CN107719662A - 用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距控制系统 - Google Patents

Abstract

一种用于至少控制旋转机翼飞行器(1)中具有旋翼轴(1e)的多桨叶旋翼(1a)的旋翼桨叶(1b、1c)总距的控制系统(10)，所述控制系统(10)包括非转动滑动套筒(13)、至少一个致动器臂(20b)以及至少一个铰链支承件(21)，该非转动滑动套筒能安装于旋翼轴(1e)，以使得该非转动滑动套筒(13)能与旋翼轴(1e)上的相关联旋翼轴线(1f)同轴地轴向地移位，该至少一个致动器臂可枢转地安装于非转动滑动套筒(13)并且适合于在激活的情形下使得安装于旋翼轴(1e)的非转动滑动套筒(13)轴向地移位，而该至少一个铰链支承件(21)适合于至少一个致动器臂(20b)的铰接支承。本申请还涉及一种旋转机翼飞行器(1)，该旋转机翼飞行器具有上述控制系统。

Description

用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距 控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距的控制系统。

背景技术

用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶、尤其是直升飞机中主旋翼的旋翼桨叶总距的控制系统在操作中用于借助合适的桨距杆件来使得旋翼桨叶围绕相关联的桨叶桨距控制纵向轴线一体地转动，该合适的桨距杆件与由对应的桨距控制杆操作的旋翼桨叶相关联。因此，每个桨距控制杆连接于转动板，该转动板在操作中关于并且围绕旋翼的旋翼轴线转动。该转动板安装成在非转动板上转动，该非转动板受连接件限制以免围绕旋翼的旋翼轴线的任何转动，该连接件将非转动板连接于旋转机翼飞行器的、诸如该旋转机翼飞行器的机身或主齿轮箱的不可转动基础结构。

该转动板和非转动板限定所谓的倾斜板组件并且通常是环形的并围绕旋翼轴线。该倾斜板组件能经由相关联的控制致动器藉由合适的控制输入单元激活，这些控制致动器用于分别至少控制旋翼桨叶的总距。更确切地说，该倾斜板组件适合于将来自非转动系统的控制输入传递至转动系统，该非转动系统包括合适的控制输入单元和非转动板，而该转动系统包括转动板并且当安装于旋转机翼飞行器时也包括多桨叶旋翼、即如可转动旋翼的旋翼桨叶。

转动板和非转动板通常能平行于旋翼轴线轴向地移位用以控制总距，并且一般而言，这些转动板和非转动板能围绕旋翼轴线沿任何方向倾斜，用以例如借助能轴向移位的中心球面轴承来控制总距。非转动板以摆动方式安装在其上的、能轴向移位的中心球面轴承通常绕旋翼轴线对中。

虽然较大的旋转机翼飞行器的控制系统经常使用如上所述的球面轴承，但一些较小的以及中型尺寸的旋翼机翼飞行器的控制系统使用例如具有万向接头或u形接头环部的万向节，用以至少以摆动的方式安装控制系统的倾斜板组件的非转动板。万向节能安装在相关联的滑动套筒上。在此种控制系统中，向倾斜板组件的对应控制输入能由控制输入单元混合，该控制输入单元例如体现为所谓的混合杆件齿轮单元并且设置在倾斜板组件下面。对于总距控制，滑动套筒能藉由混合杆件齿轮单元的混合杆件齿轮单元拨叉以平行于相关联旋翼的旋转轴线而轴向地移位。

文献EP 2 979 978 A1描述了一种控制系统，该控制系统具有中心球面轴承，且倾斜板组件的非转动板安装在该球面轴承上。该球面轴承安装于非转动滑动套筒，相关联旋翼的旋翼轴可转动地接纳在该非转动滑动套筒中。该非转动滑动套筒能平行于旋翼的旋翼轴线轴向地移位用以控制总距，而该控制系统的转动和非转动板能围绕旋翼轴线沿任何方向倾斜用以控制总距。为了控制非转动滑动套筒在操作中的轴向移位，设置具有相关联致动器臂的拨叉单元。相关联的致动器臂可枢转地安装于非转动滑动套筒的安装部件，该安装部件形成在非转动滑动套筒的下方部段处或者由该下方部段形成。致动器臂进一步铰接在铰链支承件上，以使得致动器臂在激活的情形下在铰链支承件上的转动运动能转换成致动器臂在安装部件处在非转动滑动套筒上的枢转运动，该枢转运动适合于引起非转动滑动套筒在旋翼轴上的轴向移位。

然而，在致动器臂的转动运动期间并且由此在总距控制期间，由铰链支承件限定的基础铰链轴线和旋翼轴之间的预定距离取决于非转动滑动套筒在旋翼轴上分别产生的滑动方向而增大或减小，该滑动方向是由致动器臂引起的。换言之，由于非转动滑动套筒沿着旋翼轴的直线平移，因而致动器臂与铰链支承件的相应接头执行附加运动Δs，该附加的运动基本上相对于给定旋转机翼飞行器在地面上的法向定向在水平方向定向并且在致动器臂的转动运动期间变化高达几毫米。与例如用于3to旋转机翼飞行器的约60kn大力组合的此种附加运动Δs须由铰链支承件操纵。

因此，铰链支承件设计成通常由金属制成的复杂机械部件，并且包括铰链托架、轴承体以及合适的轴承附连件，这些合适的轴承附连件将铰链托架连接于诸如球面轴承或衬套管之类的轴承体。铰链托架例如借助限定铰链轴线的合适铰链杆连接于致动器臂，以使得致动器臂能执行其围绕该铰链杆的转动运动。该轴承体进而固定地安装于相关联旋转机翼飞行器的主齿轮箱。

应注意的是，铰链托架和轴承体需要吸收来自相关联旋转机翼飞行器的相关联多桨叶主旋翼的相对较高负载。这些负载包括与剪切力相组合的高压力和张力。

然而，虽然此种负载的铰链支承件具有相对较高的刚度和总体结构强度，以使得该铰链支承件甚至能有利地用于抑制拨叉单元且由此非转动滑动套筒的转动，但该铰链支承件通常相对较重并且包括相对较多数量的各个部件。此外，该铰链支承件尤其是由于在铰链托架和轴承体之间使用球面轴承或衬套管而相对较笨重，并且需要相对广泛的维护工作。此外，由于此种复杂的铰链支承件通常至少基本上由金属制成，因而该铰链支承件易于被腐蚀。

在文献EP 0 452 248 A2、US 2,829,721、US 2,534,353、US 2,537,623、US 2,599,690、US 2,444,070以及US 3,006,418中示例性地描述其它铰链支承件。这些文献分别描述了用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距的控制系统，这些控制系统至少类似于上述控制系统。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种新型的控制系统，该控制系统用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距，所述新颖的控制系统包括新颖的铰链支承件，该新颖的铰链支承件与传统的控制系统的铰链支承件相比重量减小和构成部件数量减少，且所述新颖的铰链支承件适合于替换传统控制系统的所述铰链支承件。

该目的通过用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距的控制系统来解决，所述控制系统包括如权利要求1所述的特征。

更确切地说，根据本发明，提供一种用于至少控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距的控制系统，其中，该多桨叶旋翼包括限定相关联旋翼轴线的旋翼轴，并且该控制系统包括：非转动滑动套筒、至少一个致动器臂以及至少一个铰链支承件。该非转动滑动套筒能安装于旋翼轴，以使得该非转动滑动套筒能与旋翼轴上的相关联旋翼轴线同轴地轴向地移位。该至少一个致动器臂可枢转地安装于非转动滑动套筒，并且适合于使得安装于旋翼轴的非转动滑动套筒在激活的情形下轴向地移位。至少一个铰链支承件适用于至少一个致动器臂的铰接支承，以使得至少一个致动器臂在激活的情形下在至少一个铰链支承件上的转动运动能转换成至少一个致动器臂在非转动滑动套筒上的枢转运动，这适合于引起安装于旋翼轴上的非转动滑动套筒的旋翼轴上的轴向移位。该至少一个铰链支承件包括至少一个托架构件，该至少一个托架构件适合于承载至少一个致动器臂，且该至少一个托架构件包括纤维强化复合材料。

本发明的控制系统较佳地包括倾斜板组件，该倾斜板组件具有转动板和非转动板，并且该倾斜板组件安装于球面轴承且适合于使得能够进行总距和周期距控制，该球面轴承具有设置在非转动滑动套筒上的球。此种球面轴承比万向节(即，万向接头或u形接头)更为简单、具有较少的部件并且较轻，然而，万向节也可替代地用于本发明控制系统的实施。

应注意的是，术语“转动”和“非转动”意指在本发明范围内描述相应部件关于其操作的预定特征，这是由这些部件的相应利用而预先限定的。换言之，称为“转动”的部件并非必须在操作期间单独地或者与其它部件一起转动，并且称为“非转动”的部件并非必须在操作期间受抑制而无法转动。此外，应注意的是，术语“可转动地”用作“以可转动方式”表述的同义词。

较佳地是，倾斜板组件的非转动板安装于球面轴承的球，以使得该非转动板能围绕非转动滑动套筒的相关联滑动套筒轴线沿任何方向倾斜。由于此种安装允许一个自由度能使得非转动板能围绕球、即球面轴承转动，因而较佳地是设有至少一个非转动止挡臂来抑制此种转动。

较佳地，此种非转动止挡臂并不适合于固定在给定旋转机翼飞行器的、诸如主齿轮箱或圆柱形管状引导件之类的非转动基础结构上，该非转动基础结构刚性地附连于旋转机翼飞行器的机身。可替代地，非转动止挡臂设置在控制系统的非转动系统中，并且在其中较佳地非转动地附连于非转动滑动套筒和非转动板。因此，非转动止挡臂的运动、即延伸或缩回有利地是仅仅在周期距控制中、而并不在总距控制中发生，其中，非转动止挡臂完全地连同非转动滑动套筒和非转动板一起运动。因此，由于非转动止挡臂在操作中仅仅需要执行周期运动，因而该非转动止挡臂的耐久性能延长。

根据本发明的一个方面，总距控制由至少一个致动器臂执行，该至少一个致动器臂与至少一个铰链支承件和非转动滑动套筒相连接。该至少一个铰链支承件较佳地至少基本上由纤维强化复合材料制成。因此，能设有轻型复合设计，该轻型复合设计优选地包括简单的铺置和附连概念，以使得有利地是不再需要用在传统控制系统的铰链支承件中的复杂且重型标准部件。因此，能减小控制系统的总体重量。

较佳地是，至少一个铰链支承件由两个主要部件构成，这两个主要部件是纤维铰链支承件和基部构件，该纤维铰链支承件适合于以铰接的方式支承至少一个致动器臂并且之后也称为“托架构件”，且这两个主要部件两者均优选地包括纤维强化复合材料、优选地包括玻璃和/或碳纤维强化复合材料。两个部件较佳地粘结在一起并且利用埋头螺栓固定于彼此，这些埋头螺栓拧入到双筒螺母中。在文献US 2015/203190 A1、US 8,844,877 B1、US 2014/0232153 A1、EP 2 662 281 A2、EP 2 785 586 A1、US 2012/0275924 A1、WO2012/130977 A1、EP 2 691 296 A2、US 2013/0142565 A1、US 2011/0315820 A1、US 2007/0253819 A1、US 2006/0032982 A1、US 2003/0205011 A1、US 5,641,133 A、US 5,171,099A、US 4,868,962 A、EP 0 105 419 A2以及US 4,113,910 A中示例性地描述使用此种筒式螺母来用于连接飞行器中的复合部件。

更具体地说，托架构件和基部构件之间的连接基于轴承应力强化层压原理。与埋头螺钉相连接的两个双筒螺母优选地将托架元件和基部元件压接在一起。基部构件进而较佳地安装于旋转机翼飞行器的结构部件，较佳地例如借助其它螺钉安装于该旋转机翼飞行器的主齿轮箱。因此，在安装状态下，埋头螺钉受主齿轮箱限制，以免释放托架构件和基部构件之间的连接。此外，托架构件和基部构件较佳地在相应接触表面上、优选地在托架构件和基部构件的整个接触面积之上粘结在一起。

因此，托架构件和基部构件之间的连接设计成无轴承的、即没有轴承，具体地说没有如传统控制系统的铰链支承件中的球面轴承和/或硬质合金衬套。因此，由于省略此类轴承，能显著地减小维护工作和成本。此外，由于根据本发明的至少一个铰链支承件的相对较简单铺置和简化的理念，因而能显著地减小该铰链支承件的组装和制造成本。此外，在这种轴承中使用的扭矩螺钉不再磨损或发生问题。

根据本发明一个方面，托架构件包括挠性部分，该挠性部分设计有薄层，各个槽。这些薄层，各个槽允许托架构件的弯曲运动。在此种弯曲运动期间，相应的接纳部平行地运动，这些接纳部以铰接的方式接纳至少一个致动器臂并且也称为“轴承眼孔”。这在薄层于它们的相应轴向端部上并不具有铰链时发生，以使得这些薄层至少弯曲成近似S形状。

换言之，托架构件较佳地设计成借助薄层(各个槽)在该托架构件的宽度方向上是挠性的，用以允许托架构件由于其轴承眼孔的所发生移位而弹性变形。此外，该托架构件较佳地设置成在该托架构件的长度方向上是刚性的，并且此外该托架构件较佳地适合于在该托架构件的高度方向上承载高张力和压力负载，例如用于3to旋转机翼飞行器承载大约60kN。

较佳地是，该托架构件如下铺置：两个单向(UD)环部(外和内UD-环部)承载垂直负载。两个UD-环部在托架构件的预定挠性区域处设有薄层(各个槽)，这允许平行的、即弯曲运动并且由此所需的铰链功能。UD-环部优选地在相应模具中单独地执行并且在后续步骤中通过树脂浸渍和合适的固化工艺固化在一起，该固化工艺也可以是现有技术中已知的工艺。为了借助筒式螺母将从托架构件产生的负载传递到基部构件中，该基部构件较佳地实施为强化轴承层压件。

根据较佳的实施例，至少一个托架构件包括至少一个弹性可变形支承臂。

根据又一较佳实施例，至少一个弹性可变形支承臂包括弹性可变形的至少一个开槽部段。

根据又一较佳实施例，至少一个开槽部段由弹性可变形薄层所限定。

根据又一较佳实施例，至少一个铰链支承件包括基部构件，该基部构件能安装于旋转机翼飞行器、具体地说安装于该旋转机翼飞行器的齿轮箱，其中，该至少一个托架构件刚性地安装于该基部构件。

根据又一较佳实施例，至少一个托架构件粘结于基部构件。

根据又一较佳实施例，至少一个弹性可变形支承臂接纳至少一个筒式螺母，该至少一个筒式螺母旋拧于至少一个螺钉，该至少一个螺钉附连于基部构件。

根据又一较佳实施例，至少一个托架构件包括至少一个接纳部，该至少一个接纳部接纳至少一个致动器臂。

根据又一较佳实施例，至少一个接纳部设有轴承以用于至少一个致动器臂的铰接支承，该轴承以可转动的方式支承至少一个致动器臂。

根据又一较佳实施例，至少一个致动器臂至少部分地实施成拨叉，该拨叉借助相关联的拨叉安装位点以枢转的方式连接于非转动滑动套筒的安装部件。

根据又一较佳实施设有倾斜板组件，该倾斜板组件借助设置在非转动滑动套筒上的球面轴承安装于非转动滑动套筒，其中，该倾斜板组件设置成用于控制旋转机翼飞行器中多桨叶旋翼的旋翼桨叶总距和周期距，且控制系统安装于该旋转机翼飞行器。

根据又一较佳实施例，设有至少一个致动器杆件，用以控制倾斜板组件在操作中的倾斜以执行周期距控制，其中，至少一个致动器杆件借助相关联的致动器杆件枢转轴承可转动地安装于至少一个致动器臂。

根据又一较佳实施例，至少一个致动器杆件借助相关联的倾斜板控制杆连接于倾斜板组件。

根据又一较佳实施例，至少一个致动器杆件和至少一个致动器臂限定控制输入单元、具体地限定混合杆件齿轮单元。

本发明还提供一种旋转机翼飞行器，该旋转机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。该旋转机翼飞行器包括控制系统，该控制系统用于至少控制多个旋翼桨叶总距。该控制系统包括：非转动滑动套筒，该非转动滑动套筒能安装于旋翼轴，以使得该非转动滑动套筒能与旋翼轴上的相关联旋翼轴线同轴地轴向移位；至少一个致动器臂，该至少一个致动器臂可枢转地安装于非转动滑动套筒，且该至少一个致动器臂适合于在激活的情形下使得安装于旋翼轴的非转动滑动套筒轴向地移位；至少一个铰链支承件，该至少一个铰链支承件适合于至少一个致动器臂的铰接支承，以使得至少一个致动器臂在激活的情形下在至少一个铰链支承件上的转动运动能转换成该至少一个致动器臂在非转动滑动套筒上的枢转运动，该枢转运动适合于引起安装于旋翼轴的非转动滑动套筒在旋翼轴上的轴向移位。该至少一个铰链支承件包括至少一个托架构件，该至少一个托架构件适合于承载至少一个致动器臂，且该至少一个托架构件包括纤维强化复合材料。

附图说明

通过参照附图的下文描述借助示例来概括本发明的较佳实施例。在这些附图中，相同或功能上相同的部件和元件由相同的附图标号和符号来标示，因此在以下描述中仅仅描述一次。

图1示出具有创新控制系统的侧视图以及根据本发明控制系统的放大立体图，

图2示出具有根据本发明铰链支承件的图1所示控制系统的简化型式的示意侧视图，

图3示出图2所示铰链支承件的部分侧剖视图，

图4示出图3所示铰链支承件的立体图，

图5示出图4所示铰链支承件的分解立体图，

图6示出图4所示铰链支承件的放大细节，

图7示出说明图4所示铰链支承件的示例性操作的示意图，

图8示出图4所示铰链支承件的托架构件的示例性实施的示意图，以及

图9示出说明图4所示铰链支承件的示例性操作的另一示意图。

具体实施方式

图1示出旋转机翼飞行器1，该旋转机翼飞行器具有机身2，该机身连接于起落架6，所述机身2限定尾桁2a和机舱2b。旋转机翼飞行器1包括至少一个多桨叶旋翼1a，用以在操作期间提供升力和向前或向后推力。至少一个多桨叶旋翼1a包括多个旋翼桨叶1b、1c，这些旋翼桨叶在相关联的旋翼头部1d处安装于旋翼轴1e，该旋翼轴在旋转机翼飞行器1的操作中围绕相关联的旋翼轴线1f转动。

借助示例，旋转机翼飞行器1实施为直升飞机，该直升飞机包括至少一个带护罩的抗扭矩装置3，该抗扭矩装置构造成在操作期间提供抗扭矩，即抵抗由至少一个多桨叶主旋翼1a的转动而产生的扭矩，用以在偏航方面平衡旋转机翼飞行器1。至少一个抗扭矩装置3说明性地设置在尾桁2a的后部段处，该尾桁较佳地进一步包括缓冲器4、尾部机翼5a和翼部5。尾部机翼5a较佳地能在其斜度上调节，并且由此能取代水平稳定器的功能。替代地或附加地，旋转机翼飞行器1设有合适的水平稳定器。

然而，应注意的是，设置在尾桁2a的后部段处的至少一个抗扭矩装置3、尾部机翼5a以及带有缓冲器4的翼部5仅仅为了说明旋转机翼飞行器1的一个示例性实施例而描述并且并不因此限制本发明。而是，之后描述的本发明能同样地适用于任何旋转机翼飞行器且具体地是适用于任何直升飞机，而独立于该旋转机翼飞行器的后部段的相应构造。

根据一个方面，旋转机翼飞行器1包括控制系统10，该控制系统用于至少控制至少一个多桨叶旋翼1a的旋翼桨叶1b、1c的总距，并且较佳地控制至少一个多桨叶旋翼1a的旋翼桨叶1b、1c的总距和周期距。在放大立体细节图中进一步详述的控制系统10优选地在至少一个多桨叶旋翼1a的旋翼头部1d和旋转机翼飞行器1的主齿轮箱7之间至少部分地设置在旋翼轴1e上。

较佳地是，控制系统10包括至少一个非转动滑动套筒13，该至少一个非转动滑动套筒是可安装的并且说明性地安装于旋翼轴1e(例如在图2中更详细地说明)，以使得该非转动滑动套筒13能与旋翼轴1e上的旋翼轴线1f同轴地轴向地移位。非转动滑动套筒13优选地连接于至少一个致动器臂20b，该至少一个致动器臂可枢转地安装于非转动滑动套筒13并且适合于在激活的情形下使得安装于旋翼轴1e的非转动滑动套筒13轴向地移位。

控制系统10较佳地进一步包括至少一个铰链支承件21，该至少一个铰链支承件适用于至少一个致动器臂20b的铰接支承，以使得至少一个致动器臂20b在激活的情形下在至少一个铰链支承件21上的转动运动能转换成至少一个致动器臂20b在非转动滑动套筒13上的枢转运动，该枢转运动适合于引起安装于旋翼轴1e上的非转动滑动套筒13在旋翼轴1e上沿预定轴向移位方向32a的轴向移位。较佳地，至少一个铰链支承件21包括至少一个托架构件(在图3至图9中以21a示出)，该至少一个托架构件适合于承载至少一个致动器臂20b并且包括纤维强化复合材料。

至少一个铰链支承件21并且更确切地说至少一个托架构件(在图3至图9中以21a示出)优选地借助相关联的支承构件22承载至少一个致动器臂20b。该相关联的支承构件较佳地体现为支承杆，该支承杆限定相关联的转动轴线，至少一个致动器臂20b能围绕该转动轴线转动，以执行如上所述沿预定转动运动方向31a的转动运动。

根据一个方面，控制系统10进一步包括倾斜板组件11，该倾斜板组件具有至少一个非转动板12a和至少一个转动板12b，该至少一个转动板可转动地安装于至少一个非转动板12a。说明性地，至少一个转动板12b限定上部倾斜板，而至少一个非转动板12a限定该倾斜板组件11的下部倾斜板。

至少一个非转动板12a和转动板12b较佳地至少部分地是盘形的，并且借助相关联的滚子或球轴承彼此连接，该滚子或球轴承允许这些板12a、12b之间的相对转动运动。在此种构造中，至少一个非转动板12a和转动板12b较佳地大部分重叠。然而，这些板能同样或替代地至少部分地是环形的。在此种构造中，至少一个转动板12b大部分包围至少一个非转动板12a。

根据一个方面，至少一个转动板12b和至少一个非转动板12a安装于非转动滑动套筒13，该非转动滑动套筒具有相关联的滑动套筒轴线13a。较佳地，非转动滑动套筒13滑动地设置在非转动滑动套筒引导件15上。该非转动滑动套筒引导件15适合于至少部分地接纳至少一个多桨叶旋翼1a的旋翼轴1e，该旋翼轴说明性地在其纵向延伸部上延伸通过所述非转动滑动套筒引导件15。此外，该非转动滑动套筒引导件15适合于刚性地固定于旋转机翼飞行器1的非转动部件。说明性地，非转动滑动套筒引导件15例如借助旋拧、螺接或粘结刚性地附连于旋转机翼飞行器1的主齿轮箱7。

根据一个方面，至少一个转动板12b能围绕非转动滑动套筒13的相关联滑动套筒轴线13a转动，并且连同至少一个非转动板12a一起安装于球面轴承14，该球面轴承设置在非转动滑动套筒13上。例如，球面轴承14实施为具有球的球接头，该球接头刚性地附连于非转动滑动套筒13或者与该非转动滑动套筒一起地形成为一个部件。

较佳地，至少一个转动板12b和至少一个非转动板12a安装于球面轴承14，以使得这些板能借助所述球面轴承14围绕相关联的滑动套筒轴线13a沿任何方向倾斜。相关联滑动套筒轴线13a以及至少一个非转动板12a和转动板12b之间的容许倾斜角度优选地并不超过20°。

至少一个转动板12b较佳地是可连接的，并且说明性地借助相关联的桨距控制杆16连接于旋翼桨叶1b、1c的每个旋翼桨叶。因此，在数量上等于旋翼桨叶1b、1c的外部径向U形夹17优选地均匀地分布在至少一个转动板12b的外周界上，并且球接头18保持在每个此种外部径向U形夹17中，该球接头铰接相关联的桨距控制杆16的下端部，而该桨距控制杆的上端部能铰接并且说明性地铰接在旋翼桨叶1b、1c的相关联一个旋翼桨叶的桨距杆件中、优选地也铰接在球接头中。此外，至少一个转动板12b能至少间接地可转动地连接，并且说明性地借助至少一个相关联的转动扭矩链接件连接于多桨叶旋翼1a的旋翼轴1e，该至少一个相关联的转动扭矩链接件借助示例实施为转动臂19。

为了控制至少一个转动板12b和至少一个非转动板12a在操作中的倾斜和/或轴向移位，提供控制输入单元20。该控制输入单元20优选地包括两个致动器杆件20a和至少一个致动器臂20b，该至少一个致动器臂较佳地实施为拨叉单元20b、优选地实施为所谓的混合杆件齿轮单元。每个致动器杆件20a说明性地实施为控制输入单元20的侧向或外部臂，并且较佳地借助相关联的致动器杆件枢转轴承30a可转动地连接于至少一个致动器臂20b，该至少一个致动器臂说明性地实施为内部拨叉。

至少一个致动器杆件20a借助相关联的倾斜板控制杆24连接于至少一个非转动板12a，用以控制至少一个非转动板12a的倾斜且由此控制至少一个转动板12b围绕旋翼轴线1f沿任何所需倾斜方向11a的倾斜，由此执行旋翼桨叶1b、1c的周期距控制。因此，数量上等于相关联倾斜板控制杆24的外部径向U形夹25设置在至少一个非转动板12a的外周界上，并且球接头26保持在每个此种外部径向U形夹25中，该球接头铰接相关联倾斜板控制杆24的上端部，而该倾斜板控制杆的下端部铰接在对应的球接头28中，该球接头保持在设置于相关联致动器杆件20a的末端上的U形夹27中。

如上所述，至少一个致动器臂20b设置成用于控制非转动滑动套筒13在操作中的轴向移位。因此，至少一个致动器臂20b在对应的安装位点29a处可转动地连接于非转动滑动套筒13的安装部件23。安装部件23说明性地形成在非转动滑动套筒13的下方部段处或者由该下方部段形成，该下方部段较佳地占据所述非转动滑动套筒13的总长度的三分之一。

应注意的是，控制系统10的上述构造仅仅出于说明的目的描述并且并不仅仅将本发明限制于此。而是，各种修改和变型对于本领域技术人员是易于获得的并且可识别的，且因此也被认为是本发明的一部分。例如，除了球面轴承44以外，能使用例如具有万向接头或u形接头的万向节，用于以摆动的方式来至少安装控制系统10的倾斜板组件11的非转动板12a。

在控制系统10的操作中，至少一个致动器臂20b围绕支承构件22趋向转动运动方向31a的转动运动之一转换成非转动滑动套筒13且由此是倾斜板组件11沿着相关联的滑动套筒轴线13a趋向相关联的轴向移位方向32a之一的轴向移位。因此，能控制图1所示旋翼桨叶1b、1c的总距。

此外，至少一个致动器杆件20a围绕相关联的致动器杆件枢转轴承30a趋向其中一个转动运动方向31a的转动运动经由相关联的倾斜板控制杆24转换成倾斜板组件11围绕相关联的滑动套筒轴线13a趋向对应一个倾斜板倾斜方向11a的倾斜。因此，能控制图1所示旋翼桨叶1b、1c的周期距。

图2示出图1所示控制系统10的简化示意图，该控制系统具有倾斜板组件11、非转动滑动套筒13以及至少一个致动器臂20b，用以进一步说明至少一个致动器臂20b的可能转动运动方向31a，非转动滑动套筒13的可能轴向移位方向32a以及倾斜板组件11的可能倾斜板倾斜方向11a。出于图示的简化和清除起见，省略对至少一个致动器杆件20a的说明。

图2进一步说明控制系统10的至少一个铰链支承件21，该至少一个铰链支承件适合于至少一个致动器臂20b的铰接支承。如上所述，至少一个铰链支承件21并且更确切地说至少一个铰链支承件21的至少一个托架构件(在图3至图9中以21a示出)优选地借助相关联的支承构件22承载至少一个致动器臂20b。此外如上所述，至少一个致动器臂20b较佳地在对应的安装位点29a处可转动地连接于非转动滑动套筒13的安装部件23。

图3示出图1和图2的至少一个铰链支承件21。如上所述，至少一个铰链支承件21较佳地适用于图1和图2的至少一个致动器臂20b的铰接支承。

根据一个方面，至少一个铰链支承件21包括至少一个托架构件21a，该至少一个托架构件适合于承载图1和图2的至少一个致动器臂20b。至少一个托架构件21a优选地包括如上所述的纤维强化复合材料，并且具体地说包括玻璃和/或碳纤维强化复合材料。较佳地，至少一个托架构件21a包括至少一个接纳部33f，该至少一个接纳部接纳图1和图2的至少一个致动器臂20b。为了对图1和图2的至少一个致动器臂20b的铰接支承，至少一个接纳部33f优选地设有轴承或衬套，该轴承或衬套以可转动的方式支承至少一个致动器臂20b。

较佳地是，至少一个托架构件21a包括至少一个且优选地多个弹性可变形支承臂33。图3中，示出两个弹性可变形支承臂33a、33b，这两个弹性可变形支承臂优选地在相关联的互连区域33e处互连。然而，还可设想两个以上弹性可变形支承臂，并且借助示例，在图4和图5中说明的优选实施方式中，示出两个附加的弹性可变形支承臂33c、33d。

两个弹性可变形支承臂33a、33b的至少一个、且较佳地多个弹性可变形支承臂33的每一个优选地包括至少一个开槽部段37，该至少一个开槽部段是弹性可变形的。至少一个开槽部段37较佳地由两个弹性可变形支承臂33a、33b的至少一个中且较佳地是至少一个托架构件21a的多个弹性可变形支承臂33的每一个中的弹性可变形薄层或多个槽所限定。

较佳地，至少一个铰链支承件21进一步包括基部构件21b，该基部构件能安装于图1的旋转机翼飞行器1、例如安装于旋转机翼飞行器1的齿轮箱并且具体地说安装于图1的主齿轮箱7。说明性地，基部构件21b实施为基板35、较佳地实施为强化轴承层压件，并且借助合适的螺钉36安装于主齿轮箱7。该基部构件21b优选地刚性地安装于至少一个托架构件21a。较佳地是，基部构件21b还包括纤维强化复合材料，具体地说包括玻璃和/或碳纤维强化复合材料。

根据一个方面，至少一个托架构件21说明性地在相应的支承臂基部33g、33h处粘结于基部构件21b。此外或替代地，多个弹性可变形支承臂33的至少一个且较佳地是多个弹性可变形支承臂33的每一个接纳至少一个筒式螺母34，该至少一个筒式螺母旋拧至至少一个螺钉(图5和图6中以39示出)，该至少一个螺钉附连于基部构件21b。

图4示出图3的至少一个铰链支承件21。然而，应注意的是，出于图示简化和清楚起见，仅仅示出单个铰链支承件21并在之后进行描述，以使得描述清楚且简明。

如上所述，铰链支承件21较佳地适用于图1和图2的至少一个致动器臂20b的铰接支承，并且说明性地包括根据图3的单个托架构件21a和根据图3的单个基部构件21b，该单个基部构件实施为图3的基板35。托架构件21a说明性地包括图3所示两个弹性可变形支承臂33a、33b以及两个附加的弹性可变形支承臂33c、33d，该两个弹性可变形支承臂在图3的相关联互连区域33e中互连，而两个附加的弹性可变形支承臂也在出于简化起见而同样标示为33e的相关联互连区域中互连。多个弹性可变形支承臂33a、33b、33c、33d限定图3的多个弹性可变形支承臂33。两个弹性可变形支承臂33a、33b包括图3的开槽部段37，且两个附加的弹性可变形支承臂33c、33d类似地包括出于简化起见而同样标示为37的此种开槽部段。此外，两个弹性可变形支承臂33a、33b分别包括图3的支承臂基部33h、33g，并且两个附加的弹性可变形支承臂33c、33d分别包括相关联的支承臂基部33i、33j。支承臂基部33g、33h、33i、33j接纳图3的筒式螺母34。

根据一个方面，支承臂基部33g和33i连接于彼此，并且形成托架构件21a的第一共用条形基部。类似地，支承臂基部33h和33j连接于彼此，并且形成托架构件21a的第二共用条形基部。第一和第二条线基部较佳地设置成平行。因此，托架构件21a于是说明性地是U形的。

如上所述，托架构件21a在相应的支承臂基部33g、33h处粘结于基部构件21b，并且优选地类似地也在相应的支承臂基部33i、33j处粘结于基部构件。较佳地是，托架构件21a一直沿着第一和第二共用条形基部粘结于基部构件21b、即粘结于基板35。

例如上文进一步所述，基部构件21b、即基板35借助图3的合适螺钉36安装于图1的主齿轮箱7。因此，基板35a较佳地包括多个开口35a，这些开口优选地实施为通孔并且适合于接纳图3的合适螺钉36。

图5示出图3和图4的铰链支承件21，该铰链支承件具有托架构件21a和实施为图3的基板35的基部构件21b。托架构件21a包括多个弹性可变形支承臂33、即弹性可变形支承臂33a、33b、33c、33d，这些弹性可变形支承臂分别包括支承臂基部33h、33g、33i、33j。基部构件21b、即基板35包括开口35a并且较佳地包括至少两个纵向沟槽38，用以至少部分地接纳支承臂基部33h、33g、33i、33j，即用于至少部分地接纳参照图4描述的第一和第二共同条形基部。

根据一个方面，纵向沟槽38设有多个开口38a，这些开口优选地实施为通孔并且适合于接纳相关联的螺钉39。相关联的螺钉39较佳地实施为埋头螺钉，并且设置成旋拧到图3和图4的筒式螺母34中，这些筒式螺母接纳在支承臂基部33h、33g、33i、33j中。

较佳地是，第一筒式螺母34通常接纳在支承臂基部33h、33g中，而第二筒式螺母34通常接纳在支承臂基部33i、33j中。因此，支承臂基部33h、33g、33i、33j较佳地借助如上所述的粘结连接部连接于纵向沟槽38，并且该粘结连接部借助相关联的螺钉39固定，该螺钉从基板35的、与设置有托架构件21a的那侧部相对的侧部插入，并且然后旋拧到筒式螺母34中，这些筒式螺母接纳在支承臂基部33h、33g、33i、33j中。

图6示出支承臂基部33h、33g，这些支承臂基部如上参照图5所述接纳第一筒式螺母34。图6进一步说明相关联的螺钉39，这些螺钉至少部分地横穿图5的基板35和支承臂基部33h、33g，并且旋拧到第一筒式螺母34中。由于相关联的螺钉39较佳地体现为埋头螺钉，因而这些螺钉优选地并不沿与支承臂基部33h、33g相对的方向从基板35突出。

图7示出前述附图的托架构件21a，为图示简化和清楚起见，该托架构件仅仅由具有相应开槽部段37的弹性可变形支承臂33a、33b表示。托架21a所示处于非变形位置40a，而变形位置40b示意性示出。根据一个方面，非变形位置40a对应于如下位置：其中，图1和图2的至少一个致动器臂20b并不操作、即并未激活，该至少一个致动器臂如上所述以可转动的方式接纳在托架构件21a中。

操作中，即至少一个致动器臂20b即激活的情形下，该至少一个致动器臂沿图1和图2的转动运动方向31a在托架构件21a上转动，并且引起图1和图2的非转动滑动套筒13趋向图1和图2的轴向移位方向32a的轴向移位，如上所述的。这引起产生力41，该产生力由至少一个致动器臂20b施加于托架构件21a。根据一个方面，产生力41致使托架构件21弹性变形，这引起托架构件21a上部部分趋向移位方向42移位预定移位距离43，以使得托架构件21a运动到该托架构件的变形位置40b中。

在释放图1和图2的至少一个致动器臂20b的情形下，托架构件21a从变形位置返回至该托架构件的非变形位置。

图8示出前述附图的托架构件21a，为图示简化和清楚起见，该托架构件仅仅由具有相应开槽部段37、相应支承臂基部33h、33g、互连区域33e以及接纳部33f的弹性可变形支承臂33a、33b表示。接纳部说明性地设有纤维套筒44，该纤维套筒由呈套筒形式的纤维层层叠到接纳部33f中。较佳地，金属衬套胶合到纤维套筒44中以构成滑动轴承。然而，类似地可设想设置任何其它滑动轴承，具体地说呈轴承环或合适衬套的形式。

根据一个方面，托架构件21包括两个单向(UD)环部、即外部UD环部45和内部UD环部46，这两个环部优选地适合于承载垂直负载、例如由图7的产生力41所产生的负载。两个UD环部45、46在预定挠性区域处，较佳地在托架构件21a的开槽部段37中、即弹性可变形支承臂33a、33b中设有薄层(对应于槽)。此外，UD环部45较佳地限定延伸外部基部部分48，而UD环部46较佳地在相应的支承臂基部33h、33g处限定内部强化部分49。外部基部部分48和内部强化部分49优选地实施为强化轴承层压件。

UD环部45、46较佳地在相应模具中单独地预成形并且在后续步骤中通过树脂浸渍和合适固化工艺固化在一起，这些树脂浸渍和合适的固化工艺可以是现有技术中已知的工艺。在互连区域33e中，较佳地是提供合适的填充构件47来增强互连区域33e。

图9示出图8的托架构件21a，为图示简化和清楚起见，该托架构件仅仅由图7的处于变形位置40b中的弹性可变形支承臂33a、33b的开槽部段37示意地表示。图9说明处于变形位置40b中的弹性可变形支承臂33a、33b的可能弹性变形。

附图标记列表

1 旋转机翼飞行器

1a 多桨叶旋翼

1b、1c 旋翼桨叶

1d 旋翼头部

1e 旋翼轴

1f 旋翼轴线

2 机身

2a 尾桁

2b 机舱

3 抗扭矩装置

4 缓冲器

5 翼部

5a 尾部机翼

6 起落架

7 主要齿轮箱

10 控制系统

11 倾斜板组件

11a 倾斜板倾斜方向

12a 非转动板

12b 转动板

13 非转动滑动套筒

13a 滑动套筒轴线

14 球面轴承

15 非转动滑动套筒引导件

16 桨距控制杆

17 转到板U形夹

18 转动板球接头

19 转动臂

20 控制输入单元

20a 外部致动器杆件

20b 内部致动器臂

21 内部致动器臂铰链支承件

21a 托架构件

21b 基部构件

22 内部致动器臂支承构件

23 滑动套筒安装部件

24 倾斜板控制杆

25 非转动板U形夹

26 非转动板球接头

27 致动器臂U形夹

28 致动器臂球接头

29a 内部致动器臂安装位点

30a 致动器杆件枢转轴承

31a 致动器臂转动运动方向

32a 滑动套筒轴向移位方向

33 弹性可变形侧向支承臂

33a、33b、33c、33d 弹性可变形侧向支承臂

33e 臂互连区域

33f 内部致动器臂支承构件接纳部

33g、33h、33i、33j 侧向支承臂基部

34 筒式螺母

35 基板

35a 基板开口

36 螺钉

37 薄层、对应的开槽部段

38 支承沟槽

38a 支承沟槽开口

39 螺钉

40a 非变形位置

40b 变形位置

41 产生力

42 移位方向

43 侧向移位距离

44 纤维套筒

45 外部环部

46 内部环部

47 填充构件

48 外部基部部分

49 内部强化部分

Claims (15)

1.一种用于至少控制旋转机翼飞行器(1)中多桨叶旋翼(1a)的旋翼桨叶(1b、1c)总距的控制系统(10)，其中，所述多桨叶旋翼(1a)包括限定相关联旋翼轴线(1f)的旋翼轴(1e)，所述控制系统(10)包括：

非转动滑动套筒(13)，所述非转动滑动套筒能安装于所述旋翼轴(1e)，以使得所述非转动滑动套筒(13)能与所述旋翼轴(1e)上的相关联旋翼轴线(1f)同轴地轴向地移位，

至少一个致动器臂(20b)，所述至少一个致动器臂可枢转地安装于所述非转动滑动套筒(13)，且所述至少一个致动器臂(20b)适合于在激活的情形下使得安装于所述旋翼轴(1e)的非转动滑动套筒(13)轴向地移位，

至少一个铰链支承件(21)，所述至少一个铰链支承件适用于所述至少一个致动器臂(20b)的铰接支承，以使得所述至少一个致动器臂(20b)在激活的情形下在所述至少一个铰链支承件(21)上的转动运动能转换成所述至少一个致动器臂(20b)在所述非转动滑动套筒(13)上的枢转运动，所述枢转运动适合于引起安装于所述旋翼轴(1e)上的所述非转动滑动套筒(13)在所述旋翼轴(1e)上的轴向移位，

其特征在于，

所述至少一个铰链支承件(21)包括至少一个托架构件(21a)，所述至少一个托架构件适合于承载所述至少一个致动器臂(20b)，且所述至少一个托架构件(21a)包括纤维强化复合材料。

2.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个托架构件(21a)包括至少一个弹性可变形支承臂(33a、33b、33c、33d)。

3.如权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个弹性可变形支承臂(33a、33b、33c、33d)包括至少一个开槽部段(37)，所述至少一个开槽部段是弹性可变形的。

4.如权利要求3所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个开槽部段(37)由弹性可变形薄层所限定。

5.如权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个铰链支承件(21)包括基部构件(21b)，所述基部构件能安装于所述旋转机翼飞行器(1)、具体地说安装于所述旋转机翼飞行器(1)的齿轮箱(7)，其中，所述至少一个托架构件(21a)刚性地安装于所述基部构件(21b)。

6.如权利要求5所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个托架构件(21a)粘结于所述基部构件(21b)。

7.如权利要求5所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个弹性可变形支承臂(33a、33b、33c、33d)接纳至少一个筒式螺母(34)，所述至少一个筒式螺母旋拧于至少一个螺钉(39)，所述至少一个螺钉附连于所述基部构件(21b)。

8.如权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个托架构件(21a)包括至少一个接纳部(33f)，所述至少一个接纳部接纳所述至少一个致动器臂(20b)。

9.如权利要求8所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个接纳部(33f)设有轴承(44)以用于所述至少一个致动器臂(20b)的铰接支承，所述轴承以可转动的方式支承所述至少一个致动器臂(20b)。

10.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个致动器臂(20b)至少部分地实施成拨叉，所述拨叉借助相关联的拨叉安装位点(29a)以枢转的方式连接于所述非转动滑动套筒(13)的安装部件(23)。

11.如权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，设有倾斜板组件(11)，所述倾斜板组件(11)借助设置在所述非转动滑动套筒(13)上的球面轴承(14)安装于所述非转动滑动套筒(13)，其中，所述倾斜板组件(11)设置成用于控制所述旋转机翼飞行器(1)中多桨叶旋翼(1a)的旋翼桨叶(1b、1c)总距和周期距，且所述控制系统(10)安装于所述旋转机翼飞行器。

12.如权利要求11所述的控制系统(10)，其特征在于，设有至少一个致动器杆件(20a)以控制所述倾斜板组件(11)在操作中的倾斜以执行周期距控制，其中，所述至少一个致动器杆件(20a)借助相关联的致动器杆件枢转轴承(30a)可转动地安装于所述至少一个致动器臂(20b)。

13.如权利要求12所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个致动器杆件(20a)借助相关联的倾斜板控制杆(24)连接于所述倾斜板组件(11)。

14.如权利要求12所述的控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个致动器杆件(20a)和所述至少一个致动器臂(20b)限定控制输入单元(20)、具体地说限定混合杆件齿轮单元(20)。

15.一种旋转机翼飞行器(1)，所述旋转机翼飞行器具有多桨叶旋翼(1a)，所述多桨叶旋翼具有多个旋翼桨叶(1b、1c)和限定相关联旋翼轴线(1f)的旋翼轴(1e)，其中，设有用于至少控制所述多个旋翼桨叶(1b、1c)总距的控制系统(10)，且所述控制系统(10)包括：

非转动滑动套筒(13)，所述非转动滑动套筒能安装于所述旋翼轴(1e)，以使得所述非转动滑动套筒(13)能与所述旋翼轴(1e)上的相关联旋翼轴线(1f)同轴地轴向地移位，

至少一个致动器臂(20b)，所述至少一个致动器臂可枢转地安装于所述非转动滑动套筒(13)，且所述至少一个致动器臂(20b)适合于在激活的情形下使得安装于所述旋翼轴(1e)的非转动滑动套筒(13)轴向地移位，

至少一个铰链支承件(21)，所述至少一个铰链支承件适用于所述至少一个致动器臂(20b)的铰接支承，以使得所述至少一个致动器臂(20b)在激活的情形下在所述至少一个铰链支承件(21)上的转动运动能转换成所述至少一个致动器臂(20b)在所述非转动滑动套筒(13)上的枢转运动，所述枢转运动适合于引起安装于所述旋翼轴(1e)上的所述非转动滑动套筒(13)在所述旋翼轴(1e)上的轴向移位，

其特征在于，

所述至少一个铰链支承件(21)包括至少一个托架构件(21a)，所述至少一个托架构件适合于承载所述至少一个致动器臂(20b)，且所述至少一个托架构件(21a)包括纤维强化复合材料。