CN113396103A - 用于直升机的反扭矩旋翼 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于直升机(1)的反扭矩旋翼(4),包括:能围绕第一轴线(A)旋转的支柱(6);以及铰接在支柱(6)上的多个桨叶(8),该多个桨叶沿着各自的横向于所述第一轴线(A)的第二轴线(B)延伸并能围绕各自的所述第二轴线(B)旋转以改变各自的迎角;控制元件(16),其相对于支柱(6)滑动和旋转,并且可操作地连接至所述桨叶(8)以在所述元件(16)沿着第一轴线(A)平移之后引起所述桨叶(8)围绕各自的第二轴线(B)旋转;控制杆(10),其相对于支柱(6)沿着第一轴线(A)在轴向上滑动并相对于第一轴线(A)在角度上是固定的;以及介于控制杆(10)与控制元件(16)之间的连接元件(17),该连接元件与控制杆(10)一体地相对于支柱(6)沿着第一轴线(A)滑动;反扭矩旋翼(4)还包括介于所述控制杆(10)与所述连接元件(17)之间的由耐磨材料制成的界面(18、93)。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2019年6月17日提交欧洲专利申请第19180441.8号的优先权,其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于直升机的反扭矩旋翼。
背景技术
已知直升机基本包括机身、定位在机身顶部并围绕其自身轴线旋转的主旋翼以及位于机身的后端部的反扭矩旋翼。
直升机还以已知的方式包括一个或多个动力单元(例如,涡轮机),以及介于涡轮机与主旋翼之间的、适于将动力从涡轮机传递到主旋翼的传动单元。
更详细地说,反扭矩旋翼基本包括:
-能围绕第一轴线旋转的支柱;
-能围绕第一轴线旋转的旋翼毂;以及
-铰接在所述旋翼毂上的多个桨叶,该多个桨叶以悬臂的方式从旋翼毂突出并且每个桨叶均沿着各自的横向于第一轴线的第二轴线延伸。
反扭矩旋翼的支柱由主传动单元驱动的一组齿轮旋转地驱动。
反扭矩旋翼的桨叶与支柱一体地围绕第一轴线旋转,并且可以围绕第二轴线选择性地倾斜,以便能够改变各自的迎角并因此调节由反扭矩旋翼施加的推力。
为了调整各个桨叶的迎角,反扭矩旋翼包括:
-杆,其可操作地连接至飞行员通过机械连接件或电操纵连杆可操作的踏板,并在支柱内沿着第一轴线滑动,但相对于第一轴线在角度上是固定的;
-控制元件,也被称为“蜘蛛”,其与支柱一体地围绕第一轴线旋转,并且配备有多个臂,这些臂在相对于相关联的第二轴线的偏心位置连接至相应的桨叶;以及
-耐磨轴承,其相对于第一轴线滑动地安装,介于杆与控制元件之间,并被构造为将轴向载荷从杆传递到控制元件。
更具体地说,耐磨轴承又包括:
-紧固在控制元件上的径向外圈;
-紧固至控制杆的径向内圈;以及
-多个滚动体,它们在各自的由径向内圈和径向外圈限定的滚道中滚动。
在轴承的正常工作条件下,滚动体允许外圈相对于内圈旋转,结果允许控制元件相对于杆旋转。
踏板的操作引起控制杆平行于第一轴线滑动。该滑动通过耐磨轴承引起控制元件沿着给定的行进路径平行于第一轴线滑动。
该滑动引起桨叶围绕相关联的第二轴线旋转,从而将各自的迎角改变与给定的行进路径相关联的相等量。
从前述内容可以得出,耐磨轴承的可能失效可能会使反扭矩旋翼有效地失控,从而给直升机带来危险情况。
特别地,在例如由于轴承内异物的意外引入、润滑脂的损失或滚动体的滚道或表面的损坏造成滚动体和/或内圈或外圈的滚道损坏的情况下,可能出现第一失效情况。
在这种情况下,代替允许控制元件相对于控制杆的相对旋转,耐磨轴承会不适当地将随着时间逐渐增大的扭转力矩从外圈传递到内圈。
该扭转力矩可能会被传递到控制杆,从而产生损坏控制杆的风险。
关于这种第一失效情况,业内已经意识到需要减少这些扭转力矩可能不可逆地损坏控制杆的风险。
在滚动体破裂而结果使内圈从滚动体脱离的情况下,可能会发生第二失效情况。在这种情况下,轴承将不再能平行于第一轴线滑动,并且杆将不再引起控制元件的平移。
业内已经意识到需要迅速检测耐磨轴承的失效状态,以便飞行员能够在直升机完全失控之前迅速着陆。
业内还意识到需要即使在耐磨轴承失效的情况下也确保正确控制反扭矩旋翼。
US9359073B描述了一种反扭矩旋翼。
更详细地,US9359073B描述了包括支柱、杆和串联设置的第一轴承和第二轴承的反扭矩旋翼。
第一轴承包括与支柱一起旋转的第一圈以及第二圈。
第二轴承包括第三圈和第四圈。
第二轴承的第三圈和第一轴承的第一圈以不可旋转的方式彼此连接。
反扭矩旋翼还包括介于第三圈与第四圈之间并且适于防止第三圈相对于第四圈旋转的锁定装置。该锁定装置包括在第一轴承失效的情况下可破裂而在第一轴承正确操作的情况下不可破裂的元件。
US9359073B中所示的方案特别复杂,因为它需要使用两个耐磨轴承和一个锁定装置。
EP3216696A公开了一种根据权利要求1和10的前序部分所述的反扭矩旋翼。
US5407386A公开了一种失效保险的分段式驱动轴系统,包括:分段支撑组件,其包括设置在轴颈轴承内的用于初级旋转的滚珠轴承,轴颈轴承用于次级旋转并设置在弹性体阻尼器内,该弹性体阻尼器具有置于其中以用于失效检测的振动探针;以及联接组件,其包括用于各分段与齿轮齿之间的初级柔性联接的柔性膜片,在膜片失效时,各分段与齿轮齿接合以进行次级联接。齿与旋转轴线不同心,因此振动表明初级柔性联接失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够以简单且廉价的方式满足至少一个上述需求的反扭矩旋翼。
上述目的通过本发明来实现,因为本发明涉及通过权利要求1和10所述的反扭矩旋翼。
附图说明
为了更好地理解本发明,下面仅通过非限制性例子并参照附图来描述两个优选实施方式,在附图中:
-图1是包括根据本发明的第一实施方式的反扭矩旋翼的直升机的立体图;
-图2和图3分别是图1中的反扭矩旋翼的俯视图和立体图;
-图4是沿着图2中的IV-IV线的截面;
-图5是图4中某些细节的放大图;以及
-图6以高度放大的比例示出了图1至图5中的反扭矩旋翼的第二实施方式的更多细节。
具体实施方式
参照图1,附图标记1特别地表示直升机,该直升机基本包括:
-机身2;
-一个或多个涡轮机5;
-主旋翼3,其定位在机身2的顶部并且能围绕轴线A旋转;以及
-反扭矩旋翼4,其位于机身2的后端部并且能围绕其自身的轴线旋转,该轴线横向于轴线A。
直升机1还包括将动力从涡轮机5传递到主旋翼3的传动单元11。
传动单元11又包括:
-齿轮系12,其将动力从涡轮机5传递到旋翼3;以及
-轴13,其将动力从齿轮系12传递到旋翼4。
以已知的方式,旋翼3适于提供使直升机1能够升起和向前飞行的可定向的推力。
旋翼4产生推力,该推力在机身2上产生反扭矩。
该反扭矩指向与旋翼3施加的扭矩相反的方向。
因此,根据由旋翼4产生的推力的量,可以根据期望的偏航角来对直升机1进行定向,或者根据希望执行的操纵来改变所述偏航角。
参照图2至图5,旋翼4基本包括:
-支柱6,其能围绕轴线A旋转并以已知的方式可操作地连接至轴13;
-多个桨叶8,其在所示的情况下数量为三个,这些桨叶沿着各自的横向于轴线A的轴线B以悬臂的方式延伸;以及
-旋翼毂9,其在外部紧固到支柱6的一部分上,与支柱6一体地围绕轴线A旋转,并且桨叶8铰接在该旋翼毂9上。
更具体地,桨叶8铰接在旋翼毂9上,以便:
-可与旋翼毂9和支柱6一体地围绕轴线A旋转;以及
-可围绕它们各自的轴线B以相同的角度并在时间上同时地倾斜,从而改变各自的迎角。
特别地,旋翼毂9包括相对于轴线A径向突出以连接至相应的桨叶8的多个连接元件27。每个桨叶8还包括根部14,该根部14相对于轴线A设置在径向内侧并且铰接在旋翼毂9的相关联的连接元件27上。
为了改变上述迎角,旋翼4还包括:
-可由飞行员操作的飞行控制装置15(仅在图1中示意性示出),例如踏板;
-控制杆10,其平行于轴线A滑动并可由飞行控制装置15通过机械连接件或电传操纵方法操作;
-元件16,其与支柱6一体地围绕轴线A旋转,并以相对于相关联的轴线B偏心的方式连接至桨叶8;以及
-轴承17,其介于杆10与元件16之间,并与杆10一起平行于轴线A滑动。
更具体地,支柱6是中空的。
支柱6还包括(图4和图5):
-轴向端部20;
-轴向端部21,其是敞开的并与端部20相对;以及
-主要部分22,其介于轴向端部20与21之间并且旋翼毂9装配在该主要部分上。
主要部分22还限定了适于接收来自轴13的动力的凸缘19。
更具体地,支柱6在凸缘19处具有最大直径,并且直径从凸缘19朝向端部20和21逐渐减小。
杆10被部分地容纳在支柱6内。
杆10还包括:
-端部23;
-与端部23轴向相对的端部24;以及
-穿过支柱6的端部20和21延伸的主体25。
端部23和24位于支柱6的外部,并且分别位于端部20侧和端部21侧。
主体25通过杠杆机构(未被示出)或通过无线控制连杆可操作地连接至飞行控制装置15。
元件16又包括(图5):
-管状体40,其被部分地容纳在支柱6中并且以相对于轴线A滑动的方式连接至支柱6,并且部分容纳杆10;
-凸缘42,其正交于轴线A延伸并且与在支柱6相对的端部紧固到管状体40;以及
-多个杠杆43(图4),其围绕各自的横向于轴线A的轴线C铰接在凸缘42上,并铰接在相应的桨叶8的相对于相关联的轴线B偏心的位置上。
凸缘42和轴承17被容纳在支柱6的外部并且包围杆10。
更具体地,凸缘42和轴承17被设置在关于端部21和24与端部20和23相对的端部上。
凸缘42通过能够沿着轴线A滑动的单个长度可变的波纹管联接件44连接至支柱6。
杠杆43通常相对于轴线A倾斜并且从凸缘42朝端部20和23延伸。
杆10沿着轴线A的平移经由轴承17引起元件16的平移。
在元件16沿着轴线A滑动之后,杠杆43将它们相对于轴线A的倾斜度改变彼此相同的角度,从而使桨叶8围绕它们各自的轴线B同时旋转相同的彼此相等的角度。
特别地,杠杆43铰接在相应的桨叶8的根部14。
轴承17能够在两个方向上传递平行于轴线A的轴向载荷。
换言之,轴承17被构造为使得杆10沿着轴线A在两个方向上的平移引起元件16在相同方向上的平移。
因此,轴承17限定了传动单元,该传动单元将杆10和元件16以轴向成一体且相对于轴线A角度可移动的方式连接。
轴承17又包括:
-与元件16一体地旋转的外圈30;
-与杆10一体地滑动的内圈31;以及
-多个滚动体32,在所示情况下是双圈滚珠,它们在各自的分别由圈31和32限定的滚道33和34上滚动。
在所示的情况下,圈31在彼此相对的两侧具有两个肩部35和36,两个肩部35和36在径向上朝向圈30突出并限定用于滚动体32的相应的轴向邻接表面。滚动体32尤其在轴向上介于肩部35与36之间。
此外,在所示的情况下,圈31由在轴向上设置成彼此接触的两个半圈制成。
圈30包括在轴向上介于肩部35与36之间的肩部37,该肩部37在径向上朝向圈31突出并限定用于滚动体32的相应的邻接表面。肩部37在轴向上介于滚动体32之间的轴承17的径向于轴线A的对称平面上。
此外,外圈30在径向于轴线A的方向上与凸缘42相反的一侧紧固在元件16的管状体40上。
旋翼4还包括可操作地与杆10和元件16连接的另一动力传动单元45。
传动单元45可用于:
-工作构造中,其中在所述杆10沿着轴线A平移之后,该传动单元45引起元件16沿着轴线A滑动;或者
-非工作构造中,其中该传动单元45与元件16脱离。
更详细地,在轴承17失效的情况下,传动单元45被设置在工作构造。
在本说明书的下文中,术语轴承17的“失效”是指在杆10的轴向平移之后,轴承17不再能够将轴向载荷从杆10传递到元件16(即,不再能够引起杆16在两个方向上的轴向平移)的任何操作条件。
作为非限制性例子,当滚动体32驱动轴承17的内圈31旋转并且由于摩擦而在杆10上产生扭转力矩时,出现第一“失效”操作条件。
当轴承17的滚动体32破裂,使得杆10变得可相对于元件16轴向移动时,出现第二“失效”操作条件。
否则,当轴承17正确地允许元件16相对于杆10的相对旋转并防止元件16与杆10之间的任何相对平移时,传动单元45被设置在非工作构造。
旋翼4还包括检测装置50,该检测装置包括:
-传感器51,其适于产生与轴承17的失效相关联的第一信号;和/或
-传感器52,其适于产生与传动单元45处于工作构造相关联的第二信号。
传动单元45基本包括(图4和图5):
-柱体60,在所示的情况下是螺母,其与杆10成一体并包括从与杆10相反的一侧在径向上突出的环形脊61;以及
-圈63,其与元件16成一体并设有朝向轴线A打开并由脊61接合的座64。
脊61在轴向方向上由彼此相对的两个壁65和66界定。
在所示的情况下,脊61具有梯形轮廓并且包括在轴向上介于壁65和66之间的另一壁67。特别地,壁67平行于轴线A延伸。
特别地,壁65和66相对于轴线A彼此倾斜,位于相对于杆10在轴线A的相对侧会聚的相应的平面上,并且相对于径向于轴线A的平面对称地延伸。
座64在轴向方向上由彼此相对的两个壁71和72界定。
在所示的情况下,座64也具有梯形轮廓并且包括在轴向上介于壁71和72之间的另一壁73。特别地,壁73平行于轴线A延伸。
类似于壁65和66,壁71和72相对于轴线A彼此倾斜,位于相对于杆10在轴线A的相对侧会聚的相应的平面上,并且相对于径向于轴线A的平面对称地延伸。
脊61在存在相对于轴线A的轴向和径向游隙的情况下接合座64。
更具体地,当传动单元45被设置在非工作构造时,脊61在轴向上被设置成与座64分开,即,脊61的两个壁66和67都被设置成与座64的相应的壁71和72分开,如图5所示。
相反,当传动单元45被设置在工作构造时,脊61与座64进行轴向接触。更具体地,壁71与壁65接触,或者壁72与壁66接触,从而确保杆10在平行于轴线A的两个方向上的滑动使元件16在两个方向上滑动。
此外,座64的壁73与脊61的壁67在径向上分开。
特别地,柱体60通过螺纹连接件80与杆10连接。
传动单元45还包括锁紧螺母81,该锁紧螺母81被旋拧到杆10上,并且被设置成在轴向上抵靠在柱体60的与轴承17轴向相对的端部上。
特别地,锁紧螺母81被旋拧在杆10的端部24上。
圈63由彼此轴向接触的两个半圈82和83形成。
更具体地,半圈83在轴向上介于半圈82与轴承17之间。
半圈83也与轴承17轴向接触。
半圈82和83限定了座64的相应部分。
特别地,脊61和座64涂有低摩擦材料150。
更具体地,壁71与壁65接触,或者壁72与壁66接触。
优选地,旋翼4还包括套筒90,该套筒90在径向上介于圈31与杆10之间,并且在轴向上介于杆10与柱体60之间。
更详细地,套筒90与杆10同轴地延伸。
套筒90基本包括:
-主体91;以及
-轴向端部脊92,其直径大于主体91,并且从主体91从与轴线A相反的一侧朝着元件16径向突出。
更详细地,主体91包括:
-径向外表面93,其与轴承17的圈31接触;以及
-径向内表面94,其与杆10的相对于轴线A在径向外部的表面18接触。
脊92限定套筒90的轴向端部,该轴向端部面对杆10的端部23并且被设置成抵靠在杆10的环形肩部121上。
柱体60还包括端面140,该端面径向延伸并设置成与圈31接触。
旋翼4包括由耐磨材料制成的界面120,该界面120介于杆10与轴承17之间,以便在轴承17失效的情况下允许整个轴承17相对于杆10围绕轴线A旋转。
界面120包括耐磨材料制成的第一涂层,该第一涂层轴向延伸并且设置在套筒90的表面94上和杆10的表面18上。
界面120还包括第二涂层,该第二涂层在肩部121上和脊92的与肩部121接触的表面122上径向延伸,并且与轴承17的圈31轴向相对。
界面120适于防止杆10围绕轴线A的不期望的旋转。如果在轴承17失效之后,滚动体32将扭转力矩传递到圈31,并因此通过摩擦而传递到套筒90,则可能发生该不期望的旋转。
在所示的情况下,套筒90由钢制成,并且表面93和94涂有硬质氧化钨。
替代地,套筒90由青铜制成,并且具有包括捕获润滑剂的腔体的结构。
表面18以及表面93和94的材料的摩擦系数使得在上述失效条件下避免套筒90的不期望的旋转,该不期望的旋转将足以引起杆10的不期望的旋转的扭转力矩传递给杆10。
界面120还包括沉积在与轴承17的圈31接触的表面140上的第三涂层。
轴承17的圈30通过彼此轴向相对的相应的部分在轴向上固定在元件16的管状体40与圈63之间。
轴承17的圈31通过彼此轴向相对的相应的部分在轴向上固定在套筒90的脊92与柱体60之间。
检测装置50还包括适于产生与套筒90围绕轴线A的旋转相关联的第三信号的传感器53。
此外,传感器51适于检测轴承17和/或套筒90的温度和加速度中的至少一个。
在使用中,旋翼3的运转产生推力,该推力能够使直升机1持续在空中并且使直升机1向前飞行。
旋翼3的运转还在机身2上产生扭矩,该扭矩通过旋翼4的推力产生的反扭矩来平衡。
为了控制直升机1的偏航角,飞行员操作飞行控制装置15,以便调节旋翼4的桨叶8的桨距,从而调节由旋翼4产生的推力。
在旋翼4的运转期间,轴13驱动支柱6围绕轴线A旋转,并且支柱6驱动旋翼毂9、元件16和桨叶8围绕轴线A旋转。而杆10相对于轴线A保持角度固定。
下面从轴承17正确地工作并因此传动单元45被设置在非工作构造的条件开始描述旋翼4的运转。
在这种条件下,飞行控制装置15的操作引起杆10沿着轴线A在给定的方向上平移。
这种平移引起轴承17和元件16沿着轴线A一体地平移。
结果,元件16远离(或靠近)桨叶8移动并改变杠杆43相对于轴线B的倾斜度,从而增加(或减小)桨叶18的迎角。
杠杆43的这种移动引起桨叶8围绕相关联的轴线B同时旋转相等的角度,并因此调整桨叶8的迎角。
如果在轴承17失效之后,滚动体32将扭转力矩不适当地传递到圈31,并因此传递到套筒90,则界面120的第一涂层和第二涂层阻止杆10被旋转地驱动。
更具体地,形成第一涂层的表面94和18的耐磨材料以及形成第二涂层的表面122和肩部121的耐磨材料防止套筒90的不期望的旋转将足以引起杆10的不期望的旋转的扭转力矩传递到杆10。
沉积在表面140上的界面120的第三涂层的耐磨材料防止轴承17的圈31的不期望的旋转引起圈63和杆10的不期望的旋转。
在套筒90的不期望的旋转的情况下,传感器53产生第三信号,该第三信号将危险情况通知给飞行员。
另外,传感器51检测轴承17和套筒90的温度和加速度,并且在这些值暗示轴承17的失效状态的情况下,产生第一信号。
此外,在上述条件下,如图5所示,脊61的壁65和66在轴向上被设置为与座64的相应的壁71和72分开。
结果,由柱体60和圈63形成的传动单元45在从杆10到元件16的运动传递中不起有效作用。
在失效的情况下,轴承17不再能够将轴向载荷从杆10传递到元件16,即不再能够使杆10和元件16平行于轴线A一体地平移。
在这种情况下,传动单元45被启动,这使得能够至少在预定时长内保持反扭矩旋翼4的可控性。
更详细地,飞行控制装置15的操作引起杆10和圈63平移直至到达脊61与圈63的座64轴向接触的位置。
更具体地,脊61的壁65(66)首先与圈63的座64的壁71(72)接触,然后在轴向上推动圈63的座64的壁71(72)。
这样,传动单元45处于工作构造,并且杆10的平移继续经由柱体60和圈63引起元件16的平移。
传动单元45的启动在元件16上产生的少量游隙对应于使脊61抵靠在座64上杆10必须涵盖的大移动。
传感器52产生第二信号,该第二信号通知飞行员传动单元45处于工作构造。
参照图6,附图标记4’表示根据本发明第二实施方式的反扭矩旋翼。
旋翼4’类似于旋翼4,稍后将仅就与旋翼4的区别进行描述;在可能的情况下,旋翼4和4’的相同或相当的部分将用相同的附图标记表示。
特别地,旋翼4’与旋翼4的不同之处在于,为了减小脊61与座64之间的摩擦,旋翼4’包括:
-介于脊61的壁65与座64的壁71之间的轴承100;以及
-介于脊61的壁66与座64的壁72之间的轴承101。
优选地,轴承100和101是滚子或滚珠或滚针轴承。
特别地,每个轴承100(101)包括:
-紧固在壁66(67)上的圈103;
-紧固在壁71(72)上的圈104;以及
-介于圈103与104之间的多个滚动体105。
在所示的情况下,圈103和104是截头锥体的类型。
在所示的情况下,滚动体105是具有相对于轴线A倾斜的相应的轴线的滚针。
旋翼4’的运转类似于旋翼4的运转,因此不再详细描述。
通过检查根据本发明的旋翼4和4’的特性,由此可以实现的优点是显而易见的。
如果滚动体32在轴承17失效之后不正确地将扭转力矩传递到圈31和套筒90来引起它们旋转,则耐磨材料制成的界面102将大大地限制该扭转力矩被传递到杆10的风险。
这样,与本说明书的背景技术部分中提到的已知类型的方案不同,在没有增加另外的轴承的情况下,大大地限制了杆10被该扭转力矩损坏并且旋翼4或4’因此变得不可控的风险。
传感器53产生第三信号,该第三信号向飞行员通知危险情况并建议尽快着陆。
特别地,当设置在工作构造时,传动单元45在杆10平行于轴线A平移之后引起元件16滑动。
因此,传动单元45相对于轴承17限定了从杆10到元件16的附加且冗余的传动控制路径。
以这种方式,即使在轴承17失效的情况下,传动单元45也确保桨叶8的迎角的可控性。
更具体地,在导致圈31和30物理分离的滚动体32损坏的情况下,杆10的平移使脊61抵靠在座64上。这样,确保了元件16的正确平移并因此确保了桨叶8和旋翼4的迎角的可控性。
一旦脊61抵靠在座64上,传感器52就产生第二信号,该第二信号通知飞行员传动单元45处于工作构造。这样,通知飞行员建议尽快着陆。
最后,很明显,在不脱离权利要求书所限定的范围的前提下,可以对本文所述和所示的旋翼4和4’进行修改和变型。
特别地,界面102可以仅包括第一涂层、第二涂层和第三涂层中的一个或两个。
Claims (16)
1.一种用于直升机(1)的反扭矩旋翼(4、4’),其包括:
-支柱(6),其能围绕第一轴线(A)旋转;
-多个桨叶(8),其铰接在所述支柱(6)上,沿着各自的横向于所述第一轴线(A)的第二轴线(B)延伸,并能围绕各自的所述第二轴线(B)旋转以改变各自的迎角;
-控制元件(16),其相对于所述支柱(6)沿着所述第一轴线(A)滑动,与所述支柱(6)一体地旋转,并且可操作地连接至所述桨叶(8)以在所述元件(16)沿着所述轴线(A)平移之后引起所述桨叶(8)围绕各自的所述第二轴线(B)旋转;
-控制杆(10),其相对于所述支柱(6)沿着所述第一轴线(A)在轴向上滑动并且相对于所述第一轴线(A)在角度上是固定的;以及
-连接元件(17),其介于所述控制杆(10)与所述控制元件(16)之间,与所述控制杆(10)一体地相对于所述支柱(6)沿着所述第一轴线(A)滑动,并被构造为在正确的操作条件下使所述控制元件(16)相对于所述控制杆(10)围绕所述第一轴线(A)相对旋转;
其特征在于,所述反扭矩旋翼包括由耐磨材料制成的界面(120),所述界面介于所述控制杆(10)与所述连接元件(17)之间,以在所述连接元件(17)失效的情况下使所述连接元件(17)相对于所述控制杆(10)围绕所述第一轴线(A)旋转;以及
-管状元件(90),其在径向上介于所述控制杆(10)与所述连接元件(17)之间,并且与所述控制杆(10)和所述连接元件(17)一体地在轴向上滑动;
所述界面(120)至少包括所述管状元件(90)的第一表面(94),该第一表面被设置为与所述控制杆(10)接触,以使所述管状元件(90)能够与所述连接元件(17)一起相对于所述控制杆(10)旋转;
所述反扭矩旋翼(4、4’)还包括适于检测所述环形元件(90)的旋转的至少一个第一传感器(53);
所述连接元件(17)包括耐磨轴承(17);
所述轴承(17)又包括:
-第一圈(30),其与所述控制元件(16)一体地围绕所述第一轴线(A)旋转;
-第二圈(31),其相对于所述第一轴线(A)在所述第一圈(30)的径向内部,并且与所述控制杆(10)一体地沿着所述第一轴线(A)滑动;以及
-多个滚动体(32),其介于所述第一圈(30)与所述第二圈(31)之间,并适于在所述第一圈(30)和所述第二圈(31)的各自的滚道(33、34)上滚动;
所述第二圈(31)在与所述滚动体(32)相对的一侧沿着径向于所述第一轴线(A)的方向与所述管状元件(90)接触;
所述旋翼(4、4’)还包括可操作地连接至所述控制杆(10)和所述控制元件(16)的传动单元(45);
所述传动单元(45)是选择性可用的:
-在工作构造中,在所述控制杆(16)平移之后,使所述控制元件(16)沿着所述第一轴线(A)滑动;或者
-在非工作构造中,其中所述传动单元(45)与所述控制元件(16)脱离;
其中,在所述轴承(17)失效的情况下,所述传动单元(45)被设置在所述工作构造,其中在所述杆(10)的轴向平移之后,所述轴承(17)不再能够将轴向载荷从所述杆(10)传递到所述控制元件(16)来引起所述元件(16)在两个方向上的轴向平移;并且
当所述第一轴承(17)正确地允许所述元件(16)相对于所述杆(10)相对旋转并且防止所述元件(16)与所述杆(10)之间的任何相对平移时,所述传动单元(45)被设置在所述非工作构造。
2.根据权利要求1所述的旋翼,其特征在于,所述界面(120)包括整个所述管状元件(90)。
3.根据权利要求1或2所述的旋翼,其特征在于,所述界面(120)包括所述控制杆(10)的第二表面(18),所述第二表面具有轴向延伸并被设置成与所述第一表面(94)接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋翼,其特征在于,所述管状元件(90)又包括:
-主体(91),其在径向上介于所述连接元件(17)与所述控制杆(10)之间;以及
-轴向端部脊(92),其从所述主体(91)朝所述连接元件(17)径向突出。
5.根据权利要求4所述的旋翼,其特征在于,所述界面(120)还包括被设置成抵靠在所述控制杆(10)的肩部(121)上的所述轴向端部脊(92)的第三表面(122)。
6.根据权利要求5所述的旋翼,其特征在于,所述界面(120)还包括与所述第三表面(122)接触的所述控制杆(10)的所述肩部(121)。
7.根据前述任一项权利要求所述的旋翼,其特征在于,所述旋翼包括适于产生与所述传动单元(45)处于所述工作构造的事实相关联的信号的第二传感器(52)。
8.根据前述任一项权利要求所述的旋翼,其特征在于,所述传动单元(45)又包括:
-环形脊(61),其与所述控制杆(10)在轴向上成一体并且从所述控制杆(10)径向突出;以及
-座(64),其由所述第二脊(61)接合并与所述控制元件(16)在角度上成一体。
9.根据权利要求8所述的旋翼,当权利要求8从属于权利要求2至7中任一项时,其特征在于,所述传动单元(45)包括同轴地安装在所述控制杆(10)上的套筒(60),并且所述环形脊(61)从所述套筒(60)从与所述控制杆(10)径向相反的一侧突出;
所述第二圈(31)在轴向上被阻挡在所述套筒(60)与所述管状元件(90)的径向突出的所述轴向端部脊(92)之间;
所述界面(120)包括被设置成与所述第二圈(31)接触的所述套筒(60)的第四表面(140)。
10.一种用于直升机(1)的反扭矩旋翼(4、4’),其包括:
-支柱(6),其能围绕第一轴线(A)旋转;
-多个桨叶(8),其铰接在所述支柱(6)上,沿着各自的横向于所述第一轴线(A)的第二轴线(B)延伸,并能围绕各自的所述第二轴线(B)旋转以改变各自的迎角;
-控制元件(16),其相对于所述支柱(6)沿着所述第一轴线(A)滑动,与所述支柱(6)一体地旋转,并且可操作地连接至所述桨叶(8)以在所述元件(16)沿着所述轴线(A)平移之后引起所述桨叶(8)围绕各自的所述第二轴线(B)旋转;
-控制杆(10),其相对于所述支柱(6)沿着所述第一轴线(A)在轴向上滑动并且相对于所述第一轴线(A)在角度上是固定的;以及
-连接元件(17),其介于所述控制杆(10)与所述控制元件(16)之间,与所述控制杆(10)一体地相对于所述支柱(6)沿着所述第一轴线(A)滑动,并被构造为在正确的操作条件下使所述控制元件(16)相对于所述控制杆(10)围绕所述第一轴线(A)相对旋转;
-由耐磨材料制成的界面(120),所述界面介于所述控制杆(10)与所述连接元件(17)之间,以在所述连接元件(17)失效的情况下使所述连接元件(17)相对于所述控制杆(10)围绕所述第一轴线(A)旋转;以及
-管状元件(90),其在径向上介于所述控制杆(10)与所述连接元件(17)之间,并且与所述控制杆(10)和所述连接元件(17)一体地在轴向上滑动;
所述界面(120)至少包括所述管状元件(90)的第一表面(94),该第一表面被设置为与所述控制杆(10)接触,以使所述管状元件(90)能够与所述连接元件(17)一起相对于所述控制杆(10)旋转;
所述反扭矩旋翼(4、4’)还至少包括适于检测所述环形元件(90)的旋转的第一传感器(53);
所述管状元件(90)又包括:
-主体(91),其在径向上介于所述连接元件(17)与所述控制杆(10)之间;以及
-轴向端部脊(92),其从所述主体(91)朝所述连接元件(17)径向突出,
其特征在于,所述界面(120)还包括被设置成抵靠在所述控制杆(10)的肩部(121)上的所述轴向端部脊(92)的第三表面(122);
所述界面(120)还包括与所述第三表面(122)接触的所述控制杆(10)的所述肩部(121)。
11.根据权利要求10所述的旋翼,其特征在于,所述连接元件(17)包括耐磨轴承(17);
所述轴承(17)又包括:
-第一圈(30),其与所述控制元件(16)一体地围绕所述第一轴线(A)旋转;
-第二圈(31),其相对于所述第一轴线(A)在所述第一圈(30)的径向内部,并且与所述控制杆(10)一体地沿着所述第一轴线(A)滑动;以及
-多个滚动体(32),其介于所述第一圈(30)与所述第二圈(31)之间,并适于在所述第一圈(30)和所述第二圈(31)的各自的滚道(33、34)上滚动;
所述第二圈(31)在与所述滚动体(32)相对的一侧沿着径向于所述第一轴线(A)的方向与所述管状元件(90)接触。
12.根据权利要求11所述的旋翼,其特征在于,所述旋翼包括可操作地连接至所述控制杆(10)和所述控制元件(16)的传动单元(45);
所述传动单元(45)是选择性可用的:
-在工作构造中,在所述控制杆(16)平移之后,使所述控制元件(16)沿着所述第一轴线(A)滑动;或者
-在非工作构造中,其中所述传动单元(45)与所述控制元件(16)脱离;
其中,在所述轴承(17)失效的情况下,所述传动单元(45)被设置在所述工作构造,其中在所述杆(10)的轴向平移之后,所述轴承(17)不再能够将轴向载荷从所述杆(10)传递到所述控制元件(16)来引起所述元件(16)在两个方向上的轴向平移;并且
当所述第一轴承(17)正确地允许所述元件(16)相对于所述杆(10)相对旋转并且防止所述元件(16)与所述杆(10)之间的任何相对平移时,所述传动单元(45)被设置在所述非工作构造。
13.根据权利要求11或12所述的旋翼,其特征在于,所述旋翼包括适于产生与所述传动单元(45)处于所述工作构造的事实相关联的信号的第二传感器(52)。
14.根据权利要求12或13所述的旋翼,其特征在于,所述传动单元(45)又包括:
-环形脊(61),其与所述控制杆(10)在轴向上成一体并且从所述控制杆(10)径向突出;以及
-座(64),其由所述第二脊(61)接合并与所述控制元件(16)在角度上成一体。
15.根据权利要求14所述的旋翼,其特征在于,所述传动单元(45)包括同轴地安装在所述控制杆(10)上的套筒(60),并且所述环形脊(61)从所述套筒(60)从与所述控制杆(10)径向相反的一侧突出;
所述第二圈(31)在轴向上被阻挡在所述套筒(60)与所述管状元件(90)的径向突出的所述轴向端部脊(92)之间;
所述界面(120)包括被设置成与所述第二圈(31)接触的所述套筒(60)的第四表面(140)。
16.一种直升机,其包括:
-机身(2);
-主旋翼(3);以及
-根据前述任一项权利要求所述的反扭矩旋翼(4、4’)。
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