KR101656841B1 - 기계 요소를 위한 방진 서스펜션 장치 및 항공기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진자 운동을 수행하는 플래퍼(21)를 포함하는 적어도 하나의 서스펜션 수단(20)이 제공된 서스펜션 장치(10)에 관한 것으로, 상기 플래퍼(21)에는 적어도 하나의 플랩핑 매스(30)를 지지하는 매스 지지체(25)가 제공된다. 이러한 매스 지지체(25)는 격리를 위한 캐리어 구조물(2)과 기계 조립체를 붙들기 위한 홀더 바(15)에 힌지된다. 서스펜션 장치(10)는 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 포함하고, 진동의 레벨들을 측정하는 측정 시스템(55)에 연결되며, 상기 측정 시스템(55)으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 힘 발생기(70)를 제어함으로써, 활발히 상기 진폭과 상기 위상을 조절하도록 상기 힘 발생기에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터(50)를 가진다.
Description
본 출원은 2013년 9월 6일 출원되고 그 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 FR1302070호의 이익을 주장한다.
본 발명은 기계 요소를 위한 방진 서스펜션 장치와, 그러한 장치를 가지는 항공기에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 항공기 내 진동을 감소시키기 위한 장치들의 한정된 기술 분야에 속해 있다.
본 발명은 기계 요소를 위한 방진 서스펜션 장치와, 그러한 장치를 가지는 항공기에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 항공기 내 진동을 감소시키기 위한 장치들의 한정된 기술 분야에 속해 있다.
항공기는 특히 캐리어(carrier) 구조물에 연결되는 적어도 하나의 리프트 로터를 가지는 회전익기를 포함하고, 이 경우 캐리어 구조물은 보통 "기체(airframe)" 또는 "동체(fuselage)"라고 부른다.
그러한 항공기는 또한 항공기의 캐리어 구조물에 고착된 메인 기어박스(main gearbox: MGB)를 구동하는 파워 플랜트(power plant)를 포함한다. 이 메인 기어박스는 리프트 로터를 회전 구동하기 위한 마스트(mast)를 포함한다.
메인 기어박스는 종종 바닥(bottom) 벽을 통해 캐리어 구조물에 연결되고, 보조 잠금 장치(fastener) 수단이 일반적으로 3개 또는 4개의 슬로핑 홀더 바(sloping holder bar)들을 포함한다는 점이 인지되어야 한다. 리프트 로터를 장착하고, 메인 기어박스와 홀더 바들을 포함하기 위한 구조물은 때때로 그것의 주어진 형상처럼, 당업자에 의해 "파일론(pylon)"이라고 불린다.
리프트 로터와 메인 기어박스는 진동 운동과 소음을 발생시킴으로써, 항공기 탑승자들에게 불쾌감을 유발하기 쉬운 진동을 일으킬 수 있는 기계 조립체를 형성한다. 더욱이, 그러한 진동은 캐리어 구조물에 위치하는 항공기의 장비에 제약을 둔다.
항공기에서 양호한 레벨의 편안함을 제공하기 위해서는, 진동을 일으키는 동적인 힘들이 소스에 가능한 가깝게 방진 시스템을 합체시키는 것이 유리하다. 기계 조립체와 캐리어 구조물 사이에 방진 시스템을 설치하는 것이 유리하다. 그러한 식으로 시스템을 설치하게 되면, 진동의 주된 발생기가 로터라는 점을 감안하면, 리프트 로터의 회전 부분에 시스템을 합체시키는 것에 따르는 제약들과 복잡성을 생기게 하지 않고, 리프트 로터를 여기시키는 모든 토르소(torsor) 성분들이 처리될 수 있게 한다.
그러한 상황 하에서는, 항공기 내, 그리고 특히 파일롯과 승객의 편안함을 위한 객실(cabin) 내에서의 진동을 적어도 감소시킬 목적을 가진 다양한 메인 기어박스 서스펜션 장치들이 알려져 있다.
그러한 서스펜션 장치는 기계적 조립에 의해 전달된 정적인 부하(load)들을 첫 번째로 전달할 후 있어야 하고, 두 번째로는 로터에 의해 유도되는 진동을 필터링할 수 있어야 한다. 이러한 진동은 매우 낮은 빈도수로 만들어지고, 따라서 항공기의 탑승객들에게는 불편하다는 점이 관찰된다.
더욱이, 제조업자는 무게와 비용 면에서 최소로 영향을 미치는 서스펜션 장치를 획득하려고 애쓴다는 점이 이해될 수 있다.
또한 어떤 항공기는 비행시 다양한 회전 속도로 회전할 수 있는 서스펜션 로터를 가진다는 점이 인지되어야 한다. 따라서 기술의 타입와 매칭되는 서스펜션 장치를 획득하는 것이 유리하다.
관련 분야에서는 헬리콥터의 기계적 조립을 위한 서스펜션 시스템을 개시하는 특허 문헌 FR2474996호가 존재한다.
그러한 서스펜션 시스템은 4개의 슬로핑(sloping) 홀더 바들과, 하나의 메인 기어박스용 서스펜션 플레이트를 가진다. 이러한 서스펜션 플레이트는 슬로핑 홀더 바마다 하나의 암(arm)과, 메인 기어박스의 바닥에 고착된 중앙 부분을 가진다. 각각의 암은 첫 번째로는 그것의 가장 가까운 단부의 구역이 동체에 힌지(hinge)되고 두 번째로는 대응하는 홀더 바의 맨 끝 존(zone)에 힌지된다.
각 바의 말단부는 또한 암에 응력을 가하는 플랩핑(flapping) 수단(불어로는 "masse battante")을 가진다.
이러한 서스펜션 시스템은 매우 효과적이지만, 그것의 조정은 항공기의 전체 비행 스펙트럼 동안 최적으로 조정되지 않도록, 로터 헤드에 작용하는 힘 토르소(torsor)의 구성 성분들 사이의 상대적 비율들에 의존한다. 또한, 플랩핑 매스(mass)들의 거동들이 서로 결합되는데, 이는 최적의 조정을 위한 조사가 장황하고 반복적이라는 것을 의미한다.
특허 문헌 US4311213호와 US4405101호 또한 알려져 있다.
특허 문헌 FR2747098호에 따르면, 서스펜션 시스템은 플랩핑 매스들과, 지지체를 따라 세로 방향으로 플랩핑 매스들을 움직이기 위한 수단을 가진다.
그러한 상황 하에서는, 장치가 그 장치의 성능 기준을 나타내는 적어도 하나의 파라미터의 값들을 측정하기에 적합한 적어도 하나의 센서와, 그것들 각각의 움직임 수단을 통해 플랩핑 매스들의 위치들을 더 제어하기 위해 상기 값들을 받는 컴퓨터를 가진다.
그러므로, 이러한 장치는 빈도수가 변하면서 만들어지는 진동과 싸울 수 있다. 그렇지만, 시스템은 준 안정(quasi-steady) 상태 하에 적합하게 될 수 있는 조정의 수동형(passive) 시스템으로서 행동한다.
특허 문헌 FR2982583호는 바닥 단부를 통해 서스펜션 수단의 레버에 힌지된 적어도 하나의 홀더 바를 가지는 방진 서스펜션 시스템을 설명한다. 그 경우 레버는 적어도 하나의 플랩핑 매스를 지지하는 말단부로부터 캐리어 구조물에 힌지된 가장 가까운 단부까지 연장한다. 이러한 서스펜션 시스템은 레버의 비틀림(torsion)에 있어서의 단단함(stiffness)을 비행 상태에 매칭하기 위해 회전 액추에이터가 제공된 비틀림 리턴(return) 수단을 포함한다.
특허 문헌 US5219143호는 메인 기어박스의 홀더 바들 내에 액추에이터들을 가지는 시스템을 개시한다. 컴퓨터는 측정된 힘들 또는 가속도들에 기초하여 액추에이터들에 명령들을 내린다. 발생될 필요가 있는 동적인 힘들은 높고, 무겁고 값비싼 액추에이터들을 사용을 수반하며, 아마도 유지하기가 어렵다.
특허 문헌 US6467723호는 동체에 형성된 하우징들에 배치된 액추에이터들을 가지는 진동 제어 시스템을 설명한다. 이러한 타입의 시스템의 결점은 진동이 단일축(수직 또는 측면의)을 따라 국부적으로 그리고 일반적으로 처리된다는 점이다.
특허 문헌 US2012/0292434호는 진동을 능동적으로 제어하기 위한 시스템을 설명하는 것으로, 이러한 시스템은 로터의 허브(hub) 상에 구현된다. 이러한 시스템은 토르소의 모든 구성 성분들이 처리되는 것을 가능하게 하고, 그것의 결점은 허브 상에 설치되는 것이 복잡하다는 점에 있다.
특허 문헌 FR2784350호는 로터를 통과하고 구조물에 세게 부딪히는 공기의 흐름에 의해 야기된 진동을 감소시킬 목적으로 본 발명의 분야와 관계가 적은 시스템을 설명한다. 그 처리는 일반적으로 국부적이고 오직 한 방향을 따라서만 이루어진다.
특허 문헌 US2013/0233998호는 반공진 주파수를 조정하기 위한 액추에이터를 가지는 시스템을 제안한다. 이 액추에이터는 그러한 목적을 위해 매스를 움직이는 정적인 힘을 발생시킨다.
특허 문헌 US2011/027081, FR2795386, 및 EP0488845 또한 알려져 있다.
그러한 항공기는 또한 항공기의 캐리어 구조물에 고착된 메인 기어박스(main gearbox: MGB)를 구동하는 파워 플랜트(power plant)를 포함한다. 이 메인 기어박스는 리프트 로터를 회전 구동하기 위한 마스트(mast)를 포함한다.
메인 기어박스는 종종 바닥(bottom) 벽을 통해 캐리어 구조물에 연결되고, 보조 잠금 장치(fastener) 수단이 일반적으로 3개 또는 4개의 슬로핑 홀더 바(sloping holder bar)들을 포함한다는 점이 인지되어야 한다. 리프트 로터를 장착하고, 메인 기어박스와 홀더 바들을 포함하기 위한 구조물은 때때로 그것의 주어진 형상처럼, 당업자에 의해 "파일론(pylon)"이라고 불린다.
리프트 로터와 메인 기어박스는 진동 운동과 소음을 발생시킴으로써, 항공기 탑승자들에게 불쾌감을 유발하기 쉬운 진동을 일으킬 수 있는 기계 조립체를 형성한다. 더욱이, 그러한 진동은 캐리어 구조물에 위치하는 항공기의 장비에 제약을 둔다.
항공기에서 양호한 레벨의 편안함을 제공하기 위해서는, 진동을 일으키는 동적인 힘들이 소스에 가능한 가깝게 방진 시스템을 합체시키는 것이 유리하다. 기계 조립체와 캐리어 구조물 사이에 방진 시스템을 설치하는 것이 유리하다. 그러한 식으로 시스템을 설치하게 되면, 진동의 주된 발생기가 로터라는 점을 감안하면, 리프트 로터의 회전 부분에 시스템을 합체시키는 것에 따르는 제약들과 복잡성을 생기게 하지 않고, 리프트 로터를 여기시키는 모든 토르소(torsor) 성분들이 처리될 수 있게 한다.
그러한 상황 하에서는, 항공기 내, 그리고 특히 파일롯과 승객의 편안함을 위한 객실(cabin) 내에서의 진동을 적어도 감소시킬 목적을 가진 다양한 메인 기어박스 서스펜션 장치들이 알려져 있다.
그러한 서스펜션 장치는 기계적 조립에 의해 전달된 정적인 부하(load)들을 첫 번째로 전달할 후 있어야 하고, 두 번째로는 로터에 의해 유도되는 진동을 필터링할 수 있어야 한다. 이러한 진동은 매우 낮은 빈도수로 만들어지고, 따라서 항공기의 탑승객들에게는 불편하다는 점이 관찰된다.
더욱이, 제조업자는 무게와 비용 면에서 최소로 영향을 미치는 서스펜션 장치를 획득하려고 애쓴다는 점이 이해될 수 있다.
또한 어떤 항공기는 비행시 다양한 회전 속도로 회전할 수 있는 서스펜션 로터를 가진다는 점이 인지되어야 한다. 따라서 기술의 타입와 매칭되는 서스펜션 장치를 획득하는 것이 유리하다.
관련 분야에서는 헬리콥터의 기계적 조립을 위한 서스펜션 시스템을 개시하는 특허 문헌 FR2474996호가 존재한다.
그러한 서스펜션 시스템은 4개의 슬로핑(sloping) 홀더 바들과, 하나의 메인 기어박스용 서스펜션 플레이트를 가진다. 이러한 서스펜션 플레이트는 슬로핑 홀더 바마다 하나의 암(arm)과, 메인 기어박스의 바닥에 고착된 중앙 부분을 가진다. 각각의 암은 첫 번째로는 그것의 가장 가까운 단부의 구역이 동체에 힌지(hinge)되고 두 번째로는 대응하는 홀더 바의 맨 끝 존(zone)에 힌지된다.
각 바의 말단부는 또한 암에 응력을 가하는 플랩핑(flapping) 수단(불어로는 "masse battante")을 가진다.
이러한 서스펜션 시스템은 매우 효과적이지만, 그것의 조정은 항공기의 전체 비행 스펙트럼 동안 최적으로 조정되지 않도록, 로터 헤드에 작용하는 힘 토르소(torsor)의 구성 성분들 사이의 상대적 비율들에 의존한다. 또한, 플랩핑 매스(mass)들의 거동들이 서로 결합되는데, 이는 최적의 조정을 위한 조사가 장황하고 반복적이라는 것을 의미한다.
특허 문헌 US4311213호와 US4405101호 또한 알려져 있다.
특허 문헌 FR2747098호에 따르면, 서스펜션 시스템은 플랩핑 매스들과, 지지체를 따라 세로 방향으로 플랩핑 매스들을 움직이기 위한 수단을 가진다.
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그러므로, 이러한 장치는 빈도수가 변하면서 만들어지는 진동과 싸울 수 있다. 그렇지만, 시스템은 준 안정(quasi-steady) 상태 하에 적합하게 될 수 있는 조정의 수동형(passive) 시스템으로서 행동한다.
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특허 문헌 US5219143호는 메인 기어박스의 홀더 바들 내에 액추에이터들을 가지는 시스템을 개시한다. 컴퓨터는 측정된 힘들 또는 가속도들에 기초하여 액추에이터들에 명령들을 내린다. 발생될 필요가 있는 동적인 힘들은 높고, 무겁고 값비싼 액추에이터들을 사용을 수반하며, 아마도 유지하기가 어렵다.
특허 문헌 US6467723호는 동체에 형성된 하우징들에 배치된 액추에이터들을 가지는 진동 제어 시스템을 설명한다. 이러한 타입의 시스템의 결점은 진동이 단일축(수직 또는 측면의)을 따라 국부적으로 그리고 일반적으로 처리된다는 점이다.
특허 문헌 US2012/0292434호는 진동을 능동적으로 제어하기 위한 시스템을 설명하는 것으로, 이러한 시스템은 로터의 허브(hub) 상에 구현된다. 이러한 시스템은 토르소의 모든 구성 성분들이 처리되는 것을 가능하게 하고, 그것의 결점은 허브 상에 설치되는 것이 복잡하다는 점에 있다.
특허 문헌 FR2784350호는 로터를 통과하고 구조물에 세게 부딪히는 공기의 흐름에 의해 야기된 진동을 감소시킬 목적으로 본 발명의 분야와 관계가 적은 시스템을 설명한다. 그 처리는 일반적으로 국부적이고 오직 한 방향을 따라서만 이루어진다.
특허 문헌 US2013/0233998호는 반공진 주파수를 조정하기 위한 액추에이터를 가지는 시스템을 제안한다. 이 액추에이터는 그러한 목적을 위해 매스를 움직이는 정적인 힘을 발생시킨다.
특허 문헌 US2011/027081, FR2795386, 및 EP0488845 또한 알려져 있다.
따라서 본 발명의 목적은 기어박스와 리프트 로터를 가지는 항공기의 기계 조립체용 서스펜션 장치를 제안하는 것으로, 이러한 서스펜션 장치는, 특히 파일럿들이나 승객들이 지각하는 것과 같은 골치 아픈 진동을 최소화하도록 항공기의 다양한 비행 상태 및 구성에 대해 여전히 효과적이다.
본 발명에 따르면, 기계 조립체용 방진 서스펜션 장치에는 적어도 하나의 서스펜션 수단이 제공되고, 이러한 서스펜션 수단은 진자 운동을 수행하는 플래퍼(flapper)(불어로는 "batteur")를 포함하는데, 이러한 플래퍼에는 적어도 하나의 플랩핑 매스를 지지하는 말단부로부터 가장 가까운 단부까지 연장하는 매스 지지체가 제공되고, 이러한 가장 가까운 단부에는 매스 지지체를 격리를 위해 캐리어 구조체에 힌지하기 위한 제 1 힌지가 제공되며, 서스펜션 수단은 기계 조립체의 홀더 바를 말단부와 가장 가까운 단부 사이의 매스 지지체에 힌지하기 위한 제 2 힌지를 가진다.
더욱이, 이러한 서스펜션 장치는 플래퍼의 진자 운동의 진폭과 위상에 작용하는 적어도 하나의 힘 발생기를 포함하고, 서스펜션 장치는 힘 발생기와, 캐리어 구조물의 진동 응답을 측정하는 측정 시스템에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터를 가지는데, 이는 그러한 측정 시스템으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 힘 발생기를 제어함으로써 활발히 그 진폭과 위상을 조정하기 위한 것이다.
각각의 서스펜션 수단은 기계 조립체의 홀더 바와 캐리어 구조물에 힌지된 플래퍼를 포함한다. 서스펜션 장치는 또한 측정 시스템에 의해 측정된 정보의 함수로서 플래퍼의 진자 움직임의 운동의 진폭과 위상을 조정하는 능동적 방진 시스템이다. 항공기의 상황에서, 상기 서스펜션 장치는 수동적 시스템과는 달리, 항공기의 부하와 비행 구성에 관계없이, 최적의 조정 포인트에서 동작한다.
서스펜션 장치는 캐리어 구조물의 진동 측정을 사용함으로써, 플래퍼를 가지는 서스펜션 수단에 능동형 힘(active force) 발생기를 합체시켰다. 능동형 힘 발생기는 캐리어 구조물을 여기시키는 힘들에 대항하는 역할을 하는 동적인 힘을 발생시킨다.
이를 위해, 컴퓨터는 논리 회로, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 또는 예를 들면 힘 발생기를 제어하기 위한 제어 알고리즘의 저장된 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 따라서, 입력 데이터의 함수로서 지시를 발생시키기에 적합한 임의의 유닛이 구현될 수 있다.
진동 레벨들을 측정하기 위한 측정 시스템에는 적어도 하나의 가속도계 또는 캐리어 구조물 상에 배치된 적어도 하나의 힘-측정 센서가 제공될 수 있다. 취해진 치수들의 함수로서, 컴퓨터는 제어 알고리즘의 적용시 플래퍼(flapper)의 움직임의 진폭 및 위상을 수정한다.
힘 발생기는, 예를 들면 유압식, 압축 공기식, 전자기계식, 전자기식, 또는 압전식의 것일 수 있다. 힘 발생기는 작은 치수를 가질 수 있는데, 이는 플래퍼를 제어하기 위해 필요로 하는 동적인 힘이 플래퍼의 운동학적 확장(kinematic amplification)으로 인해 적당하기 때문이다.
따라서, 힘 발생기는 캐리어 구조물에 기계 조립체에 의해 발생된 진동을 적어도 최소화하기 위해, 플래퍼에 의해 발생된 힘들의 위상 및 진폭이 계속해서 적합하게 될 수 있게 한다. 이러한 진동의 최소화는 캐리어 구조물의 여기 빈도수와, 적용 가능한 복수의 홀더 바들 사이의 힘들의 분포에 관계없이, 얻어질 수 있다. 컴퓨터는 측정 시스템으로부터 오는 정보의 함수로서 힘 발생기를 제어한다.
컴퓨터에 의해 발생된 제어는 적어도 하나의 가속도계 및/또는 예를 들면 캐리어 구조물 상에 배치된 적어도 하나의 힘 셀(cell)에 의해 전달된 정보의 함수이다.
이는 선호된 존(zone)에서의 진동 처리를 "맞춤화(personalize)"하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 이러한 측정 시스템은 컴퓨터가 객실 내에서 감지되는 진동을 최소화하기 위해 힘 발생기를 제어하도록, 객실 내에 배치된 센서를 가질 수 있다.
블레이드(blade)를 가지는 수동형 서스펜션 수단과는 달리, 본 발명은 서스펜션 수단의 설정(setting)에 대응하는 주어진 구성에 의해서가 아니라, 계속해서 진동을 최소화하는 경향이 있다.
따라서 본 발명은 광범위한 주파수에 걸쳐 진동을 감쇠시키는 것을 가능하게 한다. 따라서 본 발명은 상이한 복수의 스피드로 회전할 수 있는 회전 날개를 가지는 항공기에서 무시할 수 없는 장점을 갖고 있고, 이로 인해 다른 주파수 밴드들에서 진동을 발생시킨다.
더욱이, 만약 있다면 복수의 서스펜션 수단의 플래퍼들 사이의 결합이 컴퓨터에 의해 직접 계산에 넣어질 수 있다.
리프트 로터를 가지는 항공기의 객실 내에 배치된 능동형 제어 시스템과 비교시, 본 발명은 리프트 로터를 구동하는 메인 기어박스와 항공기의 캐리어 구조 사이에 통합될 수 있는 능동형 서스펜션 수단을 제안한다. 따라서, 이러한 서스펜션 수단은 캐리어 구조물로의 회전 조립체에 의해 전달된 동적인 힘들의 직접적인 통로 상에 배치된다.
이러한 배치는 리프트 로터의 헤드에서 여기 토르소의 성분들 모두가 제어되는 것을 가능하게 하는데 반해, 객실 내의 능동형 시스템은 한 방향으로만 진동을 필터링한다.
더욱이, 이러한 배열은 전체 캐리어 구조물에 걸친 진동을 감소시키는 것을 가능하게 하지만, 한편으로는 객실 내의 능동형 시스템으로 인해 진동이 증가되는 다른 존들과 함께 진동이 감소되는 존들이 존재하는 경우가 일어날 수 있다.
서스펜션 장치는 후속하는 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 서스펜션 장치는 기계 조립체와 캐리어 구조물 사이의 단단함을 제공하기 위해 플래퍼 마다 하나의 탄력성이 있는 요소를 포함한다.
이러한 탄력성이 있는 요소는 정적인 부하들을 전달하기 위해 필요한 단단함을 제공하고, 서스펜션 장치와 나란하게 배치된다.
일 실시예에서, 기계 요소는 또한 복수의 홀더 바를 포함할 수 있다. 각각의 홀더 바는 그것 자체의 서스펜션 수단에 힌지될 수 있다.
더욱이, 이러한 서스펜션 장치는 각 서스펜션 수단을 위한 하나의 함 발생기를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 서스펜션 장치는 힘 발생기마다 하나의 컴퓨터를 포함할 수 있거나 힘 발생기들 모두에 연결된 하나의 컴퓨터를 포함할 수 있다.
더욱이, 이러한 서스펜션 장치는 캐리어 구조물에 적어도 하나의 힘 발생기를 고정시키기 위한 고정기(fastener) 수단을 포함할 수 있다.
서스펜션 장치는 적어도 하나의 힘 발생기를 기계 조립체에 고정시키기 위한 고정기 시스템을 포함할 수 있다.
서스펜션 장치는 적어도 하나의 힘 발생기를 상기 플래퍼에 고정시키기 위한 고정기 부재를 포함할 수 있다.
따라서, 일 변형예에서 힘 발생기는 예를 들면
·캐리어 구조물과 플래퍼 사이에 끼워져 있거나;
·캐리어 구조물과 기계 조립체 사이에 끼워져 있거나;
·플래퍼와 기계 조립체 사이에 끼워져 있을 수 있다.
일 변형예에서는 힘 발생기가 예를 들면 자기 매스, 적어도 하나의 코일, 및 각각의 코일과 컴퓨터에 연결된 전기 파워 증폭기를 포함하는 전자기 액추에이터이다.
예를 들면, 2개의 다른 주파수 범위에 걸쳐, 방진 행위를 커버하기 위한 코이들의 2개의 세트가 제공될 수 있다.
예를 들면, 각각의 코일은 자기 매스가 통과하도록 하는 방식으로 플래핑 매스에 고정될 수 있다. 자기 매스는 기계 조립체에 고정될 수 있다. 코일은 컴퓨터에 의해 제어되는 파워 증폭기에 의해 전기적으로 동력이 공급되고, 이러한 컴퓨터는 측정 시스템으로부터 오는 정보의 함수로서 명령 지시(command order)를 준비한다.
그러한 힘 발생기는 비교적 작은 매스를 나타내고, 플래퍼에 작용하기 위해 전달될 필요가 있는 힘들을 최소화한다는 장점을 나타낸다.
또한, 측정 시스템은 캐리어 구조물에 부착시키기 위한 부착 수단을 포함할 수 있다. 이러한 측정 시스템은 특히 미리 결정된 존들에서 그러한 존들에서의 진동을 최소화하기 위해 부착될 수 있다.
일 변형예에서는, 힘 발생기가 플랩핑 매스의 적어도 한 부분을 나타내기 위해 플랩핑 매스에 연결되어, 특히 장치를 단순화시키는 역할을 한다. 또한, 이러한 배열은 힘 발생기와 플래퍼의 가장 가까운 단부 사이의 거리를 최대화함으로써, 플래퍼의 움직임의 진폭 및/또는 위상을 수정할 목적으로 전달될 힘들을 최소화하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 힘 발생기는 플랩핑 매스와 자기 매스에 고정된 적어도 하나의 코일을 포함하고, 이러한 자기 매스는 탄력 있는 몸체에 의해 플랩핑 매스에 연결된다.
또 다른 실시예에서는, 힘 발생기가 플랩핑 매스 지지체에 통합되고 플랩핑 매스에 연결된 압전 부재를 포함한다.
또 다른 실시예에서는, 힘 발생기가 플랩핑 매스에 의해 운반된 2중 반전(contrarotating) 매스들의 적어도 한 쌍을 포함한다. 2중 반전 매스들의 회전 빈도수는 플래퍼에 의해 발생된 동적임 힘의 빈도수를 결정하고, 이 경우 서로에 대한 2중 반전 매스들의 각 위치는 이러한 동적 힘의 진폭과 위상을 결정한다.
본 발명은 또한 캐리어 구조물과, 리프트 로터, 및 리프트 로터를 구동하는 메인 기어박스를 포함하는 기계 조립체를 가지는 항공기를 제공하고, 이 경우 기계 조립체는 메인 기어박스에 힌지된 상부(top) 단부로부터 바닥 단부까지 연장하는 적어도 하나의 홀더 바를 포함한다.
이러한 항공기는 전술한 타입의 서스펜션 장치를 포함하고, 이 경우 홀더 바의 적어도 하나의 바닥 단부는 서스펜션 장치의 서스펜션 수단의 제 2 힌지에 힌지된다.
각각의 홀더는 본 발명의 서스펜션 수단에 임의로 힌지된다.
더욱이, 이러한 서스펜션 장치는 플래퍼의 진자 운동의 진폭과 위상에 작용하는 적어도 하나의 힘 발생기를 포함하고, 서스펜션 장치는 힘 발생기와, 캐리어 구조물의 진동 응답을 측정하는 측정 시스템에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터를 가지는데, 이는 그러한 측정 시스템으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 힘 발생기를 제어함으로써 활발히 그 진폭과 위상을 조정하기 위한 것이다.
각각의 서스펜션 수단은 기계 조립체의 홀더 바와 캐리어 구조물에 힌지된 플래퍼를 포함한다. 서스펜션 장치는 또한 측정 시스템에 의해 측정된 정보의 함수로서 플래퍼의 진자 움직임의 운동의 진폭과 위상을 조정하는 능동적 방진 시스템이다. 항공기의 상황에서, 상기 서스펜션 장치는 수동적 시스템과는 달리, 항공기의 부하와 비행 구성에 관계없이, 최적의 조정 포인트에서 동작한다.
서스펜션 장치는 캐리어 구조물의 진동 측정을 사용함으로써, 플래퍼를 가지는 서스펜션 수단에 능동형 힘(active force) 발생기를 합체시켰다. 능동형 힘 발생기는 캐리어 구조물을 여기시키는 힘들에 대항하는 역할을 하는 동적인 힘을 발생시킨다.
이를 위해, 컴퓨터는 논리 회로, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 또는 예를 들면 힘 발생기를 제어하기 위한 제어 알고리즘의 저장된 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 따라서, 입력 데이터의 함수로서 지시를 발생시키기에 적합한 임의의 유닛이 구현될 수 있다.
진동 레벨들을 측정하기 위한 측정 시스템에는 적어도 하나의 가속도계 또는 캐리어 구조물 상에 배치된 적어도 하나의 힘-측정 센서가 제공될 수 있다. 취해진 치수들의 함수로서, 컴퓨터는 제어 알고리즘의 적용시 플래퍼(flapper)의 움직임의 진폭 및 위상을 수정한다.
힘 발생기는, 예를 들면 유압식, 압축 공기식, 전자기계식, 전자기식, 또는 압전식의 것일 수 있다. 힘 발생기는 작은 치수를 가질 수 있는데, 이는 플래퍼를 제어하기 위해 필요로 하는 동적인 힘이 플래퍼의 운동학적 확장(kinematic amplification)으로 인해 적당하기 때문이다.
따라서, 힘 발생기는 캐리어 구조물에 기계 조립체에 의해 발생된 진동을 적어도 최소화하기 위해, 플래퍼에 의해 발생된 힘들의 위상 및 진폭이 계속해서 적합하게 될 수 있게 한다. 이러한 진동의 최소화는 캐리어 구조물의 여기 빈도수와, 적용 가능한 복수의 홀더 바들 사이의 힘들의 분포에 관계없이, 얻어질 수 있다. 컴퓨터는 측정 시스템으로부터 오는 정보의 함수로서 힘 발생기를 제어한다.
컴퓨터에 의해 발생된 제어는 적어도 하나의 가속도계 및/또는 예를 들면 캐리어 구조물 상에 배치된 적어도 하나의 힘 셀(cell)에 의해 전달된 정보의 함수이다.
이는 선호된 존(zone)에서의 진동 처리를 "맞춤화(personalize)"하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 이러한 측정 시스템은 컴퓨터가 객실 내에서 감지되는 진동을 최소화하기 위해 힘 발생기를 제어하도록, 객실 내에 배치된 센서를 가질 수 있다.
블레이드(blade)를 가지는 수동형 서스펜션 수단과는 달리, 본 발명은 서스펜션 수단의 설정(setting)에 대응하는 주어진 구성에 의해서가 아니라, 계속해서 진동을 최소화하는 경향이 있다.
따라서 본 발명은 광범위한 주파수에 걸쳐 진동을 감쇠시키는 것을 가능하게 한다. 따라서 본 발명은 상이한 복수의 스피드로 회전할 수 있는 회전 날개를 가지는 항공기에서 무시할 수 없는 장점을 갖고 있고, 이로 인해 다른 주파수 밴드들에서 진동을 발생시킨다.
더욱이, 만약 있다면 복수의 서스펜션 수단의 플래퍼들 사이의 결합이 컴퓨터에 의해 직접 계산에 넣어질 수 있다.
리프트 로터를 가지는 항공기의 객실 내에 배치된 능동형 제어 시스템과 비교시, 본 발명은 리프트 로터를 구동하는 메인 기어박스와 항공기의 캐리어 구조 사이에 통합될 수 있는 능동형 서스펜션 수단을 제안한다. 따라서, 이러한 서스펜션 수단은 캐리어 구조물로의 회전 조립체에 의해 전달된 동적인 힘들의 직접적인 통로 상에 배치된다.
이러한 배치는 리프트 로터의 헤드에서 여기 토르소의 성분들 모두가 제어되는 것을 가능하게 하는데 반해, 객실 내의 능동형 시스템은 한 방향으로만 진동을 필터링한다.
더욱이, 이러한 배열은 전체 캐리어 구조물에 걸친 진동을 감소시키는 것을 가능하게 하지만, 한편으로는 객실 내의 능동형 시스템으로 인해 진동이 증가되는 다른 존들과 함께 진동이 감소되는 존들이 존재하는 경우가 일어날 수 있다.
서스펜션 장치는 후속하는 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 서스펜션 장치는 기계 조립체와 캐리어 구조물 사이의 단단함을 제공하기 위해 플래퍼 마다 하나의 탄력성이 있는 요소를 포함한다.
이러한 탄력성이 있는 요소는 정적인 부하들을 전달하기 위해 필요한 단단함을 제공하고, 서스펜션 장치와 나란하게 배치된다.
일 실시예에서, 기계 요소는 또한 복수의 홀더 바를 포함할 수 있다. 각각의 홀더 바는 그것 자체의 서스펜션 수단에 힌지될 수 있다.
더욱이, 이러한 서스펜션 장치는 각 서스펜션 수단을 위한 하나의 함 발생기를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 서스펜션 장치는 힘 발생기마다 하나의 컴퓨터를 포함할 수 있거나 힘 발생기들 모두에 연결된 하나의 컴퓨터를 포함할 수 있다.
더욱이, 이러한 서스펜션 장치는 캐리어 구조물에 적어도 하나의 힘 발생기를 고정시키기 위한 고정기(fastener) 수단을 포함할 수 있다.
서스펜션 장치는 적어도 하나의 힘 발생기를 기계 조립체에 고정시키기 위한 고정기 시스템을 포함할 수 있다.
서스펜션 장치는 적어도 하나의 힘 발생기를 상기 플래퍼에 고정시키기 위한 고정기 부재를 포함할 수 있다.
따라서, 일 변형예에서 힘 발생기는 예를 들면
·캐리어 구조물과 플래퍼 사이에 끼워져 있거나;
·캐리어 구조물과 기계 조립체 사이에 끼워져 있거나;
·플래퍼와 기계 조립체 사이에 끼워져 있을 수 있다.
일 변형예에서는 힘 발생기가 예를 들면 자기 매스, 적어도 하나의 코일, 및 각각의 코일과 컴퓨터에 연결된 전기 파워 증폭기를 포함하는 전자기 액추에이터이다.
예를 들면, 2개의 다른 주파수 범위에 걸쳐, 방진 행위를 커버하기 위한 코이들의 2개의 세트가 제공될 수 있다.
예를 들면, 각각의 코일은 자기 매스가 통과하도록 하는 방식으로 플래핑 매스에 고정될 수 있다. 자기 매스는 기계 조립체에 고정될 수 있다. 코일은 컴퓨터에 의해 제어되는 파워 증폭기에 의해 전기적으로 동력이 공급되고, 이러한 컴퓨터는 측정 시스템으로부터 오는 정보의 함수로서 명령 지시(command order)를 준비한다.
그러한 힘 발생기는 비교적 작은 매스를 나타내고, 플래퍼에 작용하기 위해 전달될 필요가 있는 힘들을 최소화한다는 장점을 나타낸다.
또한, 측정 시스템은 캐리어 구조물에 부착시키기 위한 부착 수단을 포함할 수 있다. 이러한 측정 시스템은 특히 미리 결정된 존들에서 그러한 존들에서의 진동을 최소화하기 위해 부착될 수 있다.
일 변형예에서는, 힘 발생기가 플랩핑 매스의 적어도 한 부분을 나타내기 위해 플랩핑 매스에 연결되어, 특히 장치를 단순화시키는 역할을 한다. 또한, 이러한 배열은 힘 발생기와 플래퍼의 가장 가까운 단부 사이의 거리를 최대화함으로써, 플래퍼의 움직임의 진폭 및/또는 위상을 수정할 목적으로 전달될 힘들을 최소화하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 힘 발생기는 플랩핑 매스와 자기 매스에 고정된 적어도 하나의 코일을 포함하고, 이러한 자기 매스는 탄력 있는 몸체에 의해 플랩핑 매스에 연결된다.
또 다른 실시예에서는, 힘 발생기가 플랩핑 매스 지지체에 통합되고 플랩핑 매스에 연결된 압전 부재를 포함한다.
또 다른 실시예에서는, 힘 발생기가 플랩핑 매스에 의해 운반된 2중 반전(contrarotating) 매스들의 적어도 한 쌍을 포함한다. 2중 반전 매스들의 회전 빈도수는 플래퍼에 의해 발생된 동적임 힘의 빈도수를 결정하고, 이 경우 서로에 대한 2중 반전 매스들의 각 위치는 이러한 동적 힘의 진폭과 위상을 결정한다.
본 발명은 또한 캐리어 구조물과, 리프트 로터, 및 리프트 로터를 구동하는 메인 기어박스를 포함하는 기계 조립체를 가지는 항공기를 제공하고, 이 경우 기계 조립체는 메인 기어박스에 힌지된 상부(top) 단부로부터 바닥 단부까지 연장하는 적어도 하나의 홀더 바를 포함한다.
이러한 항공기는 전술한 타입의 서스펜션 장치를 포함하고, 이 경우 홀더 바의 적어도 하나의 바닥 단부는 서스펜션 장치의 서스펜션 수단의 제 2 힌지에 힌지된다.
각각의 홀더는 본 발명의 서스펜션 수단에 임의로 힌지된다.
본 발명과 그것의 장점들은 첨부 도면들을 참조하고 예시를 통해 주어진 후속하는 실시예들의 설명으로부터 더 상세히 명백하게 된다.
도 1은 본 발명의 항공기의 개략도.
도 2는 서스펜션 장치의 개략도.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 서스펜션 장치의 실시예들의 개략도들.
도 1은 본 발명의 항공기의 개략도.
도 2는 서스펜션 장치의 개략도.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 서스펜션 장치의 실시예들의 개략도들.
2개 이상의 도면들에 나타난 요소들은 그들 각각에 동일한 참조 번호가 주어진다.
도 1은 캐리어 구조물(2)을 포함하는 항공기(1)를 보여준다. 항공기(1)는 또한 특히 항공기(1)에 리프트를 제공하는데 기여를 하기 위해 캐리어 구조물(2)에 고정되는 기계 조립체(3)를 가진다.
이러한 기계 조립체(3)는 리프트 로터(5)를 포함하고, 이러한 기계 조립체(3)의 메인 기어박스(MGB)(4)는 리프트 로터(5)와, 도면들에는 도시되어 있지 않은 파워 플랜트 사이에 끼워져 있다.
항공기는 도면들의 오버로딩(overloading)을 회피하기 위해, 도면들에서 의도적으로 완성되지 않은 방식으로 도시되어 있다.
메인 기어박스(4)는 토크(torque)를 차지하고 트랜스미션이 움직일 수 있게 하는 다이아프램(diaphragm)(330)을 통해 캐리어 구조물(2) 상에 얹혀 있다.
항공기(1)는 첫 번째로는 기계 조립체(3)에 의해 전달되는 진동의 양을 감소시키고, 두 번째로는 캐리어 구조물에 기계 조립체(3)를 고정시키는 역할을 하는 서스펜션 장치를 가진다.
기계 조립체(3)는 적어도 하나의 홀더 바(15)를 포함하는데, 사실상 그것을 캐리어 구조물에 고정시키기 위한 적어도 3개의 홀더 바(15)를 포함한다. 각각의 홀더 바는 상부 단부(16)로부터 바닥 단부(17)까지 연장한다. 각각의 상부 단부(16)는 메인 기어박스(4)에 인지되고, 특히 메인 기어박스(4)의 상부 부분에 힌지되는데 반해, 각각의 바닥 단부(17)는 캐리어 구조물(2)에 간접적으로 연결된다.
그러한 상황 하에서는, 서스펜션 장치가 홀더 바(15)와 캐리어 구조물(2) 사이를 잇는 적어도 하나의 서스펜션 수단(20)을 포함한다. 예를 들면, 이러한 서스펜션 장치는 캐리어 구조물과, 대응하는 홀더 바의 바닥 단부(17)에 인지된 홀더 바마다 하나의 서스펜션 수단을 포함한다.
각각의 서스펜션 수단(20)은 플랩핑 매스(30)를 지지하는 지지 수단(25)을 가지는 플래퍼(21)(즉, "플라이 웨이터(fly weight)" 또는 불어로는 "masse battante")와 서스펜션 바의 바닥 단부(17)를 포함한다. 지지 수단(25)은 레버(lever) 또는 블레이드일 수 있다.
도 2는 본 발명의 서스펜션 수단(20)을 상세히 보여준다.
지지 수단(25)은 H-형상을 나타내도록 트랜스버스 암(transverse arm)(29)에 의해 함께 연결되는 2개의 세로 암(28)들에 의해 연장된 편평한 존(25')을 포함할 수 있다. 플래퍼는 "가장 가까운(proximal)" 단부(27)로부터 "먼 쪽의(distal)" 단부(26)까지 세로로 연장한다.
플랩핑 매스는 플래퍼의 말단부(26)에 의해 운반된다.
또한, 가장 가까운 단부(27)에는 지지 수단(25)이 캐리어 구조물(2)에 힌지되는 것을 가능하게 하는 제 1 힌지(35)가 제공된다.
이 제 1 힌지(35)는 지지 수단과, 따라서 플랩핑 매스(30)가 제 1 방향(AX1)을 중심으로 피벗하는 것을 가능하게 하는 피벗 연결을 임의로 포함할 수 있다.
그 결과, 제 1 힌지는 캐리어 구조물(2)에 고정되기에 적합한 피팅(fitting)(60)을 포함할 수 있다. 제 1 힌지의 제 1 피벗 축(36)은 피팅(60)의 적어도 하나의 치크플레이트(cheekplate)(61)를 통과할 수 있다.
게다가, 서스펜션 수단은 홀더 바(15)를 제 1 힌지에 가깝게 지지 수단(25)에 힌지시키기 위한 제 2 힌지(40)를 포함한다. 예를 들면, 제 2 힌지(40)는 플래퍼의 무게중심(Cg)과 제 1 힌지(35) 사이에 놓여 있는 존에 배치된다.
이 제 2 힌지(40)는 적어도 하나의 피벗 연결을 포함할 수 있다. 제 2 힌지는 유리하게는 트랜스버스 암(29)에 의해 나타내어진 제 2 연결 축(42)을 가지는 볼 조인트(ball joint)일 수 있다. 제 2 연결 축(42)은 볼 조인트의 구 모양 내부 부분(43)을 통과하고, 이러한 구 모양 내부 부분(43)은 홀더 바(15)의 바닥 부분(17)의 케이지(cage)(44)에 배치된다.
제 2 연결 축(42)은 제 1 축(AX1)에 나란한 제 2 방향(AX2)을 따라 연장한다.
제 2 힌지(40)는 제 1 힌지(35)에 대해 한쪽으로 치우쳐 있어, 캐리어 구조물(2)과 메인 기어박스(4) 사이의 상대적인 움직임에 의해 야기되는 플랩핑 매스(30)의 움직임을 운동학적으로 증폭시킨다.
서스펜션 장치는 또한 서스펜션 수단마다 하나의 탄력 있는 요소(200)를 포함하고, 이러한 요소는 홀더 암(15)들을 통과하는 정적인 힘들을 잡기 위해 필수적인 단단함을 제공하는 역할을 한다. 이러한 탄력 있는 요소(200)는 도 1에서 플래퍼의 암(28)들에 고착되어 있고 메인 기어박스의 바닥(4')에 단부가 얹혀 있는, 구부러질 때 작용하는 블레이드로 구성된다. 다른 변형예들에서는, 탄력 있는 요소(200)가 피팅(60)과 플래퍼(21) 사이의 제 1 힌지(35)에서 장착되는 토션 튜브(torsion tube), 또는 실제로는 예를 들면 플래퍼(21)와 캐리어 구조물 사이에 배치된 스프링으로 구성될 수 있다.
또한, 서스펜션 장치는 플래퍼(21)의 진동 운동의 진폭과 위상을 제어하기 위해 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 서스펜션 장치(10)는 각각의 서스펜션 수단에 합체되어 있는 힘 발생기(70)를 가질 수 있다. 이러한 힘 발생기는 유압식, 압축 공기식, 전자기계식, 전자기식, 또는 압전식의 것일 수 있는 액추에이터이다.
서스펜션 장치(10)는 또한 가속도계들이나 힘 센서들에 의해 캐리어 구조물의 진동 응답을 측정하는 측정 시스템(55)에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터(50)를 가진다. 예를 들면, 가속도계들은 캐리어 구조물(2)에 끈끈하게 접착되어 있다.
각각의 힘 발생기(70)는 컴퓨터(50)와의 통신을 행하고, 컴퓨터(50)는 힘 발생기(70)에 측정 시스템(55)으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 명령들을 냄으로써 플래퍼의 운동의 진폭 및 위상을 활발하게 제어한다.
서스펜션 장치는 각각의 힘 발생기(70)를 위한 각각의 컴퓨터를 포함할 수 있거나, 실제로 서스펜션 장치(10)의 힘 발생기(70) 전부를 제어하는 하나의 컴퓨터(50)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 9를 참조하면, 서스펜션 장치는 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 캐리어 구조물(2)에 고정시키기 위한 고정기 수단(70'); 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 기계 조립체(3)에 고정시키기 위한 고정기 시스템(70"); 및 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 플래퍼에 고정시키기 위한 고정시 부재(70"')를 포함할 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 종래의 방식대로 그들 각각에 부착됨으로써, 플래퍼와 기계 조립체(3) 사이에 끼워질 수 있다.
이 구성에서, 제 1 힌지(35)와, 매스 지지체(25)로의 힘 발생기(70)의 부착 포인트 사이의 거리(d)는 전달될 필요가 있는 힘들을 감소시키기 위해 유리하게 최대화된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 종래의 방식대로 그들 각각에 부착됨으로써 플래퍼와 캐리어 구조물(2) 사이에 끼워질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 종래의 방식대로 그들 각각에 부착됨으로써 기계 조립체(3)와 캐리어 구조물(2) 사이에 끼워질 수 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 플래퍼의 말단부(26)에 연결되고, 따라서 플랩핑 매스에 연결된다.
도 6에서, 힘 발생기(70)는 기계 조립체(3)와 플랩핑 매스 사이에 끼워진다.
예를 들면, 힘 발생기(70)는 메인 기어박스(4)에 고정된 자기 매스(76)를 포함하는 전자기 액추에이터(75)를 포함한다. 게다가, 전자기 액추에이터(75)는 플랩핑 매스(30)에 고정된 적어도 하나의 코일(77)을 가지고, 아마도 상기 코일(77)과 상기 컴퓨터(50)에 연결된 전기 파워 증폭기(78)를 가진다. 코일(77)과 플랩핑 매스는 하나의 물리적 독립체(entity)를 구성할 수 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 힘 발생기는 단지 서스펜션 수단의 말단부에 부착된다.
도 7은 플랩핑 매스(30)에 고착된 적어도 하나의 코일(77)이 제공된 힘 발생기를 보여준다. 게다가, 힘 발생기는 스프링과 같은 탄력 있는 몸체(78)에 의해 플랩핑 매스(30)에 탄력 있게 부착된 자기 매스(76)를 가진다. 이 자기 매스는 플랩핑 매스에 대해 움직일 수 있다. 각각의 코일은 자기 매스 내의 하우징에서 연장할 수 있다.
각각의 코일(77)은 파워 증폭기를 통해 임의로 컴퓨터(50)와 통신을 행한다.
도 8은 압전 부재(80)가 제공되는 힘 발생기를 보여준다. 이 압전 부재(80)는 매스 지지체(25)에 합체되어 있고, 플랩핑 매스(30)를 운반한다.
도 9는 플랩핑 매스(30)에 의해 운반된 2개의 2중 반전 매스들(86, 87)을 가지는 힘 발생기를 보여준다. 적어도 하나의 모터(85)가 2중 반전 매스들이 회전하게 한다. 따라서 모터는 2중 반전 매스들 사이의 각 위상 오프셋(offset)들을 조정할 수 있다.
물론, 본 발명은 그것의 구현에 있어서 다수의 변형예가 존재할 수 있다. 비록 여러 실시예가 설명되지만, 모든 가능한 실시예를 총 망라해서 확인하는 것은 가능하지 않음이 바로 이해될 것이다. 물론, 본 발명의 범위를 넘지 않고 등가 수단에 의해 설명된 임의의 수단으로 대체하는 것을 상상하는 것은 가능하다.
도 1은 캐리어 구조물(2)을 포함하는 항공기(1)를 보여준다. 항공기(1)는 또한 특히 항공기(1)에 리프트를 제공하는데 기여를 하기 위해 캐리어 구조물(2)에 고정되는 기계 조립체(3)를 가진다.
이러한 기계 조립체(3)는 리프트 로터(5)를 포함하고, 이러한 기계 조립체(3)의 메인 기어박스(MGB)(4)는 리프트 로터(5)와, 도면들에는 도시되어 있지 않은 파워 플랜트 사이에 끼워져 있다.
항공기는 도면들의 오버로딩(overloading)을 회피하기 위해, 도면들에서 의도적으로 완성되지 않은 방식으로 도시되어 있다.
메인 기어박스(4)는 토크(torque)를 차지하고 트랜스미션이 움직일 수 있게 하는 다이아프램(diaphragm)(330)을 통해 캐리어 구조물(2) 상에 얹혀 있다.
항공기(1)는 첫 번째로는 기계 조립체(3)에 의해 전달되는 진동의 양을 감소시키고, 두 번째로는 캐리어 구조물에 기계 조립체(3)를 고정시키는 역할을 하는 서스펜션 장치를 가진다.
기계 조립체(3)는 적어도 하나의 홀더 바(15)를 포함하는데, 사실상 그것을 캐리어 구조물에 고정시키기 위한 적어도 3개의 홀더 바(15)를 포함한다. 각각의 홀더 바는 상부 단부(16)로부터 바닥 단부(17)까지 연장한다. 각각의 상부 단부(16)는 메인 기어박스(4)에 인지되고, 특히 메인 기어박스(4)의 상부 부분에 힌지되는데 반해, 각각의 바닥 단부(17)는 캐리어 구조물(2)에 간접적으로 연결된다.
그러한 상황 하에서는, 서스펜션 장치가 홀더 바(15)와 캐리어 구조물(2) 사이를 잇는 적어도 하나의 서스펜션 수단(20)을 포함한다. 예를 들면, 이러한 서스펜션 장치는 캐리어 구조물과, 대응하는 홀더 바의 바닥 단부(17)에 인지된 홀더 바마다 하나의 서스펜션 수단을 포함한다.
각각의 서스펜션 수단(20)은 플랩핑 매스(30)를 지지하는 지지 수단(25)을 가지는 플래퍼(21)(즉, "플라이 웨이터(fly weight)" 또는 불어로는 "masse battante")와 서스펜션 바의 바닥 단부(17)를 포함한다. 지지 수단(25)은 레버(lever) 또는 블레이드일 수 있다.
도 2는 본 발명의 서스펜션 수단(20)을 상세히 보여준다.
지지 수단(25)은 H-형상을 나타내도록 트랜스버스 암(transverse arm)(29)에 의해 함께 연결되는 2개의 세로 암(28)들에 의해 연장된 편평한 존(25')을 포함할 수 있다. 플래퍼는 "가장 가까운(proximal)" 단부(27)로부터 "먼 쪽의(distal)" 단부(26)까지 세로로 연장한다.
플랩핑 매스는 플래퍼의 말단부(26)에 의해 운반된다.
또한, 가장 가까운 단부(27)에는 지지 수단(25)이 캐리어 구조물(2)에 힌지되는 것을 가능하게 하는 제 1 힌지(35)가 제공된다.
이 제 1 힌지(35)는 지지 수단과, 따라서 플랩핑 매스(30)가 제 1 방향(AX1)을 중심으로 피벗하는 것을 가능하게 하는 피벗 연결을 임의로 포함할 수 있다.
그 결과, 제 1 힌지는 캐리어 구조물(2)에 고정되기에 적합한 피팅(fitting)(60)을 포함할 수 있다. 제 1 힌지의 제 1 피벗 축(36)은 피팅(60)의 적어도 하나의 치크플레이트(cheekplate)(61)를 통과할 수 있다.
게다가, 서스펜션 수단은 홀더 바(15)를 제 1 힌지에 가깝게 지지 수단(25)에 힌지시키기 위한 제 2 힌지(40)를 포함한다. 예를 들면, 제 2 힌지(40)는 플래퍼의 무게중심(Cg)과 제 1 힌지(35) 사이에 놓여 있는 존에 배치된다.
이 제 2 힌지(40)는 적어도 하나의 피벗 연결을 포함할 수 있다. 제 2 힌지는 유리하게는 트랜스버스 암(29)에 의해 나타내어진 제 2 연결 축(42)을 가지는 볼 조인트(ball joint)일 수 있다. 제 2 연결 축(42)은 볼 조인트의 구 모양 내부 부분(43)을 통과하고, 이러한 구 모양 내부 부분(43)은 홀더 바(15)의 바닥 부분(17)의 케이지(cage)(44)에 배치된다.
제 2 연결 축(42)은 제 1 축(AX1)에 나란한 제 2 방향(AX2)을 따라 연장한다.
제 2 힌지(40)는 제 1 힌지(35)에 대해 한쪽으로 치우쳐 있어, 캐리어 구조물(2)과 메인 기어박스(4) 사이의 상대적인 움직임에 의해 야기되는 플랩핑 매스(30)의 움직임을 운동학적으로 증폭시킨다.
서스펜션 장치는 또한 서스펜션 수단마다 하나의 탄력 있는 요소(200)를 포함하고, 이러한 요소는 홀더 암(15)들을 통과하는 정적인 힘들을 잡기 위해 필수적인 단단함을 제공하는 역할을 한다. 이러한 탄력 있는 요소(200)는 도 1에서 플래퍼의 암(28)들에 고착되어 있고 메인 기어박스의 바닥(4')에 단부가 얹혀 있는, 구부러질 때 작용하는 블레이드로 구성된다. 다른 변형예들에서는, 탄력 있는 요소(200)가 피팅(60)과 플래퍼(21) 사이의 제 1 힌지(35)에서 장착되는 토션 튜브(torsion tube), 또는 실제로는 예를 들면 플래퍼(21)와 캐리어 구조물 사이에 배치된 스프링으로 구성될 수 있다.
또한, 서스펜션 장치는 플래퍼(21)의 진동 운동의 진폭과 위상을 제어하기 위해 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 서스펜션 장치(10)는 각각의 서스펜션 수단에 합체되어 있는 힘 발생기(70)를 가질 수 있다. 이러한 힘 발생기는 유압식, 압축 공기식, 전자기계식, 전자기식, 또는 압전식의 것일 수 있는 액추에이터이다.
서스펜션 장치(10)는 또한 가속도계들이나 힘 센서들에 의해 캐리어 구조물의 진동 응답을 측정하는 측정 시스템(55)에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터(50)를 가진다. 예를 들면, 가속도계들은 캐리어 구조물(2)에 끈끈하게 접착되어 있다.
각각의 힘 발생기(70)는 컴퓨터(50)와의 통신을 행하고, 컴퓨터(50)는 힘 발생기(70)에 측정 시스템(55)으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 명령들을 냄으로써 플래퍼의 운동의 진폭 및 위상을 활발하게 제어한다.
서스펜션 장치는 각각의 힘 발생기(70)를 위한 각각의 컴퓨터를 포함할 수 있거나, 실제로 서스펜션 장치(10)의 힘 발생기(70) 전부를 제어하는 하나의 컴퓨터(50)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 9를 참조하면, 서스펜션 장치는 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 캐리어 구조물(2)에 고정시키기 위한 고정기 수단(70'); 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 기계 조립체(3)에 고정시키기 위한 고정기 시스템(70"); 및 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 플래퍼에 고정시키기 위한 고정시 부재(70"')를 포함할 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 종래의 방식대로 그들 각각에 부착됨으로써, 플래퍼와 기계 조립체(3) 사이에 끼워질 수 있다.
이 구성에서, 제 1 힌지(35)와, 매스 지지체(25)로의 힘 발생기(70)의 부착 포인트 사이의 거리(d)는 전달될 필요가 있는 힘들을 감소시키기 위해 유리하게 최대화된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 종래의 방식대로 그들 각각에 부착됨으로써 플래퍼와 캐리어 구조물(2) 사이에 끼워질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 종래의 방식대로 그들 각각에 부착됨으로써 기계 조립체(3)와 캐리어 구조물(2) 사이에 끼워질 수 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 힘 발생기(70)는 플래퍼의 말단부(26)에 연결되고, 따라서 플랩핑 매스에 연결된다.
도 6에서, 힘 발생기(70)는 기계 조립체(3)와 플랩핑 매스 사이에 끼워진다.
예를 들면, 힘 발생기(70)는 메인 기어박스(4)에 고정된 자기 매스(76)를 포함하는 전자기 액추에이터(75)를 포함한다. 게다가, 전자기 액추에이터(75)는 플랩핑 매스(30)에 고정된 적어도 하나의 코일(77)을 가지고, 아마도 상기 코일(77)과 상기 컴퓨터(50)에 연결된 전기 파워 증폭기(78)를 가진다. 코일(77)과 플랩핑 매스는 하나의 물리적 독립체(entity)를 구성할 수 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 힘 발생기는 단지 서스펜션 수단의 말단부에 부착된다.
도 7은 플랩핑 매스(30)에 고착된 적어도 하나의 코일(77)이 제공된 힘 발생기를 보여준다. 게다가, 힘 발생기는 스프링과 같은 탄력 있는 몸체(78)에 의해 플랩핑 매스(30)에 탄력 있게 부착된 자기 매스(76)를 가진다. 이 자기 매스는 플랩핑 매스에 대해 움직일 수 있다. 각각의 코일은 자기 매스 내의 하우징에서 연장할 수 있다.
각각의 코일(77)은 파워 증폭기를 통해 임의로 컴퓨터(50)와 통신을 행한다.
도 8은 압전 부재(80)가 제공되는 힘 발생기를 보여준다. 이 압전 부재(80)는 매스 지지체(25)에 합체되어 있고, 플랩핑 매스(30)를 운반한다.
도 9는 플랩핑 매스(30)에 의해 운반된 2개의 2중 반전 매스들(86, 87)을 가지는 힘 발생기를 보여준다. 적어도 하나의 모터(85)가 2중 반전 매스들이 회전하게 한다. 따라서 모터는 2중 반전 매스들 사이의 각 위상 오프셋(offset)들을 조정할 수 있다.
물론, 본 발명은 그것의 구현에 있어서 다수의 변형예가 존재할 수 있다. 비록 여러 실시예가 설명되지만, 모든 가능한 실시예를 총 망라해서 확인하는 것은 가능하지 않음이 바로 이해될 것이다. 물론, 본 발명의 범위를 넘지 않고 등가 수단에 의해 설명된 임의의 수단으로 대체하는 것을 상상하는 것은 가능하다.
Claims (16)
- 기계 조립체(3)용 방진 서스펜션 장치(10)로서,
상기 장치는 적어도 하나의 서스펜션 수단(20)을 가지고, 상기 서스펜션 수단(20)은 진자 운동을 행하는 플래퍼(21)를 포함하며, 상기 플래퍼(21)에는 적어도 하나의 플랩핑 매스(30)를 지지하는 말단부(26)로부터 가장 가까운 단부(27)까지 연장하는 매스 지지체(25)가 제공되고, 상기 가장 가까운 단부(27)에는 격리를 위해 상기 매스 지지체(25)를 캐리어 구조물(2)에 힌지하기 위한 제 1 힌지(35)가 제공되며, 상기 서스펜션 수단(20)은 상기 기계 조립체의 홀더 바(15)를 상기 말단부(26)와 상기 가장 가까운 단부(27) 사이의 상기 매스 지지체(25)에 힌지하기 위한 제 2 힌지(40)를 가지고,
상기 서스펜션 장치(10)는 플래퍼(21)의 진자 운동의 진폭과 위상에 작용하는 적어도 하나의 동적 힘 발생기(70)를 포함하며, 상기 서스펜션 장치(10)는 상기 힘 발생기(70)에 연결되고 측정 시스템(55)에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터(50)를 가지고, 상기 측정 시스템(55)은 상기 측정 시스템(55)으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 상기 힘 발생기(70)를 제어함으로써, 상기 진폭과 상기 위상을 조절하도록 상기 구조물의 진동 응답을 측정하는 방진 서스펜션 장치이고,
상기 힘 발생기(70)는 자기 매스(76), 적어도 하나의 코일(77), 및 상기 코일(77)과 상기 컴퓨터(50)에 연결된 전기 파워 증폭기(78)를 포함하는 전자기 액추에이터(75)이며,
상기 코일(77)은 상기 플랩핑 매스(30) 상에 배치되는, 방진 서스펜션 장치. - 기계 조립체(3)용 방진 서스펜션 장치(10)로서,
상기 장치는 적어도 하나의 서스펜션 수단(20)을 가지고, 상기 서스펜션 수단(20)은 진자 운동을 행하는 플래퍼(21)를 포함하며, 상기 플래퍼(21)에는 적어도 하나의 플랩핑 매스(30)를 지지하는 말단부(26)로부터 가장 가까운 단부(27)까지 연장하는 매스 지지체(25)가 제공되고, 상기 가장 가까운 단부(27)에는 격리를 위해 상기 매스 지지체(25)를 캐리어 구조물(2)에 힌지하기 위한 제 1 힌지(35)가 제공되며, 상기 서스펜션 수단(20)은 상기 기계 조립체의 홀더 바(15)를 상기 말단부(26)와 상기 가장 가까운 단부(27) 사이의 상기 매스 지지체(25)에 힌지하기 위한 제 2 힌지(40)를 가지고,
상기 서스펜션 장치(10)는 플래퍼(21)의 진자 운동의 진폭과 위상에 작용하는 적어도 하나의 동적 힘 발생기(70)를 포함하며, 상기 서스펜션 장치(10)는 상기 힘 발생기(70)에 연결되고 측정 시스템(55)에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터(50)를 가지고, 상기 측정 시스템(55)은 상기 측정 시스템(55)으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 상기 힘 발생기(70)를 제어함으로써, 상기 진폭과 상기 위상을 조절하도록 상기 구조물의 진동 응답을 측정하고,
상기 힘 발생기(70)는 상기 플랩핑 매스(30)와 자기 매스(76)에 고착된 적어도 하나의 코일(77)을 포함하고, 상기 자기 매스는 탄력 있는 몸체에 의해 상기 플랩핑 매스에 연결되어 있는, 방진 서스펜션 장치. - 기계 조립체(3)용 방진 서스펜션 장치(10)로서,
상기 장치는 적어도 하나의 서스펜션 수단(20)을 가지고, 상기 서스펜션 수단(20)은 진자 운동을 행하는 플래퍼(21)를 포함하며, 상기 플래퍼(21)에는 적어도 하나의 플랩핑 매스(30)를 지지하는 말단부(26)로부터 가장 가까운 단부(27)까지 연장하는 매스 지지체(25)가 제공되고, 상기 가장 가까운 단부(27)에는 격리를 위해 상기 매스 지지체(25)를 캐리어 구조물(2)에 힌지하기 위한 제 1 힌지(35)가 제공되며, 상기 서스펜션 수단(20)은 상기 기계 조립체의 홀더 바(15)를 상기 말단부(26)와 상기 가장 가까운 단부(27) 사이의 상기 매스 지지체(25)에 힌지하기 위한 제 2 힌지(40)를 가지고,
상기 서스펜션 장치(10)는 플래퍼(21)의 진자 운동의 진폭과 위상에 작용하는 적어도 하나의 동적 힘 발생기(70)를 포함하며, 상기 서스펜션 장치(10)는 상기 힘 발생기(70)에 연결되고 측정 시스템(55)에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터(50)를 가지고, 상기 측정 시스템(55)은 상기 측정 시스템(55)으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 상기 힘 발생기(70)를 제어함으로써, 상기 진폭과 상기 위상을 조절하도록 상기 구조물의 진동 응답을 측정하고,
상기 힘 발생기(70)는 상기 매스 지지체(25)에 합체되어 있는 압전 부재(80)를 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 기계 조립체(3)용 방진 서스펜션 장치(10)로서,
상기 장치는 적어도 하나의 서스펜션 수단(20)을 가지고, 상기 서스펜션 수단(20)은 진자 운동을 행하는 플래퍼(21)를 포함하며, 상기 플래퍼(21)에는 적어도 하나의 플랩핑 매스(30)를 지지하는 말단부(26)로부터 가장 가까운 단부(27)까지 연장하는 매스 지지체(25)가 제공되고, 상기 가장 가까운 단부(27)에는 격리를 위해 상기 매스 지지체(25)를 캐리어 구조물(2)에 힌지하기 위한 제 1 힌지(35)가 제공되며, 상기 서스펜션 수단(20)은 상기 기계 조립체의 홀더 바(15)를 상기 말단부(26)와 상기 가장 가까운 단부(27) 사이의 상기 매스 지지체(25)에 힌지하기 위한 제 2 힌지(40)를 가지고,
상기 서스펜션 장치(10)는 플래퍼(21)의 진자 운동의 진폭과 위상에 작용하는 적어도 하나의 동적 힘 발생기(70)를 포함하며, 상기 서스펜션 장치(10)는 상기 힘 발생기(70)에 연결되고 측정 시스템(55)에 연결된 적어도 하나의 컴퓨터(50)를 가지고, 상기 측정 시스템(55)은 상기 측정 시스템(55)으로부터 오는 적어도 하나의 측정 신호의 함수로서 상기 힘 발생기(70)를 제어함으로써, 상기 진폭과 상기 위상을 조절하도록 상기 구조물의 진동 응답을 측정하고,
상기 힘 발생기(70)는 상기 플랩핑 매스(30)에 의해 운반된 2중 반전 매스들(86, 87)의 적어도 한 쌍을 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서스펜션 장치(10)는 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 상기 캐리어 구조물(2)에 고정하기 위한 고정기 수단(70')을 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서스펜션 장치(10)는 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 상기 기계 조립체(3)에 고정하기 위한 고정기 시스템(70")을 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서스펜션 장치(10)는 적어도 하나의 힘 발생기(70)를 상기 플래퍼(21)에 고정하기 위한 고정기 부재(70"')를 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 시스템(55)은 캐리어 구조물(2)에 부착시키기 위한 부착 수단(55')을 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 힘 발생기(70)는 상기 플랩핑 매스에 연결되는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서스펜션 장치(10)는, 상기 기계 조립체(3)와 상기 캐리어 구조물(2) 사이의 단단함을 제공하기 위해, 플래퍼마다 하나의 탄력 있는 요소(200)를 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서스펜션 장치(10)는 각각의 서스펜션 수단(20)을 위한 하나의 힘 발생기(70)를 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서스펜션 장치(10)는 각각의 힘 발생기(70)를 위한 하나의 컴퓨터(50)를 포함하는, 방진 서스펜션 장치. - 캐리어 구조물(2)과, 리프트 로터(5)를 포함하는 기계 조립체(3), 및 상기 리프트 로터(5)를 구동하는 메인 기어박스(4)를 가지는 항공기(1)로서,
상기 기계 조립체(3)는 상기 메인 기어박스(4)에 힌지된 상부 단부(16)로부터 바닥 단부(17)까지 연장하는 적어도 하나의 홀더 바(15)를 포함하고,
상기 항공기(1)는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 서스펜션 장치(10)를 포함하며,
홀더 바(15)의 적어도 하나의 바닥 단부(17)는 상기 서스펜션 장치(10)의 서스펜션 수단(20)의 제 2 힌지(40)에 힌지되어 있는, 항공기. - 제 13 항에 있어서,
각각의 홀더 바(15)는 서스펜션 수단(20)에 힌지되는, 항공기. - 삭제
- 삭제
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