CN1114623A - 直升飞机的操纵 - Google Patents

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Abstract

在一架具有一主螺旋桨，一尾架和一条沿尾架一侧板上的流量控制缝隙，以及可有选择地向着所述尾架后端的任一侧板或两侧板的推进器的直升飞机中，借助于两个单独的压力装置产生不同压力的两股气流束，并把上述这两股单独的不同压力的气流束分别导入各自的通道，作用于流量控制缝隙和推进器，实现抵抗扭矩和控制摇摆。

Description

直升飞机的操纵
本发明涉及直升飞机的操纵，特别是涉及一种减少传输至直升飞机主螺旋桨的扭矩以及控制直升飞机摇摆的方法。本发明还涉及用于直升飞机的抗扭矩和控制摇摆的装置。
由作为例子的美国专利US—4,948,068可知，借助于控制绕过尾架的气流流量以及控制通过推进器从直升飞机尾架后端的一侧或多侧横向排出的空气，可减少传输至直升飞机主螺旋桨的驱动扭矩并控制摇摆。
本申请人认为通常与美国专利US—4,948,068的系统相对应的各种装置需要消耗大量动力，并且与传统的可比较的尾部螺旋桨相比，需要更大的动力方可操纵。
根据本发明的第一方面，提供了一种操纵直升飞机的方法，该直升飞机具有一主螺旋桨，一带有对置侧边及后端的尾架，沿尾架的予先确定的一侧板上的一条纵向流量控制缝隙，以及可选择地定向于所述尾架后端的任一侧板或两侧板的推进器；所述方法包括：
借助于第一压力装置产生第一空气流束；
通过沿所述尾架的第一通道将所述第一流束引入所述流量控制缝隙；
借助于第二压力装置产生第二空气流束；
通过沿所述尾架的第二通道将所述第二流束引入所述推进器，所述第一和第二空气流束具有不同的压力。
所述第二通道最好是一条沿所述尾架中心的中央通道，而所述第一通道可以是一环绕该第二通道的环形通道。通常，所述第一和第二通道至少沿其长度的上游部分是同轴线的。
在一种方法中，所述第一和第二压力装置可以是两台单独的风机。为此该方法包括各自独立地控制所述的两台风机。
在另一种方法中，所述第一和第二压力装置可分别是沿某一风机周缘的环形部分，以及在该风扇的环形部分内部的中央部分。
最好，作用在推进器上的第二流束的压力低于作用在流量控制缝隙上的第一流束的压力。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于直升飞机的抗扭矩及控制摇摆的装置，该直升飞机具有一主螺旋桨，一带有对置侧板及后端的纵向尾架，一沿该尾架予定一侧板的流量控制缝隙，以及朝向所述尾架后部且可定向地位于该尾架之任一侧或两侧的推进器；所述装置包括：
一沿所述尾架引入到所述流量控制缝隙的第一通道；
用于产生第一空气流束以便在予定压力下沿所述第一通道流动的第一压力装置；
沿所述尾架引入到所述推进器的第二通道；以及
用于产生第二空气流束，并使该空气流束在不同于第一流束予定压力的压力下沿所述第二通道流动的第二压力装置。
最好，所述第二通道是沿所述尾架中心的中央通道，而第一通道是环绕该第二通道的环形通道。通常，所述第一和第二通道至少沿其长度的上游部分是同轴线的。
在一实施例中，第一和第二压力装置可以是两台单独的风机。因此，所述两台单独的风机可各自独立地控制。
在另一实施例中，所述第一和第二压力装置可以分别是沿某一风机周缘的环形部分以及在这台风机环形部分内部的中央部分。
第一和第二压力装置适于在这样的条件下工作，即，第二流束的压力低于第一流束的压力。
下面参照所附的示意图，举例描述本发明，附图中：
图1为一示意侧视图，它示出一具有根据本发明的抗扭矩及控制摇摆的装置的第一实施例的直升飞机；
图2为一示意侧视图，它示出类似于图1的直升飞机，该直升飞机具有根据本发明的抗扭矩及控制摇摆的装置的第二实施例。
参见图1，装有根据本发明的抗扭矩及控制摇摆装置的直升飞机由标号10来表示。该直升飞机10具有一整体地用标号12表示的座舱和乘员或有效负载机壳，机壳12上方有一主螺旋桨14，和从该外壳12向外延伸的尾架16。上述尾架16具有对置的两块侧板18以及朝向尾架16后部的一个或多个尾翼20。所述的一个尾翼，或者如果具有多个尾翼的话，其中的一个或者几个尾翼是可控的，以便在高速飞行时控制所述直升飞机。
根据本发明，直升飞机10具有抗扭矩及控制摇摆的装置，该装置包括沿尾架16的上游部分延伸并位于其内的内筒22，以便在内筒22中形成一中央纵向通道24，和一围绕该内筒22的环形外通道26。根据本发明，上述环形外通道26为第一通道，而中央通道24为第二通道。借助于环形端板28使第一通道26终止于紧靠尾翼20前方的位置处。在另一实施例中，在端板28的部位设置一节流器，它只是用来限制空气的流量，因而所述通道的端部并非绝对密封。在端板28的下游的内筒22与构成尾架16的外包封板或机身做成一体。因此，第二通道24在第一通道26外部向着尾架16的后部延伸。尾架16最好是圆筒形的。
所述抗扭矩及控制摇摆的装置还包括一沿尾架16上游部分，并且通常终止于紧靠端板28前方的纵向流量控制缝隙30。该流量控制缝隙30与第一通道26相连通。
所述抗扭矩及控制摇摆的装置进一步还包括一位于尾架16后端部，并且具有朝向该尾架16两侧的排出口的推进器。在侧板18上的推进器排出口32示于附图中。另一侧的推进器排出口与排出口32基本对称。所述推进器可有选择地定向于所述两个排出口，或其中之一。
在图1所示的实施例中，抗扭矩及控制摇摆的装置还包括一朝向尾架上游端，紧邻于内筒22的起始处的单独一台风机40。风机40具有与环形第一通道26对准的外环部分34，以及在该外环部分34之内，与第二通道24对准的内部分36。风机40具有在使用中能从大气中抽入空气的一个或多个进气口。
使用时，借助于风机的外环部分34产生第一空气流束，该流束沿第一环形通道26流动。风机40借助于其内部分36产生第二空气流束，该流束沿中央第二通道24流动。
风机40的结构，更具体说，外环部分34和内部分36的结构设计成这样，即，在使用时第一空气流束的压力应高于第二空气流束的压力。此外，额定的相对容积流量可根据对流量控制装置以及推进器装置的设计要求适当地予先设定。一般来说，第一流束的容积流量应小于第二流束的容积流量。应该意识到，由于外环部分34的周缘的速度将明显大于内部分36的周缘的速度，所以风机40的构造有助于满足这些设计要求。还应意识到，所述风机叶片的轮廓在所述外环部分与内部分处可以具有相当大程度的差异，并且这种流量特性可有选择地予以改变，也就是改变风机的速度、叶片的节距、各流道的阻力等等。
因此，在使用时，要向流量控制缝隙30提供所需压力下的必需的空气量，与推进器所需要的容积流量和压力相比，上述空气量相对来说较少，而压力相对来说较高。按照这种方式，可以优选向流量控制缝隙30供应的空气。反过来，由上述可知，根据推进器设计的要求，提供给推进器的空气通常应具有较大的体积并处于较低的压力。因此，在本发明中，可以分别优选这些空气的压力和体积。
参见图2，类似于图1中直升飞机10的直升飞机由标号110表示。该直升飞机110通常具有类似于直升飞机10的部件和特点，并且，用相同的标号表示这些特点和部件。因此，那些相同的特点和部件不予重复描述，只着重强调个别的重要的不同之处。
图2的抗扭矩及控制摇摆的装置具有两台单独的风机而不是图1中直升飞机的一台风机40。所述两台单独的风机之一134，通过环形外通道26处的管135，向流量控制缝隙30供应空气，另一台内风扇136则与中央通道24对准，向推进器供应空气。
尽管单独的两台风机134和136较具有上述两部分34和36的单独一台风机40来说更加复杂一些，因为要提供两套部件，但却提供了可借助于单独控制的独立的驱动装置来驱动风机134和136的可能性。因此，所述的特点，即第一和第二空气流束的压力和容积流量可以被单独地控制。由此可使得在使用时具备更大的通用性。
上述两个实施例共同的优点是，一方面，所述流量控制缝隙所需的空气流量，另一方面，推进器所需的空气流量，尤其是压力，都可以用优选的方式或者以至少较现有技术的装置中已知方式更接近于优选的方式予以满足。关于这一点，本申请人认为发明人识意到推进器对压力的要求非常不同于流量控制缝隙的要求，即推进器所需的压力明显低于流量控制缝隙，具有十分重大的意义。然而，在现有技术的装置中，不得不使全部空气流量都满足所要求的较高压力，从而导致供应给推进器的空气的压力明显高于所要求的压力，从而造成能量的浪费。
因而，本发明提供了一种方法和装置，它能较现有技术的方法和装置更有效地利用能量。尤其是，本申请人希望本发明的方法和装置提供给直升飞机，并且在所述类型的抗扭矩及控制摇摆方面以可将其用于传统尾部螺旋桨的有效利用能量的方式来操纵直升飞机。因此，根据本发明的直升飞机将具有本领域所公知的所述类型的抗扭矩及控制摇摆系统的优点，而不必大量消耗能量。

Claims (14)

1.一种操纵直升飞机的方法，该直升飞机具有一主螺旋桨，一带有对置的侧板和后端的尾架，一沿尾架予定一侧板上的纵向流量控制缝隙，以及可有选择地向着所述尾架后端的任一侧板或两侧板的推进器，其特征在于：
借助于第一压力装置产生第一空气流束；
通过沿所述尾架的第一通道将所述第一流束引入所述流量控制缝隙；
借助于第二压力装置产生第二空气流束；
通过沿所述尾架的第二通道将所述第二流束引入所述推进器，所述第一和第二空气流束具有不同的压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二通道是一沿所述尾架中心的中央通道，而所述第一通道是一围绕该第二通道的环形通道。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一和第二通道至少沿其长度的上游部分是同轴线的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二压力装置是单独的两台风机。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的单独两台风机是各自独立控制的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二压力装置分别是沿某一风机周缘的环形部分以及在该风机的环形部分内部的中央部分。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于推进器的第二流束的压力低于用于流量控制缝隙的第一流束的压力。
8.用于直升飞机的抗扭矩及控制摇摆的装置，该直升飞机具有一主螺旋桨，一带有对置侧板及后端的纵向尾架，一沿该尾架予定一侧板的流量控制缝隙，以及一朝向所述尾架后部且可定向于该尾架之任一侧板或两侧板的推进器，其特征在于：
一沿所述尾架导入所述流量控制缝隙的第一通道；
用于产生第一空气流束以便在予定压力作用下沿所述第一通道流动的第一压力装置；
一沿所述尾架导入所述推进器的第二通道；以及
用于产生第二空气流束并使该流束在不同于第一流束的予定压力的压力作用下沿所述第二通道流动的第二压力装置。
9.根据权利要求8所述的抗扭矩及控制摇摆的装置，其特征在于，所述第二通道是一沿所述尾架中心的中央通道，而所述第一通道是围绕该第二通道的环形通道。
10.根据权利要求9所述的抗扭矩及控制摇摆的装置，其特征在于，所述第一和第二通道至少沿其长度的上游部分是同轴线的。
11.根据权利要求8所述的抗扭矩及控制摇摆的装置，其特征在于，所述第一和第二压力装置是单独的两台风机。
12.根据权利要求11所述的抗扭矩及控制摇摆的装置，其特征在于，所述单独的两台风机可各自独立地控制。
13.根据权利要求8所述的抗扭矩及控制摇摆的装置，其特征在于，所述第一和第二压力装置分别是沿某一风机周缘的环形部分和在该环形部分内部的中央部分。
14.根据权利要求8所述的抗扭矩及控制摇摆的装置，其特征在于，所述第二流束的压力低于第一流束的压力。
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