴(6)的第一功率合成装置(73),且所述第二主变速箱(8)设有首先啮合于所述第二传动部件(84)并其次机械联系于所述第一传动轴(5)和所述第二传动轴(6)的第二功率合成装置(83)。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动具有前后直排的双生旋翼的旋翼飞机的第一和第二升力旋翼的驱动装置。
背景技术
旋翼飞机可配有两个升力旋翼,这两个旋翼均为其提供升力和推进力。在旋翼飞机中,这两个旋翼可沿所述旋翼飞机的纵轴线一个在另一个之后地排列:这被称为具有前后直排的双生旋翼的旋翼飞机。传统地,双生旋翼的旋翼飞机的每个旋翼由单独的主变速箱(MGB)驱动。由合适的动力装置驱动的主变速箱用来使动力源和旋翼之间的转速降低10-100数量级的变速比。
每个旋翼包括固定于毂并允许向旋翼飞机提供升力和推进力的多个桨片。然而,在其旋转时,由变速箱驱动的旋翼使旋翼飞机受高水平偏航力矩的影响。在单旋翼的旋翼飞机中,该力矩基本被设置在尾桁后端处的反力矩旋翼所对抗。
在具有直排式双生旋翼的旋翼飞机中,第一和第二升力旋翼基本逆向旋转以使通过第一旋翼沿一个方向产生的偏航力矩被第二旋翼沿相反方向产生的偏航力矩大为减小或者完全抵消。来自两个旋翼的偏航力矩的组合效果由此使旋翼飞机在无风的直线飞行时相对于其偏航轴保持稳定。
在具有直排式双生旋翼的旋翼飞机的每个旋翼转动时,旋翼桨片作圆周运动,该圆周运动描绘出被称为“旋翼转盘”的各表面。如果旋翼彼此不离得足够远,则第一旋翼的桨片可能与第二旋翼的桨片碰撞,由此造成桨片的损坏,结果是使旋翼飞机损毁。
因此使第一旋翼远离第二旋翼看来是合乎逻辑的。然而在实践中,非常难以使旋翼隔开足够远以避免任何事故。
为此,需要增加旋翼飞机机身的尺寸,由此使旋翼飞机更重。结果,为了补偿旋翼飞机重量的增加,理想的是安装更大功率的动力装置和增加每个旋翼的桨片表面积以增大其升力。
如果发现无法使旋翼彼此远离,可想像使第一旋翼相对于第二旋翼垂直偏离。应当理解,第一和第二旋翼因空气动力学原因而相对彼此基本垂直偏离。然而,由于旋翼转盘可倾斜以操纵旋翼飞机,实践中不可能使第一和第二旋翼足够远地偏离开以避免在其桨片之间的干涉危险。
传统地,在具有直排式双生旋翼的旋翼飞机中,旋翼沿纵向或垂直不离开足够远以确保在旋翼转盘之间不存在干涉,除非采取具体预防。结果,第一和第二主变速箱通过机械联系装置互连,所述机械联系装置允许旋翼的转速同步以保证桨片不彼此撞击。由于第一旋翼的旋转桨片相对于第二旋翼的旋转桨片表现出方位角的恒定相差,桨片可以说是“啮合的”。
下面,术语“驱动系统”用来指定位于动力装置和第一和第二旋翼的桨片之间的所有旋转部件。
在这种条件下并对于具有同步转速的旋翼来说,已知多种解决方案用于在具有直排式双生旋翼的旋翼飞机的第一和第二主变速箱之间提供联系。
第一种解决方案实现在关于具有四个旋翼的旋翼飞机的US 2002/104 922文献中。沿其纵轴线具有第一和第二端的传动轴由发动机驱动。传动轴的第一和第二端同时且各自驱动第一和第二主变速箱,每个主变速箱同时驱动两个旋翼。
第一种解决方案在旋翼之间取得非常好的机械同步性,以使每个旋翼的桨片不形成碰撞。然而。如果传动轴断裂,则至少一个旋翼不再被驱动,这将导致旋翼飞机的事故。此外,如果发动机停止,则驱动系统不再被驱动,这也会导致旋翼飞机的事故。
第二种解决方案记载于US 6 065 718文献中,该文献记载了具有第一和第二机械组件的旋翼飞机。第一和第二机械组件分别包括通过第一和第二传动部件驱动第一和第二旋翼的第一和第二发动机。这两个传动部件通过用来使第一和第二旋翼同步的传动轴连接在一起。第二种解决方案因此能使旋翼同步,因此不存在桨片彼此碰撞的危险。然而,第二种解决方案看起来也存在上述缺陷。
不管上述缺陷如何,使用单个传动轴不可能使其满足合格性目的,这是发布民航飞机的适飞合格标准的组织所要求的。这种观察部分地解释了为何已知的双生旋翼的旋翼飞机是军用旋翼飞机,因为它们不符合安全性方面严格的民航标准。
在US 4 976 669文献中详细记载的第三种解决方案涉及借助一组齿轮而不是传动轴通过发动机驱动的两个旋翼的旋翼飞机。尽管不仅使旋翼同步以确保桨片不彼此接触,齿轮还提高了传输动力的可靠性。然而,需要对齿轮施加大量例如机油的润滑剂,以确保它们无阻地工作。此外,由于第一和第二旋翼之间的距离可能很大,该第三种解决方案需要大量齿轮,这在假设有大量部件的旋翼飞机的重量和可靠性方面非常不利。
此外,为了优化该传动的安全性,加固驱动系统是感兴趣的。具体地说,US 6 364 249 B1文献记载了一种动力装置相对于旋翼飞机传动部件的布置,动力装置和传动系包含在传动部件的保护壳体内。包括动力装置和传动部件的该组件由此受益于传动部件壳体的坚固性。
本发明尝试消除与前面所述三种方案关联的缺陷,同时确保具有双生旋翼的旋翼飞机的安全性、操作可靠性和性能,从而使其胜任民航用途。
发明内容
就此而言,本发明涉及一种驱动双生旋翼的旋翼飞机的第一和第二升力旋翼的驱动装置,所述驱动装置设有第一和第二主变速箱,这两个主变速箱分别设有适于使所述第一和第二旋翼转动的第一和第二传动部件,所述驱动装置包括用于驱动所述第一和第二传动部件的至少一个发动机。
本发明的显著之处在于,驱动装置包括设有第一和第二传动轴以使所述第一和第二传动部件同步的联系装置,所述第一主变速箱设有第一功率合成装置,第一功率合成装置首先啮合于所述第一传统部件并其次机械联系于所述第一传动轴和所述第二传动轴,且所述第二主变速箱设有第二功率合成装置,第二功率合成装置首先啮合于所述第二传动部件并其次机械联系于所述第一传动轴和所述第二传动轴。
结果,第一传动轴各自通过其第一和第二端联系于第一和第二功率合成装置。
同样,第二传动轴通过其第一和第二端各自联系于第一和第二功率合成装置。
因此,第一和第二功率合成装置通过第一和第二传动轴而同步。自然地,将其施加于第一和第二传动部件并由此施加于第一和第二旋翼。
本发明因此克服了已有的偏见,籍此双生旋翼的旋翼飞机的旋翼可仅通过一个轴同步。
相反,本发明给出一种新颖的解决方案,它允许以符合标准要求——尤其是安全性要求——的方式使用两传动轴,籍此其中一个传动轴断裂不再是灾难性的。
与可能已想到的相反,采用第一和第二传动轴既不会导致不可接受的重量增加也不会占据不适宜量的空间,并且进一步不会导致明显的干扰,因为例如第一和第二传动轴不会引起有害的振动。
如下面讨论的那样,本发明使采用小尺寸传动轴变得可能,这种传动轴更理想地随发动机的数目和位置而变化,而不是在现有技术中提出的单个传动轴,由此使其尤为优化第一和第二传动轴的重量和尺寸。
此外,该驱动装置包括一种或多种下列附加特征。
较为有利地,至少一个传动轴包括多个段。
因此,可更易于调整旋翼飞机的配置以例如使每个传动轴包含不对齐的两个段,这两个段之间具有一夹角,并且通过传统装置机械联系在一起。
例如,如果传动轴是超临界型轴,则它可包括两个或三个段,每个段设有各自的减震器。
相对来说,当使用亚临界型轴时可提供较大数目的段。
另外,如果传动轴在由功率合成装置驱动旋转时会断裂,则存在损坏周围构件的危险。
因此,在第一实施例中,驱动装置包括保持至少一个传动轴的保持装置。
例如,保持装置可包括沿第一传动轴分布的多个支承件。同样,其它保持装置可拥有支承件以将第二传动轴保持在位。
在第二实施例中,驱动装置包括至少一个紧急解耦系统,该系统较为有利地为双向的,每个紧急解耦系统设有位于传动轴一端和相关联的功率合成装置之间以使所述传动轴以联接在一起的工作方式机械联系于所述功率合成装置的机械组件。
要注意,当驱动装置的部件在功能上处于良好状态时,驱动装置处于联接在一起的工作模式。
可选地,驱动装置具有四个紧急解耦系统,它们分别设置于:
·第一传动轴的第一端和第一功率合成装置之间;
·第一传动轴的第二端和第二功率合成装置之间;
·第二传动轴的第一端和第一功率合成装置之间;以及
·第二传动轴的第二端和第二功率合成装置之间。
因此,如果第一传动轴或必要时其一个段分成两部分,则紧急解耦系统可使第一传动轴与第一和/或第二功率合成装置脱开以使所述部分不再被旋转驱动。这同样适用于第二传动轴。
每个机械组件则有选择地设有双向形状干涉联接器和联系轴。
结果,紧急解耦系统可包括控制装置和检测器装置,例如振动传感器以检测传动轴的断裂,控制装置在所述传动轴断裂的情况下例如通过其形状干涉联接器命令机械组件停止将传动轴机械联系于功率合成装置。
应当注意到,第一和第二实施例可彼此结合。
此外,为了驱动第一和第二旋翼,可提供下列特征中的一个或多个:
·至少一个发动机驱动紧急解耦系统的所述机械组件使其转动,由此使机械联系于所述机械组件的功率合成装置开始运动;
·至少一个发动机驱动功率合成装置使其转动,由此使所述第一和第二传动轴开始运动;以及
·至少一个发动机驱动传动轴使其转动,由此形成使第一和第二功率合成装置开始运动。
另外,对于驱动所述第一和第二传动部件的至少一个第一发动机和至少一个第二发动机来说,所述第一发动机通过直接驱动由设置在传动轴第一端的紧急解耦系统的机械组件或所述第一功率合成装置或所述第一传动轴构成的第一机械构件而使所述第一传动部件动作,所述第二发动机通过直接驱动由设置在传动轴第二端的紧急解耦系统的机械组件或所述第二功率合成装置或所述第二传动轴构成的第二机械构件而使所述第二传动部件动作。
此外,对于通过由紧急解耦系统的机械组件、功率合成装置或传动轴构成的各机械构件驱动所述第一和第二传动部件的至少一个发动机来说,设有自由轮的减速齿轮设置在所述发动机和所述机械构件之间。
因此,在第一变例中,例如可设想使驱动第一减速齿轮的第一发动机联系于第一功率合成装置并使驱动第二减速齿轮的第二发动机联系于第二功率合成装置。
在第二变例中,第一发动机驱动配合于第一功率合成装置的第一传动轴的第一端,而第二发动机驱动配合于第一功率合成装置的第二传动轴的第一端。
在第三变例中,对于依次包括第一端、中间区和第二端的每个传动轴,第一发动机驱动与第一轴的中间区配合的第一减速齿轮,而第二发动机驱动与第二轴的中间区配合的第二减速齿轮。
应当清楚地理解,上面的组合是非限制性的,实际上尤其可将第二和第三变例结合在一起。
对于驱动所述第一和第二传动部件的至少一个第一发动机和至少一个第二发动机来说,所述第一发动机通过第一减速齿轮驱动由设置在传动轴第一端的紧急解耦系统的机械组件或所述第一功率合成装置或所述第一传动轴构成的第一机械构件而使所述第一传动部件开始运动,所述第二发动机通过第二减速齿轮驱动由设置在传动轴第二端的紧急解耦系统的机械组件或所述第二功率合成装置或所述第二传动轴构成的第二机械构件而使所述第二传动部件开始运动。
根据一附加技术特征,每个主变速箱包括包围其传动部件及其功率合成装置的壳体以对其予以加固。
此外,由于现有技术的主变速箱传动部件由发动机通过设有自由轮的减速齿轮来驱动,因此较为有利地在主变速箱的壳体中设置减速齿轮,发动机则固接于所述壳体以优化组件的硬度。
附图说明
本发明及其优势更详细地表现在下面对较佳实施例不具任何限制特征并参照附图的说明中,在附图中:
图1是具有直排式双生旋翼的旋翼飞机的平面图,用来阐述这个问题;
图2是示出本发明的驱动装置的工作原理的图;
图3是本发明第一实施例的图;
图4是本发明第二实施例的图;
图5是驱动装置的第一变例的图;
图6是驱动装置的第二变例的图;以及
图7是驱动装置的第三变例的图。
具体实施方式
图1示出双生旋翼的旋翼飞机1,更准确地说是具有直排式双生旋翼的直升飞机。为了对其提供升力和推进力,具有直排式双生旋翼的旋翼飞机1具有第一旋翼2和第二旋翼3。第一旋翼2和第二旋翼3是逆向旋转的并对桨片102和103来说具有相同的数目。第一旋翼2的桨片102和第二旋翼3的桨片103需要“啮合”以避免飞行时彼此碰撞。结果,第一旋翼2和第二旋翼3需要同步以在同一转速下旋转。很容易理解,这些第一和第二旋翼之间的速度差将导致第一和第二旋翼2、3的桨片102和103之间的直接接触。
图2因此示出用于驱动旋翼飞机1的第一和第二旋翼2、3的驱动装置D的部件。设有第一和第二发动机41、42的动力装置4驱动第一主变速箱7和第二主变速箱8,第一和第二主变速箱7、8各自驱动第一旋翼2和第二旋翼3。
此外,第一传动轴5和第二传动轴6平行地设置在第一主变速箱7和第二主变速箱8之间,以使第一和第二旋翼2、3同步旋转,从而使桨片102和103表现出恒定的相位偏移而不管其方位角为何。由于这种具体由第一和第二传动轴5、6构成的连接,第一和第二变速箱7和8以相同的转速旋转。同样,第一和第二旋翼2和3均以同样的转速旋转。
第一和第二主变速箱7、8具有各自的第一和第二功率合成装置73和83以对由第一和第二传动轴5、6形成的功率求和。作为示例,假设第一功率合成装置73和第二功率合成装置83包括同时与第一传动轴5和第二传动轴6啮合的各齿轮。
因此,第一传动轴5的第一端5’和第二传动轴6的第一端6’与第一功率合成装置73啮合,相反,第一传动轴5的第二端5”和第二传动轴6的第二端6”与第二功率合成装置83啮合。
并联的第一和第二传动轴5、6的出现使第一和第二旋翼2、3在传动轴5、6中的一个或另一个断裂的情况下也能继续同步旋转。剩下的传动轴可作用于其本身以使第一和第二旋翼2、3同步。
与设想的相反,由于第一和第二传动轴5、6尺寸可下降到它们是多余的程度,因此两传动轴5、6的出现不会涉及增加重量。
然而,如果例如第一传动轴5断裂,则该断裂形成的各个碎块可能损坏装置或堵塞装置。
结果,参照图3,并且在第一实施例中,驱动装置D具有分别将第一和第二传动轴5、6保持在位的第一和第二保持装置15、16。
第一和第二保持装置15、16中的每一个包括多个支承件17。由于这些支承件沿第一和第二传动轴5、6中的每一个纵向地分布,这些支承件保持在位以即使在失效的情形下也引导旋转中的第一和第二传动轴5、6,从而使所述轴包含在预定义的体积内。
可以观察到,图3示出超临界型的第一传动轴5。
该超临界的第一传动轴5包括通过传统装置53连接在一起的两个段51和52。
第一传动轴5的每个段则设有两个支承件17和一个减震器54。
相比而言,第二传动轴6是亚临界型的。这种亚临界的第二传动轴6包括由传统装置64互连的三个段61、62和63。第二传动轴6的每个段因此设有三个支承件17。
自然地,图3以示例方式给出。相比采用不同类型的传动轴,也可较佳地使用相同类型的两个轴,即两个超临界轴或两个亚临界轴。
参照图4,在第二实施例中,采用至少一个紧急解耦系统20。
因此,各紧急解耦系统20被设置在两传动轴5或6和每个功率合成装置73、78之间。在传动轴中的一个失效的情况下,每个紧急解耦系统20允许失效的传动轴与功率合成装置73、83之一断开。
每个紧急解耦系统20则包括机械组件199,该机械组件199设有用于检测相关联传动轴断裂的断裂检测装置201、形状干涉联接器202、控制装置203和联系轴204。
在传动轴中的一个断裂的情形下,传动轴拍打并产生多余的振动。检测装置201检测这种振动并将信号发送给控制装置203,该控制装置203命令形状干涉联接器202将失效的传动轴与与关联的功率合成装置啮合的联系轴204分离。
例如,当第一传动轴5的检测装置201’和201”检测到多余振动时,与所述第一传动轴5关联的控制装置203’和203”命令之前连接于第一传动轴5的第一和第二端5’和5”的联系轴204’和204”脱开。
失效的传动轴5则不再由第一功率合成装置73或第二功率合成装置83驱动。因此,不存在失效的轴与旋翼飞机1的正常操作形成干涉的风险。
作为选择,可为接下来的飞行提供单传动轴,该单传动轴将第一和第二功率合成装置互连,使这种飞行发生在受约束的、勉强飞行状态下。
如果证实传动轴5实际上未断裂,则可较佳地从地面命令形状干涉联接器202使认为已失效的传动轴5与联系轴204再次连接。
图5示出本发明的驱动装置D的第一变例。第一主变速箱7包括第一减速齿轮71、第一功率合成装置73和第一传动部件74,该第一减速齿轮71包括第一超越离合器或自由轮72。
同样,第二主变速箱8包括第二减速齿轮81、第二功率合成装置83和第二传动部件84,该第二减速齿轮81包括第二自由轮82。
在该第一变例中,驱动装置D设有第一发动机41,该第一发动机41以第一力矩C1与第一减速齿轮71啮合发动机。第一减速齿轮71啮合于第一功率合成装置73,第一功率合成装置73则啮合于第一传动部件74。第一传动部件74因此驱动第一旋翼2,所述旋翼2具有用来支承和推进旋翼飞机1的桨片102。
第一功率合成装置73还啮合于第一和第二传动轴5和6。
并行地,驱动装置D设有第二发动机42,该第二发动机42以第二力矩C2与第二减速齿轮81啮合发动机。第二减速齿轮81啮合于第二功率合成装置83,第二功率合成装置83则与第二传动部件84啮合。第二传动部件84因此驱动第二旋翼3,所述旋翼3具有用来向旋翼飞机1提供升力和推进力的桨片103。
第二功率合成装置83还与第一和第二传动轴5、6啮合,由此使第一和第二功率合成装置73和83机械互连,以使第一旋翼2的桨片102和第二旋翼3的桨片103继续在方位上啮合以同步旋转。
在该第一变例中,第一传动轴5和第二传动轴6是平行的,且每个传动轴受到具有第一值ΔC/2的力矩的作用,其中ΔC表示来自第一发动机41的第一力矩C1和来自第二发动机42的第二力矩C2之间的力矩差。这给出:
|ΔC|=|C1-C2|.
应当理解,力矩差ΔC随旋翼飞机的飞行姿态而变化。
第一发动机41和第二发动机42具有相近的功率水平,因此第一值ΔC/2非常小,或甚至为零。在第一变例中,第一传动轴5和第二传动轴6因此在实践中功能地联接在一起时是空载的,即,只要没有传动轴失效和没有发动机失效。
第一和第二传动轴5和6因此表现出最小重量,没必要将这些传动轴的尺寸设计成过大。
此外,第一主变速箱7和第二主变速箱8各自设置在第一保护壳体75和第二保护壳体85中。第一发动机41和第二发动机42各自连接于第一保护壳体75和第二保护壳体85。
第一保护壳体75非常坚固。将第一主变速箱7设置在第一保护壳体75中并将第一发动机41固接于第一保护壳体75使组件得益于第一保护壳体75的硬度,由此获得尤为坚固的组件。
同样,第二保护壳体85非常坚固。将第二主变速箱8设置在第二保护壳体85中并将第二发动机42固接于第二保护壳体85使组件得益于第二保护壳体85的硬度,由此获得尤为坚固的组件。
另外应当理解,较为有利地将驱动装置D配备多个发动机。因此,如果一个发动机遭到损坏200,可使其从驱动系统脱离,以使第二发动机42的阻塞不导致第一和第二旋翼受到阻塞。
为此,第一自由轮72和第二自由轮82各自设置在第一减速齿轮71和第二减速齿轮81上。第一自由轮72和第二自由轮82分别用来使第一发动机41或第二发动机42从驱动系统的其余部分脱离。更准确地说,不再能传递用于驱动第一旋翼2和第二旋翼3的足够驱动力矩的发动机被断开。
这种情形可发生在发动机失效或实际上停转的情况下。不过,假设第一发动机41和第二发动机42无法精确地以同一速度转动,则第一自由轮72和第二自由轮82允许第一旋翼2和第二旋翼3以相同速度转动,即以具有较大转速的发动机驱动的转速转动。
例如,假设第一发动机41的转动快于第二发动机42,则第一发动机41驱动第一和第二旋翼2、3,同时第二自由轮82使第二发动机与余下的装置脱开。
在其中一个发动机受到损坏200的情况下,剩下的发动机本身就能通过第一和第二传动轴5和6驱动第一和第二旋翼2和3。
剩下的发动机因此通过第一和第二传动轴5、6驱动与之相关联的主变速箱以及其它变速箱。
在这些情形下,第一和第二传动轴中的每一个必须能够承受等于剩余发动机在紧急状况下传递的力矩的一半的最大级别力矩。
此外,本发明的驱动装置D包括第一传动轴5和第二传动轴6,在传动轴6失效(例如断裂100)的情形下,另一传动轴5确保第一旋翼2和第二旋翼3的旋转同步。然而,通过构造,由于安装的重量要轻且操作有效的要求,第一传动轴5和第二传动轴6具有一般较高的转速,并且它们得益于技术进步。
然而从原理上说,高速旋转的这些系统尤其敏感于失衡效应、传统的振动源。因此,旋转部件绕旋转轴的质量分布会引起惯性效应。这些惯性效应会引起支承结构中的振动或引起联接件使旋转系统的构件断裂的周期力。
在这些情形下,惯性中心不再位于旋转轴上,旋转轴本身不再位于主惯性轴上。
自然地,当旋转部件的质量围绕旋转轴规则地分布时,可消除所产生的惯性效应:诸部件被认为是平衡的。
否则,出现与叠加“静态”失衡和“动态”失衡对应的失衡。
结果,传动轴的开裂或断开将导致若干会造成其它运动构件受阻的结构损伤。因此要求避免这些损伤。
当检测装置201检测到其中一个传动轴上的失衡时,它们向控制装置203发信号,命令形状干涉联接器202脱开表现出失衡的传动轴。所述传动轴因此要么不由第一功率合成装置73要么不由第二功率合成装置83驱动。因此,不存在失效轴与旋翼飞机1的正常操作干涉的风险。
剩下的传动轴必须作用于其本身以通过传递低水平的力矩而使第一和第二旋翼2、3同步。
通过首先使用驱动第一传动部件的第一发动机,该第一传动部件本身直接作用或通过第一减速齿轮驱动第一机械构件,该第一机械构件包括设置在传动轴第一端的紧急解耦系统、或第一功率合成装置或实际上第一传动轴,其次使用驱动所述第二传动部件的第二发动机,该第二传动部件本身直接作用或通过第二减速齿轮驱动第二机械构件,该第二机械构件包括设置在传动轴第二端的紧急解耦系统、或所述第二功率合成装置或甚至是第二传动轴,可使所述第一和第二传动轴需要承受的扭矩减至最小,即使在其中一个传动轴断裂或其中一个发动机失效的情况下也是如此。
图6示出驱动装置D的第二变例。该第二变例类似于第一变例,但其示出第一和第二发动机41和42的不同配置。在该第二变例中,第一发动机41和第二发动机42各自与第一和第二传动轴5和6的第二端配合,第一和第二传动轴5和6啮合于第二功率合成装置83。
在该第二变例中,第一壳体75设置成围绕主变速箱7且第二壳体85设置成围绕主变速箱8。第二壳体85还包括第一和第二减速齿轮71、81。为加固构成驱动装置D的所有部件,第一和第二发动机41、42固接于第二壳体85以从第二壳体85的强度中得益。
图7示出驱动装置D的第三变例。该第三变例类似于第一变例,但表现出与发动机41和42不同的配置。在该第三变例中,第一发动机41和第二发动机42通过它们的中间区5”’和6”’各自驱动第一传动轴5和第二传动轴6。
第一发动机41与第一减速齿轮71啮合,该第一减速齿轮71通过其中间区5”’驱动第一传动轴5。
并行地,第二发动机42与第二减速齿轮81啮合,该第二减速齿轮81通过其中间区6”’驱动第二传动轴6。
第一和第二传动轴一起驱动第一和第二功率合成装置73和83。所述第一和第二功率合成装置73、83各自驱动第一和第二传动部件,所述传动部件各自驱动第一和第二旋翼2、3。
要注意,第一减速齿轮具有直齿轮,而第二减速齿轮具有锥齿轮。
不过,只要可能,可对第一和第二减速齿轮应用同一类型的齿轮。
自然地,本发明关于其实现可以有多种变例。尽管上面描述了若干变例和实施例,然而应当理解,不可能穷尽地列举出所有可能的变例和实施例。自然可以预见到由等效装置记载的任何装置的替换而不超出本发明的范围。
在这个方面,显然例如某些变化实施例可具有多于两个的一定数量发动机,并出现在特定位置而不管其数目如何。
此外,附图示出逆向旋转的第一和第二旋翼的旋翼飞机。
不过,这些旋翼可沿同一旋转方向旋转。在这些情形下,第一和第二旋翼的旋转轴应当分别表现出相对于由旋翼飞机的滚动轴和偏航轴定义的垂直平面的第一和第二角,该第一和第二角具有相反的值。
Claims (15)
1.一种用于驱动双生旋翼的旋翼飞机的第一和第二升力旋翼(2、3)的驱动装置(D),所述驱动装置(D)设有第一和第二主变速箱(7、8),所述第一和第二主变速箱(7、8)各自设有适于使所述第一和第二旋翼(2、3)开始转动的第一和第二传动部件(74、84),所述驱动装置(D)包括用于驱动所述第一和第二传动部件(74、84)的至少一个发动机(41、42),其中所述驱动装置包括设有第一和第二传动轴(5、6)以使所述第一和第二传动部件(74、84)同步的联系装置,所述第一主变速箱(7)设有首先啮合于所述第一传动部件(74)并其次机械联系于所述第一传动轴(5)和所述第二传动轴(6)的第一功率合成装置(73),且所述第二主变速箱(8)设有首先啮合于所述第二传动部件(84)并其次机械联系于所述第一传动轴(5)和所述第二传动轴(6)的第二功率合成装置(83)。
2.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,所述传动轴(5、6)中的至少一个包括多个段。
3.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,包括用于将至少一个传动轴(5、6)保持在位的保持装置(15、16)。
4.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,包括至少一个紧急解耦系统(20),每个紧急解耦系统(20)设有设置在传动轴(5、6)的一端(5’、5”、6’、6”)和关联的功率合成装置(73、83)之间的机械组件(199),用于以联接在一起的工作模式将所述传动轴(5、6)机械联系于所述功率合成装置(73、83)。
5.如权利要求4所述的驱动装置(D),其特征在于,所述机械组件(199)设有形状干涉联接器(202)和联系轴(204)。
6.如权利要求4所述的驱动装置(D),其特征在于,所述紧急解耦系统(20)包括控制装置(203)和用于检测所述传动轴(5、6)断裂的检测装置(201),在这种断裂发生时,所述控制装置(203)命令所述机械组件(199)停止将所述传动轴机械联系于功率合成装置。
7.如权利要求6所述的驱动装置(D),其特征在于,所述检测装置(201)由振动传感器构成。
8.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,所述装置包括至少一个紧急解耦系统(20),所述紧急解耦系统(20)设有设置在传动轴(5、6)的一端(5’、5”、6’、6”)和关联的功率合成装置(73、83)之间的机械组件(199),至少一个发动机驱动所述机械组件(199)使其转动,由此使与所述机械组件(199)机械联系的功率合成装置开始运动。
9.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,至少一个发动机驱动功率合成装置(73、83)使其旋转,所述功率合成装置(73、83)使所述第一和第二传动轴(5、6)开始运动。
10.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,至少一个发动机驱动传动轴(5、6),所述传动轴(5、6)使所述第一和第二功率合成装置开始运动。
11.如权利要求8所述的驱动装置(D),其特征在于,对于驱动所述第一和第二传动部件(74、84)的至少一个第一发动机和至少一个第二发动机来说,所述第一发动机通过直接驱动第一机械构件而使所述第一传动部件(74)开始运动,所述第一机械构件包括设置在传动轴第一端的紧急解耦系统(20)的机械组件(199)、或所述第一功率合成装置(73)或所述第一传动轴(5),所述第二发动机通过直接驱动第二机械构件而使所述第二传动部件(84)开始运动,所述第二机械构件包括设置在传动轴第二端的紧急解耦系统(20)的机械组件(199)、或所述第二功率合成装置(83)或所述第二传动轴(6)。
12.如权利要求8所述的驱动装置(D),其特征在于,对于驱动所述第一和第二传动部件(74、84)的至少一个第一发动机和至少一个第二发动机来说,所述第一发动机通过第一减速齿轮(71)驱动第一机械构件而使所述第一传动部件(74)开始运动,所述第一机械构件包括设置在传动轴第一端的紧急解耦系统(20)的机械组件(199)、或所述第一功率合成装置(73)或所述第一传动轴(5),所述第二发动机通过第二减速齿轮(72)驱动第二机械构件而使所述第二传动部件(84)开始运动,所述第二机械构件包括设置在传动轴第二端的紧急解耦系统(20)的机械组件(199)、或所述第二功率合成装置(83)或所述第二传动轴(6)。
13.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,对于通过由紧急解耦系统(20)的机械组件(199)或功率合成装置(73、83)或传动轴(5、6)构成的机械构件驱动所述第一和第二传动部件(74、84)的至少一个发动机来说,在所述发动机和所述机械构件之间设置设有自由轮(72、82)的减速齿轮(71、81)。
14.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,每个主变速箱包括包围所述主变速箱的所述传动部件和所述功率合成装置的壳体。
15.如权利要求1所述的驱动装置(D),其特征在于,对于通过设有自由轮的减速齿轮而由发动机驱动的主变速箱的所述传动部件来说,所述减速齿轮设置在所述壳体内,所述电动机固接于所述壳体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0805517A FR2936775B1 (fr) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Dispositif d'entrainement des premier et deuxieme rotors de sustentation d'un giravion birotor en tandem |
FR08/05517 | 2008-10-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101712378A true CN101712378A (zh) | 2010-05-26 |
CN101712378B CN101712378B (zh) | 2013-06-19 |
Family
ID=40668449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009102052264A Expired - Fee Related CN101712378B (zh) | 2008-10-07 | 2009-10-09 | 用于驱动旋翼飞机的第一和第二升力旋翼的驱动装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8393866B2 (zh) |
EP (1) | EP2174868B1 (zh) |
CN (1) | CN101712378B (zh) |
AT (1) | ATE523425T1 (zh) |
FR (1) | FR2936775B1 (zh) |
RU (1) | RU2472675C2 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103097242A (zh) * | 2010-08-16 | 2013-05-08 | 泰克诺卡德项目股份公司 | 尤其用于旋翼飞机的推进和运动传递组件 |
CN103963969A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 多层旋翼旋转平面周向分布飞行器 |
CN108639320A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-10-12 | 河南三和航空工业有限公司 | 一种双旋翼无人直升机 |
CN109911218A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 南京灵龙旋翼无人机系统研究院有限公司 | 一种用于旋转机翼飞机的多输入多输出动力系统及控制方法 |
CN114212250A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-03-22 | 北京航空航天大学 | 一种具有水平姿态锁定能力的新型六旋翼飞行器 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210163126A1 (en) * | 2018-04-30 | 2021-06-03 | Avidrone Aerospace Incorporated | Modular unmanned automated tandem rotor aircraft |
JP6606648B1 (ja) * | 2018-07-17 | 2019-11-20 | 株式会社プロドローン | 無人航空機 |
CN111232192A (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-05 | 戴瑾 | 一种双旋翼飞行器 |
US11168621B2 (en) * | 2019-03-05 | 2021-11-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and system for operating an engine in a multi-engine aircraft |
CN109795681A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-24 | 北京理工大学 | 涵道飞行器 |
JP6989173B2 (ja) * | 2019-10-02 | 2022-01-05 | 寛喜 小池 | 有人航空機 |
US11660092B2 (en) * | 2020-09-29 | 2023-05-30 | Covidien Lp | Adapter for securing loading units to handle assemblies of surgical stapling instruments |
US20220412302A1 (en) * | 2021-05-04 | 2022-12-29 | Bogdan Tudor Bucheru | Systems and methods for interleaved synchronous propeller system |
EP4234409A3 (en) * | 2021-12-16 | 2023-09-13 | Airbus Helicopters | A rotary wing aircraft with at least two rotors and a propulsion unit |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB889024A (en) * | 1957-09-25 | 1962-02-07 | Bristol Aircraft Ltd | Improvements in or relating to aircraft arranged for vertical take-off and landing |
US3115936A (en) * | 1961-02-28 | 1963-12-31 | Curtiss Wright Corp | Powerplant transmission system |
FR1419069A (fr) * | 1964-11-12 | 1965-11-26 | Rolls Royce | Groupe moteur d'hélicoptère |
US3963372A (en) * | 1975-01-17 | 1976-06-15 | General Motors Corporation | Helicopter power plant control |
FR2644134A3 (fr) * | 1989-03-09 | 1990-09-14 | Wieczorek Julien | Helicopteres birotors intervenant, a position variable du bloc central moteur avec c.a.g. |
US4976669A (en) * | 1989-07-20 | 1990-12-11 | Williams International Corporation | Dual output planetary gear system |
US6065718A (en) * | 1998-03-23 | 2000-05-23 | Piasecki; Michael W. | Universal VTOL power and rotor system module |
US6364249B1 (en) | 1999-09-30 | 2002-04-02 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Engine integrated with rotary wing aircraft transmission |
US20020104922A1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-08-08 | Mikio Nakamura | Vertical takeoff and landing aircraft with multiple rotors |
RU2283795C1 (ru) * | 2005-03-21 | 2006-09-20 | Дмитрий Сергеевич Дуров | Многоцелевой самолет вертикального взлета и посадки |
US7334755B2 (en) * | 2005-05-25 | 2008-02-26 | The Boeing Company | Tandem rotor wing and tandem fixed wing aircraft |
US7296767B2 (en) * | 2005-05-31 | 2007-11-20 | Sikorsky Aircraft Corporation | Variable speed transmission for a rotary wing aircraft |
US7264199B2 (en) * | 2005-10-18 | 2007-09-04 | The Boeing Company | Unloaded lift offset rotor system for a helicopter |
CN100389048C (zh) * | 2006-02-23 | 2008-05-21 | 上海交通大学 | 铰接式双旋翼飞行机器人 |
-
2008
- 2008-10-07 FR FR0805517A patent/FR2936775B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-09-24 EP EP09012139A patent/EP2174868B1/fr not_active Not-in-force
- 2009-09-24 AT AT09012139T patent/ATE523425T1/de not_active IP Right Cessation
- 2009-10-05 RU RU2009136633/11A patent/RU2472675C2/ru active
- 2009-10-06 US US12/574,173 patent/US8393866B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-10-09 CN CN2009102052264A patent/CN101712378B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103097242A (zh) * | 2010-08-16 | 2013-05-08 | 泰克诺卡德项目股份公司 | 尤其用于旋翼飞机的推进和运动传递组件 |
CN103097242B (zh) * | 2010-08-16 | 2016-03-02 | 泰克诺卡德项目股份公司 | 尤其用于旋翼飞机的推进和运动传递组件 |
CN103963969A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 多层旋翼旋转平面周向分布飞行器 |
CN108639320A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-10-12 | 河南三和航空工业有限公司 | 一种双旋翼无人直升机 |
CN109911218A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 南京灵龙旋翼无人机系统研究院有限公司 | 一种用于旋转机翼飞机的多输入多输出动力系统及控制方法 |
CN109911218B (zh) * | 2019-03-13 | 2022-04-01 | 南京灵龙旋翼无人机系统研究院有限公司 | 一种用于旋转机翼飞机的多输入多输出动力系统及控制方法 |
CN114212250A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-03-22 | 北京航空航天大学 | 一种具有水平姿态锁定能力的新型六旋翼飞行器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009136633A (ru) | 2011-04-10 |
US8393866B2 (en) | 2013-03-12 |
US20100086404A1 (en) | 2010-04-08 |
FR2936775A1 (fr) | 2010-04-09 |
EP2174868B1 (fr) | 2011-09-07 |
CN101712378B (zh) | 2013-06-19 |
EP2174868A1 (fr) | 2010-04-14 |
RU2472675C2 (ru) | 2013-01-20 |
ATE523425T1 (de) | 2011-09-15 |
FR2936775B1 (fr) | 2010-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101712378B (zh) | 用于驱动旋翼飞机的第一和第二升力旋翼的驱动装置 | |
US8276840B2 (en) | Fail-operational multiple lifting-rotor aircraft | |
EP3428065B1 (en) | Variable-speed drive system for tiltrotor with fixed engine and rotating proprotor | |
US8393442B2 (en) | High gain asymmetry brake | |
US7918146B2 (en) | Multi-path rotary wing aircraft gearbox | |
US10384765B2 (en) | Interconnect drive system | |
US11530033B2 (en) | Thrust producing unit with a fail-safe electrical drive unit | |
EP2605963B1 (en) | A propulsion and motion-transmission assembly, in particular for a rotary-wing aircraft | |
US10106255B2 (en) | Rotary pylon conversion actuator for tiltrotor aircraft | |
EP1200307B1 (en) | Tiltrotor conversion actuator system | |
US20180073437A1 (en) | Systems and methods for starting an engine | |
US20090140095A1 (en) | Electric powered rotary-wing aircraft | |
EP3038906B1 (en) | Light weight propulsor gearbox | |
EP3299283B1 (en) | Non-pressurized accessory gearbox | |
CA2840391A1 (en) | Electronically synchronized flap system | |
EP2246255A2 (en) | Combination brake clutch drive system and rotary-wing aircraft using same | |
CN102712358B (zh) | 飞机机翼 | |
US10724625B2 (en) | Torsionally compliant geartrain carrier assembly | |
US11498670B2 (en) | Coaxial split torque gear box | |
EP3395680A1 (en) | Interconnect drive system | |
US20220010862A1 (en) | Multi-speed gear box for a rotary wing aircraft | |
US11014658B1 (en) | Driveline architecture for rotorcraft featuring active response actuators | |
CN114455070B (zh) | 具有失效保险电驱动单元的推力产生单元 | |
EP3848281B1 (en) | Aerial vehicle | |
US11220330B2 (en) | Mechanical motion transmission system and an aircraft fitted with a corresponding system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: AIRBUS HELICOPTER Free format text: FORMER NAME: ULOCOPT S.A. |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: France, Anna Patentee after: Kong Kezhishengji Address before: France, Anna Patentee before: EUROCOPTER |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130619 Termination date: 20211009 |