KR102255162B1 - 항공기용 트랜스미션 조립체 및 헬리콥터 - Google Patents

Abstract

토크 리시버 및 엔진의 회전 속도를 독립적으로 조정하기 위한 이러한 조립체를 포함하는 항공기 및 헬리콥터용 트랜스미션 조립체. 본 발명에 따르면, 상기 조립체는, 제1 엔진(10)으로부터 기계적 토크를 수용하도록 구성되는 제1 입력 샤프트(10a), 토크 리시버(60)에 기계적 토크를 전달하도록 구성되는 출력 샤프트(60a), 적어도 2개의 이동도(mobility)를 갖고 제1, 제2 및 제3 가동 부분을 포함하는 제1 트랜스미션 부재(20), 제1 조절 가역 전기 기계(30), 및 제1 밸런싱 가역 전기 기계(40)를 포함하고, 상기 입력 샤프트(10a)는 상기 제1 가동 부분에 연결되고, 상기 출력 샤프트(60a)는 상기 제2 가동 부분에 연결되고, 상기 제1 조절 전기 기계(30)는 상기 제3 가동 부분에 연결되고, 그리고 상기 제1 밸런싱 전기 기계(40)는 상기 입력 샤프트 또는 출력 샤프트에 직렬로 연결된다.

Description

항공기용 트랜스미션 조립체 및 헬리콥터{TRANSMISSION ASSEMBLY FOR AN AIRCRAFT AND A HELICOPTER}

본 설명은 항공기용 트랜스미션 조립체 및 또한 이러한 조립체를 포함하는 헬리콥터에 관한 것이다.

이러한 트랜스미션 조립체는 엔진 및 토크 리시버 각각의 속도를 최적화하기 위해서 엔진의 회전 속도 및 토크 리시버의 회전 속도를 독립적으로 제어하기 위해서 사용될 수도 있다. 이것은 특히 항공 분야에서, 그리고 더욱 구체적으로 헬리콥터 분야에서 유용하다.

종래의 헬리콥터에 있어서, 항공기의 가스 터빈(들)을 메인 기어박스(MGB), 교류발전기, 또는 실제로 로드 압축기와 같은, 기계적 동력을 가져가는 장치에 연결하는 것이 일반적이다. 이러한 상황 하에서, 가스 터빈의 속도는 가스 터빈이 여결되는 장치에 의해서 부여된다: 이것은, 부여된 속도가 전체 시스템을 위한 최적의 에너지에 반드시 대응하지 않기 때문에, 문제이다.

특히, 보조 동력 유닛(APU)으로, APU에 연결된 일부 장치는 로딩에 따라서 변하는 속도로 동작된다: 이것은 변하는 부여된 속도로 작동되는 APU로 이어지고, 이것은 불규칙한 방식으로 장치를 구동하고, 그리고 따라서 연료 소비에 대해서 유해하다.

헬리콥터 추진은 그 자체가 이 문제에 의해서 같은 방식으로 우려된다. 구체적으로, 터빈 엔진은 메인 기어박스(MGB)를 통해서 헬리콥터의 메인 로터를 구동하다; 메인 로터의 회전 속도가 따라서 터빈 엔진 상에 회전 속도를 부여한다(MGB의 감속 비율에 의해서 스케일되는 바와 같이). 그러나, 비행의 어떤 상태 하에서, 이 부여된 속도가 터빈 엔진을 위한 최적 속도에 대응하지 않고, 연료 소비에 비우호적이라는 점이 발견되었다.

이 문제를 해결하기 위해서, 제1 해결책은, 가장 적합한 터빈 속도로 접근하도록 메인 로터의 회전 속도를 제어하는 것으로 구성된다. 그럼에도 불구하고, 이 해결책은, 비행 안전에 영향을 주지 않으면서 좁은 범위를 넘어 이 속도를 변화시키지 못하기 때문에 한정된다.

따라서, 상술된 알려진 구성에 내재하는 단점이 적어도 부분적으로 없고, 그리고 토크 리시버의 속도와 독립적으로 엔진 속도가 최적화되게 할 수 있는 헬리콥터 및 트랜스미션 조립체에 대한 진정한 필요성이 있다.

본 설명은,제1 엔진으로부터 토크를 수용하도록 구성되는 제1 입력 샤프트, 토크 리시버에 토크를 전달하도록 구성되는 출력 샤프트, 적어도 2개의 자유도를 갖고 제1, 제2 및 제3 가동 부분을 포함하는 제1 트랜스미션 부재, 제어가능한 제1 조절 가역 레귤레이터 기계, 및 제1 가역 전기 밸런싱 기계(40)를 포함하고, 상기 입력 샤프트는 상기 제1 가동 부분에 연결되고, 상기 출력 샤프트는 상기 제2 가동 부분에 연결되고, 상기 제1 조절 전기 레귤레이터 기계는 상기 제3 가동 부분에 연결되고, 그리고 상기 제1 전기 밸런싱 기계는 상기 입력 샤프트 또는 출력 샤프트와 직렬로 연결된다.

본 설명에서, 용어 "적어도 2개의 자유도를 갖는 트랜스미션 부재"는, 단일 수학적 관계에 의해서 연관된 이동 속도를 나타내는 적어도 3개의 가동 부분을 연관시키는 트랜스미션 부재를 이미하기 위해서 사용된다. 예를 들어, 2개의 자유도를 갖는 트랜스미션 부재에서, 제3의 속도를 결정하기 위해서 가동 부분 중 2개의 속도를 설정하는 것이 필요하다.

따라서, 2개의 자유도를 갖는 트랜스미션 부재를 포함하는 이러한 구성에 의해서, 토크 리시버가 일정한 엔진 속도를 위해 가변 속도로 동작되게끔 하는 것이 가능하도록, 또는 엔진이 일정한 토크 리시버 속도에 대해서 가변 속도로 동작하게끔 하는 것이 가능하도록 레귤레이터 기계의 속도를 양으로 또는 음으로 제어하는 것이 가능하다. 따라서 연료 소비의 관점에서 절약을 또는 성능의 관점에서 게인을 얻는 것이 가능하다.

구체적으로, 토크 리시버의 명목상 회전 속도를 알고, 엔진에 대한 요구되는 회전 속도를 알면, 트랜스미션 부재의 수학적 관계는, 전기 레귤레이터 기계가 제어될 필요가 있는 속도를 계산하는 것이 가능하도록 한다.

레귤레이터 기계는 특히 토크 리시버에 대한 명목상 속도에서 변화 또는 엔진에 대한 최적 속도에서의 변화를 따르도록 비행 상태에 따라서 제어될 수도 있어, 연료 소비에서 상당한 절약이 얻어지게 하고, 비행의 모든 단계에 대해서 성능에서 상당한 게인이 얻어지게 할 수 있다.

전기 레귤레이터가 토크 리시버로서 동작될 때, 이것은 이것이 감소시키는 기계적 동력을, 탑재된 장치에 의해서 그리고/또는 전기 밸런싱 기계에 의해서 사용될 수 있는 전기적 동력으로 변환시킨다. 다음으로 전기 밸런싱 기계는 기계적 동력을 토크 리시버에 회복시키기 위해서 전기적 동력을 소비하는 모터로서 동작되고, 이 기계적 동력은 전기 레귤레이터 기계에 의해서 감소되는 동력과 균등하다.

역으로, 전기 레귤레이터 기계가 모터로서 동작될 때, 이것은 전기적 동력을 소비하여, 추가적인 기계적 동력을 시스템 안에 주입시킨다. 전기 밸런싱 기계는 다음으로, 전기 레귤레이터 기계에 의해서 주입되는 추가적인 동력과 균등한 기계적 동력을 전기적 동력으로 변환시키는 토크 리시버로서 동작된다.

따라서, 동력에서 바람직하지 않은 감소 또는 증가를 일으키지 않고 엔진으로부터 토크 리시버에 기계적 동력의 효과적인 전달을 제공하는 한편 엔진의 속도를 제어하는 것이 가능하다. 그럼에도 불구하고, 전기 기계는 또한 탑재된 장치에 추가적인 전기적 동력을 전달하는 목적을 위해서, 반대로, 비행의 어떤 단계 동안에 토크 리시버에 추가적인 기계적 동력을 제공하기 위한 목적을 위해서, 제로가 아닌 동력 버짓(budget)을 얻도록 제어될 수도 있다.

어떤 실시형태에서, 조립체는 제1 전기 레귤레이터 기계와 그리고 또한 제1 전기 밸런싱 기계와 전기적 에너지를 교환하도록 구성되는 에너지 저장 장치를 더 포함한다. 따라서, 전기 레귤레이터 기계와 전기 밸런싱 기계 사이에서 제로가 아닌 동력 밸런스가 있을 때 임의의 여분의 생성된 에너지를 저장하는 것이 가능하다. 저장 장치는 탑재된 전기 네트워크에 연결될 수도 있다.

어떤 실시형태에서, 조립체는 제1 전기 레귤레이터 기계와 제1 트랜스미션 부재 사이에 직렬로 연결되는 프리휠을 더 포함한다. 이것은 부분적으로, 엔진과 장치 사이의 감소 비율을 보장하기 위해서 엔진 속도가 장치의 속도보다 더 빠른 동안 전기 레귤레이터 기계가 고장나는 경유에 유용하다.

어떤 실시형태에서, 제1 전달 부재는, 선 기어, 유성 캐리어에 연결된 유성 기어, 및 링을 갖는 유성 기어열이다.

본 설명은 또한, 상기 실시형태의 어느 하나에 따른 적어도 제1 터빈 엔진, 로터, 및 트랜스미션 조립체를 포함하는 제1 엔진을 갖는 헬리콥터를 제공하며, 상기 트랜스미션 조립체는 상기 제1 엔진으로부터 오는 토크를 상기 로터에 전달하도록 구성된다. 이러한 구성은 터빈 엔진의 속도를 로터 속도로부터 분리시키는 것을 가능하게 한다.

어떤 실시형태에서, 헬리콥터는 또한 메인 기어박스(MGB)를 갖는다. 이러한 MGB는 터빈 엔진과 로터 사이에 속도 스텝-다운 비율을 제공하는 유성 기어열을 포함한다. 어떤 실시형태에서, MGB는 제1 트랜스미션 부재로서 사용될 수도 있다.

특정 실시형태에서, MGB와 구별되고 트랜스미션 부재의 제1 가동 부분을 구성하는 제1 트랜스미션 부재의 유성 캐리어는 제1 엔진에 연결되고, 제2 가동 부분을 구성하는 제1 트랜스미션 부재의 링은 메인 기어박스의 입력부에 연결되고, 제3 가동 부분을 구성하는 제1 트랜스미션 부재의 선 기어는 제1 전기 레귤레이터 기계에 연결된다. 이 구성에서, 트랜스미션 부재는 터빈 엔진과 MGB의 입력부 사이에 속도 감축을 제공한다: 이 속도 감축은 전기 레귤레이터 기계의 속도를 제어함으로써 조절될 수 있어, 터빈 엔진이 최적의 속도에서 동작되도록 제어되는 것을 가능하게 한다.

어떤 실시형태에서, 헬리콥터는 적어도 하나의 터빈 엔진을 포함하는 제2 터빈 엔진, 제1 트랜스미션 부재에 유사한 제2 트랜스미션 부재, 제2 가역 전기 레귤레이터 기계, 및 제2 가역 전기 밸런싱 기계를 더 포함한다.

어떤 실시형태에서, 헬리콥터는 상기 제1 및 제2 전기 레귤레이터 기계와 그리고 상기 제1 및 제2 전기 밸런싱 기계와 전기 에너지를 교환하도록 구성되는 공통의 에너지 저장 장치를 포함한다. 복수의 터빈 엔진을 갖는 이러한 헬리콥터에서, 이 구성은 에너지 저장 장치를 공유하는 것을 가능하게 하여, 비용을 감소시키고, 그리고 또한 탑재된 체적 및 중량을 감소시킨다.

어떤 실시형태에서, 상기 제1 및 제2 전기 밸런싱 기계는, 상기 제1 및 제2 트랜스미션 부재의 상기 제3 가동 부분에 연결되는 단일의 공통 전기 밸런싱 기계를 형성한다. 이 공유는 비용을 감소시키고, 그리고 또한 탑재된 체적 및 중량을 감소시킨다.

어떤 실시형태에서, 제1 및 제2 전기 밸런싱 기계는 메인 기어박스로부터의 출력부와 로터 사이에 직렬로 연결되는 단일의 공통 전기 밸런싱 기계를 형성한다. 이 공유는 비용을 감소시키고, 그리고 또한 탑재된 체적 및 중량을 감소시킨다.

당연히, 이 다양한 종류의 공유는 임의의 수의 엔진에 대해서 유사한 방식으로 고려될 수 있다.

어떤 실시형태에서, 헬리콥터는 제1 트랜스미션 부재를 구성하는 유성 기어열을 포함하는 메인 기어박스(MGB)를 포함한다. 이것은 MGB에 종래와 같이 존재하는 유성 기어열을 이용하여 추가적인 특정 기어박스 부재를 갖는 것을 피하는 것을 가능하게 한다.

어떤 실시형태에서, 제1 가동 부분을 구성하는 제1 트랜스미션 부재의 선 기어는 제1 엔진에 연결되고, 제2 가동 부분을 구성하는 제1 트랜스미션 부재의 유성 캐리어는 로터에 연결되고, 제3 가동 부분을 구성하는 제1 트랜스미션 부재의 링은 제1 전기 레귤레이터 기계에 연결된다. 이 구성에서, 트랜스미션 부재는 터빈 엔진과 로터 사이에 속도를 감소시킨다: 이 속도 감축은 전기 레귤레이터 기계의 속도를 제어함으로써 조절될 수 있어, 터빈 엔진이 최적의 속도에서 동작되도록 제어되는 것을 가능하게 한다.

어떤 실시형태에서, 제1 전기 밸런싱 기계는 트랜스미션 부재의 제1 가동 부분과 메인 기어박스의 상기 입력부 사이에 직렬로 연결된다.

어떤 실시형태에서, 제1 전기 밸런싱 기계는 제1 엔진과 트랜스미션 부재의 제1 가동 부분 사이에 직렬로 연결된다.

어떤 실시형태에서, 제1 전기 밸런싱 기계는 메인 기어박스로부터의 출력부와 로터 사이에 직렬로 연결된다.

어떤 실시형태에서, 상기 제1 엔진은 제2 터빈 엔진 및, 상기 제1 터빈 엔진에 연결되는 제1 입력부, 상기 제2 터빈 엔진에 연결되는 제2 입력부 및 상기 제1 트랜스미션 부재의 상기 제1 가동 부분에 연결되는 출력부를 갖는 중간 트랜스미션 박스를 더 포함한다.

상기 설명된 특징 및 장점, 및 다른 특징 및 장점은 트랜스미션 조립체 및 헬리콥터의 다음 상세한 설명을 읽을 때 드러난다. 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조한다.

첨부된 도면은 개략적이고, 무엇보다도 본 발명의 원리를 도해하는 것을 추구한다.
도면에서, 하나의 도면으로부터 다른 도면으로, 동일한 구성요소(또는 구성요소의 부분)는 동일한 참조 부호에 의해서 식별된다. 또한, 상이한 실시형태에 속하나 유사한 기능을 제공하는 요소 (또는 요소의 부분)은 100, 200 등으로 증가되는 참조 번호로 도면에서 식별된다.
도 1은 트랜스미션 조립체의 제1 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 2는 제1 실시형태의 트랜스미션 부재의 구성을 도시한다.
도 3은 선택된 파일럿팅의 기능으로 제1 실시형태를 위한 상이한 속도를 도시하는 그래프이다.
도 4는 트랜스미션 조립체의 제2 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 5는 트랜스미션 조립체의 제3 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 6은 트랜스미션 조립체의 제4 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 7은 트랜스미션 조립체의 제5 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 8은 제6 실시형태의 트랜스미션 부재의 구성을 도시한다.
도 9는 선택된 파일럿팅의 기능으로서 제6 실시형태를 위한 상이한 속도를 도시하는 그래프이다.
도 10은 도 1의 실시형태의 변형예를 도시한다.

본 발명을 더욱 구체적으로 하기 위해서, 헬리콥터 트랜스미션 조립체의 실시형태가 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다. 본 발명은 이 실시형태에 제한되지 않는 점이 상기 되어야 한다.

도 1, 도 2, 도 3은 메인 기어박스(MGB; 60)을 통해서 가스 터빈(10)에 의해서 회전되게 구동되는 로터(90)를 갖는 헬리콥터의 제1 실시형태를 도시한다. 헬리콥터에서, MGB(60)는 엔진(들)(10)로부터 로터(90)로, 속도 감소와 함께, 동력을 전달하기 위한 기계적인 조립체이고; MGB는 구동 샤프트와 로터 샤프트 사이의 각도 트랜스미션을 또한 제공할 수도 있고, 그리고 또한 펌프 또는 교류 발전기와 같은 다양한 액세서리를 구동하는 기능을 할 수도 있다.

로터(90)의 회전 속도(Nr)는 비행 요구조건에 의해서 부여된다: 이 속도(Nr)는 따라서 트랜스미션 조립체를 통해서 터빈 엔진(10)의 회전 속도(Nt)를 스텝다운 비율의 함수로서 부여하며, MGB(60)는 특히 이 비율을 제공하는데 기여한다.

제1 실시형태에서, 트랜스미션 조립체는, 선(sun) 기어(21), 유성 캐리어(22a) 상에 장착된 유성 기어(22), 및 링(23)을 갖는 유성 기어열(20)을 포함한다.

유성 캐리어(22a)는 가스 터빈(10)의 구동 샤프트(10a)에 연결된다. 링(23)은 MGB(60)의 입력 샤프트(60a)에 연결된다. 선 기어(21)는 샤프트(30a)를 통해서, 전기 레귤레이터 기계로 지칭되는 변속 구동 유닛 타입의 제어가능한 가역 전기 기계(30)에 연결된다.

밸런싱 기계로 지칭되는 제2 가역 전기 기계(40)가 유성 기어열(20)과 MGB(60) 사이의 샤프트(60a) 상에 제공된다.

에너지 저장 장치(50)가 변속 구동 유닛(30)과 밸런싱 기계(40)와 전기 에너지를 교환할 수 있도록 제공된다.

변속 구동 유닛(30)의 회전 속도(N3), 가스 터빈(10)의 회전 속도(Nt), 및 MGB(60)의 입력 샤프트(60a)의 회전 속도(Ne)를 도시하는 도 3을 참조하여, 트랜스미션 조립체의 이 제1 실시형태의 동작의 설명이 따른다.

유성 기어열(20)의 비율에 의해서 변경되는 바와 같이 Ne와 동일한 속도 상에서 Nt를 서보제어하는 것이 요구될 때, 변속 구동 유닛(30)은 제로 속도 상에서 제어된다: 이 구성은 속도를 밸런싱하고 라인(A)에 의해서 표시된다.

균형 속도보다 더 빠른 속도 상에서 Nt를 서보제어하는 것이 요구될 때, 변속 구동 유닛(30)의 속도가 양의 값을 향해서 제어된다: 이 구성은 라인(B)에 의해서 표시된다. 이 구성에서, 변속 구동 유닛(30)은 기계 에너지를 제거한다. 이 에너지는 전기로 변환되고, 저장 장치(50)로 전달되고, 저장 장치에 의해서 밸런싱 기계(40)로 이송되고, 그러면 밸런싱 기계는 에너지를 기계적 에너지로 재변환하고, 동력 요구를 만족시키기 위해서 MGB(60)의 입력 샤프트(60a)에 에너지를 회복한다.

역으로, 균형 속도보다 더 느린 속도 상에서 Nt를 서보제어하는 것이 요구될 때, 변속 구동 유닛(30)의 속도가 음의 값을 향해서 제어된다: 이 구성은 라인(C)에 의해서 표시된다. 이 구성에서, 변속 구동 유닛(30)은 기계적 에너지를 시스템에 주입한다: 동력을 밸런싱하기 위해서, 에너지의 균등한 양이 밸런싱 머신(40)에 의해서 MGB(60)의 입력 샤프트(60a)로부터 취해지고, 전기로 변환되고, 그리고 변속 구동 유닛(30)에 저장 장치(50)에 의해서 이송된다.

도 10에 도시된 변형예에서, 프리휠(70)은 전기 레귤레이터 기계(30)와 유성 기어열(20) 사이의 샤프트(30a) 상에 제공될 수도 있다.

도 4 내지 도 7은 헬리콥터가 동일한 로터를 구동하는 2개의 가스 터빈을 가질 때의 제1 실시형태의 다른 변형예를 도시한다.

도 4에 도시된 제2 실시형태에서, 헬리콥터는 2개의 동력 라인을 갖고, 각각은 각각의 가스 터빈(110, 110')에 의해서 구동되며, 이 파워 라인은 로터(190)를 구동하기 위해서 MGB(160) 내에서 결합된다.

각각의 동력 라인은, 제1 실시형태에 유사한 방식으로 연결되는 각각의 유성 기어열(120, 120') 및 각각의 변속 구동 유닛(130, 130')을 갖는다.

그럼에도 불구하고, 이 제2 실시형태에서, 트랜스미션 조립체는, 각각의 구동 샤프트(100a, 110a') 상에, 즉 이들 각각의 각스 터빈(100, 100')과 유성 기어열(102, 120') 사이에 제공되는 제1 및 제2 가역 전기 밸런싱 기계(140, 140')를 갖는다.

또한, 트랜스미션 조립체는 전기 에너지를 제1 변속 구동 유닛(130), 제2 변속 구동 유닛(130'), 제1 전기 밸런싱 기계(140), 및 제2 전기 밸런싱 기계(140')와 교환할 수 있는 단일 전기 저장 장치(150)를 갖는다.

도 5에 도시되는 제3 실시형태는, 로터 샤프트(290a) 상에, 즉 MGB(260)의 출력 샤프트 상에 제공되는 단일 가역 전기 밸런싱 기계(240)를 이것이 갖는 점을 제외하고 제2 실시형태와 유사한다.

도 6에 도시된 제4 실시형태는, 제1 및 제2 변속 구동 유닛 대신에, 제1 및 제2 동력 라인에 공통인 단일의 변속 구동 유닛(330)을 이것이 갖는 점을 제외하고, 제2 실시형태와 유사한다. 더욱 구체적으로, 유성 기어열(320, 320') 양자의 선 기어(21)는 단일 샤프트(330a)를 통해서 공통의 변속 구동 유닛(330)과 연결된다.

또한, 제1 및 제2 가역 전기 밸런싱 기계(340, 340')는 MGB의 각각의 입력 샤프트(360a, 360a') 상에, 즉 이들 각각의 유성 기어열(320, 320')과 MGB(360) 사이에 제공된다.

도 7에 도시된 제5 실시형태에서, 트랜스미션 조립체는 제1 가스 터빈(410)과 연결된 제1 입력부 및 제2 가스 터빈(410')과 연결된 제2 입력부를 갖는 중간 트랜스미션 박스(480)를 포함한다. 중간 트랜스미션 박스(480)는 이 2개의 입력부를 결합하고, 결합된 구동 샤프트(410a)를 통해서 2 개의 가스 터빈(410, 410')으로부터의 결합된 동력을 출력한다.

다음으로 중간 박스(480)로부터의 출력부에서 발견되는 구성은 제1 실시형태의 구성과 유사하다.

도 8 및 도 9는 메인 기어박스(MGB; 560)을 통해서 가스 터빈(510)에 의해서 회전되게 구동되는 로터(580)를 갖는 헬리콥터의 제6 실시형태를 도시한다. 이 제6 실시형태에서, MGB의 유성 기어열은 추가적인 유성 기어열의 도입 없이 본 발명이 행해지는 것을 가능하게 한다.

MGB(560)의 선 휠(561)은 가스 터빈(510)의 구동 샤프트(510a)에 연결된다. 유성 캐리어(562a)는 로터(590)의 로터 샤프트(590a)에 연결된다. 링(563)이 변속 구동 유닛(530)에 샤프트(530a)를 통해서 연결된다. 전기 가역 밸런싱 기계(540)는 MGB(560)와 로터(590) 사이의 로터 샤프트(590a) 상에 제공된다.

변속 구동 유닛(530)의 회전 속도(N3), 가스 터빈(510)의 회전 속도(Nt), 및 로터(590)의 회전 속도(Nr)를 도시하는 도 9를 참조하여, 트랜스미션 조립체의 이 제6 실시형태의 동작의 설명이 따른다.

Nr와 동일한 속도 상에서 Nt를 서보제어하는 것이 요구될 때, MGB(560)의 감소 비율에 의해서 변경되는 바와 같이 변속 구동 유닛(530)은 제로 속도 상에서 제어된다: 이 구성은 속도를 밸런싱하고 라인(A)에 의해서 표시된다.

균형 속도보다 더 빠른 속도 상에서 Nt를 서보제어하는 것이 요구될 때, 변속 구동 유닛(530)의 속도가 음의 값을 향해서 제어된다: 이 구성은 라인(B)에 의해서 표시된다. 이 구성에서, 변속 구동 유닛(530)은 기계 에너지를 제거한다. 이 에너지는 전기로 변환되고, 저장 장치로 전달되고, 저장 장치에 의해서 밸런싱 기계(540)로 이송되고, 그러면 밸런싱 기계는 에너지를 기계적 에너지로 재변환하고, 동력 요구를 만족시키기 위해서 로터 샤프트(590a)에 에너지를 회복한다.

역으로, 균형 속도보다 더 느린 속도 상에서 Nt를 서보제어하는 것이 요구될 때, 변속 구동 유닛의 속도가 양의 값을 향해서 제어된다: 이 구성은 라인(C)에 의해서 표시된다. 이 구성에서, 변속 구동 유닛(530)은 기계적 에너지를 시스템에 주입한다: 동력을 밸런싱하기 위해서, 에너지의 균등한 양이 밸런싱 머신(540)에 의해서 로터 샤프트(590a)로부터 취해지고, 전기로 변환되고, 그리고 변속 구동 유닛(530)에 저장 장치에 의해서 이송된다.

본 명세서에서 설명되는 실시형태 또는 실시예는 비-제한적 도해의 방식으로 주어지고, 이 개시에 비추어 보아, 당업자가, 본 발명의 범위내에 남아 있으면서, 이 실시형태 또는 실시예를 변경하거나 또는 다른 것을 안출하는 것은 용이하다. 특히, 본 설명은, 프리 터빈을 갖는 가스 터빈 및 링크된 터빈을 갖는 가스 터빈에 균등하게 잘 적용된다.

또한, 이 실시형태 또는 실시예의 다양한 특성은 단독으로 사용될 수도 있고 또는 다른 특징과 결합될 수도 있다. 이들이 결합될 때, 이 특성은 위에서 설명된 바와 같이 또는 다른 방식으로 결합될 수도 있으며, 본 발명은 본 명세서에서 설명되는 특정 조합에 한정되지 않는다. 특히, 반대로 특정되지 않는다면, 임의의 하나의 실시형태 또는 실시예를 참조하여 설명되는 특징은 임의의 다른 실시형태 또는 실시예에 유사한 방식으로 적용될 수도 있다.

Claims (10)

1. 적어도 제1 엔진(10), 로터(90), 및 트랜스미션 조립체를 포함하는 헬리콥터에 있어서, 상기 트랜스미션 조립체는 상기 제1 엔진(10)으로부터 오는 토크를 상기 로터(90)에 전달하도록 구성되고;
   상기 트랜스미션 조립체는 상기 제1 엔진(10)으로부터의 토크를 수용하도록 구성된 제1 입력 샤프트(10a);
   상기 로터(90)에 토크를 전달하도록 구성되는 출력 샤프트(60a);
   제1, 제2 및 제3 가동 부분을 포함하는 적어도 2개의 자유도를 갖는 제1 트랜스미션 부재(20);
   제어가능한 제1 가역 전기 레귤레이터 기계(30); 및
   제1 가역 전기 밸런싱 기계(40);를 포함하며,
   상기 입력 샤프트(10a)는 상기 제1 가동 부분(22a)에 연결되고;
   상기 출력 샤프트(60a)는 상기 제2 가동 부분(23)에 연결되고;
   상기 제1 가역 전기 레귤레이터 기계(30)는 상기 제3 가동 부분(21)에 연결되고; 그리고
   상기 제1 가역 전기 밸런싱 기계(40)는 상기 입력 샤프트 또는 상기 출력 샤프트(60a)와 직렬로 연결되는, 헬리콥터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 트랜스미션 조립체는 상기 제1 가역 전기 레귤레이터 기계(30) 및 상기 제1 가역 전기 밸런싱 기계(40) 모두와 전기 에너지를 교환하도록 구성되는 에너지 저장 장치(50)를 더 포함하는, 헬리콥터.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 트랜스미션 조립체는 상기 제1 가역 전기 레귤레이터 기계(30)와 상기 제1 트랜스미션 부재(20) 사이에서 직렬로 연결되는 프리휠(70)을 더 포함하는, 헬리콥터.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 트랜스미션 부재(20)는, 선(sun) 기어(21), 유성 캐리어(22a)에 연결되는 유성 기어(22), 및 링(23)을 갖는 유성 기어열인, 헬리콥터.
5. 청구항 4에 있어서,
   메인 기어박스(60)를 더 포함하고;
   제1 가동 부분을 구성하는, 상기 제1 트랜스미션 부재(20)의 상기 유성 캐리어(22a)는 상기 제1 엔진(10)에 연결되고;
   제2 가동 부분을 구성하는, 제1 트랜스미션 부재(20)의 링(23)은 상기 메인 기어박스(60)의 입력부(60a)에 연결되고; 그리고
   제3 가동 부분을 구성하는, 상기 제1 트랜스미션 부재(21)의 상기 선 기어(21)는 상기 제1 가역 전기 레귤레이터 기계(30)에 연결되는, 헬리콥터.
6. 청구항 5에 있어서,
   적어도 제2 엔진(110'), 제2 트랜스미션 부재(120'), 제어가능한 제2 가역 전기 레귤레이터 기계(130'), 및 제2 가역 전기 밸런싱 기계(140')를 더 포함하고;
   상기 제1 및 제2 가역 전기 레귤레이터 기계(130, 130')와 그리고 상기 제1 및 제2 가역 전기 밸런싱 기계(140, 140')와 전기 에너지를 교환하도록 구성되는 공통의 에너지 저장 장치(150)를 포함하는, 헬리콥터.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1 및 제2 가역 전기 밸런싱 기계는, 상기 제1 및 제2 트랜스미션 부재(320, 320')의 상기 제3 가동 부분에 연결되는 단일의 공통 전기 밸런싱 기계(330)를 형성하는, 헬리콥터.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1 및 제2 가역 전기 밸런싱 기계는 상기 메인 기어박스(260)의 출력부와 상기 로터(290) 사이에 직렬로 연결되는 단일의 공통 전기 밸런싱 기계(240)를 형성하는, 헬리콥터.
9. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 트랜스미션 부재를 구성하는 유성 기어열을 포함하는 메인 기어박스(560)를 포함하고;
   제1 가동 부분을 구성하는, 상기 제1 트랜스미션 부재(560)의 상기 선 기어(561)는 상기 제1 엔진(510)에 연결되고;
   제2 가동 부분을 구성하는, 상기 제1 트랜스미션 부재(560)의 상기 유성 캐리어(562a)는 상기 로터(590)에 연결되고; 그리고
   제3 가동 부분을 구성하는, 상기 제1 트랜스미션 부재(560)의 상기 링(563)은 상기 제1 가역 전기 레귤레이터 기계(530)에 연결되는, 헬리콥터.
10. 청구항 1에 있어서,
    제2 엔진(410')과;
    상기 제1 엔진(410)에 연결되는 제1 입력부, 상기 제2 엔진(410')에 연결되는 제2 입력부 및 상기 제1 트랜스미션 부재(420)의 상기 제1 가동 부분에 연결되는 출력부를 갖는 중간 트랜스미션 박스(480)
    를 더 포함하는, 헬리콥터.

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