CN116802117A - 用于控制涡轮发动机叶片的倾斜角度改变的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制涡轮发动机(10)、尤其是用于飞行器的涡轮发动机(10)的风扇的叶片(13)的倾斜角度改变的系统，该涡轮发动机(10)包括径向安装在驱动轴(11)中的叶片(13)和设置装置(14)，该设置装置(14)构造为基于施加到所述设置装置(14)的轴向力(F)来改变叶片的倾斜角度(0)。该控制系统包括液压致动器(3)、液压泵(4)、机械连接到液压泵(4)的连接环(5)，使得液压泵(4)的流速与驱动轴(11)和连接环(5)之间的相对速度成比例，以及设计成控制连接环(5)的驱动速度以便独立于驱动轴(11)的速度控制叶片(13)的倾斜角度的磁联接装置(6)。

Description

用于控制涡轮发动机叶片的倾斜角度改变的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制涡轮机叶片的倾斜角度改变的系统，该涡轮机包括多个具有可变倾斜角度角的叶片。叶片应理解为涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨的叶片和涡轮喷气发动机风扇的叶片。

背景技术

例如，为了在涡轮机从起飞到着陆的所有运行阶段提高涡轮机的性能和效率，改变叶片的倾斜角度是公知的。这种可变倾斜角度允许螺旋桨或风扇的速度变化，以便特别提高螺旋桨的推进效率，而不改变涡轮的推进效率，涡轮的推进效率通常设定为其连续的最大速度。此外，着陆期间的叶片倾斜反转推力，消除了对复杂和沉重的常规推力反转系统的需要。

倾斜角度改变控制系统的困难在于叶片属于旋转参考系，并且叶片角度的改变需要在该旋转参考系中传输大量能量。

当前的倾斜角度改变控制系统通常包括液压致动器，该液压致动器提供必要的力以将倾斜角度设置到期望的角度(倾斜)。这种液压致动器属于旋转参考系，并由属于固定参考系的液压泵供给。这些系统特别复杂，整体尺寸大，并且具有显著的可靠性问题，特别是由于使用旋转接头或连接件在固定参考系和旋转参考系之间传输液压流体。重要的是尽量减少旋转连接的泄漏，因为所产生的压降已经通过增加泵送功率来补偿，这影响了致动系统的质量和效率。

另一种解决方案是利用旋转的电触点来执行电致动器的电命令，但是这些电触点具有过早磨损的缺点，这在它们难以接近时是有问题的。另一种解决方案是通过连接到电致动器的电力变压器来执行电命令，这迫使提供具有与电动马达相似尺寸的电力变压器，而电动马达很重、整体尺寸大且昂贵。顺便提及，在专利申请FR2831225A1的现有技术中，已知一种电动液压装置，其包括由电动马达控制的液压泵供给的液压缸，所有这些都属于旋转参考系。属于旋转参考系的电动机通过属于固定参考系的控制电路由感应控制和供电。电动机必须有足够大的功率为液压泵提供动力。这种电动机增加了旋转参考系的质量，这是一个缺点。除了在旋转参考系中传输功率的困难之外，另一个困难是在功率传输期间管理故障情况。事实上，在故障期间，有必要将螺旋桨置于安全位置以限制阻力，故障会导致驱动力损失和无法固定螺旋桨。旋转转移的完全冗余对质量是非常有害的。

从专利申请US2699220A的现有技术中也已知一种用于控制和改变飞行器螺旋桨叶片倾斜角度的系统。

因此，本发明旨在消除这些缺点中的至少一些。

发明内容

本发明涉及一种用于控制涡轮机、尤其是用于飞行器的涡轮机的风扇的叶片的倾斜角度改变的系统，该涡轮机包括沿纵向轴线延伸的驱动轴，该驱动轴适于相对于所述涡轮机的固定结构绕所述纵向轴线被可旋转地驱动，相对于驱动轴径向安装并适于以叶片倾斜角度定向的叶片，以及定向装置，该定向装置构造成根据施加到所述定向装置的轴向载荷来改变叶片的倾斜角度，控制系统包括液压致动器，该液压致动器与驱动轴可旋转地成一体，以便将轴向载荷施加到所述定向装置和液压泵，该液压泵与驱动轴可旋转地成一体，向液压致动器供电，以便根据液压泵的流量向所述定向装置施加轴向载荷。

本发明的显著之处在于，控制系统包括相对于所述涡轮机的固定结构绕所述纵向轴线可旋转地安装的连接环形齿轮，所述连接环形齿轮机械地连接到液压泵，使得液压泵的流量与驱动轴和连接环形齿轮之间的相对速度成比例，以及磁联接装置，该磁联接装置构造成引导连接环形齿轮的驱动速度，以便独立于驱动轴的速度来控制叶片的倾斜角度。

根据本发明，供给泵的能量取自驱动轴，这避免了现有技术中对高电力传输的需求。有利的是，叶片角度可以简单地通过制动连接环形齿轮来调节。磁联接装置易于维护，并且由于没有接触而可靠。有利的是，流体回路是闭合的(没有电源)，并且只属于旋转参考系。

优选地，液压致动器包括致动器主体，该致动器主体包括第一腔室和第二腔室，该第一腔室和第二腔室构造成接收液压流体，以便根据腔室中的压力沿着纵向轴线平移致动器主体。优选地，液压泵构造为供应第一腔室。优选地，液压泵构造成在第二腔室中收集液压流体。

优选地，液压泵构造成在第一方向上移动液压致动器，特别是向下游，控制系统包括返回构件，该返回构件构造成在与第一方向相反的第二方向上施加轴向返回载荷，特别是向上游。有利的是，返回装置构造成将叶片的倾斜角度减小到安全位置。因此，返回构件通过在缺乏液压的情况下自动减小倾斜角度来执行安全功能。有利的是，固定是被动的。返回构件优选为弹簧的形式。

优选地，在没有磁联接的情况下，连接环形齿轮由液压泵可旋转地驱动，特别是以相同的旋转速度。因此，为了产生速度差，联接装置应该使连接环形齿轮减速，这需要很少的能量，并且还允许收集能量。

优选地，磁联接装置包括永磁电机，该永磁电机包括与固定结构成一体的定子构件和与连接环成一体的转子构件，转子构件与定子构件磁联接，以便磁制动连接环形齿轮。

根据本发明的一个方面，磁联接装置还包括控制单元，该控制单元构造成向定子构件提供控制电流，以便改变制动力。

优选地，控制单元与固定结构是一体的。它可以有利地容纳在具有有利的温度和压力条件的隔间中，这增加了可靠性并降低了成本。

根据优选方面，控制单元包括至少一个可变电阻器。这使得可以方便地设置制动力，并在制动时收集热量和电能。

根据本发明的一个方面，控制系统包括至少两个液压泵，液压泵特别地串联或并联连接。这种液压泵提供了冗余和整体平衡。

根据本发明的一个方面，控制系统包括至少一个超速管理系统，该超速管理系统构造成在检测到超速的情况下改变对液压致动器的电力供应。这样可以保证安全。

本发明还涉及包括如前所述的控制系统的涡轮机风扇模块。

本发明还涉及一种涡轮机，特别是用于飞行器的涡轮机，包括沿纵向轴线延伸并适于相对于所述涡轮机的固定结构绕所述纵向轴线被可旋转地驱动的驱动轴，径向安装在所述驱动轴中并适于以叶片倾斜角度定向的叶片，以及定向装置，该定向装置构造成根据施加到所述定向装置的轴向载荷来改变叶片的倾斜角度，该涡轮机包括如前所述的控制系统，以将轴向载荷施加到定向装置。

本发明还涉及一种通过如前所述的控制系统来控制涡轮机风扇叶片的倾斜角度改变的方法，该方法包括：

通过磁联接装置改变连接环形齿轮的驱动速度的步骤，

通过连接环形齿轮驱动液压泵的步骤，以便激活液压致动器并向定向装置施加轴向载荷，以及

根据施加到定向装置的轴向载荷来改变叶片的倾斜角度的步骤。

附图说明

通过阅读作为示例给出的以下描述，并参考作为非限制性示例给出的以下附图，将更好地理解本发明，其中相同的附图标记表示相似的物体。

图1是根据本发明一个实施例的涡轮机的纵向截面示意图。

图2示出了处于下游位置的液压致动器的纵向截面示意图。

图3示出了处于上游位置的液压致动器的纵向剖视图的示意图。

图4是用于改变叶片倾斜角度控制的方法的示意图。

图5是磁联接装置的控制单元的示意图。

图6是涡轮机中安装控制单元的可能位置的示意图。

图7是提供冗余的控制系统的第一替代方案的示意图。

图8是提供冗余的控制系统的第二替代方案的示意图。

应该注意的是，附图详细阐述了本发明，以便实施本发明，如果需要，所述附图当然可以用于更好地限定本发明。

具体实施方式

将针对涡轮螺旋桨发动机阐述本发明，但是本发明适用于任何具有可改变倾斜角度的旋转叶片的涡轮机，特别是具有带旋转叶片的风扇的涡轮喷气发动机或具有带旋转叶片的螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机。随后，为了简洁起见，术语“风扇”将用于指代涡轮喷气发动机风扇和涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨。

随后，将结合涡轮螺旋桨发动机阐述本发明，但是本发明也适用于涡轮喷气发动机。

参照图1，示出了根据本发明一个实施例的涡轮螺旋桨发动机10的局部剖视图。

涡轮机10包括驱动轴11，该驱动轴11沿着纵向轴线X延伸，并且适于相对于所述涡轮机10、尤其是经由轴承111的固定结构12绕所述纵向轴线X可旋转地驱动。随后，术语“下游”和“上游”相对于纵向轴线X来确定，在图1中纵向轴线X从下游朝向上游。

涡轮机10包括风扇H，该风扇H包括相对于所述驱动轴11径向安装、尤其是通过轮毂安装的叶片13，并且适于相对于与纵向轴线X正交的径向轴线R以倾斜角度θ定向。随后，倾斜角度θ在最小倾斜角度和最大倾斜角度之间变化，在最小倾斜角度处叶片13为“顺桨(en drapeau)”。

仍然参照图1，涡轮机10包括定向装置14，该定向装置14构造成根据施加到所述定向装置14的轴向载荷F来改变叶片13的倾斜角度θ。这种定向装置14是本领域技术人员已知的，特别是从专利申请FR3036093中。优选地，定向装置14包括相对于径向轴线R偏心的曲柄销。

为了改变叶片13的倾斜角度，涡轮机10包括控制系统，该控制系统包括液压致动器3、液压泵4、连接环形齿轮5和将详细阐述的磁联接装置6。

液压致动器3构造成向所述定向装置14施加轴向载荷F。在这个例子中，液压致动器3是液压缸的形式，安装在驱动轴11的外部，并可旋转地与其成一体。换句话说，液压致动器3属于旋转参考系。

在该示例中，液压致动器3传导油，但是不言而喻，可以考虑其他液压流体。

参考图1，液压致动器3包括致动器主体30，该致动器主体30包括第一腔室31和第二腔室32，该第一腔室31和第二腔室32构造成接收液压流体，以便根据腔室31、32中的压力沿着纵向轴线X平移致动器主体30。在该实施例中，第一腔室31位于第二腔室32的下游。在该示例中，如稍后将阐述的，当第一腔室31中的压力增加时，致动器主体30向下游移动。液压致动器3还包括校准开口33，其允许流体以受控的流速从第一腔室31循环到第二腔室32。腔室31和腔室32被属于驱动轴11的壁分开。

在该示例中，第一腔室31是液压泵4的供给腔室，而第二腔室32是液压泵4的收集腔室。因此，液压泵4允许致动器主体30向下游轴向移动。

在该示例中，致动器主体30在对应于最小倾斜角度的端部上游位置和对应于最大倾斜角度的端部下游位置之间移动。

优选地，液压致动器3具有传感器，该传感器构造成检测液压致动器3的位置并将其与其设定点位置进行比较，如稍后将阐述的。

仍然参照图1，涡轮机10还包括返回构件7，该返回构件7构造成在定向装置14上施加指向上游的轴向返回载荷，即与液压泵4的驱动方向相反的方向。

参考图1，在这个例子中，返回构件7围绕驱动轴11安装在驱动轴11的止动构件112和致动器主体30之间，以便直接在致动器主体30的上游施加应力。

因此，当第一腔室31中的液压压力增加时，返回构件7使得抵抗下游运动成为可能。当第一腔室31不再处于压力下时，返回构件7通过迫使流体经由校准开口33从第一腔室31循环到第二腔室32，允许致动器主体30向上游返回到安全位置。换句话说，返回构件7使得叶片13能够被动地顺桨。

如稍后将阐述的，在控制系统故障的情况下，返回构件7通过减小叶片13的倾斜角度有利地提高了安全性。在液压泵4没有提供液压的情况下，叶片13有利地被带回到安全位置(顺桨叶片)。

优选地，返回构件7是弹簧的形式，但是不言而喻，它可以是其他形式，例如柔性杆或配重(contrepoids)。

根据本发明的一个方面，磁联接装置6构造成在两个方向上旋转连接环形齿轮5，并且因此动态地控制液压致动器3的轴向位置。这意味着不需要独特的返回构件。

仍然参照图1，液压泵4可旋转地与驱动轴11成一体，并供给液压致动器3，以便根据液压泵4的流量向所述定向装置14施加轴向载荷F。因此，液压泵4和液压致动器3属于同一旋转参考系。液压泵4通过第一供应通道41连接到第一腔室31，并通过第二收集通道42连接到第二腔室32。液压泵4构造成增加第一腔室31中的液压。换句话说，液压泵4构造成经由第一供应通道41向第一腔室31供应流体。流体在被液压泵4经由第二收集通道42收集之前，经由校准开口33循环进入第二收集腔室32。因此，流体回路仅属于旋转参考系，与需要旋转接头来连接固定参考系和旋转参考系的设备的现有技术相比，这限制了泄漏的风险。

由于通道41、42是旋转的，流体回路的环路构造有利地避免了压力差的出现，该压力差会改变液压致动器3的平衡位置。实际上，当对整个流体回路的压力求和时，相对于旋转轴线X的“上升”压力和“下降”压力被求和，结果得到总的零值。

优选地，液压泵4是固定容积泵、特别是齿轮泵。

参考图1，液压泵4包括机械输入43，其构造为接收输入扭矩。根据施加到机械输入43的输入扭矩，液压泵4在第一腔室31中施加不同的流速，并因此施加不同的压力。换句话说，液压泵4使得将输入扭矩转换成流量设定值成为可能，这有利地改变了轴向载荷F。

在该示例中，当输入扭矩高时，液压泵4增加第一腔室31中的压力，这向下游移动致动器主体30并压缩返回构件7，如图2所示。相反，如图3所示，当输入扭矩低或为零时，液压泵4不提供任何流量，并且腔室31、32之间的压力被返回构件7平衡。返回构件7控制小的螺旋角，并且叶片13处于安全位置。这意味着，在液压泵4发生故障的情况下，通过返回构件7来确保安全性。

优选地，机械输入43是与连接环形齿轮5啮合的驱动小齿轮的形式。有利地，连接环形齿轮5仅联接到液压泵4，使得在没有磁联接的情况下，液压泵4不(或仅轻微地)供应液压致动器3。机械输入43和液压泵4机械地配合，使得机械输入43在没有磁联接的情况下可旋转地驱动连接环形齿轮5。实际上，液压泵4属于旋转参考系，并且被可旋转地驱动。如下所述，磁性联接装置6使得磁性制动连接环形齿轮5以在连接环形齿轮5和液压泵4之间产生速度差成为可能。

连接环形齿轮5相对于所述涡轮机10的固定结构12围绕所述纵向轴线X可旋转地安装，并且构造成提供施加到液压泵4的机械输入43的输入扭矩。如图1所示，连接环形齿轮5通过轴承51连接到固定结构12。

连接环形齿轮5机械连接到液压泵4，使得液压泵4的流速与驱动轴11和连接环形齿轮5之间的相对速度成比例。如前所述，液压泵4可旋转地与驱动轴11成一体。因为驱动轴11的转速是已知的，所以调节连接环形齿轮5的转速就足以调节驱动轴11和连接环形齿轮5之间的相对速度，从而改变液压泵4的流量。当连接环形齿轮5由液压泵4可旋转地驱动时，制动连接环形齿轮5足以调节驱动轴11和连接环形齿轮5之间的相对速度。

磁联接装置6构造成改变连接环形齿轮5绕所述纵向轴线X的驱动速度，以便间接控制叶片13的倾斜角度。特别地，磁联接装置6为连接环形齿轮5执行磁制动功能。

参照图1，磁联接装置6包括永磁电机60，永磁电机60包括与固定结构12成一体的定子构件60A和与连接环形齿轮5成一体的转子构件60B，该转子构件60B与定子构件60A磁联接。磁联接装置6还包括属于固定参考系的控制单元61，控制单元61构造成向定子构件60A提供控制电流，以便改变连接环形齿轮5的转速。

因此，总之，控制单元61可以方便地控制叶片13的倾斜角度θ。通过将液压构件(液压致动器3和液压泵4)仅保持在旋转参考系中，固定结构12和连接环形齿轮5之间的无接触磁性连接降低了复杂性。此外，不需要电动机来控制液压泵4。启动所需的能量通过连接环形齿轮5直接取自驱动轴11。动力传输得到简化，这也使得维护更加容易。

优选地，为了便于维护，磁联接装置6构造成产生旋转磁场，以便在涡轮机10停止时控制液压致动器3。根据一个优选方面，如前所述，磁联接装置6构造成产生在两个方向上旋转的磁场，以动态地控制液压致动器3上游和下游的位置，而无需返回构件7。

可选地，当飞行器在地面上时，辅助设备可以连接到磁联接设备6以产生旋转磁场，从而控制液压致动器3。换句话说，辅助设备可以在维护期间用于检查控制系统的操作。

现在将阐述用于控制叶片13的倾斜角度改变的方法。在该实施例中，永磁电机60最初被停用，并且连接环形齿轮5可旋转地与液压泵4成一体，液压泵4本身可旋转地与驱动轴11成一体。液压泵4没有被供应，并且在液压致动器3的第一腔室31中没有过压。如图3所示，致动器30的主体被返回构件7限制在上游位置，于是倾斜角度θ最小。

在该示例中，控制单元61从例如涡轮机的计算器接收用于改变叶片13的倾斜角度的命令。

参考图4，该方法包括改变E1永磁电机60中的电动势FEM的步骤。结果是通过磁联接装置6改变E2连接环形齿轮5的驱动速度的步骤。在该示例中，永磁电机60制动连接环形齿轮5。液压泵4和连接环形齿轮5之间的相对速度增加。

该方法包括通过连接环形齿轮5驱动E3液压泵4的步骤，以便启动液压致动器3并向定向装置14施加轴向载荷F。实际上，相对速度启动液压泵4，该液压泵4向液压致动器3的第一腔室31供给。致动器主体30逆着返回构件7向下游移动，并向定向装置14施加轴向载荷F，如图2所示。

这导致根据施加到所述定向装置14的轴向载荷F来改变E4叶片13的倾斜角度θ的步骤。在这种情况下，叶片13的倾斜角度θ增加以展平叶片13。

因此，通过设定电动势FEM，可以方便地控制叶片13的倾斜角度θ。有利的是，液压泵4的启动力来自驱动轴11，这提高了效率。

当电动势FEM停止时，返回构件7的返回力Fr将液压致动器3向上游移动，这将叶片13的倾斜角度θ改变到如图3所示的安全位置。这确保了安全性，即使磁性联轴器6、连接环形齿轮5或液压泵4失效。

根据本发明的一个方面，参考图5，控制单元61包括可变电阻器62，以便改变定子构件60A中流动的电流，从而改变连接环形齿轮5的转速，以控制叶片13的倾斜角度θ。

有利地，当液压泵4被供应时，连接环形齿轮5的永久制动在可变电阻器62中产生电流，该电流可以被收集并随后被使用。实际上，在很高的倾斜角度θ时，即巡航功率时，发电更重要。相反，只有顺桨位置(最小倾斜角度)不产生能量。可以提供电池来存储来自可变电阻器62的电能，并将其分配给其他设备，例如燃料泵。更优选地，还可以提供电池来存储来自可变电阻器62的热能。

优选地，控制单元61位于温和的热环境中，例如，靠近涡轮机调节计算器。例如，参照图6，控制单元61可定位在涡轮机的不同位置，特别是在机舱中(位置P1)或在“核心”区的下游(位置P2)，其位于二次流的内壁和一次流的外壁之间。

根据本发明的一个方面，参考图7，表示了“串联”型冗余的第一个例子。在该图中，涡轮机10包括连接到第一连接环形齿轮5a和第一磁联接系统6a的第一液压泵4a。类似地，示出了连接到第二连接环形齿轮5b和第二磁联接系统6b以便提供冗余的第二液压泵4b。

液压致动器3的第一腔室31由第一供给通道41供给，该第一供给通道一方面由连接到第一液压泵4a的第一基本供给通道41a供给，另一方面由连接到第二液压泵4b的第二基本供给通道41b供给。

液压致动器3的第二腔室32连接到第二收集通道42，第二收集通道42一方面连接到第一初级返回收集通道42a，所述第一初级返回收集通道42a连接到第一液压泵4a，另一方面连接到第二初级收集通道42b，该第二初级收集通道42b连接到第二液压泵4b。

在正常运行中，第一液压泵4a和第二液压泵4b都供给液压致动器3的第一腔室31。每个磁联接系统6a、6b提供校准的制动。

在故障的情况下，例如由于增加电动势FEM的第二磁联接系统6b的短路，第二液压泵4b在没有控制命令的情况下被致动。这种控制导致液压致动器3向下游移动，并导致叶片13变平，这与“顺桨”安全相反。

当检测到液压致动器3的位置不同于位置设定点时，第一磁联接系统6a尽可能地减小其电动势，以减小第一液压泵4a的流量，从而补偿由第二液压泵4b引起的增加。这消除了液压致动器3的不必要的运动。有利的是，液压泵4a、4b之一的故障可以通过使用两个串联的液压泵4a、4b来补偿。

可选地，为了防止液压泵4a、4b中的一个提供供给流量，可以在液压泵4a、4b中的一个上设置止回阀，这允许液压致动器3被独立地致动，致动速度对应于两个液压泵4a、4b的总和。可选地，为了防止液压泵4a、4b中的一个朝向大倾斜角度θ控制液压致动器3，可以提供本领域技术人员公知的超速管理机构，即用于涡轮螺旋桨发动机的术语“超速调节器”。如果倾斜角度θ变得太低，速度会增加，并且可以被检测到。这些方面将在后面详细阐述。

根据本发明的另一个方面，参考图8，表示了“并联”型冗余的第二个例子。

在该图中，类似于之前，涡轮机10包括连接到第一连接环形齿轮5a和第一磁联接系统6a的第一液压泵4a。类似地，示出了连接到第二连接环形齿轮5b和第二磁联接系统6b以便提供冗余的第二液压泵4b。

液压致动器3的第一腔室31由第一供给通道41供给，该第一供给通道41一方面由连接到第一液压泵4a的第一基本供给通道41a供给，另一方面由连接到第二液压泵4b的第二基本供给通道41b供给。

液压致动器3的第二腔室32连接到第二收集通道42，该第二收集通道42一方面连接到第一初级收集通道42a，该第一初级收集通道42a连接到第一液压泵4a，另一方面连接到第二初级收集通道42b，该第二初级收集通道42b连接到第二液压泵4b。在这个例子中，第一止回阀81安装在第一基本收集通道42a中，第二止回阀82安装在第二基本收集通道42b中。这种止回阀81、82允许两个液压泵4a、4b在液压泵4a、4b中的一个出现压力损失的情况下交替使用。

在正常运行中，第一液压泵4a和第二液压泵4b都供给液压致动器3的第一腔室31。

仍然参照图8，还存在包括第一构件91和第二构件92的超速管理机构。第一构件91与第一止回阀81平行地安装在第一基本收集通道42a中。超速管理机构的第二构件92安装在与第二止回阀82串联的第二基本收集通道42b中。超速管理机构的第一构件91和第二构件92都连接到第一基本供应通道41a，如图8所示。

如果液压泵4a、4b中的一个发生故障，超速管理机构包括速度检测构件93，该速度检测构件93在预定速度阈值之上控制第一构件91和/或第二构件92以将供应转移到第一腔室31并将叶片13置于安全位置。优选地，速度检测构件93包括安装有返回构件的离心力敏感配重，以便确定速度阈值。优选地，每个构件91、92是滑动阀芯的形式，以便在超速的情况下直接连接液压泵4a、4b的入口通道和返回通道。换句话说，每个构件91、92包括由速度检测构件93控制的至少两个位置(通过位置和安全偏转位置)。这可防止倾斜角度θ发生任何不必要的控制。当然，可以在几个线轴上使用几个配重。

当使用两个液压泵4a、4b时，它们优选地彼此径向相对定位，以减少不平衡。

Claims (12)

1.一种用于控制涡轮机(10)、尤其是用于飞行器的涡轮机(10)的风扇的叶片(13)的倾斜角度的控制系统，

所述涡轮机(10)，包括

驱动轴(11)，其沿着纵向轴线(X)延伸，并且适于相对于所述涡轮机(10)的固定结构(12)围绕所述纵向轴线(X)被可旋转地驱动，

叶片(13)相对于所述驱动轴(11)径向安装，并且适于以叶片倾斜角度(θ)定向，并且

定向装置(14)，其构造成根据施加到所述定向装置(14)的轴向载荷(F)来控制叶片的倾斜角度(θ)，

所述控制系统包括

液压致动器(3)，其可旋转地与驱动轴(11)成一体，以便向所述定向装置(14)施加轴向载荷(F)，

液压泵(4)，其可旋转地与驱动轴(11)成一体，供给液压致动器(3)，以便根据液压泵(4)的流量向所述定向装置(14)施加轴向载荷(F)，

所述控制系统的特征在于其包括

相对于所述涡轮机(10)的固定结构(12)围绕所述纵向轴线(X)能够旋转移动地安装的连接环形齿轮(5)，所述连接环形齿轮(5)机械连接到液压泵(4)，使得液压泵(4)的流量与驱动轴(11)和连接环形齿轮(5)之间的相对速度成比例，磁联接装置(6)，其构造为引导连接环形齿轮(5)的驱动速度，以便独立于驱动轴(11)的速度控制叶片(13)的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述液压致动器(3)包括具有第一腔室(31)和第二腔室(32)的致动器主体(30)，所述第一腔室(31)和第二腔室(31)构造成接收液压流体，以便根据腔室(31、32)中的压力沿着纵向轴线X平移所述致动器主体(30)。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的控制系统，其中，所述液压泵(4)构造成在第一方向上、尤其是向下游移动所述液压致动器(3)，所述控制系统包括返回构件(7)，所述返回构件(7)构造成在与所述第一方向相反的第二方向上、尤其是向上游施加轴向返回载荷(Fr)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其中，在没有磁联接的情况下，所述连接环形齿轮(5)由所述液压泵(4)可旋转地驱动、尤其是以相同的旋转速度驱动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制系统，其中，所述磁联接装置(6)包括永磁电机(60)，所述永磁电机(60)包括与固定结构(12)成一体的定子构件(60A)和与连接环形齿轮(5)成一体的转子构件(60B)，所述转子构件(60B)与定子构件(60A)磁联接，从而磁性制动连接环形齿轮(5)。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其中，所述磁联接装置(6)还包括控制单元(61)，所述控制单元(61)构造为向所述定子构件(60A)提供控制电流，以便改变制动力。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述控制单元(61)与固定结构(12)成一体。

8.根据权利要求6和7中任一项所述的控制系统，其中，所述控制单元(61)包括至少一个可变电阻器(62)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制系统，包括至少两个液压泵(4a、4b)，所述液压泵(4a、4b)特别地串联或并联连接。

10.根据权利要求9所述的控制系统，包括至少一个超速管理系统，所述超速管理系统构造成在检测到超速的情况下控制对所述液压致动器(3)的电力供应。

11.一种涡轮机风扇模块(10)，包括根据权利要求1至10中任一项所述的控制系统。

12.一种用于通过根据权利要求1至10中任一项所述的控制系统来控制涡轮机(10)的风扇的叶片(13)的倾斜角度改变的方法，所述方法包括：

通过磁联接装置(6)改变连接环形齿轮(5)的驱动速度的步骤，

通过连接环形齿轮(5)驱动液压泵(4)的步骤，以便激活液压致动器(3)并向定向装置(14)施加轴向载荷(F)，以及

根据施加到所述定向装置(14)的轴向载荷(F)来改变叶片的倾斜角度(θ)的步骤。