CN1636828A - 直升机等转子的制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于直升机等转子的制动装置，该装置联结机构(1)和机构(6)，机构(1)包括圆盘(3)和用于转子的主要制动的手动控制(2)，而机构(6)用于在强风下转子的次要制动。次要制动机构(6)包括铰接于主体(8)、并且能够被致动压紧次要返回装置(22)的次要杠杆(15)，以便驱动压力指状件(21)压紧主要杠杆(10)、促使爪钳(4、5)相应地互相接近运动，这样，使次要杠杆(15)致动主要杠杆(10)，与爪钳(4、5)在主要杠杆(10)单独驱动下所施加的力相比，放大了由爪钳(4、5)施加在圆盘(3)上的夹紧力。

Description

直升机等转子的制动装置
技术领域
本发明涉及驱动直升机等转子的领域，并更具体地涉及用于作用在所述驱动上的制动机构。本发明提供一种用于直升机等转子的制动装置，它将具有圆盘的主要制动机构和在强风中使用的次要制动机构联系起来。
背景技术
直升机等均配置由发动机装置、特别是涡轮机所驱动旋转的转子。转子也配置有主要制动机构以防止转子在发动机停止以后旋转。主要制动机构传统上是一种包括夹持在携带制动衬垫的爪钳之间圆盘的机构类型，并且是一种当其不再被发动机驱动时能够提供足够力量以防止转子由于本身惯性转动的手动控制之下的机构类型。应该注意到为避免制动衬垫过热和其相应早期磨损，主要制动机构配置有探测器以防止发动机装置在转子制动以后继续运转。实际上，飞行员通常等待自由旋转的转子转速达到容许制动机构可以操作的阈值以下。
还有一个转子在强风下旋转的问题，即在直升机起飞和降落的两种情况中。具体地说，为在这样气候条件下转子的起动，最好在发动机装置进入运转的初期防止转子运动。
可以理解将要产生的制动力量是巨大的，并且上述手动控制制动机构力量不够并且也不适宜。对于重型直升机这一问题特别难以解决，因为发动机装置的功率与飞行器的质量成正比。曾经建议对这样的直升机配置具有液压驱动爪钳的制动机构，这样能够产生足够适当大的制动力量。这样的机构一般以如此方式组织，使其可以按照气候条件和转子的起动或停止阶段选择制动力量。如上所述，应该注意所施加的制动力是通过联系授权是否在启动初期阶段运行各种发动机装置以便驱动转子而选择的。
不过，可以看到使用这样由液压驱动和控制的制动装置将导致复杂和沉重的结构。此外，由于制动转子产生的热量和靠近转子传动齿轮箱的液压元件位置要求设置安全装置以防止火灾。
为避免到处采用液压元件，建议对于这样类型的直升机采用包括在手动控制下的圆盘的混合制动机构，其中爪钳被驱动用来夹持在杠杆控制下的圆盘以便使液压装置进入运行。液压装置产生的一个适合于在强风中的次要制动的力量，并且它们也可满足足够用于主要制动中必要最低力量的要求。例如，可以参阅文件FR 2 683 503(Aerospatiale)。
不过，应该注意在该领域中，当组织设计转子制动装置时，有一个约束条件，就是该装置不但必须尽量简单和轻量，并且必须占用尽可能小的空间。
结果，一般设计者倾向于在所有上述约束条件之间寻找一种折衷办法，以便组织转子制动装置，包括在转子驱动发动机装置停止以后使用的主要制动装置和在强风中使用的次要制动装置，特别使其符合在安全方面、在体积、复杂性和重量上的满足条件，即必须尽可能地小和/或必须尽可能适合于所涉及的直升机类型，尤其关于直升机的重量方面。
发明内容
本发明的目的是提出一种采用圆盘型主要制动机构和在强风中使用的次要制动机构的直升机转子制动装置，并且能够满足上述的条件。
本发明的装置是一种用于直升机等转子的制动装置，它联结用于转子的主要制动的圆盘和手动控制机构于在强风下的转子的次要制动的机构。这些制动机构由飞行员从座舱中通过相应主要和次要控制装置操作。这些控制装置具体是利用控制遥远部件的机构的手动装置，其中这样类型的机构采用绳索、杠杆等。
更具体地说，主要制动机构包括一个圆盘，它被约束与转子一起旋转，并且可以由一对相对地安装在主体上，并且接合在圆盘两侧的爪钳阻止转动。主要杠杆铰接在主体上以驱动爪钳顶压在主返回装置上以便使爪钳返回初始位置。
在本发明的第一方面，次要制动机构包括铰接于主体并且能够作用在次要返回装置上的次要杠杆。次要杠杆用来促使指状件压紧主要杠杆，从而促使爪钳相应地互相靠近。这些部署使次要杠杆作用在主要杠杆上以便相对于由主要杠杆单独施加的力放大由爪钳施加在圆盘上的夹紧力。
这些由本发明提供的部署不但意图提供在令人满意的安全条件下有效和可靠的次要制动装置，而且还使组织这样在本领域中不平常的装置成为可能，即从最佳使用主要制动机构以便实现次要制动机构的直接选择开始，而且也为了减少制动装置的总体尺寸，既在主要制动机构方面，也在次要制动机构方面。
在本发明的另一方面，主要杠杆的杠杆臂比较佳地处于约6到8范围内，特别是大约为7，而次要制动杠杆的杠杆臂比在约9到12范围内，特别是大约为10。次要杠杆在相当于杠杆臂比大约为1的区域致动主要杠杆。
此外，次要杠杆较佳地在其远端铰接在主体上，并且在所述远端附近压紧指状件。指状件本身在主要杠杆位于主要杠杆离开其铰链轴线的距离L1处的区域压紧主要杠杆，其中L1与所述铰链轴线和主要杠杆远端之间的距离L’1大小相当，而主要杠杆的远端至少压紧一个爪钳以便使其向另一爪钳移动。
此外，主要和次要杠杆较佳地基本上长度相等。指状件在主要杠杆上压紧的区域位于离开主要杠杆远端大约四分之一到三分之一长度的范围内。
在较佳的爪钳活动性组织设计中，一个爪钳安装成可以相对于主体活动而另一爪钳为固定安装。应该理解在这样情况下，圆盘较佳地安装成可自由地在转子的旋转轴上平移。主要杠杆压紧活动爪钳，通过配置在主要杠杆远端上的杆类零件，使其向固定爪钳驱动。
指状件和次要返回装置有利地设置成为由主体支持的弹簧活塞。
具体地说，指状件由能伸缩地安装的元件组成，该元件具有设置在它们之间并且压紧它们的次要返回装置。这些部署使由次要杠杆施加在指状件上的推力压缩次要返回装置，而同时造成指状件压紧主要杠杆而驱动之。
在本发明第二方面，本装置较佳地包括防止次要制动机构在主要制动机构进入运行以前进入运行。这些部署使次要制动机构进入运行依赖于主要制动机构事先进入运行。在较佳实施例中，这些装置具体由布置在直升机座舱内使主要和次要制动装置进入运行的控制装置附近的由按键装置组成的装置构成。
由于主要制动装置配置有探测是否已经进入运行的主要探测器，为在适当时用于阻止发动机驱动转子的运行装置目的，次要制动机构较佳地配置用于探测是否已经进入运行的次要探测装置，以便适当时作用，容许施加所述发动机驱动而不管主要阻止装置已经运行。
这些次要探测装置具体包括次要杠杆的行程终端传感器，以保证转子的发动机驱动在次要制动机构已经运行后进入运行，并且由于杠杆被相应的主要和次要控制装置所同时释放而容许转子被驱动。
名词“禁止对于转子施加发动机驱动的装置”用来指明阻止对于旋转中的转子施加确定驱动的装置。更精确地说，例如，阻止对旋转中转子施加驱动的装置能够同样有用作为中断发动机装置和转子之间机械连接的装置，或者实际上作为完全或者部分地阻止发动机装置驱动转子，以便阻止或至少限制用于驱动转子的功率。
在较佳实施例中，主要和次要杠杆配置有调节其行程的装置。对于主要杠杆，这些调节装置用于调节主要杠杆的倾斜，具体是补偿在爪钳上制动衬垫的磨损，而对于不变行程的次要杠杆，这些调节装置插入在次要和主要杠杆之间以便调节承压指状件的行程。
附图的简要说明
从下列较佳实施例的描述中，本发明将更好理解并且有关细节也将更好体现，这些描述参照附图页中的图样，其中：
-图1是本发明制动装置的纵向剖面图；和
-图2是图1中显示的装置的侧视图。
具体的实施方式
在这些图中，一种制动直升机转子的装置用来夹持其以阻止其被驱动而旋转，既阻止其当关闭发动机后的本身惯性，又使直升机在强风下以令人满意的条件起飞。制动装置涉及主要制动机构1，其类型具有手动控制2和可以夹紧在爪钳4和5之间的圆盘3，和一个具有手动控制7的次要制动机构6，它联结于主要制动机构1，以便使直升机转子在强风下进入旋转。
主要制动机构1包括圆盘3，被强制与转子一起旋转，具体是通过花键轴之类，在该轴上圆盘安装成为可以自由平移。圆盘3设置在主要制动机构1的爪钳4和5之间，而各爪钳上设置该领域中传统的衬垫。设置在主体8上的第一爪钳5是固定的，而第二爪钳4支承在主体8上，以移动方式向另一爪钳5活动，以便使圆盘3夹持在爪钳之间。活动爪钳4被驱动而将主要返回装置9压紧，该返回装置例如由插入在两爪钳4和5之间的压缩弹簧构成，以便使活动爪钳4返回其初始、静止位置，在该位置上对于圆盘3没有夹紧力。
活动爪钳4可以被直升机飞行员通过主要杠杆10驱动而使其向固定爪钳5运动，以便对于圆盘3施加夹紧力而使转子在发动机关闭以后停止旋转。该主要杠杆10铰接于主体8上的、在其两端11和12之间的点上。近端11设置用于接受主手动控制件2、具体是杆棒、绳索之类的锚接件13。其远端，即另一端12通过驱动件14、具体是连杆之类压紧在主爪钳4上。
次要制动机构6具有其远端16铰接于主体8、而其近端17设置有用于接受次要手动控制件7、具体是杆棒、绳索之类的锚接件18的次要杠杆15。弹簧活塞20插入在次要和主要杠杆15和10之间。
在显示的实施例中，弹簧活塞20由布置有一组能伸缩的元件的指状件21构成，安装成在主体8内的腔室内活动。指状件21的端部较佳地设置成为球形轴承表面，以便促使其各自压紧在次要杠杆15和主要杠杆10上。一叠弹簧垫圈插入在指状件21伸缩管元件的台肩上以便构成次要返回装置22，促使指状件21与次要杠杆15被一起驱动，自动地进入其初始静止位置，而不必有任何由飞行员通过相应控制件7施加的驱动力量。
当飞行员操作次要杠杆15时，指状件21向压紧次要返回装置22方向运动，随着指状件21然后向压紧主要杠杆10方向施加推力，促使主要制动机构1的活动爪钳4运动。
次要杠杆15在接近其远端16处压紧在指状件21，次要杠杆15通过该远端16铰接在主体上。此外，次要杠杆15的长度A与主要杠杆10的长度B大致相同，而指状件21压紧在主要杠杆10的区域处于在主体8上离开主杠杆10的铰链轴线23的距离L1处，L1与在铰链轴线23和主要杠杆10远端12之间的距离L’1大致相同，从而主要杠杆压紧活动爪钳4。此外，在指状件21压紧主要杠杆10区域和作用在爪钳4的主要杠杆远端12之间的距离L”1处于主要杠杆10长度B的四分之一到三分之一的范围内。
主要制动机构1配合用于调节主要杠杆10的行程的装置，而更具体地说用于调节其初始静止位置上倾斜的装置24，具体目的是补偿制动衬垫磨损。次要杠杆15为不变行程而具有插入在主要杠杆和次要杠杆之间的调节装置以便调节指状件21的行程。
应该注意到：较佳地利用调节主要杠杆10的行程的装置24的优点，调节次要杠杆15的行程，更具体地说调节在指状件21和主要杠杆10上对应压紧区域之间的距离，该距离较佳地为零，以便使施加在圆盘3上的次要制动力最佳化，从次要杠杆15行程的最佳化运行开始与爪钳4和5互相接近的行程比较。应该理解指状件21和主要杠杆10在次要杠杆15的初始静止位置上通过有规律地调节主要杠杆10的倾斜较佳地保持互相接触。
在显示的实施例中，这些调节装置24主要由可以调节长度的伸缩件25构成，诸如与在主体8上的互补壳体26合作的螺丝，它在其端部各自压紧主体8和主要杠杆10，以便调节在初始静止位置上的倾斜。
主要制动机构1也配置用于探测主要制动实施的主要探测传感器27，例如所述传感器27固定在静止爪钳5邻近的主体8上。当主要传感器27探测到施加在圆盘3上的夹紧力时，它将阻止发动机驱动转子，以便防止如果主要杠杆10被飞行员用主要控制件2操作而施加这样的发动机驱动。
实施次要制动机构6依赖于主要制动机构1通过绳索之类在手动控制领域已知的装置(未示)的预先的实施，该装置较佳地设置在直升机座舱内。次要制动机构6配置用于探测次要杠杆15实施的次要探测传感器28，以便(如果可行)容许发动机驱动施加于转子，不管由主要杠杆10施加在圆盘3上的夹紧力如何。
次要传感器28具体由次要杠杆15的行程终点传感器构成，显示的例子由两个各自被次要杠杆15和主体8支承的合作的接触元件29和30构成。这些部署是这样：即在次要杠杆15的行程终点，次要探测传感器28容许发动机驱动施加在转子上，该驱动被飞行员通过中断在主要和次要杠杆10和15(与之联结的)各自手动控制件2和7的动作所控制，使它们在相应返回装置的作用下同时返回初始位置。

Claims (12)

1.一种用于直升机等转子的制动装置，该装置联结机构(1)和机构(6)，机构(1)包括圆盘(3)和用于转子的主要制动的手动控制(2)，而机构(6)用于在强风下转子的次要制动，这些制动机构(1、6)由飞行员从直升机座舱、通过各主要和次要控制装置(2、7)进行操作，主要制动机构(1)包括被约束与转子一起旋转、并能够被一对对面地装在主体(8)上以便接合圆盘(3)的相对两侧的爪钳(4、5)所夹持不动的圆盘(3)，和铰接在主体(8)上的、以便驱动爪钳(4、5)压紧能使爪钳(4、5)返回初始位置的主要返回装置(9)的主要杠杆(10)，
该装置的特征为，次要制动机构(6)包括铰接于主体(8)、并且能够被致动压紧次要返回装置(22)的次要杠杆(15)，以便驱动压力指状件(21)压紧主要杠杆(10)、促使爪钳(4、5)相应地互相接近运动，这样，使次要杠杆(15)致动主要杠杆(10)，与爪钳(4、5)在主要杠杆(10)单独驱动下所施加的力相比，放大了由爪钳(4、5)施加在圆盘(3)上的夹紧力。
2.按照权利要求1所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，主要杠杆(10)的杠杆臂比处于大约6到8的范围，而次要杠杆(15)的杠杆臂比处于大约9到12的范围，次要制动杠杆(15)在对应于杠杆臂比大约为1的区域致动主要制动杠杆(10)。
3.按照权利要求2所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，次要杠杆(15)在其远端(16)铰接于主体(8)并且在所述远端(16)附近压紧指状件(21)，指状件(21)本身在主要杠杆(10)位于主要杠杆(10)离开其铰链轴线(23)的距离L1的区域压紧主要杠杆(10)，L1与所述铰链轴线(23)和主要杠杆(10)远端(12)之间的距离L’1大致相同，从而所述主要杠杆(10)压紧爪钳(4、5)的至少一个，以便使它们互相沿相对方向运动。
4.按照权利要求2或3所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，主要和次要杠杆(10、15)基本上为相等长度(A、B)，指状件(21)在主要杠杆(10)位于主要杠杆(10)离开远端(12)的距离L”1的区域压紧主要杠杆(10)，该区域处于主要杠杆的长度(B)的大约四分之一到三分之一的范围。
5.按照以上权利要求之一所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，一个爪钳(4)安装成可在主体(8)上活动，而另一爪钳(5)相对于主体(8)固定，主要杠杆(10)压紧活动爪钳(4)，通过至少一个配合在主要杠杆(10)远端(12)的连杆(14)驱动其向固定爪钳(5)运动。
6.按照以上权利要求之一所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，指状件(21)和次要返回装置(22)组织设计成由主体(8)携带的弹簧活塞(20)。
7.按照权利要求6所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，指状件(21)由能伸缩安装的元件制成，在它们之间设置以如此方式压紧它们的次要返回装置(22)，即通过次要杠杆(15)施加的推力压缩次要返回装置(22)，并与指状件(21)压紧主要杠杆(10)相联系，以便驱动主要杠杆。
8.按照以上权利要求之一所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，它包括防止次要制动机构(6)在主要制动机构(1)进入运行以前进入运行的装置，从而使次要制动机构的运行依赖于主要制动机构(1)预先的运行。
9.按照以上权利要求之一所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，主要制动机构(1)配置有探测其运行的主要探测装置(27)，用来适当时操作主要阻止装置以阻止发动机驱动转子的装置，次要制动机构(6)配置有用于探测次要制动机构运行的次要探测装置(28)，适当时作用以便容许施加所述发动机驱动而不管主要阻止装置已经运行。
10.按照权利要求8或9所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，次要探测装置(28)包括次要杠杆(15)的行程终点传感器(29、30)，以保证转子的发动机驱动在次要制动机构(6)已经运行后进入运行，并且在由相应的主要和次要控制装置(2、7)施加于杠杆(10、15)的驱动释放同时开始容许转子被驱动。
11.按照以上权利要求之一所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，主要和次要杠杆(10、15)配置有用于调节其行程的装置。
12.按照权利要求11所述的用于直升机转子的制动装置，其特征为，用于调节主要杠杆(10)行程的装置是调节主要杠杆(10)倾斜的装置，而用于调节次要杠杆(15)行程、它是不变行程的装置，插入在次要和主要杠杆(15、10)之间以调节压紧指状件(21)的行程。
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