CN105292469A - 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 - Google Patents

Abstract

一种用于控制旋翼飞行器(1)中多桨叶旋翼(1a)的旋翼桨叶(1b、1c)的总桨距和周期桨距的控制系统(10)，其中，所述控制系统(10)包括旋转倾转盘组件(11)，旋转倾转盘组件(11)具有至少一个非旋转盘(12a)和可旋转地安装于所述至少一个非旋转盘(12a)的至少一个旋转盘(12b)，所述至少一个旋转盘(12b)和所述至少一个非旋转盘(12a)安装于非旋转滑动套筒(13)，其中，在所述非旋转滑动套筒(13)上设置有球面轴承(14)，其中，至少一个非旋转止挡臂(21)设置成用于将所述至少一个非旋转盘(12a)不可旋转地连接于所述非旋转滑动套筒(13)。

Description

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

技术领域

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

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。

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。

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。

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。

文献US3,508,841A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。

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。

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。

文献US5,599,167A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。

文献US6,033,182A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。

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。

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。

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。

文献US7,037,072B2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。

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

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。

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。

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。

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。此类球面轴承比万向支架(即万向接头或U形接头)简单地多，具有较少的部件，并且较轻。

优选地，旋转倾转盘组件的非旋转盘安装到球面轴承的球部，使得能够绕该非旋转滑动套筒的相关联滑动套筒轴线沿任一方向倾斜。由于该安装允许非旋转盘的一个自由度以用与绕该球部(即该球面轴承)进行旋转，所以至少一个非旋转止挡臂设置成抑制此类旋转。

然而，该非旋转止挡臂不适于固定到给定旋翼飞行器的不可旋转底部结构，不可旋转底部结构诸如是刚性地附连到旋翼飞行器机身的主传动箱或圆筒形管状导引件，而是该非旋转止挡臂布置在该控制系统的非旋转系统中，并且在其中，优选地不可旋转地附连到该非旋转套筒和非旋转盘。因此，非旋转止挡臂的运动，即非旋转止挡臂的延伸或缩回，有利地仅发生在周期桨距控制时而不发生在总桨距控制时，其中非旋转止挡臂完全地与非旋转套筒和非旋转盘一起移动。由此，当非旋转止挡臂仅需要在运行中进行周期运动时，它的耐用性可以得到延长。

另外，当相应周期运动通常以非旋转盘的相对较小倾斜角进行，所以可以提供一种相对较短、较小且轻质的非旋转止挡臂。由此，可以节约生产非旋转止挡臂所需的材料，使得非旋转止挡臂的总体生产成本能够有利地降低。

此外，由于这些相对较小的倾斜角度，根据一个方面，非旋转止挡臂可以藉由柔性联结件实现。有利地，可以使用复合材料来生产此类柔性联结件，由此得到简单、轻质且便宜的非旋转止挡臂。

根据另一优选实施例，所述至少一个非旋转止挡臂包括至少一个第一止挡臂段和第二止挡臂段，所述第一止挡臂段藉由相关联的止挡臂铰接件连接到所述第二止挡臂段。

根据另一优选实施例，所述第一止挡臂段藉由相关联止挡臂球面轴承安装到所述至少一个非旋转盘。

根据另一优选实施例，所述第二止挡臂段藉由相关联止挡臂枢转轴承安装到所述非旋转滑动套筒。

根据另一优选实施例，设置有非旋转滑动套筒导引件，所述非旋转滑动套筒滑动地布置在所述非旋转滑动套筒导引件上。

根据另一优选实施例，所述多桨叶旋翼的所述旋翼轴延伸穿过所述非旋转滑动套筒导引件。

根据另一优选实施例，所述非旋转滑动套筒导引件适于刚性固定到所述旋翼飞行器的非旋转部，特别适合于固定到所述旋翼飞行器的主传动箱。

根据另一优选实施例，至少一个叉形单元设置成用于在运行中控制所述非旋转滑动套筒的轴向移位，所述至少一个叉形单元藉由相关联叉形枢转轴承以可枢转的连接方式可旋转地连接到所述非旋转滑动套筒的安装部。

根据另一优选实施例，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，并且安装到叉形安装点或所述相关联的叉形枢转轴承。

根据另一优选实施例，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，并且安装到所述安装部。

根据另一优选实施例，至少一个致动臂设置用以控制运行中所述至少一个旋转盘和所述至少一个非旋转盘的倾斜，所述至少一个致动臂藉由相关联的致动臂枢转轴承枢转地连接到所述至少一个叉形单元。

根据另一优选实施例，所述至少一个致动臂藉由相关联的倾斜板控制杆连接到所述至少一个非旋转盘。

根据另一优选实施例，所述至少一个致动臂和所述至少一个叉形单元限定控制输入单元，特别地限定混合杆传动单元。

有利地，使用此类混合杆传动单元允许减少控制系统的总体高度。因此，可以减小多桨叶旋翼本身的总体高度，由此，节约材料、重量和生产成本。而且，使用此类混合杆传动单元允许减少控制系统的构成部件的总体数量，因为例如需要用于驱动传统使用的致动器的液压软管现在是多余的。因此，有利地，可以降低控制系统的复杂性，由此使生产成本降低。

另外，使用此类混合杆传动单元能够省略位于旋翼飞行器的机身的上层甲板上的混合单元，否则，该混合单元对于直接致动旋转倾转盘组件的非旋转盘是强制必须的。因此，在上层甲板上的空间可以释放并因此可以用于其它技术设备

此外，使用此类混合杆传动单元允许必须由旋翼飞行器的驾驶员所施加的所需控制力减小，因为这些控制的相应混合仅在致动器后发生。然而，与此相反，在实施为用于直接致动旋转倾转盘组件的非旋转盘的各混合单元中的控制混合在致动器之前发生，由此，导致需要更大的控制力。

根据另一优选实施例，所述至少一个旋转盘藉由相关联的桨距控制杆连接到每个旋翼桨叶。

根据另一优选实施例，所述至少一个旋转盘能够藉由至少一个相关联旋转臂可旋转地连接到所述多桨叶旋翼的所述旋翼轴，以允许所述至少一个旋转盘与所述旋翼轴一起进行旋转运动。

根据另一优选实施例，所述至少一个旋转盘限定上倾斜盘，并且所述至少一个非旋转盘限定所述旋转倾转盘组件的下倾斜盘。

根据另一优选实施例，所述至少一个非旋转止挡臂包括复合材料。

本发明还提供一种旋翼飞行器，具有多桨叶旋翼，该多桨叶旋翼具有多个旋翼桨叶和旋翼轴，该旋翼轴限定相关联的旋翼轴线。所述旋翼飞行器包括一种用于控制所述多个旋翼桨叶的总桨距和周期桨距的控制系统。所述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。所述至少一个旋转盘和所述至少一个非旋转盘安装于非旋转滑动套筒，该非旋转滑动套筒能够平行于所述多桨叶旋翼的所述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能够绕所述旋翼轴线旋转并且藉由至少一个非旋转盘安装于所述球面轴承，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旋翼轴线沿任一方向进行倾斜。至少一个非旋转止挡臂设置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非旋转滑动套筒之间的绕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。

附图简述

在以下描述中参照附图通过示例描绘了本发明的优选实施例。在这些附图中，相同或功能相同的部件和元件由相同的附图标记和符号表示，并且因此仅在以下描述中描述一次。

图1示出了具有本发明控制系统的旋翼飞行器的侧向图和根据本发明的控制系统的放大立体图。

图2示出了从不同的角度观察得到的图1的控制系统的立体图；以及

图3示出了图1的控制系统的简化版的示意性侧视图。

具体实施方式

图1示出了具有机身2的旋翼飞行器1，机身2连接到着陆架6，所述机身2限定尾桁2a和机舱2b。该旋翼飞行器1包括用于在运行期间提供向上和向前或向后推力的至少一个多桨叶旋翼1a。至少一个多桨叶旋翼1a包括多个桨叶1b、1c，各桨叶在相关联的旋翼头1d处安装到旋翼轴1e，此旋翼轴1e在旋翼飞行器1运行期间围绕相关联的旋翼轴线1f旋转。

例如，该旋翼飞行器1实施为直升机，该直升机包括至少一个优选地为罩式的反扭矩装置3，该装置3构造成在运行期间提供反向扭矩，即，以此将至少一个多桨叶旋翼1a的旋转所产生的扭矩对抗，目的在于在偏航过程中平衡旋翼飞行器1。该至少一个罩式反扭矩装置3例如设置在尾桁2a的尾段，该尾段优选地还包括减震器4、尾翼5a和安定翼5。尾翼5a优选地能够调整其倾斜度，并且因此具有优于水平稳定器的功能。可替换地，或者附加地，旋翼飞行器设置有合适的水平稳定器。

然而，应当注意的是，设置在尾桁2a的尾段处的至少一个反扭矩装置3、尾翼5a以及带有减震器4的安定翼5仅仅描述用于说明旋翼飞行器1的一个示例性实施例，而并不是因此用于限制本发明。而是，如以下所述的本发明可以以类似方式应用到任何旋翼飞行器，特别地，应用到任意直升机，而不管其尾段的相应构造如何。

根据一个方面，旋翼飞行器1包括控制系统10，该控制系统10用于控制至少一个多桨叶旋翼1a的桨叶1b、1c的总桨距和周期桨距。在放大立体细节图中进一步详述了该控制系统10，其优选地布置在该至少一个多桨叶旋翼1a的旋翼头1d和旋翼飞行器1的主传动箱7之间。

优选地，控制系统10包括旋转倾转盘组件11，旋转倾转盘组件11具有至少一个非旋转盘12a和可旋转地安装到该至少一个非旋转盘12a的至少一个旋转盘12b。说明性地，该至少一个旋转盘12b限定此旋转倾转盘组件11的上倾斜盘，该至少一个非旋转盘12a限定此旋转倾转盘组件11的下倾斜盘。

该至少一个非旋转盘12a和至少一个旋转盘12b优选地至少部分地是盘状的，并且藉由相关联的滚子轴承或球轴承连接彼此，该滚子轴承或球轴承允许这些板12a、12b之间的相对旋转运动。在该构造中，该至少一个非旋转盘12a和至少一个旋转盘12b优选地大体是叠置的。然而，它们也可以是或者可替换地是至少部分环形的。在此类构造中，该至少一个旋转盘12b大体围绕该至少一个非旋转盘12a。

根据一个方面，该至少一个旋转盘12b和该至少一个非旋转盘12a安装到非旋转滑动套筒13，该非旋转滑动套筒13具有相关联地滑动套筒轴线13a。该非旋转滑动套筒13优选地适于并说明性地安装成能够平行于旋翼轴1e的旋翼轴线1f进行轴向移位。

优选地，该非旋转滑动套筒13可滑行地布置在非旋转滑动套筒导引件15上。该非旋转滑行套筒导引件15适于至少部分地容置该至少一个多桨叶旋翼1a的旋翼轴1e，该旋翼轴1e说明性地沿着其纵向延伸部延伸通过所述非旋转滑行套筒导引件15。另外，该非旋转滑行套筒导引件15适于刚性固定到旋翼飞行器1的非旋转部。说明性地，该非旋转滑行套筒导引件15例如通过螺接、栓接或粘接而刚性地附连到旋翼飞行器1的主传动箱7。

根据一个方面，该至少一个旋转盘12b能够绕非旋转滑动套筒13的相关联滑动套筒轴线13a旋转，并且藉由该至少一个非旋转盘12a安装到球面轴承14上，该球面轴承14设置在非旋转滑动套筒13上。例如，球面轴承14实施为具有球部的球型接头，其刚性地附连到非旋转滑动套筒13，或者与非旋转滑动套筒13一体地形成一体件。

优选地，该至少一个旋转盘12b和该至少一个非旋转盘12a安装到球面轴承14使得它们能够藉由所述球面轴承14绕相关联的滑动套筒轴线13a沿任意方向倾斜。在相关联的滑动套筒轴线13a和该至少一个非旋转盘12a及该至少一个旋转盘12b之间的可允许倾斜角度优选地不超过20°。

该至少一个旋转盘12b藉由相关联的桨距控制杆16优选地可连接到并且说明性地连接到旋翼桨叶1b、1c中的每个。因此，与旋翼桨叶1b、1c数量相等的外部径向连接叉17优选地平均地分布在至少一个旋转盘12b的外周边，并且在此类外部径向连接叉17中，保持有球型接头18，该球型接头18铰接相关联的桨距控制杆16的下端，而桨距控制杆16的上端能够铰接在并且说明性地铰接在旋翼桨叶1b、1c中的相关联一个的桨距杆中，优选地铰接在球型接头中。另外，该至少一个旋转盘12b藉由至少一个相关联的旋转扭矩联结件至少间接地可旋转连接到、并且说明性地连接到多桨叶旋翼1a的旋翼轴1e，该旋转扭矩联结件例如实施为旋转臂19。

为了在运行中控制该至少一个旋转盘12b和该至少一个非旋转盘12a的倾斜和/或轴向移位，设置有控制输入单元20。该控制输入单元20优选地包括两个致动臂20a和至少一个叉形单元20b，并且优选地实施为所谓的“混合杆传动单元”。每个致动臂20a说明性地实施为控制输入单元20的侧臂或外臂，并且藉由相关联的致动臂枢转轴承30a优选地可枢转地连接到该至少一个叉形单元20b，该至少一个叉形单元20b说明性地实施为内叉件(innerfork)。

该至少一个致动臂20a藉由相关联的倾斜板控制杆24连接到至少一个非旋转盘12a，以控制至少一个非旋转盘12a(并且因此控制该至少一个旋转盘12b)沿任一所需倾斜方向22c绕旋翼轴线1f的倾斜，因此，对旋翼桨叶1b、1c进行周期桨距控制。由此，与相关联的倾斜板控制杆24数量相等的外部径向叉25设置在该至少一个非旋转盘12a的外周边上，并且在每个此类外部径向叉25中，保持有球型接头26，该球型接头26铰接相关联倾斜板控制杆24的上端，而倾斜板控制杆24的下端铰接在相对应的球型接头28中，该球型接头28保持在叉形件27中，该叉形件27设置在相关联的致动臂29a的末端处。

该至少一个叉形单元20b设置成在运行过程中控制非旋转滑动套筒13的轴向移位。因此，该至少一个叉形单元20b藉由相关联的叉形枢转轴承(在图2中为29b)可旋转地连接到位于相应的安装点29a处的非旋转滑动套筒13的安装部23。安装部23说明性地形成在非旋转滑动套筒13的下段处或旁边，该下段优选地占据所述非旋转滑动套筒13的整个长度的三分之一。

根据一个方面，至少一个非旋转止挡臂21设置用以将非旋转滑动套筒13不可旋转地连接到该至少一个非旋转盘12a。该至少一个非旋转止挡臂21适于抑制在该至少一个非旋转盘12a和非旋转滑动套筒13之间的绕相关联滑动套筒轴线13a的相对旋转运动。因此，该至少一个非旋转止挡臂21安装到至少一个非旋转盘12a，并且优选地，直接安装到所述非旋转滑动套筒13。例如，该至少一个非旋转止挡臂21安装到非旋转滑动套筒13的安装部23。

然而，应当注意的是，该至少一个非旋转止挡臂21不是必须直接安装到所述非旋转滑动套筒13，而是可以可替换地安装到控制系统10的任何其它不可旋转的部分。例如该至少一个非旋转止挡臂21可以安装到相关联的叉形枢转轴承(在图2中为29b)、该至少一个叉形单元20b、相对应的叉形安装点29a等等。

优选地，该至少一个非旋转止挡臂21包括至少一个第一止挡臂段21a和至少一个第二止挡臂段21b。说明性地，至少一个第一止挡臂段21a实施为该至少一个非旋转止挡臂21的上臂，而至少一个第二止挡臂段21b实施为该至少一个非旋转止挡臂21的下臂。

根据一个方面，上臂21a藉由第一相关联轴承连接到下臂21b，该第一相关联轴承例如是相关联的止挡臂铰接件22。该上臂21a还藉由第二相关联轴承连接到至少一个非旋转盘12a，该第二相关联轴承例如是相关联的球面轴承22a。下臂21b还藉由第三相关轴承安装到非旋转滑动套筒13，该第三相关联轴承例如是相关联的枢转轴承22b。

应当注意的是，对该至少一个非旋转止挡臂21的上述构造和固定的描述仅用于说明，而不是用以唯一地限制本发明。而是，各种改型或变体是易于由本领域普通技术人员实现并认可的，因此也被认为是本发明的部分。例如，在一个示例性构造中，铰接件22可以由球面轴承替换。在另一实施例中，球面轴承22a可以由铰接件替换，并且枢转轴承22b可以由球面轴承替换，等等。

图2示出了图1的控制系统10，其用以进一步说明至少一个叉形单元20b和非旋转滑动套筒13的安装部23之间藉由相关联叉形枢转轴承29b在相对应安装点29a处的枢转连接，以及至少一个致动臂20a和至少一个叉形单元20b之间的藉由相关联致动臂枢转轴承30a的枢转连接。

在控制系统10的运行过程中，该至少一个叉形单元20b绕相关联叉形枢转轴承29b朝枢转方向31a的枢转运动被转换为非旋转滑动套筒13(并因此转化为旋转倾转盘组件11的)的、沿相关联滑动套筒轴线13a朝向轴向位移方向32a的轴向位移。因此，可以控制图1的旋翼桨叶1b、1c的总桨距。

至少一个致动臂20a绕相关联致动臂枢转轴承30a朝向枢转方向31a的枢转运动经由相关联倾斜板控制杆24转换成旋转倾转盘组件11绕相关联滑动套筒轴线13a朝向倾斜板倾斜方向22c的倾斜运动。由此，可以控制图1的旋翼桨叶1b、1c的周期桨距。

图3示出了图1和图2的控制系统10的简化示意性视图，以用于进一步说明控制输入单元20的可能枢转方向31a、非旋转滑动套筒13的可能枢转位移方向32a以及旋转倾转盘组件11的可能倾斜板倾斜方向22c。图3也示出了该至少一个非旋转止挡臂21的相对较短和较小的构造。图3进一步示出了旋转倾转盘组件11的至少一个旋转盘12b藉由滚子轴承33在旋转倾转盘组件11的至少一个非旋转盘12a处的示例性支承，该滚子轴承具体为球轴承。

应当注意的是，对上述实施例的改型落在本领域普通技术人员的公知知识内，并且因此，也被认为属于本发明的范围。例如，可以考虑该至少一个非旋转止挡臂21的各种不同的实施方式。更具体地，由于旋转倾转盘组件11在运行中所经历的相对较小的倾斜角，藉由复合材料可以实现简化的非旋转止挡臂21。包括复合材料的此类非旋转止挡臂可以以节省材料的方式设计为较小的重量，并且因此比上述铰接的非旋转止挡臂更具成本效益。

附图标记列表

1旋翼飞行器

1a多桨叶旋翼

1b、1c旋翼桨叶

1d旋翼桨毂

1e旋翼轴

1f旋翼轴线

2机身

2a尾桁

2b机舱

3反扭矩装置

4减震器

5安定翼

5a尾翼

6着陆架

7主传动箱

10控制系统

11旋转倾转盘组件

12a非旋转盘

12b旋转盘

13非旋转滑动套筒

13a滑动套筒轴线

14球面轴承

15非旋转滑动套筒导引件

16桨距控制杆

17旋转盘叉形件

18旋转盘球型接头

19旋转臂

20控制输入单元

20a外部致动臂

20b内叉件

21非旋转止挡臂

21a上臂

21b下臂

22止挡臂铰接件

22a上臂球面轴承

22b下臂枢转轴承

22c倾斜板倾斜方向

23滑动套筒安装部

24倾斜板控制杆

25非旋转盘叉形件

26非旋转盘球型接头

27致动臂叉形件

28致动臂球型接头

29a内叉件安装点

29b内插件枢转轴承

30a致动臂枢转轴承

31a控制输入单元枢转运动方向

32a滑动套筒运动方向

33滚子轴承

Claims (18)

1.一种用于控制旋翼飞行器(1)中多桨叶旋翼(1a)的旋翼桨叶(1b、1c)的总桨距和周期桨距的控制系统(10)，其中，所述多桨叶旋翼(1a)包括旋翼轴(1e)，所述旋翼轴(1e)限定相关联的旋翼轴线(1f)，所述控制系统(10)包括旋转倾转盘组件(11)，所述旋转倾转盘组件(11)具有至少一个非旋转盘(12a)和可旋转地安装于所述至少一个非旋转盘(12a)的至少一个旋转盘(12b)，所述至少一个旋转盘(12b)和所述至少一个非旋转盘(12a)安装于非旋转滑动套筒(13)，所述非旋转滑动套筒(13)适于安装成能够平行于所述旋翼轴(1e)上的所述相关联旋翼轴线(1f)进行轴向移位，其中，在所述非旋转滑动套筒(13)上设置有球面轴承(14)，所述至少一个旋转盘(12b)能够围绕相关联的滑动套筒轴线(13a)进行旋转，并且藉由所述至少一个非旋转盘(12a)安装于所述球面轴承(14)，使得所述至少一个旋转盘(12b)和所述至少一个非旋转盘(12a)能够藉由所述球面轴承(14)绕所述相关联滑动套筒轴线(13a)沿任一方向倾斜，其特征在于，至少一个非旋转止挡臂(21)设置成用于将所述至少一个非旋转盘(12a)不可旋转地连接到所述非旋转滑动套筒(13)，以抑制所述至少一个非旋转盘(12a)和所述非旋转滑动套筒(13)之间的绕所述相关联滑动套筒轴线(13a)的相对旋转运动，所述至少一个非旋转止挡臂(21)安装于所述至少一个非旋转盘(12a)和所述非旋转滑动套筒(13)。

2.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个非旋转止挡臂(21)包括至少一个第一止挡臂段(21a)和第二止挡臂段(21b)，所述第一止挡臂段(21a)藉由相关联的止挡臂铰接件(22)连接于所述第二止挡臂段(21b)。

3.如权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述第一止挡臂段(21a)藉由相关联的止挡臂球面轴承(22a)安装于所述至少一个非旋转盘(12a)。

4.如权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述第二止挡臂段(21b)相关联止挡臂枢转轴承(22a)安装到所述非旋转滑动套筒(13)。

5.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，设置有非旋转滑动套筒导引件(15)，所述非旋转滑动套筒(13)滑动地布置在所述非旋转滑动套筒导引件(15)上。

6.如权利要求5所述的控制系统(10)，其特征在于，所述多桨叶旋翼(1a)的所述旋翼轴(1e)延伸穿过所述非旋转滑动套筒导引件(15)。

7.如权利要求5所述的控制系统(10)，其特征在于，所述非旋转滑动套筒导引件(15)适于刚性地固定到所述旋翼飞行器(1)的非旋转部(7)，特别适合于固定到所述旋翼飞行器(1)的主传动箱(7)。

8.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，至少一个叉形单元(20b)设置成用于在运行中控制所述非旋转滑动套筒(13)的轴向移位，所述至少一个叉形单元(20b)藉由相关联叉形枢转轴承(29a)以可枢转的连接方式可旋转地连接于所述非旋转滑动套筒(13)的安装部(23)。

9.如权利要求8所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个非旋转止挡臂(21)安装于所述至少一个非旋转盘(12a)，并且安装于叉形安装点(29a)或所述相关联的叉形枢转轴承(29b)。

10.如权利要求8所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个非旋转止挡臂(21)安装于所述至少一个非旋转盘(12a)并且安装于所述安装部(23)。

11.如权利要求8所述的控制系统(10)，其特征在于，至少一个致动臂(20a)设置成用以控制运行中所述至少一个旋转盘(12b)和所述至少一个非旋转盘(12a)的倾斜，所述至少一个致动臂(20a)藉由相关联的致动臂枢转轴承(30a)枢转地连接于所述至少一个叉形单元(20b)。

12.如权利要求11所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个致动臂(20a)藉由相关联的倾斜板控制杆(24)连接于所述至少一个非旋转盘(12a)。

13.如权利要求11所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个致动臂(20a)和所述至少一个叉形单元(20b)限定控制输入单元(20)，特别地限定混合杆传动单元(20)。

14.如权利要求11所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个旋转盘(12b)藉由相关联的桨距控制杆(16)连接于每个旋翼桨叶(1b、1c)。

15.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个旋转盘(12b)能够藉由至少一个相关联旋转臂(19)可旋转地连接于所述多桨叶旋翼(1a)的所述旋翼轴(1e)，以允许所述至少一个旋转盘(12b)与所述旋翼轴(1e)一起进行旋转运动。

16.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个旋转盘(12b)限定上倾斜盘，并且所述至少一个非旋转盘(12a)限定所述旋转倾转盘组件(11)的下倾斜盘。

17.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个非旋转止挡臂(21)包括复合材料。

18.一种旋翼飞行器(1)，具有多桨叶旋翼(1a)，所述多桨叶旋翼(1a)具有多个旋翼桨叶(1b、1c)和旋翼轴(1e)，所述旋翼轴(1e)限定相关联的旋翼轴线(1f)，其中，设置有一种用于控制所述多个旋翼桨叶(1b、1c)的总桨距和周期桨距的控制系统(10)，所述控制系统(10)包括旋转倾转盘组件(11)，所述旋转倾转盘组件(11)具有至少一个非旋转盘(12a)和可旋转地安装到所述至少一个非旋转盘(12a)的至少一个旋转盘(12b)，所述至少一个旋转盘(12b)和所述至少一个非旋转盘(12a)安装于非旋转滑动套筒(13)，所述非旋转滑动套筒(13)能够平行于所述多桨叶旋翼(1a)的所述旋翼轴线(1f)进行轴向移位，其中，在所述非旋转滑动套筒(13)上设置有球面轴承(14)，所述至少一个旋转盘(12b)能够绕所述旋翼轴线(1f)旋转并且藉由至少一个非旋转盘(12a)安装于所述球面轴承(14)，使得所述至少一个旋转盘(12b)和所述至少一个非旋转盘(12a)能够藉由所述球面轴承(14)绕所述旋翼轴线(1f)沿任一方向进行倾斜，其特征在于，至少一个非旋转止挡臂(21)设置成用于将所述至少一个非旋转盘(12a)不可旋转地连接于所述非旋转滑动套筒(13)，以抑制在所述至少一个非旋转盘(12a)和非旋转滑动套筒(13)之间的绕相关联滑动套筒轴线(13a)的相对旋转运动，所述至少一个非旋转止挡臂(21)安装于所述至少一个非旋转盘(12a)和所述非旋转滑动套筒(13)。