CN103085978A - 具有旋转部件所用浮力系统的飞行器 - Google Patents

Abstract

一种具有至少一个旋转部件（10）的飞行器（1），所述至少一个旋转部件（10）具有在水上迫降时可能接触液面（100）的叶片（11），所述飞行器包括浮力系统。所述飞行器包括围绕至少部分所述旋转部件（10）的整流装置（15），所述整流装置（15）包括所述浮力系统的可膨胀紧急情况浮体（20）以在膨胀位置时防止所述叶片（11）接触所述液面。当飞行器停留在液面上时，该浮力系统努力保持飞行器处于液面上，或者实际上是使得旋翼或推进器型的旋转部件能够旋转。

Description

具有旋转部件所用浮力系统的飞行器

相关申请的交叉参考

本申请要求2011年10月27日提交的FR1103269的权益，其全部内容包含在此以供参考。

技术领域

本发明涉及具有用于旋转部件的浮力系统的飞行器。

在这种情况下，本发明的技术领域为使得飞行器能够在水上迫降的浮力系统，并且更具体地，本发明涉及一种包括有可能冲击液面的旋转部件的飞行器。

背景技术

所使用的术语“旋转部件”具体是指有推进力的推动器，或者实际上是指飞行器的尾桨，该尾桨用于控制飞行器的偏航运动和/或用于反抗例如通过机身上的升力旋翼施加的扭矩。

该紧急情况浮力系统在迫降事件中参与保持飞行器漂浮和稳定，因此使得能够撤离飞行器乘员。所有在穿过海域运输人员的任务中使用的飞行器原则上都配备有这样的浮力系统。

紧急情况浮力系统具有浮体，其在飞行员和/或副飞行员控制下，或者尤其是通过落水探测器自动触发下展开。该浮体可包括袋状物，可能通过例如爆炸式或电动展开装置使其膨胀。

文献WO 2008/054401公开了一种系统，其能够通过考虑飞行器的高度及其接近地面的过高速度使抗撞击气囊膨胀。

文献US 7 156 033 B2公开了一种配有抑制装置的浮力系统。

文献FR 1 383 688描述了一种具有可膨胀浮体的直升机。

文献CA 2 481 789建议使用一种落水传感器，其配有加速度传感器以触发浮体的膨胀落水。

还已知以下文献：US 3 547 377 A、DE 198 20 260 A1、US 2004/226498A1和US 2004/129831A1。

对于具有旋转部件的飞行器，优选避免该旋转部件接触液面。

对于旋翼飞行器，将提供升力和可能的推进力的主旋翼设置成足够高，以最小化主旋翼与液面冲突的任何风险。

相反，在水上迫降期间执行抗扭矩功能的旋转部件，诸如推进器或可选涵道尾桨占用这样的位置，该位置使得它们将接触液面。

发明内容

因而，本发明的目标是提议一种具有浮力系统的飞行器，当飞行器停留在液面上时，该浮力系统努力保持飞行器处于液面上，或者实际上是使得旋翼或推进器型的旋转部件能够旋转。

根据本发明，飞行器具有至少一个旋转部件，其具有可能在水上迫降时接触液面的叶片，所述飞行器包括浮力系统。

该飞行器的特点具体在于，包括围绕至少部分旋转部件的整流装置，该整流装置包括浮力系统的可膨胀紧急情况浮体，用以当处于膨胀位置时防止叶片接触液面。

因此，该旋转部件为这样的构件，该构件至少部分有涵道，以便呈现一种整流装置以面对诸如地面或液面的接触表面，或者该构件实际上是完全有涵道，诸如fenestron

型涵道尾桨，或涵道推进器。

整流装置包括浮体，其可能在正常飞行期间处于折叠位置，或者当在水上迫降时处于膨胀位置。

在膨胀位置中，浮体保护旋转部件的叶片以避免叶片和液面之间的接触。应注意，当飞行器已降落在液体上时，可能持续驱动叶片旋转，以便它们持续执行它们的功能，特别是抗扭矩功能。

此外，浮体提高了飞行器在液面上的稳定性，并且起降低对叶片损害的风险以及起到降低对将动力装置连接至旋转部件的传动装置造成损害的风险。

应理解，浮力系统也可具有其他紧急情况可膨胀构件，例如沿机身布置的构件。通过参考文献可获得关于这些构件的信息。

类似地，飞行器可包括用于在水上迫降之前触发各种浮体展开的装置。现有技术中已知的装置适用。

该飞行器也包括一种或更多种以下特征。

例如，整流装置可包括当飞行器立于地面上时面向地面的底部部分，并且为了占用折叠位置，所以除了在水上迫降阶段以外，浮体都可折叠在底部部分中。

在正常飞行中，即当未水上迫降时，浮体因而折叠在整流装置中，并且更具体地折叠在整流装置的底部部分中，以便可视需要将其适当展开。

应理解，整流装置包括脆弱区域，其适合在展开浮体期间破裂。

另一方面，飞行器可包括膨胀装置，其用于在水上迫降之前将浮体从旋转部件向外展开到膨胀位置中，即展开到整流部件限定的体积外部的位置中，并且旋转部件的叶片在其中移动。

本特征的目的在于在水上迫降时避免旋转部件的叶片和浮体之间接触。

根据变体，浮体可能在流经旋转部件的空气流动方向连续具有：上游部分，然后是设置在整流装置下的中心部分，然后是下游部分；并且飞行器可能具有膨胀装置，其用于在水上迫降之前通过连续膨胀下游部分、然后是中心部分和上游部分而展开浮体。

该膨胀顺序用于降低一部分浮体被旋转部件击中和被旋转部件的叶片磨损的风险。

在这种情况下，膨胀装置可能展开到下游部分中，下游部分和中间部分连通，中间部分和上游部分连通，以便实施上述展开顺序。

另一方面，为了最优化对旋转部件的保护，浮体可能在垂直对称平面的任一侧上沿整流装置向上延伸，垂直对称平面包含旋转部件的叶片旋转轴线，并且在水上迫降后接触液面。

另外，假设液面（忽略波浪）被包含在当浮体处于膨胀位置时一水平的平面中，浮体能够在垂直对称平面的任一侧上沿整流装置上升，以便当叶片在给定最小角度扇区移动时，水平平面与叶片的自由端对齐。

换句话说，当叶片绕旋转部件的旋转轴线旋转时，每个叶片的自由端都位于飞行器的吃水线之下，该吃水线被包含在水平平面内。应明白，在给定的最小角度扇区内，浮体的形状仍然能够避免自由端和液面之间的接触。

然后，为了提高飞行器在液面上的稳定性，可能要使飞行器落水最大化。

令人惊讶的是，本发明因而提议一种浮体，其能够使旋转部件的一部分叶片位于飞行器的吃水线之下，同时仍防止所述部分接触液面。

为了该目的，当处于膨胀位置时，浮体可能为螺旋管形，通过以下方式产生该螺旋管形状，即，使包括整流装置的C形部分绕旋转部件的叶片的旋转轴线旋转，C形部分的凹面朝向旋转轴线。

附图说明

通过作为例证给出的下列实施例说明以及通过参考附图，将能更详细地明白本发明及其优点，其中：

图1是本发明飞行器的视图；

图2是飞行器的旋转部件前视图，具有处于折叠位置的浮体；

图3是飞行器的旋转部件截面图，具有处于膨胀位置的浮体；

图4是飞行器的旋转部件前视图，具有处于膨胀位置的浮体；

图5示出折叠在整流装置中的浮体的截面图；

图6-8示出用于阐明浮体的膨胀顺序的截面图；以及

图9示出浮体展开后的三维视图。

在每幅图中，在超过一幅图中出现的部件具有相同标号。

具体实施方式

能够看到，在一些图中示出三个互相垂直的方向X、Y和Z。

将第一方向X称为纵向。术语“纵向”涉及平行于第一方向X的任一方向。

将第二方向Y称为横向。术语“横向”涉及平行于第二方向Y的任一方向。

最后，将第三方向Z称为高度方向。术语“在高度方向”涉及平行于第三方向Z的任一方向。

图1示出飞行器1，其具有从前端3纵向延伸至后端4的机身2。

飞行器可具有螺旋桨5。

此外，飞行器具有至少一个旋转部件10，其在水上迫降事件中，尤其是由于飞行员错误操作而有接触液面的风险。

该旋转部件10可包括推进器10′，其适合有助于推进飞行器和/或控制飞行器的偏航运动，或者实际上，，例如fenestron

的尾桨10″有助于控制飞行器的偏航运动。该例举不受限制，因为本发明应用于具有多个叶片11的任何类型的旋转部件。

本飞行器也包括浮力系统，其用于使飞行器保持漂浮在液面上，该浮力系统可能包括例如被紧固至机身2的可膨胀部件。

参考图2，至少一个旋转部件10，并且有利地每个旋转部件都具有整流装置15，整流装置15限定容积200的周边，所讨论的旋转部件的叶片11在其中移动。

因此，旋转部件的每个叶片11都从被紧固至轮轴的根部11′朝着自由端11″延伸。在这种情况下，在轮轴的驱动下，叶片11绕整流装置15限定的体积200内的一平面中的旋转轴线AX旋转，为了方便将该平面称为“旋转垂直平面P0”。

应注意，旋转轴线AX被包含在称为“垂直对称平面P1”的平面内，垂直对称平面P1垂直于旋转平面P0，并且在水上迫降后接触液面。

浮力系统包括布置在本发明的旋转部件的整流装置15中的可膨胀浮体20，以在水上迫降中避免液面和叶片11冲突。每个旋转部件都可包括这样的浮体。

在图2所示的折叠位置中，整流装置15具有当飞行器处于陆地上时面对地面的底部部分16以及顶部部分17，浮体折叠在底部部分16中。

应注意，整流装置15可仅部分围绕旋转部件，然后，整流装置例如可仅具有底部部分16。此外在一种变型中，该底部部分所占部分不超过包含浮体20的角度扇区β。

图5示出折叠在底部部分16中的浮体20的截面图。

具体地，可通过绑带500将浮体20连接至整流装置。

另外，并且参考图2，底部部分16也可包括用于使浮体膨胀的传统装置50。

膨胀装置50与控制系统（未示出）联通，该控制系统适合在预定条件下导致浮体20从整流装置15展开。

参考图3，膨胀装置使浮体20膨胀，以将其朝着旋转部件的外部EXT，即体积200的外部展开。

应注意，浮体20可由三部分组成，其可能相应于三个袋状物。在穿过旋转部件的空气流的流动方向F中，浮体然后可连续包括：上游部分21、与整流装置15对齐的中心部分22以及下游部分23。

在这种情况下，膨胀装置50可通过连续膨胀下游部分23、然后是中心部分22、最后是上游部分21，将浮体20从整流装置15向外展开。

因此，膨胀装置可将膨胀流体喷射到下游部分23中，下游部分23与中心部分22连通，中心部分与上游部分21连通。

图6-8示出浮体20的膨胀顺序。

参考图4，在膨胀位置中，浮体20可在垂直对称平面P1的任一侧上在垂直旋转平面P0内可能地以对称方式延伸。

因而，浮体20可从第一末端部分24朝着第二末端部分25延伸过整流装置圆弧，该圆弧覆盖最大角度扇区β，例如具有约九十度的值。

在另一方面，浮体可能使得整流装置15与旋转部件一起部分地落水，同时仍避免液面和叶片11之间冲突。

当飞行器通过处于膨胀位置中的浮体20停留在液面上时，浮体20在垂直对称平面P1的任一侧上沿整流装置15上升，这样水平吃水线平面P3与液面一致，当叶片在给定最小角度扇区α内移动时，该水平平面P3与叶片的自由端11″对齐。

相反，应理解，为了避免叶片11和液面接触，必须将浮体的落水限制于该水平平面P3。

因此，参考图3、4和9，在膨胀位置中，浮体20可能为螺旋管形。该螺旋管形状由一部分产生，具体地由围绕部分整流装置的C形部分产生。然后，通过将所述部分绕旋转部件10的叶片11的旋转轴线AX旋转过最大角度扇区β而获得该螺旋管形状，将C形部分的凹面26朝着所述旋转轴线导向，并且其接触整流装置。

本发明无疑可随着其实施获得许多变型。虽然描述了几个实施例，但是应理解，不可能详尽地确定所有可能的实施例。不脱离本发明的范围，无疑可能以等同装置替换所描述的任何装置。

Claims (6)

1.一种具有至少一个旋转部件（10）的飞行器（1），所述至少一个旋转部件（10）具有在水上迫降时可能接触液面（100）的叶片（11），所述飞行器包括浮力系统和围绕至少部分所述旋转部件（10）的整流装置（15），所述整流装置（15）包括所述浮力系统的可膨胀紧急情况浮体（20）以在膨胀位置时防止所述叶片（11）接触所述液面，所述浮体（20）在流经所述旋转部件（10）的空气流动方向（F）上顺续具有：上游部分（21），然后是设置在所述整流装置（15）之下的中心部分（22）以及下游部分（23）；所述飞行器（1）包括膨胀装置（50）以在水上迫降之前通过连续膨胀所述下游部分（23）、所述中心部分（22）和所述上游部分（21）而展开所述浮体（20）。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述整流装置（15）具有底部部分（16），当所述飞行器站立在地面上时，所述底部部分（16）面对所述地面，并且除了在水上迫降阶段外，所述浮体（20）折叠在所述底部部分（16）中以占用折叠位置。

3.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，包括膨胀装置（50）以在水上迫降之前将所述浮体（20）展开至所述膨胀位置并且从所述旋转部件（10）向外展开，即展开至由所述整流装置（15）限定的容积（200）外部，所述叶片（11）在所述体积内运动。

4.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述膨胀装置（50）打开至所述下游部分（23）中，所述下游部分（23）与所述中心部分（22）连通，所述中心部分（22）与所述上游部分（21）连通。

5.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述浮体（20）在垂直对称平面（P1）的任一侧上沿所述整流装置（15）向上延伸，所述垂直对称平面（P1）包含所述旋转部件（15）的所述叶片（11）旋转轴线（AX）且在水上迫降后接触所述液面。

6.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，当处于膨胀位置时，所述浮体（20）为螺旋管形状，通过绕所述旋转部件（15）的所述叶片（11）旋转轴线（AX）旋转C形部分产生所述螺旋管形状，所述C形部分的凹面（26）朝向所述旋转轴线（AX）。

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