CN110271682B - 螺旋桨系统以及操作安装在飞行器上的螺旋桨系统的方法 - Google Patents

螺旋桨系统以及操作安装在飞行器上的螺旋桨系统的方法 Download PDF

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Abstract

一种螺旋桨系统具有一对转子和一对桨叶组以及至少一个驱动输入，所述至少一个驱动输入用于驱动所述转子和桨叶组中的第一组以及所述转子和桨叶组中的第二组。所述桨叶组定位成使得当两组都被驱动时，空气将被驱动越过所述第一桨叶组且然后越过所述第二桨叶组。存在俯仰改变机构以改变至少一个桨叶组中的所述桨叶的攻角。存在用于选择性地停止所述第一转子和桨叶组或第二转子和桨叶组中的至少一个的旋转同时仍允许另一个转子和桨叶组旋转的装置。当所述装置已经停止旋转时，停止的桨叶组的所述俯仰改变机构仍可改变所述攻角。还公开了一种方法。

Description

螺旋桨系统以及操作安装在飞行器上的螺旋桨系统的方法
技术领域
本申请涉及例如供在飞行器上使用的反向旋转螺旋桨系统，在所述飞行器中，可使多个排中的一个选择性地停止旋转并且其桨叶在较低功率操作期间用作导流叶片。
背景技术
螺旋桨系统是已知的并且通常用于向飞行器提供推进力。一种已知类型的螺旋桨系统具有两组同轴旋转桨叶，所述两组同轴旋转桨叶与单独的轮毂一起旋转。在许多情况下，两组桨叶以相反的方向旋转。这些被称为反向旋转螺旋桨系统。
还已知在螺旋桨的上游或下游提供导流叶片(其可具有可变的攻角)，例如以重新定向螺旋桨桨叶上游的流动或捕获螺旋桨桨叶下游的涡流。在至少一个已知系统中，存在定位于转子和桨叶下游的专用导流叶片。
发明内容
一种螺旋桨系统具有一对转子和一对桨叶组以及至少一个驱动输入，所述至少一个驱动输入用于驱动所述转子和桨叶组中的第一组以及所述转子和桨叶组中的第二组。桨叶组定位成使得当两组都被驱动时，空气将被驱动越过第一桨叶组且然后越过第二桨叶组。存在俯仰改变机构以改变第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个中的桨叶的攻角。存在用于选择性地停止第一转子和桨叶组或第二转子和桨叶组中的至少一个的旋转同时仍允许另一个转子和桨叶组旋转的装置。当装置已经停止旋转时，停止的桨叶组的俯仰改变机构仍可改变攻角。
还公开了一种方法。
根据以下附图和说明书，可最好地理解这些和其他特征。
附图说明
图1示意性地示出了螺旋桨系统。
图2示意性地示出了桨叶角度。
图3示意性地示出了第一驱动布置。
图4示意性地示出了另一替代性驱动装置。
具体实施方式
图1示出了螺旋桨系统20。示意性地示出了诸如涡轮发动机21的发动机，并且所述发动机驱动轮毂22和26。入口23向涡轮发动机21提供空气。可利用其他驱动装置。第一组桨叶24在一个方向上与前轮毂部分22一起旋转。第二组桨叶28在相反方向上与轮毂部分26一起旋转。
空气由桨叶24驱动，且然后越过桨叶28，桨叶28驱动额外的空气流。
图2示意性地示出了桨叶28的特征，并且也就是说，桨叶的攻角或俯仰角可围绕枢转轴线30改变。在一个实施方案中，桨叶24也是如此。在又一个实施方案中，桨叶24具有俯仰变化，但是桨叶28没有俯仰变化。
图3示出了一个系统的进一步示意性细节。俯仰改变机构40允许桨叶24围绕轴线30枢转。
俯仰改变机构41可改变桨叶28围绕其相应的轴线30的俯仰角。
俯仰改变机构是已知的，并且机构40/41可以是已知的。
螺旋桨系统在正常操作中的俯仰变化有两个功能。一个功能是允许在一系列操作状态下有效地将动力转换为推力，包括通过将螺旋桨桨叶与进入的流适当地对准来改变前进速度。
第二个功能是允许螺旋桨系统控制其旋转速度。
图3示出了驱动输入X，其驱动轴部分110以进而通过离合器109驱动轴部分111。
离合器109示出为由控件300控制。控件300还控制俯仰改变机构40和41。
现在，在较低功率操作下，控件300可打开离合器109，从而停止轮毂22和桨叶24的旋转。桨叶24的角度仍可通过俯仰改变机构40来改变，使得现在停止的桨叶24可提供导流叶片的功能，如下所述。因此，提供导流叶片功能而不需要具有单独的导流叶片排。这种导流叶片的使用在较低功率操作下并且当不需要使两个桨叶组24和28二者来提供足够的推进力时变得特别有价值。较低功率操作可以是相关飞行器的巡航，并且较高功率操作可以是相关飞行器的起飞。
允许停止的桨叶排改变俯仰旨在允许桨叶在包括不同飞行速度的一系列操作状态下作为导流叶片有效地操作。在导流叶片位于旋转排的后部的情况下，叶片使来自螺旋桨的旋涡流在轴向方向上转动，从而将旋涡流中的一些浪费的能量转化成推力。类似地，在导流叶片位于旋转桨叶排的前方的情况下，所述流涡旋式进入旋转排，使得离开旋转排的流更主要地沿着轴向方向，且因此，与其在没有导流叶片的情况下将产生的推力相比，产生更大的推力。本领域技术人员将认识到何时特定角度是所期望的。
在另一个实施方案中，离合器可定位成停止轮毂26和桨叶28的旋转，然后桨叶28将用作离开旋转的前方桨叶组24的流的导流叶片。图4示出了又一个实施方案，其被示意性地示出。本文中，实施方案200具有用于驱动一个轮毂204的第一驱动装置202。第二单独驱动装置206驱动第二轮毂208。驱动装置202和206两者都由控件300控制。在该实施方案中，控件300可视情况而定来停止驱动装置202或206，以停止特定轮毂204或208的旋转。该实施方案将如上所述地操作。
如可以理解的，可采用任何数量的机构来停止桨叶组中的一个的驱动。此处公开的这些都是示例。
尽管已经公开了实施方案，但本领域一般技术人员将认识到，某些修改将落入本公开的范围内。出于所述原因，应研究所附权利要求以确定本公开的真正范围和内容。

Claims (6)

1.一种螺旋桨系统，其包括：
一对转子和一对桨叶组以及至少一个驱动输入，所述一对转子包括第一转子和第二转子，所述一对桨叶组包括第一桨叶组和第二桨叶组，所述至少一个驱动输入用于驱动所述第一转子和所述第一桨叶组以及所述第二转子和所述第二桨叶组；
所述一对桨叶组定位成使得当两组都被驱动时，空气将被驱动越过所述第一桨叶组且然后越过所述第二桨叶组；
存在俯仰改变机构以改变所述第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个的攻角，并且存在用于选择性地停止所述第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个的旋转同时仍允许所述第一桨叶组和第二桨叶组中的另一个旋转的装置；以及
当所述装置已经停止旋转时，所述第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个的所述俯仰改变机构仍允许改变所述攻角，
其中控件选择性地改变所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的所述攻角，并且还选择性地控制所述装置，同时所述第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个已经停止其旋转；
所述选择性地改变包括随着相关飞行器的飞行状态改变并且如下两个事项中的至少一个事项发生而改变所述攻角：
a)当所述第二转子和第二桨叶组被停止旋转时，所述第二桨叶组用作导流叶片，所述导流叶片定位为使来自第一桨叶组的空气旋涡流基本在轴向方向上转动，从而将来自所述旋涡流的能量转化成推力；以及
b)当所述第一转子和第一桨叶组被停止旋转时，所述第二桨叶组定位为使得进入流成旋涡，使得离开所述第二桨叶组的流更主要地沿着轴向方向，由此产生更大的推力；
所述控件使所述第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个在所述相关飞行器的较高功率操作下被驱动，并且使所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的旋转在所述飞行器的较低功率操作下停止；
其中所述较高功率操作包括所述相关飞行器的起飞状态；并且
其中所述较低功率操作包括所述相关飞行器的巡航状态。
2.如权利要求1所述的螺旋桨系统，其中所述至少一个驱动输入是单个驱动输入。
3.如权利要求1或2所述的螺旋桨系统，其中所述装置是用于使所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的旋转停止的离合器。
4.一种操作安装在飞行器上的螺旋桨系统的方法，其包括以下步骤：
a)提供包括第一转子和第二转子的一对转子以及包括第一桨叶组和第二桨叶组的一对桨叶组，并驱动所述第一转子和所述第一桨叶组以及所述第二转子和所述第二桨叶组；以及
b)停止所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的旋转同时仍旋转所述第一桨叶组和第二桨叶组中的第二组，并且在所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个停止旋转时改变所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的攻角；
其中控件选择性地改变所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的所述攻角，并且还选择性地控制装置，同时所述第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个已经停止其旋转；
所述选择性地改变包括随着相关飞行器的飞行状态改变并且如下两个事项中的至少一个事项发生而改变所述攻角：
c)当所述第二转子和第二桨叶组被停止旋转时，所述第二桨叶组用作导流叶片，所述导流叶片定位为使来自第一桨叶组的空气旋涡流基本在轴向方向上转动，从而将来自所述旋涡流的能量转化成推力；以及
d)当所述第一转子和第一桨叶组被停止旋转时，所述第二桨叶组定位为使得进入流成旋涡，使得离开所述第二桨叶组的流更主要地沿着轴向方向，由此产生更大的推力；
所述控件使所述第一桨叶组和第二桨叶组中的至少一个在相关飞行器的较高功率操作下被驱动，并且使所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的旋转在较低功率操作下停止；
其中所述较高功率操作包括所述相关飞行器的起飞状态；并且
其中所述较低功率操作包括所述相关飞行器的巡航状态。
5.如权利要求4所述的操作安装在飞行器上的螺旋桨系统的方法，其中打开离合器以使所述第一桨叶组和第二桨叶组中的一个的旋转停止。
6.如权利要求4或5所述的操作安装在飞行器上的螺旋桨系统的方法，其中对所述第一转子和第一桨叶组与第二转子和第二桨叶组的所述驱动由两个单独的驱动输入提供，并且控件使来自所述两个驱动输入中的相应一个的驱动输入停止。
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