CN105593117B - 桨距控制组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于调节螺旋桨叶片的桨距的桨距控制组件(110)，包括：桨距控制单元，其包括壳体(104)，其中多个控制阀(106)和对应的液压管线(108)位于壳体内；叶片角单元(110)；传递轴承(120)，其安装于壳体并且具有流体地联接于桨距控制单元的液压管线的多个液压管线(122)；传递管(140)，其轴向地接收传递轴承的至少一部分并且能够关于其轴向地移动；磁芯套筒(150)，其由传递管承载并且位于叶片角单元内。

Description

桨距控制组件
技术领域
本发明涉及航空领域，并具体涉及一种桨距控制组件。
背景技术
当代螺旋桨组件可具有经由桨距控制单元(PCU)改变叶片桨距来优化推力输送的效率的手段。以该方式，螺旋桨可设计成在从起飞和爬升到巡航的飞行中改变桨距以给予最佳推力。改变桨距角可在飞行器速度改变时允许飞行器保持螺旋桨叶片上的最佳的冲角或最大升力与阻力比。
发明内容
在一方面，本发明的实施例涉及一种用于调节螺旋桨叶片的桨距的桨距控制组件，其包括：桨距控制单元，该桨距控制单元包括壳体，其中多个控制阀和对应的液压管线位于壳体内；包括位于壳体内的一系列线圈的叶片角单元；传递轴承，其安装于壳体，并且具有位于磁芯套筒内的至少一部分，以及流体地联接于桨距控制单元的液压管线的多个液压管线；传递管，其轴向地接收传递轴承的至少一部分并且能够关于其轴向地移动；由传递管承载并且位于叶片角单元内的磁芯套筒；其中螺旋桨的桨距角通过使传递管响应于液压流体关于传递轴承轴向地移动来控制，该液压流体响应于控制阀的促动通过液压管线供应提供，并且叶片角单元感测一系列线圈内的磁芯套筒的对应轴向移动，并且提供指示叶片角移动的量的输出。
附图说明
在附图中：
图1为具有可变桨距螺旋桨的飞行器的示意图。
图2为具有可变桨距螺旋桨的螺旋桨组件的示意图。
图3为示例性可变桨距螺旋桨组件和现有技术的桨距控制单元的示意图。
图4为图3中所示的现有技术的桨距控制单元的截面图。
图5为根据本发明的实施例的桨距控制组件的示意图。
图6为包括在示例性可变桨距螺旋桨组件内的图5的桨距控制组件的示意图。
具体实施方式
图1示出了具有均具有毂12和多个叶片14的多个螺旋桨组件10的飞行器8。尽管示出了飞行器的一个实例，但将理解的是，任何适合的飞行器可使用本文中所述的本发明的实施例。图2示意性地示出了具有毂和示出的仅单个叶片的螺旋桨组件。尽管多个沿周向间隔开的叶片14可如图1中所示支承在毂12内，但出于清楚的目的，在其余图中示出了仅一个叶片。如图3中所示，毂12和多个叶片14可通过驱动轴22和齿轮箱24可操作地联接于适合的推进设备，如，发动机20。如所示，螺旋桨组件10可安装在螺旋桨齿轮箱24上。附属齿轮箱26和发电机28还示为位于螺旋桨组件10和桨距控制单元30附近。
各个叶片14可在螺旋桨组件10的旋转期间在桨距控制单元(PCU)30的控制下对于桨距而言为可调节的；现有技术的PCU30示意性地包括在图3中。液压管线可从安装在齿轮箱24的后部上的PCU30沿液压传递管布置32输送(port)。PCU30收纳液压传递轴承34和叶片角单元36。常规地，液压传递轴承34和叶片角单元36串联放置，导致了相当大的单元长度。PCU30还可包括一定数量的控制阀38，其可允许液压流体通过液压传递管布置32传递到活塞端盖40的部分。
活塞端盖40收纳活塞42，活塞42可取决于液压流体引入到活塞端盖40中的位置移动。例如，如果液压流体引入到活塞端盖40的第一部分44中，则活塞42朝细桨距方向移动，这减小了叶片14的桨距。相反地，如果液压流体引入到活塞端盖40的第二部分46中，则活塞42朝粗桨距方向移动，这增大了叶片14的桨距。当活塞42移动时，螺旋桨毂12向后和向前移动，并且附接于其的叶片14的桨距移动。
如图4中更清楚所示，现有技术的螺旋桨PCU30收纳串联的液压传递轴承34和叶片角单元36。PCU30可包括壳体50，其围绕液压传递轴承34和叶片角单元36的至少一部分延伸。常规PCU30可为大约14英寸长。液压管线52可包括在壳体50内，并且可流体地联接于液压传递轴承34内的液压管线54。叶片角单元36可包括一系列线圈60，其可测量位于液压传递轴承34的至少一部分上的磁芯套筒62。以该方式，叶片角单元36可测量液压传递轴承34的端部的轴向位置，并且螺旋桨叶片角可由此计算。
图5示出了根据本发明的桨距控制组件(PCU)110的一个实施例，其提供了不同于现有技术的顺序地布置的PCU30的相对紧凑的长度。如图5的截面图中所见，桨距控制组件100包括具有壳体104的桨距控制单元102，其中多个控制阀106和对应的液压管线108位于壳体104内。叶片角单元110可包括位于壳体104内的一系列线圈112。一系列线圈112的至少一部分可位于壳体104内，包括整个系列的线圈112可位于壳体104内。
传递轴承120可安装于壳体104，并且具有位于传递管140内的至少一部分。传递轴承120内的多个液压管线122可流体地联接于桨距控制单元102的液压管线108。
壳体104内的液压管线108和传递轴承120内的液压管线122可包括至少细液压管线和粗液压管线。在所示实例中，包括用于在飞行器8在地面上时减小叶片14的桨距的地面细液压管线、用于在飞行器8在飞行中时减小叶片14的桨距的飞行细液压管线，以及用于增大叶片14的桨距的粗液压管线。
传递轴承120可以以包括其可包括心轴124的任何适合的方式形成。传递轴承120的液压管线可位于心轴124内。心轴124可具有安装于壳体104以将传递轴承120安装于壳体104的一个端部126。经由非限制性实例，轴向调节器128可将心轴124安装于壳体104，以实现心轴124和壳体104的相对轴向移动。这可提供快速且简单的螺旋桨调整(rigging)特征，其比由调节程序实现的常规方式快得多，该调节程序包括除去螺旋桨毂盖和桨距改变活塞端盖，并且需要长得多的时间段。经由又一实例，轴向调节器128可包括穿过壳体104中的开口130的心轴124上的螺纹端，以及拧到螺纹端上以关于壳体104锁定心轴124的锁紧螺母132。尽管心轴124示为包括光滑端，但将理解的是，心轴124的端部126可有螺纹。
传递管140可轴向地接收传递轴承120的至少一部分并且能够关于其轴向地移动。传递管140可围绕心轴124旋转和平移。更具体而言，传递管140的轴向移动可导致其旋转。磁芯套筒150可由传递管140承载，并且可位于一系列线圈112内。磁芯套筒150可由传递管140以任何适合的方式承载，包括磁芯套筒150可配合到传递管140的一部分上。因此，磁芯套筒150随传递管140移动。如所示，传递轴承120、传递管140以及磁芯套筒150中的各个的至少一部分可位于一系列线圈112内。构想出的是，整个磁芯套筒150可在传递管140的整个操作轴向移动范围中位于一系列线圈112内。液压管线152可包括在传递管140中，并且可提供流体至螺旋桨组件的活塞端盖。
在操作期间，螺旋桨的桨距角可通过使传递管140响应于流体关于传递轴承120轴向地移动来控制，该液体响应于控制阀106的促动通过液压管线108，122和152供应，并且叶片角单元110感测一系列线圈112内的磁芯套筒150的对应轴向移动，并且提供指示叶片角移动的量的输出。更具体而言，一系列线圈112可测量安装在传递管140上的磁芯套筒150。以该方式，叶片角单元110可测量传递轴承140的端部的轴向位置，并且螺旋桨叶片角可由此计算。以该方式，反馈特征可围绕传递管140定位，替代在端部上，使得桨距控制组件100的长度相比于常规PCU几乎为一半。将理解的是，桨距控制组件100可位于螺旋桨齿轮箱附近，并且可并入到任何适合的螺旋桨组件中，包括上文之前描述的螺旋桨组件。图6示出了并入到之前出于示例性目的描述的螺旋桨组件中的桨距控制组件。因此，在操作期间，流体可通过液压管线108，122和152提供，使得液压流体引入到活塞端盖40的第一部分44中，并且活塞42朝细桨距方向移动，这减小叶片14的桨距，或者液压流体引入到活塞端盖40的第二部分46中，并且活塞42朝粗桨距方向移动，这增大叶片14的桨距。当活塞42移动时，传递管140围绕心轴124沿相同方向轴向地移动。
如还可在图6中所见，桨距控制组件100的长度远短于现有技术单元的长度，并且可为大约8英寸长。这允许了较大发电机28包括在机舱中。这可在飞行器需要由推进系统生成的更多电功率时有益地证明。此类增大可在其它情况下难以容纳在发动机机舱内。
上文所述的实施例提供了多种益处，包括组件的长度远短于常规单元，这提供了系统安装和重量方面的显著优点。相比于常规PCU，本发明的实施例允许了电磁叶片角单元线圈围绕几乎使组件的长度平分的反向的液压传递轴承放置。当桨距控制组件经受积极的振动场时，较短的长度更好适于该环境，因为其不易于振动，并且导致稳定性提高。此外，本发明的实施例还显著地减少了液压传递轴承调整程序，因为实施例允许用于调整的快速外部接近，这显著降低了维护成本。当代的螺旋桨系统使螺旋桨调整调节器位于螺旋桨前部处的螺旋桨十字头上，这需要除去螺旋桨毂盖和活塞端盖来接近。本发明的实施例允许了在桨距控制单元的端部上进行调整，并且提供简单的外部调节。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种用于调节螺旋桨叶片的桨距的桨距控制组件，包括：
桨距控制单元，其包括壳体，其中多个控制阀和对应的液压管线位于所述壳体内；
包括位于壳体内的一系列线圈的叶片角单元；
传递轴承，其安装于所述壳体，并且具有位于所述一系列线圈内的至少一部分，以及流体地联接于所述桨距控制单元的所述液压管线的多个液压管线；
传递管，所述传递管轴向地接收所述传递轴承的至少一部分并且能够关于其轴向地移动；以及
磁芯套筒，其由所述传递管承载并且位于所述叶片角单元内；并且
其中螺旋桨的桨距角可通过使所述传递管响应于流体关于所述传递轴承轴向地移动来控制，所述流体响应于所述控制阀的促动通过所述液压管线供应，并且所述叶片角单元感测所述一系列线圈内的所述磁芯套筒的对应轴向移动，并且提供指示叶片角移动的量的输出。
2.根据权利要求1所述的桨距控制组件，其特征在于，所述传递轴承包括心轴，其具有安装于所述壳体以将所述传递轴承安装于所述壳体的一个端部。
3.根据权利要求2所述的桨距控制组件，其特征在于，所述桨距控制组件还包括轴向调节器，其将所述心轴安装于所述壳体，以实现所述心轴和所述壳体的相对轴向移动。
4.根据权利要求3所述的桨距控制组件，其特征在于，所述轴向调节器包括穿过所述壳体中的开口的所述心轴上的螺纹端，以及拧到所述螺纹端上以关于所述壳体锁定所述心轴的锁紧螺母。
5.根据权利要求2至权利要求4中任一项所述的桨距控制组件，其特征在于，所述传递轴承的所述液压管线位于所述心轴内。
6.根据前述权利要求1-4中任一项所述的桨距控制组件，其特征在于，所述传递轴承、传递管和磁芯套筒中的各个的至少一部分位于所述一系列线圈内。
7.根据权利要求6所述的桨距控制组件，其特征在于，所述一系列线圈的至少一部分位于所述壳体内。
8.根据权利要求7所述的桨距控制组件，其特征在于，整个系列的线圈位于所述壳体内。
9.根据权利要求8所述的桨距控制组件，其特征在于，整个磁芯套筒在所述传递管的整个操作轴向移动范围中位于所述一系列线圈内。
10.根据前述权利要求1-4、7-9中任一项所述的桨距控制组件，其特征在于，所述液压管线包括至少细液压管线和粗液压管线。
11.根据权利要求10所述的桨距控制组件，其特征在于，所述液压管线包括地面细液压管线、飞行细液压管线，以及粗液压管线。
12.根据前述权利要求1-4、7-9、11中任一项所述的桨距控制组件，其特征在于，所述传递管的所述轴向移动导致其旋转。
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