CN110374946A - 用于飞行器的液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于飞行器的液压系统，公开了用于飞行器的液压系统。液压系统可包括可操作地耦接到飞行控制构件的液压致动器。通过发动机驱动泵和增压泵使液压流体移动通过液压系统，该发动机驱动泵以第一压力将液压流体输送到致动器，并且该增压泵以高于第一压力的第二压力将液压流体输送到致动器。液压系统被配置为使得从致动器回流到发动机驱动泵的液压流体可在到达发动机驱动泵之前被输送到增压泵。

Description

用于飞行器的液压系统
背景技术
飞行器包括一个或多个可移动的飞行控制构件，例如在机翼上用于横滚控制的副翼、在机尾的水平尾翼上用于俯仰控制的升降舵、在机尾的垂直尾翼上用于偏航控制的方向舵和各种其他可移动的控制面。飞行控制构件的移动通常通过机械地耦接在基部(例如，翼梁)与飞行控制构件之间的一个或多个致动器来实现。在许多飞行器中，飞行控制构件的致动器是由液压系统驱动的线性液压致动器。
用于飞行器的液压系统可以被设计成向液压致动器提供液压流体，以在飞行器的飞行期间根据需要移动和定位飞行控制构件。液压系统可包括一系列供应管线和回流管线。一个或多个致动器沿着供应管线和回流管线定位并且附接到飞行控制构件。泵使液压流体移动通过供应源并移动到致动器。然后液压流体被引导到致动器的不同部分中以移动致动器，并且从而调节飞行控制构件。来自致动器的液压流体被移动到回流管线中，该回流管线使液压流体返回到泵以在液压系统中重新使用。
在飞行期间，可以将潜在较大的力施加到飞行控制构件。需要致动器施加力以根据需要移动飞行控制构件以维持飞行器的飞行。液压系统应被配置为向致动器提供必要的加压液压流体以允许这种运动。
发明内容
一个方面涉及一种用于飞行器的液压系统。该液压系统包括可操作地耦接到飞行控制构件的液压致动器。发动机驱动泵以第一压力将液压流体输送到致动器，并且增压泵以高于第一压力的第二压力将液压流体输送到致动器。从致动器回流到发动机驱动泵的液压流体在到达发动机驱动泵之前被输送到增压泵。
在一个方面，该液压系统还包括位于增压泵上游并且在第一阀位置与第二阀位置之间可移动的阀，在第一阀位置中，液压流体仅从发动机驱动泵被输送到增压泵，并且在第二阀位置中，液压流体从回流管线被输送到增压泵，该回流管线远离液压致动器延伸。
在一个方面，该液压系统还包括位于阀上游的蓄能器，以在阀处于第二阀位置时将液压流体供应到增压泵。
在一个方面，其中当致动器处的载荷需求低于第一压力时，阀处于第一阀位置，而当载荷需求高于第一压力时，阀处于第二阀位置。
在一个方面，该液压系统还包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器检测增压泵的出口处的液压流体的压力，第二压力传感器检测致动器中的液压流体的压力。
在一个方面，该液压系统还包括回流管线和备用管线，该回流管线在致动器与发动机驱动泵之间延伸，以将液压流体从致动器输送到发动机驱动泵，该备用管线在回流管线与增压泵之间延伸，以将朝向发动机驱动泵回流的液压流体输送到增压泵。
在一个方面，该液压系统还包括沿回流管线定位于发动机驱动泵与备用管线之间的储存器，该储存器被配置为容纳在移动到发动机驱动泵之前已经沿回流管线移动的液压流体。
在一个方面，该增压泵是轴向活塞泵，其包括可调节斜盘以控制由增压泵供应的液压流体的压力。
在一个方面，该液压系统还包括位于增压泵上游并且在第一阀位置与第二阀位置之间可移动的阀，在第一阀位置中，液压流体从发动机驱动泵被输送到增压泵，在第二阀位置中，液压流体从回流管线被输送到增压泵，该回流管线远离液压致动器延伸。
一个方面涉及一种用于飞行器的液压系统。该液压系统包括以第一压力输送液压流体的发动机驱动泵、液压致动器、通过其将液压流体从发动机驱动泵输送到液压致动器的供应管线、以高于第一压力的第二压力将液压流体输送到致动器的增压泵、使液压流体从致动器回流到发动机驱动泵的回流管线，以及在回流管线和增压泵之间延伸的备用管线，其中该备用管线沿着回流管线定位于发动机驱动泵上游。在至少一部分时间内，供应到增压泵的液压流体包括沿着回流管线从致动器朝向发动机驱动泵回流的液压流体。
在一个方面，该液压系统还包括增压管线，该增压管线在增压泵与致动器之间延伸，以将液压流体从增压泵输送到致动器，其中增压管线不同于供应管线。
在一个方面，该液压系统还包括位于增压泵上游的蓄能器，以将液压流体供应到增压泵。
在一个方面，该液压系统还包括定位于增压泵上游并被配置在第一阀位置和第二阀位置之间的阀，在第一阀位置中，液压流体仅从发动机驱动泵被输送到增压泵，而在第二阀位置中，液压流体从备用管线被输送到增压泵。
在一个方面，该增压泵是轴向活塞泵，其包括可调节的斜盘，以控制由增压泵供应的液压流体的压力。
一个方面涉及一种操作飞行器的液压系统的方法。该方法包括以第一压力从发动机驱动泵向致动器供应液压流体，该致动器可操作地连接到飞行控制构件。该方法包括使液压流体从致动器沿回流管线回流到发动机驱动泵。该方法包括响应于致动器处的载荷压力需求，以高于第一压力的升高压力从增压泵向致动器供应液压流体。该方法包括响应于载荷压力需求，在液压流体回流到发动机驱动泵之前，将液压流体从回流管线供应到增压泵。
在一个方面，该方法还包括：响应于载荷压力需求，从位于增压泵上游的蓄能器向增压泵供应液压流体。
在一个方面，该方法还包括：响应于载荷压力需求，继续从发动机驱动泵向增压泵供应液压流体。
在一个方面，该方法还包括：当载荷需求低于预定量时，向增压泵供应从发动机驱动泵供应的液压流体，并且响应于当载荷需求高于预定量时，向增压泵供应来自蓄能器和回流管线中的每一个的液压流体。
在一个方面，该方法还包括调节增压泵中的斜盘的角位置，并调节从增压泵供应到致动器的液压流体的压力。
在一个方面，该方法还包括：当系统压力低于预定压力时，基于所述阀处的液压流体的压力将梭形阀从第一阀位置改变到第二阀位置。
附图说明
图1是飞行器的透视图。
图2是移动飞行控制构件的液压系统和致动器的示意图。
图3是供应进出致动器的液压流体的液压系统的示意图。
图4是液压系统的一部分的局部示意图。
图5是液压系统的一部分和从液压系统接收液压流体的致动器的局部示意图。
图5A是在每个阀处具有歧管的液压系统的一部分和从液压系统接收液压流体的致动器的局部示意图。
图6是液压泵的示意图。
图7是致动控制单元的示意图。
图8是操作飞行器的液压系统的方法的流程图。
图9是致动器的示意性剖视图。
图10是图9的致动器的一部分的放大视图。
图11是致动器的示意性剖视图。
图12是可以附接到飞行控制构件的惰性器的示意性侧视图。
具体实施方式
本公开涉及用于飞行器的液压系统的方法和装置。该液压系统可包括可操作地耦接到飞行控制构件的液压致动器。液压流体被发动机驱动泵和增压泵移动通过液压系统，该发动机驱动泵在第一压力下将液压流体输送到致动器，并且该增压泵在高于第一压力的第二压力下将液压流体输送到致动器。液压系统被配置为使得从致动器回流到发动机驱动泵的液压流体可在到达发动机驱动泵之前被输送到增压泵。
飞行器10可包括一个或多个飞行控制构件11。如图1所示，飞行控制构件11可被定位在包括机翼14和尾部15的飞行器上的各种位置处并且包括但不限于方向舵、升降舵、副翼、机翼前缘和后缘装置以及扰流板。飞行控制构件11可移动地附接到飞行器10，以改变它们的取向以控制飞行。如图2所示，一个或多个致动器60连接到飞行控制构件11，以控制相对于飞行器10的其余部分的取向。液压系统20将液压流体供应到致动器60的第一和第二腔室61、62以调节飞行控制构件11的取向。在到达致动器60之前，液压流体移动通过控制流入和流出腔室61、62的流动的一对四通阀70。
图3示出向致动器60供应液压流体的液压系统20的概况。尽管图3包括单个致动器60，但液压系统20能够向多个致动器60供应液压流体。液压系统20包括发动机驱动泵21，该发动机驱动泵21通过供应管线22以供应压力将液压流体供应给致动器60。发动机驱动泵21可以以各种不同的压力供应液压流体。一种特定设计包括1200psi的系统压力。
增压泵23可以以升高的压力将液压流体供应给致动器60。当由发动机驱动泵21供应的液压流体下降到低于预定压力时，增压泵23可能是供应液压流体所必需的。增压泵23能够以各种压力供应液压流体。一种设计包括以3000psi的压力供应液压流体。
增压管线24在增压泵23和阀70之间延伸，以供应增压的液压流体。回流管线25从致动器60和阀70移动液压流体。回流管线25通向储存器27，在该储存器27中，液压流体可被存储和冷却，然后被重新供应给发动机驱动泵21。备用管线26从回流管线25延伸并通向增压泵23。如果在增压泵23处有不足量的液压流体可用，则回流的液压流体可以在其沿着回流管线25移动到储存器27之前被供应到增压泵23。
增压泵23沿着液压系统20远离发动机驱动泵21定位。这种分布式架构可以提供更高的响应性，因为处于升高压力的液压流体可以在更短的时间内被供应给致动器60。分布式架构还允许来自致动器60的液压流体绕过回流管线25的一部分并被引导至增压泵23。该特征由于将液压流体引导回发动机驱动泵21的回流管线25中的压降而节省能量损失。来自发动机驱动的泵21的供应管线22也可以被减小尺寸以节省重量，因为在高流速下发动机驱动泵21不负责提供液压流体。
图4示出液压回路20的一部分，其包括定位在飞行器10的发动机12处的发动机驱动泵21。由发动机12产生的机械动力被转换成用于围绕飞行器10分配的液压动力或电力。齿轮箱13可以将发动机12集成或耦接到发动机驱动泵21。齿轮箱13也可以将发动机12集成或耦接到发电机和/或环境控制系统(未示出)。发动机驱动泵21将由发动机12提供的机械动力转换成用于围绕液压系统20分配的液压动力。
蓄能器28可以连接到发动机驱动泵21下游的供应管线22，以供应用于液压系统20的附加液压流体。蓄能器28可以在某些情况下供应液压流体，例如但不限于当沿供应管线22移动的液压流体的体积下降到预定水平以下时或当供应管线22中的液压流体的压力低于预定水平时。
储存器27沿着回流管线25定位在发动机驱动泵21的上游。储存器27将液压流体存储在工作压力下并且还可以在将液压流体重新引回到发动机驱动泵21之前冷却液压流体。
飞行器10可以包括多个液压系统20以控制各种飞行控制构件11的运动。这可以包括沿飞行器的第一部分(例如，右舷(starboard)侧)延伸的第一液压系统20。第一液压系统20包括由第一发动机(例如，右舷发动机)驱动的发动机驱动泵21。第二液压系统20可定位在飞行器的第二部分上并包括由不同发动机驱动的单独的发动机驱动泵21。飞行器10中的液压系统20的数量可以变化。此外，发动机12可以驱动不同数量的发动机驱动泵21。例如，飞行器10可以包括四个主发动机，即两个左主发动机和两个右主发动机。每个主发动机可以驱动两个发动机驱动泵21。另外，飞行器10可以包括两个液压系统20，其中与左主发动机12相关联的四个发动机驱动泵21向左液压系统20产生液压动力，并且与右主发动机12相关联的四个发动机驱动泵21向右液压系统20产生液压动力。
图5示出液压系统20的另一部分，其从发动机驱动泵21沿着供应管线22接收液压流体，并且使液压流体通过回流管线25返回到储存器27。供应管线22通向阀70以供应来自发动机驱动泵21的处于系统压力的液压流体。供应管线22也分支并通向增压泵23。一个或多个止回阀80可沿供应管线22定位，以允许液压流体沿供应方向流动并防止沿相反方向(即，朝向发动机驱动泵21)的移动。
增压泵23被配置为通过增压管路24将液压流体以升高的压力移动到阀70。一种类型的液压泵21、23是轴向活塞泵，其也可以称为斜盘泵(swash-plate pump)。图6示出轴向活塞泵21、23，其包括具有入口42和出口43的壳体41。块体44定位在壳体41内并在轴45上旋转。活塞46定位在汽缸内的块体44中并接触静止斜盘47。斜盘47相对于块体44成角度定位。活塞46从块体44向外延伸并在块体44旋转期间接触斜盘47。在旋转期间，活塞46保持与斜盘47接触，从而产生驱动液压流体通过出口43的往复运动。液压泵21、23还可以包括可使加压流体通过供应管线22、24的其他液压泵。
在如图5A所示的一种设计中，增压管线24和供应管线22向阀70供应液压流体。在一种设计中，歧管150可以从供应管线22和增压管线24两者接收液压流体并且输出单个供应管线到阀70。歧管150可以与阀70集成在一起，或者可以位于阀70的上游。歧管150可以包括止回阀和/或梭形阀。在一种设计中，止回阀包括不同的开启压力以避免泵21、23之间的串扰。
阀30位于增压泵23的上游，以控制供应到增压泵23的液压流体的来源。阀30可以是梭形阀(shuttle valve)，其基于阀30处的液压流体的压力可定位于第一阀位置和第二阀位置之间。在第一阀位置处，阀30将仅来自供应管线22的液压流体传递到增压泵23。在第二阀位置处，阀30将仅来自备用管线26和蓄能器32的液压流体传递到增压泵23。阀30可以是从第一阀位置弹回到第二阀位置的梭形阀，以确保将足够量的液压流体供应到增压泵23。
蓄能器32位于增压泵23的上游并且保持液压流体，当阀30处于第二阀位置时，液压流体可被供应到增压泵。当阀30处于第二阀位置时，蓄能器32确保备用管线26提供足够的液压流体流。蓄能器32与增压泵23的紧密接近提供了液压流体的有效供应，因为当液压流体从蓄能器32移动到增压泵23时几乎没有压力损失。
止回阀80沿着回流管线25定位在备用管线26的下游，以防止从回流管线25的该下游部分抽出流体。当分布式液压回路20附接到另一液压系统(例如，保护两个回路免受不必要的耦合的中央回路)时，该隔离增加了分布式液压回路20的鲁棒性。止回阀80确保备用管线26下游的回流管线25中的液压流体不会沿错误的方向移动。
旁通管线33围绕增压泵23延伸。在增压泵23发生故障的情况下，液压流体可以通过旁通管线33被供应到增压管线24。止回阀80沿着旁通管线33和紧接在增压泵23下游的管线两者定位，以防止液压流体在液压回路20的不同部分之间的不同压差时间段期间沿错误方向流动。
致动器60包括由活塞63分开的第一腔室61和第二腔室62。杆66从活塞63延伸并附接到飞行控制构件11。液压流体被引入第一腔室61和第二腔室62中的每一个并且从第一腔室61和第二腔室62中的每一个移除，以控制活塞63和杆66以及连接的飞行控制构件11的运动。
传感器被定位成检测液压系统20周围的各个位置处的液压流体的压力。传感器64被定位在第一腔室61中以感测液压流体的压力。同样，传感器65被定位成感测第二腔室62中的压力。传感器85位于增压泵23的下游，以检测被供给到增压管线24中的液压流体的压力。传感器85也可沿供应管线22定位，以确定来自发动机驱动泵21的液压流体的压力。可以使用各种类型的传感器64、65、85，包括但不限于压力换能器。
致动控制单元90可以控制液压流体通过液压系统20的运动。图7示出致动控制单元90，其包括一个或多个处理电路(示出为处理电路91)，这些处理电路可以包括配置有适当的软件和/或固件的一个或多个微处理器、专用集成电路(ASIC)等。计算机可读存储介质(示出为存储器电路92)存储数据和计算机可读程序代码，其配置处理电路91以实现上述技术。存储器电路92是非暂时性计算机可读介质，并且可以包括各种存储器设备，诸如随机存取存储器、只读存储器和闪存。
致动控制单元90可以从沿着液压系统20定位的传感器64、65、85接收信号。致动控制单元90可以与控制飞行器10的一个或多个功能的飞行控制系统99通信。飞行控制系统99可以向致动控制单元90提供各种数据，例如但不限于飞行控制构件11的被命令的运动。
致动控制单元90控制液压流体通过液压系统20的运动，以将飞行控制构件11定位在其命令位置。致动控制单元90使用来自传感器64、65、85的输入来控制增压泵23和阀70以供应所需的液压流体。
图8示出控制通过液压系统20的流体供应的方法。液压系统20中的液压流体最初由发动机驱动泵21供应，并且增压泵23被控制处于零位移。
致动控制单元90确定致动器60中的液压流体的载荷压力(框200)。这可以包括确定第一腔室61和第二腔室62之一或两者中的液压流体的压力。致动控制单元90还确定增压泵23的出口处的液压流体的压力(框205)。
致动控制单元90然后确定由发动机驱动泵21供应的系统压力是否足以满足致动器60的当前需要。致动控制单元90确定致动器60处的载荷压力加上裕量是否大于增压泵出口处的液压流体的压力(框209)。在增压泵23具有零位移的情况下，增压泵出口处的液压流体的压力是系统压力。
当致动器60处的载荷压力加上裕量不大于增压泵出口处的压力时，致动控制单元90继续以由发动机驱动泵21供应的系统压力供应液压流体(框215)。系统压力下的液压流体足以适应通过飞行控制构件11施加在致动器60上的载荷。增压泵23继续被控制处于零位移。
当致动器60处的载荷压力和裕量大于增压泵出口处的压力时，致动控制单元90增加增压泵位移(框220)。这增加了供应到致动器60的液压流体的压力，以满足将飞行控制构件11移动到命令位置的载荷需求。一旦确定了需要额外压力，则致动控制单元90可以将增压泵23增加预定量。致动控制单元90还可以根据致动器60处的需要程度(取决于施加在致动器60上的载荷)将增压泵23的输出增加一定量。
如上所述，可以在增压泵23的输出增加之前将裕量添加到载荷压力。裕量的大小可能会有所不同。
当系统压力用于致动器60时，增压泵23上游的阀30处于第一阀位置。第一阀位置使得液压流体仅通过来自发动机驱动泵21的供应管线22被供应。当增压泵23增加的位移大于零时，阀30处于第二阀位置，以向致动器60提供升高的压力。在第二阀位置，液压流体仅从备用管线26和累加器32供给到增压泵23。
在另一个实施例中，当阀30处于第二阀位置时，除了蓄能器32和备用管线26之外，液压流体也可以从供应管线22供应到增压泵23。
阀30构造成当由发动机驱动的泵21供应的系统压力下降到低于预定水平时从第一阀位置移动到第二阀位置。通过使用否则将返回到发动机驱动泵21的流量，节省了能量，因为发动机驱动泵21不再必须将绕过备用管线26的回流的那部分带到发动机驱动泵出口压力。该特征还节省了由于从返回到发动机驱动泵21输送的返回管线25中的压力下降引起的能量损失。来自发动机驱动泵21的供应管线22也可以减小尺寸以节省重量，因为处于升高的压力下的液压流体不会移动通过供应管线22的这部分。
在阀30处采用蓄能器32以确保备用管线26在阀30处于第二阀位置时提供足够的液压流体。蓄能器32以有效的方式向增压泵23提供液压流体，因为它非常靠近增压泵23并因此在至增压泵23的管路中损失很小的液压。
各种不同的液压致动器60可被用于移动飞行控制构件11。一个致动器60包括如图9和图10所示的集成惰性器140。致动器60包括包含壳体161的第一端子162以及包含杆69的第二端子163。第一端子162和第二端子163中的每一个可被配置为附接到飞行器10中的结构构件或飞行控制构件11。壳体161围绕第一腔室61和第二腔室62延伸并密封第一腔室61和第二腔室62。第一腔室61包括端口165，并且第二腔室62包括端口166。端口165、166适于使液压流体流入和流出第一腔室61和第二腔室62中的每一个。螺纹轴167从端壁177向外延伸并进入第一腔室61。飞轮168被旋拧到螺纹轴167上并且可通过沿长度的相对旋转而移动。飞轮168的旋转与延伸穿过壳体161的端壁中的开口的杆66的轴向速率成比例。杆66包括内端170，该内端170是中空的并且围绕螺纹轴167延伸。
活塞63安装到杆66的内端。活塞63的外径基本上匹配第一腔室61和第二腔室62的内径。诸如O形环的密封件(未示出)可以围绕活塞63的外周延伸，以密封第一腔室61和第二腔室62的壁。活塞63可在腔室61、62内轴向滑动。活塞63可以提供不均衡的设定，其中活塞63的一侧比相对的活塞侧具有更大的横截面积。活塞也可以是平衡的，其中相对的侧面具有相同的横截面积。活塞63还包括围绕轴167延伸的内开口。
飞轮168安装在第一腔室61中并且在飞轮环179处可旋转地耦接到活塞63。飞轮168被配置为与活塞63和活塞杆66相对于轴167的轴向加速度成比例地旋转加速。轴承173可以沿着轴167定位在飞轮168和活塞63之间。
图10示出图9的放大剖视图，其示出了在飞轮环179处耦接到杆66的飞轮168。飞轮环179也与轴167螺纹啮合。轴167可以被配置为带有用于接收滚珠轴承的螺旋槽的滚珠螺杆，滚珠轴承将飞轮环179中的类似构造的螺旋槽以最小的摩擦耦接到滚珠螺杆。尽管未示出，但飞轮环179可包括滚珠螺母，用于使将飞轮168耦接到滚珠螺杆的滚珠轴承循环。在未示出的另一示例中，螺纹轴167可包括具有螺纹的导螺杆，飞轮环179直接接合到螺纹。飞轮168可以配置成与螺纹轴的各种不同类型的配置中的任何一种接合，并且不限于滚珠螺杆。
图10还示出了用于将飞轮环179耦接到杆66的轴承173，使得当飞轮168由于与螺纹轴167的螺纹接合而旋转时，杆66和飞轮168可以一致地平移。尽管轴承173被示出为轴承，但轴承173可以以各种不同的构造提供，这些构造能够以最小量的轴向自由间隙将飞轮168轴向耦接到杆66。例如，轴承173可以被配置为滚子轴承(未示出)。在另外的示例中，飞轮168可以在没有轴承的情况下耦接到杆66，同时仍然允许飞轮168在杆66和飞轮168相对于螺纹轴167平移期间旋转。
图11示出可以在支撑构件和飞行控制构件11之间延伸的致动器60。致动器60包括围绕内部腔室延伸并形成内部腔室的壳体200。活塞63延伸穿过该腔室并将该腔室分成第一腔室61和第二腔室62。第一端口219通向第一腔室61，并且第二端口211通向第二腔室62。
惰性器也可以与致动器60结合起来附接到飞行控制构件11，以阻尼飞行控制构件11。图9和图10包括与致动器60集成的惰性器。图12示出包括具有啮合两个线性齿轮齿条的圆形小齿轮的双齿条和小齿轮结构的另一个惰性器300。施加到小齿轮的旋转运动导致齿条相对于彼此并相对于小齿轮移动，从而将小齿轮的旋转运动转换成线性运动。
惯性器300包括柔性保持结构200和由柔性保持结构200保持或夹紧并且在柔性保持结构200之间的双齿条和小齿轮组件201。双齿条和小齿轮组件201包括彼此相对定位且基本上容纳在柔性保持结构200内并由柔性保持结构200保持或夹紧的双齿条202。齿条202包括第一齿条和第二齿条，每个齿条都具有齿。双齿条和小齿轮组件201还包括接合到第一和第二齿条202并处于其间的小齿轮203，例如具有小齿轮(pinion gear)的形式。小齿轮203具有配置成与第一和第二齿条202的齿啮合的齿轮齿。第一端子204耦接到第一齿条202，并且第二端子205耦接到第二齿条202。
惰性器300还包括一对惯性轮210。惯性轮210中的每个分别定位为邻近柔性保持结构200的相对的外侧。轴元件212延伸穿过第一惯性轮210、柔性保持结构200、小齿轮203和第二惯性轮210。飞行控制构件11(其安装到端子204、205中的一个)的移动引起第一齿条202相对于第二齿条202沿纵向惰性器轴线220的平移运动，这导致小齿轮203和该对惯性轮210的旋转运动，从而小齿轮203的旋转运动被该对惯性轮210抵抗并且没有意外的运动。这导致双齿条和小齿轮组件201阻尼飞行控制构件11的运动。
小齿轮203的运动被惯性轮210抵抗，使得通过对连接到飞行控制构件11的第一端子204的旋转产生阻力，齿条202的取向的变化仅与纵向惰性器轴线220相关。惯性轮210抵抗该阻力。飞行控制构件11的阻尼运动提供了增加的颤动抑制。这可以通过致动器60导致改进的液压应用稳定性和增加的有效飞行控制致动。
具有集成惰性器140的致动器60提供了传统致动器系统不提供或不能提供的益处。例如，本发明的致动器60创建或贡献一种系统，该系统通过增加致动器60的阻尼来有利地允许显著地节省飞行器10的功率消耗，该阻尼允许减小的致动器活塞面积和与面积减小成比例的减小的流量。这种减小允许液压系统20以降低的流速提供液压流体。另外，因为本公开的致动器60控制颤动，所以在飞行器10上需要更少的液压致动器60，从而需要由飞行器10的发动机12产生更少的动力。
液压系统20和控制飞行控制构件11的位置的方法可以与各种飞行器10一起使用。一种飞行器包括商用飞行器，其包括多排座椅，每个座椅被配置为容纳乘客。其他飞行器10包括但不限于载人飞行器、无人飞行器、载人航天器、无人航天器、载人旋翼机、无人旋翼机、卫星、火箭、导弹、载人地面飞行器、无人地面飞行器、载人水面飞行器、无人水面飞行器、载人水下飞行器、无人水下飞行器，以及其组合。
此外，本公开包括根据以下条款所述的实施例：
条款1.一种用于飞行器(10)的液压系统，所述液压系统包括：
液压致动器(60)，其可操作地耦接到飞行控制构件(11)；
发动机驱动泵(21)，其以第一压力将液压流体输送到所述致动器(60)；和
增压泵(23)，其以高于所述第一压力的第二压力将液压流体输送到所述致动器(60)；
其中从所述致动器(60)回流到所述发动机驱动泵(21)的液压流体在到达所述发动机驱动泵(21)之前被输送到所述增压泵(23)。
条款2.如条款1所述的液压系统，还包括位于所述增压泵(23)上游并且在第一阀位置与第二阀位置之间可移动的阀(30)，在所述第一阀位置中，液压流体仅从所述发动机驱动泵(21)被输送到所述增压泵(23)，并且在所述第二阀位置中，液压流体从回流管线(25)被输送到所述增压泵(23)，所述回流管线(25)远离所述液压致动器(60)延伸。
条款3.如条款2所述的液压系统，还包括位于所述阀(30)上游的蓄能器(32)，以在所述阀(30)处于所述第二阀位置时将液压流体供应到所述增压泵(23)。
条款4.如条款2所述的液压系统，其中当所述致动器(60)处的载荷需求低于所述第一压力时，所述阀(30)处于所述第一阀位置，而当所述载荷需求高于所述第一压力时，所述阀(30)处于所述第二阀位置。
条款5.如条款3所述的液压系统，还包括第一压力传感器(85)和一个或多个第二压力传感器(64,65)，所述第一压力传感器检测所述增压泵(23)的出口处的液压流体的压力，所述第二压力传感器检测所述致动器(60)中的液压流体的压力。
条款6.根据条款1所述的液压系统，还包括回流管线(25)和备用管线(26)，所述回流管线在所述致动器(60)与所述发动机驱动泵(21)之间延伸，以将液压流体从所述致动器(60)输送到所述发动机驱动泵(21)，所述备用管线(26)在所述回流管线(25)与所述增压泵(23)之间延伸，以将朝向所述发动机驱动泵(21)回流的液压流体输送到所述增压泵(23)。
条款7.根据条款6所述的液压系统，还包括沿所述回流管线(25)定位于所述发动机驱动泵(21)与所述备用管线(26)之间的储存器(27)，所述储存器(27)容纳在移动到所述发动机驱动泵(21)之前已经沿所述回流管线(25)移动的液压流体。
条款8.根据条款1所述的液压系统，其中所述增压泵(23)是轴向活塞泵，其包括可调节斜盘(47)以控制由所述增压泵(23)供应的液压流体的压力。
条款9.根据条款1所述的液压系统，还包括位于所述增压泵(23)上游并且在第一阀位置与第二阀位置之间可移动的阀(30)，在所述第一阀位置中，液压流体从所述发动机驱动泵(21)被输送到所述增压泵(23)，在所述第二阀位置中，液压流体从回流管线(25)被输送到所述增压泵(23)，所述回流管线(25)远离所述液压致动器(60)延伸。
条款10.一种用于飞行器(10)的液压系统，所述液压系统包括：
发动机驱动泵(21)，其以第一压力输送液压流体；
液压致动器(60)；
供应管线(22)，液压流体通过所述供应管线被从所述发动机驱动泵(21)输送到所述液压致动器(60)；
增压泵(23)，其以高于所述第一压力的第二压力将液压流体输送到所述致动器(60)；
回流管线(25)，其使液压流体从所述致动器(60)回流到所述发动机驱动泵(21)；和
备用管线(26)，其在所述回流管线(25)和所述增压泵(23)之间延伸，所述备用管线(26)沿着所述回流管线(25)定位在所述发动机驱动泵(21)的上游；
其中在至少一部分时间内，供应到所述增压泵(23)的液压流体包括沿着所述回流管线(25)从所述致动器(60)朝向所述发动机驱动泵(21)回流的液压流体。
条款11.如条款10所述的液压系统，还包括增压管线(24)，其在所述增压泵(23)和所述致动器(60)之间延伸，以将液压流体从所述增压泵(23)输送到所述致动器(60)，所述增压管线(24)与所述供应管线(22)不同。
条款12.如条款10所述的液压系统，还包括位于所述增压泵(23)上游的蓄能器(32)，以将液压流体供应到所述增压泵(23)。
条款13.如条款10所述的液压系统，还包括位于所述增压泵(23)上游并且配置为在第一阀位置与第二阀位置之间可移动的阀(30)，在所述第一阀位置中，液压流体仅从所述发动机驱动泵(21)被输送到所述增压泵(23)，并且在所述第二阀位置中，液压流体从备用管线(26)被输送到所述增压泵(23)。
条款14.如条款10所述的液压系统，其中所述增压泵(23)是轴向活塞泵，其包括可调节的斜盘(47)以控制由所述增压泵(23)供应的液压流体的压力。
条款15.一种操作飞行器(10)的液压系统的方法，所述方法包括：
以第一压力从发动机驱动泵(21)向致动器(60)供应液压流体，所述致动器(60)可操作地连接到飞行控制构件(11)；
使液压流体从所述致动器(60)沿回流管线(25)回流到所述发动机驱动泵(21)；
响应于载荷压力需求，以高于所述第一压力的升高压力从增压泵(23)向所述致动器(60)供应液压流体；以及
响应于所述载荷压力需求，在液压流体回流到所述发动机驱动泵(21)之前，将液压流体从所述回流管线(25)供应到所述增压泵(23)。
条款16.如条款15所述的方法，还包括：响应于所述载荷压力需求，从位于所述增压泵(23)上游的蓄能器(32)向所述增压泵(23)供应液压流体。
条款17.如条款16所述的方法，还包括：响应于所述载荷压力需求，继续从所述发动机驱动泵(21)向所述增压泵(23)供应液压流体。
条款18.如条款15所述的方法，还包括：当所述载荷压力需求低于预定量时，向所述增压泵(23)供应仅从所述发动机驱动泵(21)供应的液压流体，并且响应于确定所述载荷压力需求高于所述预定量，向所述增压泵(23)供应来自蓄能器(32)和所述回流管线(25)中的每一个的液压流体。
条款19.如条款15所述的方法，还包括调节所述增压泵(23)中的斜盘(47)的角位置，并调节从所述增压泵(23)供应到所述致动器(60)的液压流体的压力。
条款20.如条款15所述的方法，还包括：当系统压力低于所述致动器(60)处的预定压力时，基于所述梭形阀处的液压流体的压力将所述梭形阀从第一阀位置改变到第二阀位置。
在不脱离本发明的必要特征的情况下，本发明可以以不同于本文具体阐述的方式的其他方式实施。本发明的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，并且落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都旨在包含在其中。

Claims (12)

1.一种用于飞行器(10)的液压系统，所述液压系统包括：
液压致动器(60)，其可操作地耦接到飞行控制构件(11)；
发动机驱动泵(21)，其以第一压力将液压流体输送到所述致动器(60)；和
增压泵(23)，其以高于所述第一压力的第二压力将液压流体输送到所述致动器(60)；
其中从所述致动器(60)回流到所述发动机驱动泵(21)的液压流体在到达所述发动机驱动泵(21)之前被输送到所述增压泵(23)。
2.根据权利要求1所述的液压系统，还包括位于所述增压泵(23)上游并且在第一阀位置与第二阀位置之间可移动的阀(30)，在所述第一阀位置中，液压流体仅从所述发动机驱动泵(21)被输送到所述增压泵(23)，并且在所述第二阀位置中，液压流体从回流管线(25)被输送到所述增压泵(23)，所述回流管线(25)远离所述液压致动器(60)延伸。
3.根据权利要求1所述的液压系统，还包括回流管线(25)和备用管线(26)，所述回流管线在所述致动器(60)与所述发动机驱动泵(21)之间延伸，以将液压流体从所述致动器(60)输送到所述发动机驱动泵(21)，所述备用管线(26)在所述回流管线(25)与所述增压泵(23)之间延伸，以将朝向所述发动机驱动泵(21)回流的液压流体输送到所述增压泵(23)。
4.根据权利要求3所述的液压系统，还包括沿所述回流管线(25)定位于所述发动机驱动泵(21)与所述备用管线(26)之间的储存器(27)，所述储存器(27)容纳在被移动到所述发动机驱动泵(21)之前已经沿所述回流管线(25)移动的液压流体。
5.根据权利要求1所述的液压系统，其中所述增压泵(23)是轴向活塞泵，其包括可调节斜盘(47)以控制由所述增压泵(23)供应的液压流体的压力。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的液压系统，还包括位于所述增压泵(23)上游并且在第一阀位置与第二阀位置之间可移动的阀(30)，在所述第一阀位置中，液压流体从所述发动机驱动泵(21)被输送到所述增压泵(23)，在所述第二阀位置中，液压流体从回流管线(25)被输送到所述增压泵(23)，所述回流管线(25)远离所述液压致动器(60)延伸。
7.一种操作飞行器(10)的液压系统的方法，所述方法包括：
以第一压力从发动机驱动泵(21)向致动器(60)供应液压流体，所述致动器(60)可操作地连接到飞行控制构件(11)；
使液压流体从所述致动器(60)沿回流管线(25)回流到所述发动机驱动泵(21)；
响应于载荷压力需求，以高于所述第一压力的升高压力从增压泵(23)向所述致动器(60)供应液压流体；以及
响应于所述载荷压力需求，在液压流体回流到所述发动机驱动泵(21)之前，将液压流体从所述回流管线(25)供应到所述增压泵(23)。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：响应于所述载荷压力需求，从位于所述增压泵(23)上游的蓄能器(32)向所述增压泵(23)供应液压流体。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：响应于所述载荷压力需求，继续从所述发动机驱动泵(21)向所述增压泵(23)供应液压流体。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：当所述载荷压力需求低于预定量时，向所述增压泵(23)供应仅从所述发动机驱动泵(21)供应的液压流体，并且响应于确定所述载荷压力需求高于所述预定量，向所述增压泵(23)供应仅来自蓄能器(32)和所述回流管线(25)中的每一个的液压流体。
11.根据权利要求7所述的方法，还包括调节所述增压泵(23)中的斜盘(47)的角位置，并调节从所述增压泵(23)供应到所述致动器(60)的液压流体的压力。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的方法，还包括：当系统压力低于所述致动器(60)处的预定压力时，基于梭形阀处的液压流体的压力将所述梭形阀从第一阀位置改变到第二阀位置。
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