KR20160110256A - 항공기의 동력 전달 기어박스의 타이 바용 방진 현가 시스템, 방진 현가 시스템, 및 항공기 - Google Patents

항공기의 동력 전달 기어박스의 타이 바용 방진 현가 시스템, 방진 현가 시스템, 및 항공기 Download PDF

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줄리앙 하케트
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에어버스 헬리콥터스
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Abstract

본 발명은 항공기(1)의 방진 현가 시스템(20)에 관한 것으로, 이러한 방진 현가 시스템(20)은 레버(25)와 진동하는 매스(30)를 포함한다. 방진 현가 시스템은 레버(25)와 진동하는 매스(30) 사이에 개재된 기계적 모션 증폭기 장치(40)를 포함하고, 상기 모션 증폭기 장치(40)에는 제어 축(100)을 중심으로 상기 레버를 가지고 회전 운동하도록 한정된 기계적 유입구(45)와, 상기 진동하는 매스(30)의 회전 움직임을 구동하는 기계적 유출구(50)가 제공된다.

Description

항공기의 동력 전달 기어박스의 타이 바용 방진 현가 시스템, 방진 현가 시스템, 및 항공기{AN ANTIVIBRATION SUSPENSION SYSTEM FOR A TIE BAR OF AN AIRCRAFT POWER TRANSMISSION GEARBOX, AN ANTIVIBRATION SUSPENSION SYSTEM, AND AN AIRCRAFT}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015년 3월 13일자로 출원되고, 그 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 FR1500485의 이익을 주장한다.
본 발명은 동력 전달 기어박스(power transmission gearbox)의 타이 바(tie bar)용 방진 현가 시스템, 그러한 방진 현가 시스템을 가지는 방진 현가 구조물, 및 그러한 구조물을 가지는 항공기에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 항공기 탑승 중에 발생하는 진동을 감소시키기 위한 장치의 좁은 기술 분야에 속한다.
항공기 중에서, 회전익기는 보통 "에어프레임(airframe)"이나 "동체(fuselage)"라고 불리는 캐리어 구조물과 연관된 적어도 하나의 리프트 로터(lift rotor)를 가진다.
그러한 항공기는 또한 항공기의 캐리어 구조물에 고착되는 동력 전달 기어박스에 파워를 구동하기 위한 파워 플랜트(power plant)를 가진다. 동력 전달 기어박스는 리프트 로터를 회전 구동하기 위한 마스트(mast)를 포함한다.
동력 전달 기어박스는 종종 그것의 바닥 벽을 거쳐, 그리고 일반적으로 3개 또는 4개의 경사진 또는 수직의 바(bar)를 포함하는 연관된 죔쇠(fastener) 수단을 거쳐 캐리어 구조물에 연결된다. 그러한 바는 아래에서 "타이 바"라고 더 간단히 불린다. 이러한 바는 그것의 모양 때문에, 리프트 로터용 장착 구조물, 즉 동력 전달 기어박스와 타이 바를 포함하는 구조물이 때때로 당업자에게 "파일론(pylon)"이라고 불린다.
리프트 로터 및/또는 동력 전달 기어박스는 항공기에서 진동 운동과 소음을 발생시킴으로써, 항공기에 탑승하고 있는 사람의 안락함을 떨어뜨릴 수 있는 진동을 일으킬 수 있다. 또한, 캐리어 구조물에 배치된 항공기의 장비는 동력 전달 기어박스와 리프트 로터를 포함하는 기계적 조립체에 의해 발생된 진동에 의해 그 품질이 떨어질 위험을 안고 있다.
그러한 상황에서는, 항공기 내, 특히 조종사와 승객의 안락함을 위한 객실 내의 진동을 적어도 감소시키기 위해 다양한 방진 현가 구조물이 사용된다.
그러한 방진 현가 구조물은 첫 번째로는 기계적 조립체에 의해 유발된 정하중(static loads)을 전달할 수 있어야 하고, 두 번째로는 기계적 조립체에 의해 유발된 진동을 여과할 수 있어야 한다. 제작자는 일반적으로 무게와 비용 측면에서 최소로 영향을 미치는 방진 현가 구조물을 얻으려고 한다.
현재 기술 상황에서, 방진 현가 시스템을 공진기(resonator)를 포함한다. 공진기의 효과는 주어진 진동에 대해 역위상인 진동을 생성함으로써 주어진 진동을 억제하는 것이다.
그러한 동력 전달 기어박스용 공진기에는 때때로 각각의 타이 바에 관한 플라이-웨이트(fly-weight)를 지지하는 레버가 제공된다. 그러므로 각각의 경사져 있는 타이 바는 레버 지지 플라이-웨이트에 의해 캐리어 구조물에 힌지된다. 각각의 레버는 토션 스프링(torsion spring)을 거쳐 캐리어 구조물에 힌지된다.
각각의 레버는 가능하게는 토션 스프링 또는 토션 튜브(tube)와 협력할 수 있다.
예를 들면, 특허 문헌 FR2982583은 적어도 하나의 플라이-웨이트를 지지하는 말단부로부터 캐리어 구조물에 레버를 힌지하기 위한 제1 힌지가 제공된 근단부(proximal end)까지 연장하는 레버를 포함하는 방진 현가 시스템을 설명한다. 이러한 방진 현가 시스템은 레버를 동력 전달 기어박스의 타이 바에 힌지하기 위한 제2 힌지를 가진다. 항공기의 비행 상태의 함수로서의 레버의 비틀림시 강성도(stiffness)를 조정하기 위한 로터리 액츄에이터(rotary actuator)를 구비한 토션 반환(return) 수단이 제공된다.
플라이-웨이트를 운반하는 레버가 제공된 이들 방진 현가 구조물은 유리하다. 타이 바가 진동에 의해 여기될 때, 타이 바는 레버를 여기시킨다. 그러면 플라이-웨이트가 최초 진동에 대해 역위상인 진동을 생성하는 역할을 하는 흔들림(swinging) 운동을 수행한다.
그렇지만, 레버는 플라이-웨이트의 필요로 하는 흔들림을 상당히 증폭시키는 비교적 긴 길이를 나타낸다. 그러한 레버용 길이는 혼잡한 환경에서 방진 현가 구조물을 설치하는 것을 어렵게 할 수 있다.
특허 문헌 FR2878594는 적어도 하나의 탄력적인 판(resilient plate)을 가지는 장치를 설명한다. 적어도 하나의 공진기가 각각 탄력적인 판에 고정된 2개의 얇은 판자로 만들어진 탄성체 베어링을 가진다.
특허 문헌 US4365770은 2개의 매스(mass)를 가지는 장치를 설명한다. 이러한 2개의 매스는 현가 암(suspension arm)에 의해 운반된다. 또한, 하나의 매스로부터 나머지 매스까지 하나의 스프링이 연장한다.
특허 문헌 EP0853197은 본 발명의 기술 분야의 부분을 형성하지 않는데, 이는 그것이 윈드 터빈(wind turbine)에 관한 것이기 때문이다. 특허 문헌 EP0853197은 정보로서 2개의 서로 맞물려 있는 매스를 가지는 공진기를 나타낸다. 와전류를 생성하기 위해 영구 자석을 운반하는 알루미늄 디스크를 2개의 매스가 구동한다.
특허 문헌 FR2787762, GB207028, US1641230, 및 US6016289가 또한 알려져 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 항공기의 동력 전달 기어박스에 부착된 타이 바를 매달기 위한 방진 현가 시스템과, 특히 제한된 사이즈를 나타내는 경향이 있는 방진 현가 시스템을 제안하는 것이다.
그러므로 본 발명은 항공기의 동력 전달 기어박스의 타이 바를 매달기 위한 방진 현가 시스템에 관련된 것이다. 이러한 방진 현가 시스템은 타이 바에 힌지되기에 적합한 레버를 포함하고, 상기 방진 현가 시스템은 진동하는(oscillating) 매스를 포함한다.
또한, 이러한 방진 현가 시스템은 제어 축을 중심으로 제1 각도만큼 레버가 첫 번째로 회전하는 움직임이 제2 각도만큼 진동하는 매스의 두 번째로 회전하는 움직임을 유발하도록 레버와 진동하는 매스 사이에 놓인 기계적 모션 증폭기(motion amplifier) 장치를 포함하고, 이 경우 제2 각도는 제1 각도보다 크고, 모션 증폭기 장치에는 제어 축을 중심으로 레버를 가지고 회전 운동하도록 한정된 기계적 유입구(inlet)와 진동하는 매스의 회전 움직임을 구동하는 기계적 유출구(outlet) 모두가 제공된다. 예컨대, 이러한 기계적 유출구는 진동하는 매스를 가지고 회전 운동하도록 한정되거나, 기계적 유출구가 드라이브 링크 장치(linkage)를 거쳐 진동하는 매스의 회전 운동을 구동한다.
따라서, 본 발명은 타이 바에 힌지된 레버를 가지는 방진 현가 시스템을 제안한다.
그러한 상황에서, 레버는 모션 증폭기 장치의 기계적 유입구를 가지고 회전 운동하도록 한정된다. 진동하는 매스는 레버가 아닌 모션 증폭기 장치에 의해 운반되고, 모션 증폭기 장치의 기계적 유출구에 의해 회전 구동된다.
그러한 상황에서, 본 발명은 타이 바에 힌지되고 진동하는 매스를 운반하는 레버를 가지는 종래의 시스템을 제안하지 않는다. 방진 현가 시스템의 레버만이 모션 증폭기 장치가 진동하는 매스가 회전 운동하게 할 수 있도록, 모션 증폭기 장치가 운동하게 설정하는 기능을 가진다.
따라서, 동력 전달 기어박스가 진동을 받게 되면, 동력 전달 기어박스가 적어도 하나의 타이 바를 여기시킬 수 있다. 특히, 그러한 타이 바는 세로로, 즉 타이 바를 따라 길이 방향으로 향하는 힘들에 의해 여기될 수 있다.
타이 바의 세로로의 움직임은 레버를 여기시킨다. 레버는 타이 바를 거쳐 지나가는 힘들을 방진 현가 시스템에 전달하는 부재를 구성한다. 레버는 타이 바의 세로로의 움직임을 모션 증폭기 장치에 전달되는 회전 움직임으로 변형시킨다.
그러면 레버가 제어 축을 중심으로 번갈아가며 시계방향의 회전 움직임과 반시계 방향의 회전 움직임을 수행함으로써 진동한다. 따라서, 모션 증폭기 장치의 기계적 유입구는 제어 축을 중심으로 시계 방향과 반시계 방향으로 제1 각도만큼 회전 운동한다. 모션 증폭기 장치는 유출구 축을 중심으로 제2 각도만큼 시계 방향과 반시계 방향으로 번갈아 가며 수행된 제2 회전 움직임으로 기계적 유출구를 구동하도록, 기계적 유입구의 회전 움직임을 증폭시킨다. 유출구 축은 제어 축과 일치할 수 있다. 각각의 제2 각도는 대응하는 제1 각도보다는 크다.
따라서, 레버의 중간 위치를 중심으로 이루어지는 레버의 작은 진동은 레버의 중간 위치를 중심으로 진동하는 매스의 큰 진동을 얻는 것을 가능하게 한다. 진동하는 매스의 움직임은 종래 기술에서 레버에 의해 운반된 플라이-웨이트와 같은 방식으로, 타이 바의 진동에 거스르는 진동을 생성하는 역할을 한다.
그렇지만, 타이 바의 그러한 움직임이 작기 때문에, 회전 시스템만을 사용하는 것은 어떤 식으로든 명백하지 않다. 이것이 종래 기술의 공진기가 긴 레버의 끝에 플라이-웨이트를 두는 이유이다. 그렇지만, 모션 증폭기 장치는 레버의 회전과 진동하는 매스의 회전 사이에서 큰 증폭비(amplification ratio)가 발생되게 할 수 있다.
예컨대, 약 10㎝의 직경을 가지는 본 발명의 시스템은 70㎝만큼 긴 레버와 실질적으로 동일한 성능을 얻는 것을 가능하게 한다.
따라서, 방진 현가 시스템은 모션 증폭기 장치를 가지는 공진기이다. 예컨대, 모션 증폭기 장치는 기어 박스, 혹은 유성기어 장치, 또는 마찰에 의해 동작하는 장치와 같은 기계 장치이다. 모션 증폭기 장치는 타이 바에 힌지된 레버의 움직임을 증폭하는 역할을 한다. 그러한 상황에서, 방진 현가 시스템은 플라이-웨이트를 운반하는 레버가 제공된 시스템의 사이즈와 비교시 감소될 수 있는 사이즈를 나타내면서 예상된 결과를 얻을 수 있다.
방진 현가 시스템은 또한 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
그러므로 진동하는 매스는, 제2 회전 움직임 동안 적어도 하나의 로드가 무게 요소(weight element)에 의해 묘사된 원에 대해 방사상으로 연장하는, 적어도 하나의 로드에 의해 운반된 무게 요소를 포함할 수 있고, 이 경우 각각의 로드는 기계적 유출구에 고착된다.
방진 현가 시스템의 사이즈를 최적화하고, 그러한 방진 현가 시스템이 만드는 진동을 최적화하도록, 각각의 로드의 길이와 무게 요소의 모양이 결정된다.
임의로, 그러한 무게 요소는 상기 무게 요소에 의해 묘사된 원에 대해 원주 방향으로 연장한다. 그러한 무게 요소는 방진 현가 시스템의 레버가 타이 바에 의해 여기될 때 무게 요소에 의해 묘사된 것과 같은 원형의 호(arc)의 모양을 한다.
또한, 그리고 예를 들면 모션 증폭기 장치는 사이클로이드(cycloidal) 장치 또는 실제로는 유성기어 트레인(epicyclicgear train)과 같은 기계적 장치일 수 있다.
그러한 상황에서, 모션 증폭기 장치는 복수의 동일한 플래닛(planet)과 접촉하는 선 스테이지(sun stage)를 포함하고, 이러한 선 스테이지는 기계적 유출구를 포함하며, 플래닛은 레버에 고착된 플래닛 캐리어에 의해 운반되고, 기계적 유출구는 플래닛 캐리어를 포함하며, 모션 증폭기 장치는 링(ring)을 포함하고, 각각의 플래닛은 선 스테이지로부터 링까지 직경 방향으로(diametrically) 연장한다.
"레버에 고착된 플래닛 캐리어"라는 용어는 플래닛 캐리어가 레버와 공동으로 제어 축을 중심으로 회전 움직임을 수행한다는 것을 의미한다.
그러한 상황에서, 플래닛 캐리어는 일반적인 수단에 의해 레버에 고정되고, 특히 편의상 "인접하는(proximal)" 단부라고 불리는 레버의 단부에 고정된다. 플래닛 캐리어는 플래닛마다 하나의 핀(pin)을 가지고, 각각의 플래닛은 대응하는 핀을 중심으로 자유롭게 회전한다. 일반적인 볼 또는 롤러 베어링 수단이 각각의 플래닛과 대응하는 핀 사이에 개재될 수 있다. 각각의 플래닛은 보통 원통형이다.
선 스테이지는 플래닛의 가운데에 배치된 선 휠(sun wheel)을 포함한다. 선 스테이지는 제어 축을 중심으로 자유롭게 회전 운동한다.
따라서, 제어 축을 중심으로 이루어지는 레버의 회전은 제어 축을 중심으로 플래닛 캐리어의 회전을 유발한다. 플래닛 캐리어의 회전은 플래닛 캐리어의 대응하는 핀을 중심으로 각각의 플래닛의 회전을 유발한다. 더 나아가, 플래닛들은 링을 따라 움직이고, 선 스테이지가 제어 축을 중심으로 회전하게 한다.
따라서, 선 스테이지는 회전축을 중심으로 진동하는 매스의 회전 움직임을 유발한다.
타이 바의 진동은 레버의 앞뒤로의(back-and-forth) 회전 움직임을 유발하고, 결국에는 진동하는 매스의 앞뒤로의 회전 움직임을 유발한다.
"각각의 플래닛이 선 스테이지로부터 링까지 직경 방향으로 연장한다"라는 표현의 의미는 선 스테이지로부터 링까지 플래닛의 직경이 연장한다는 것이다. 그러므로 각각의 플래닛은 선 스테이지 및 링과 접촉한다.
그러한 링은 상기 방진 현가 수단의 케이싱에 고착된다. 그러한 케이싱은 일반적인 수단에 의해 항공기의 캐리어 구조물에 고정됨으로써 정지된 상태로 붙들려 있다.
또한, 각각의 플래닛은 상기 선 스테이지의 직경보다 큰 직경을 나타낼 수 있다.
예컨대, 약 4㎝의 직경을 가지는 플래닛들과 약 1㎝의 직경을 가지는 선 스테이지는 약 10의 회전 운동 증폭비를 얻는 것을 가능하게 한다. 예시를 통해, 그러한 모션 증폭기 장치를 구비한 방진 현가 시스템은 70㎝의 길이를 가지고 플라이-웨이트를 운반하는 레버로 얻어진 것과 동일한 유형의 성능을 가진다.
본 발명에서, 각각의 플래닛은 8보다 큰 증폭비를 얻기 위해, 상기 선 스테이지의 직경보다 적어도 3배나 큰 직경을 나타낼 수 있다.
또한, 높은 성능의 공진기를 얻기 위해, 방진 현가 시스템은 유리하게 최소화된 내부 마찰을 나타낸다.
제1 변형예에서는, 각각의 플래닛이 선 스테이지의 톱니(teeth) 및 링의 톱니와 맞물리는 주변 톱니를 포함한다.
그러므로 선 스테이지와 각각의 플래닛은 각각 톱니가 있는 기어를 포함한다. 유리하게, 나선형의 기어링(gearing)이 사용될 수 있다. 그러한 기어링은 제한된 슬랙(slack) 및 마찰을 나타낸다.
제2 변형예에서, 각각의 플래닛은 선 스테이지의 주변 코팅 및 링의 주변 코팅에 맞닿아 접촉하는 폴리우레탄의 주변 코팅을 포함한다.
예컨대, 선 스테이지와 링은 금속 트랙(track)을 포함할 수 있고, 이 경우 각각의 폴리우레탄 주변 코팅이 그러한 트랙과 맞닿아 마찰이 이루어진다.
그러한 모션 증폭기 장치는 비싸지 않고 무게가 비교적 가벼운 장점을 나타내지만, 이는 내부 마찰력은 손상시켜 만들어지는 것이다.
또한, 플래닛 캐리어는 플래닛마다 하나의 핀을 가질 수 있고, 각각의 핀은 레버에 고정되며, 플래닛 캐리어는 각 핀에 고정된 홀더 플레이트(holder plate)를 가질 수 있고, 각각의 플래닛은 각각의 핀 주위에 배치되며, 홀더 플레이트와 레버 사이에 있는 그것의 핀을 중심으로 회전 이동 가능하다.
플래닛은 이후 올바르게 위치가 정해진다.
홀더 플레이트는 또한 선 휠에 고정되는 선 스테이지의 세그먼트를 통과하도록 그것의 중심에서 관통된다.
더 나아가, 방진 현가 시스템은 항공기의 캐리어 구조물에 케이싱을 고정하기에 적합한 죔쇠 부재가 제공된 케이싱을 포함할 수 있고, 모션 증폭기 장치가 케이싱 내부의 레버에 연결되며, 레버가 케이싱에서의 개구를 통해 케이싱으로부터 부분적으로 돌출하여 있다.
그러므로 케이싱은 항공기의 케리어 구조물에 연결된 구조적 소자이다. 케이싱은 모션 증폭기 장치를 운반하고, 진동하는 매스가 케이싱 바깥쪽에 임의로 배치된다.
적절한 곳에서는, 케이싱이 모션 증폭기 장치의 링을 운반한다.
또한, 방진 현가 시스템은 토션 튜브를 포함할 수 있고, 그러한 토션 튜브는 레버레 고정된 제1 단부로부터 제어 축에 대해 회전하는 것이 방지되는 제2 단부까지 연장한다.
적절한 곳에서, 토션 튜브의 제2 단부가 방진 현가 시스템의 케이싱에 고정된다.
토션 튜브는 레버 상에서 타이 바에 의해 발휘된 정적인 힘을 견디는 역할을 한다. 더 나아가, 그러한 토션 튜브는 타이 바가 여기될 때, 레버의 회전 움직임을 허용하기 위해 충분한 회전 유연성(rotary flexibility)을 제공한다.
타이 바를 회전 시스템에 연결하는 점은, 그러한 시스템이 레버에 의해 운반된 기계적 조립체의 무게로 인해 접하게 될 위험을 무릅쓴다는 점에서 특히 명확한 것이 아니다. 하지만, 토션 튜브는 정적인 힘을 견디는 역할을 하지만, 그러한 것이 없이 타이 바가 동력학적으로 여기될 때 레버가 움직이는 것을 방지한다.
일 대안예로서, 방진 현가 시스템은 예컨대 동력 전달 기어박스의 바닥을 몸체에 연결하는 유연성이 있는 블레이드와 같이, 레버에 독립적인 강성도를 나타낼 수 있다.
또한, 특허 문헌 FR2982583에서 설명된 유형의 활동성(active) 장치를 사용하는 것을 생각할 수 있다.
방진 현가 시스템 외에, 본 발명은 적어도 하나의 리프트 로터와 동력 전달 기어박스를 가지는 기계적 조립체용 방진 현가 구조물을 제공하고, 이러한 방진 현가 구조물은 적어도 3개의 타이 바를 가지며, 각각의 타이 바는 상부 단부(top end)를 거쳐 동력 전달 기어박스에 힌지되고, 바닥 단부(bottom end)를 거쳐 방진 현가 시스템에 힌지된다.
그러한 상황에서, 적어도 하나의 방진 현가 시스템은 전술한 유형의 것이다.
예컨대, 각각의 타이 바가 그러한 방진 현가 시스템에 힌지된다.
본 발명은 또한 캐리어 구조물과, 리프트 로터 및 그러한 리프트 로터를 회전 구동하기 위한 동력 전달 기어박스를 포함하는 기계적 조립체를 가지는 항공기를 제공한다.
그러한 항공기는 본 발명의 방진 현가 구조물을 포함한다.
예시를 통해, 그리고 첨부 도면을 참조하여 주어진 실시예의 이어지는 설명으로부터, 본 발명과 본 발명의 장점이 더 상세히 드러난다.
도 1은 본 발명의 항공기의 개략도.
도 2는 방진 현가 수단의 개략도.
도 3은 방진 현가 시스템의 3차원 도면.
도 4는 기어 장치를 가지는 증폭 운동 장치를 설명하는 도면.
도 5는 마찰 장치를 가지는 증폭 운동 장치를 설명하는 도면.
도 6 및 도 7은 방진 현가 시스템의 일 실시예의 페이스 뷰(face view) 및 분해도.
2개 이상의 도면에 존재하는 요소는 그러한 도면 각각에서 동일한 참조 번호가 주어진다.
도 1은 캐리어 구조물(2)을 가지는 항공기(1)를 보여준다. 항공기(1)에는 특히 항공기(1)에 양력을 제공하는데 기여하기 위해 캐리어 구조물(2)에 의해 운반된 기계적 조립체(3)가 또한 제공된다.
기계적 조립체(3)는 리프트 로터(5)를 포함하고, 기계적 조립체(3)의 동력 전달 기어박스(4)가 도면에는 도시되지 않은 파워 플랜트와 리프트 로터(5) 사이에 개재된다. 그러한 상황에서, 동력 전달 기어박스(4)는 리프트 로터를 회전 구동한다.
항공기(1)는 기계적 조립체(3)에 의해 발생된 진동과 소음을 감소시키면서, 기계적 조립체(3)를 캐리어 구조물에 연결하기 위한 방진 현가 구조물을 가진다.
방진 현가 구조물은 스티프너(stiffener)(600) 및/또는 댐퍼(damper)를 포함할 수 있다. 예컨대, 방진 현가 구조물은 캐리어 구조물과 동력 전달 기어박스의 바닥 사이에서 연장하는 일반적인 탄성이 있는 시스템(601)이나 유연성이 있는 블레이드(602)를 포함한다.
더 나아가, 방진 현가 구조물은 적어도 하나의 타이 바(15) 또는 실제로는 적어도 3개의 타이 바(15)를 포함한다. 각각의 타이 바는 상부 단부(16)로부터 바닥 단부(17)까지 연장한다. 각각의 상부 단부(16)는 기어박스(4)에 힌지되고, 특히 동력 전달 기어박스(4)의 상부에 힌지된다. 반대로, 각각의 바닥 단부(17)는 타이 바(15)와 캐리어 구조물(2) 사이의 계면(interface)을 형성하는 방진 현가 시스템에 힌지된다.
적어도 하나의 방진 현가 시스템은 본 발명의 방진 현가 시스템(20)이다.
방진 현가 시스템(20)은 근단부(27)로부터 말단부(26)가지 세로로 연장하는 레버(25)를 포함한다. 레버(25)는 방진 현가 시스템(20)의 케이싱(21)에 의해 운반된다. 그러므로 도 1의 실시예에서, 레버(25)는 그것의 근단부(27)를 케이싱(21) 내측에 배치하고, 그것의 발단부(26)를 케이싱(21) 외측에 배치하기 위해, 케이싱(21)에서 개구(24)를 통과한다.
더 나아가, 특히 케이싱(21)의 외측에 위치한 레버(25)의 세그먼트는 힌지를 거쳐 타이 바(15)에 힌지된다. 예를 들면, 볼-조인트(ball-joint) 유형의 힌지가 사용된다. 더 정확하게는, 레버(25)의 말단부(26)가 타이 바의 바닥 단부(17)에 힌지된다.
더 나아가, 방진 현가 시스템(20)은 레버(25)와 진동하는 매스(30) 사이에 배치된 모션 증폭기 장치(40)를 포함한다.
또한, 케이싱(21)은 캐리어 구조물(2)에 고정하기 위한 일반적인 죔쇠(fastener) 부재(90)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 그러한 죔쇠 부재(90)는 일반적인 접착제, 스크류 죔쇠, 용접, 봉합(stapling) 등의 수단을 포함한다.
도 2는 본 발명의 방진 현가 시스템(20)을 예시하는 도면이고, 도 3은 방진 현가 시스템(20)의 3차원 도면이다.
도 2를 참조하면, 케이싱(21)은 제어 축(100)을 중심으로 레버(25)가 회전 운동하는 자유도를 방해하지 않으면서 레버(25)를 운반하기 위한 베어링(22) 또는 그 등가물(equivalent)을 가질 수 있다.
또한, 방진 현가 시스템(20)은 아마도 케이싱(21) 내측에 배치되는 모션 증폭기 장치(40)를 포함한다. 모션 증폭기 장치(40)에는 제어 축(100)을 중심으로 레버(25)를 가지고 회전 운동하는 것이 한정되는 기계적 유입구(45)가 제공된다. 예를 들면, 기계적 유입구(45)는 일반적인 접착제, 스크류 죔쇠, 용접, 봉합 등의 수단에 의해 레버(25)의 근단부(27)에 고정된다.
더 나아가, 모션 증폭기 장치(40)에는 유출구 축을 중심으로 회전 운동할 수 있는 기계적 유출구(50)가 제공된다. 예컨대, 이러한 유출구 축은 제어 축(100)과 일치한다. 기계적 유출구(50)는 케이싱(21)의 베어링(23) 또는 그 등가물에 의해 운반될 수 있다.
더 나아가, 기계적 유출구(50)는 그러한 기계적 유출구(50)가 진동하는 매스(30)의 회전 움직임을 구동하는 역할을 한다는 점에서, 진동하는 매스(30)를 가지고 회전 운동하도록 한정된다. 특히, 기계적 유출구(50)와 진동하는 매스(30)는 함께 유출구 축을 중심으로 회전 운동할 수 있고, 더 구체적으로는 도 2에 도시된 제어 축을 중심으로 회전 운동할 수 있다.
그러한 상황에서, 진동하는 매스의 더 큰 진폭을 가진 제2 회전 움직임(ROT2)을 발생시키기 위해, 모션 증폭기 장치가 레버에 의해 수행된 제1 회전 움직임(ROT1)을 증폭시킨다.
예시를 통해, 레버는 제1 각도, 즉 수°의 크기를 지닌 제1 진폭을 통해 제1 회전 움직임(ROT1)을 수행할 수 있다. 약 10인 증폭비를 나타내는 본 발명의 모션 증폭기 장치 내에서, 진동하는 매스는 제2 각도, 즉 수십°의 크기를 지닌 제2 진폭에 걸쳐 제2 회전 움직임(ROT2)을 수행한다.
모션 증폭기 장치(40)는 기어 트레인(gear train)을 포함할 수 있다. 예컨대, 이러한 기어 트레인은 사이클로이드(cycloidal) 트레인 또는 유성기어(epicyclic) 트레인(500)일 수 있다.
도 2는 유성기어 트레인(500)을 포함하는 모션 증폭기 장치(40)를 보여준다.
그러므로 모션 증폭기 장치(40)는 복수의 동일한 플래닛(60)과 협력하는 선 휠(52)을 가지는 선 스테이지(51)를 포함한다. 더 나아가 플래닛(60)은 모두 모션 증폭기 장치의 기계적 유입구(45)를 대표하는 플래닛 캐리어(46)에 의해 운반된다.
플래닛 캐리어(46)는 제어 축(100)을 중심으로 레버(25)를 가지고 회전 운동하는 것에 한정된다.
그러므로 플래닛 캐리어(46)는 플래닛(60)마다 하나의 핀(47)을 가진다. 따라서 핀(47)은 일반적인 수단에 의해 레버(25)에 고정되고, 특히 레버(25)의 근단부(27)에 고정된다. 플래닛 캐리어(46)와 레버(25)는 아마도 단일 기계 부품(part)을 형성할 수 있다.
그러한 상황에서, 각각의 플래닛은 핀(47)을 중심으로 자유롭게 회전하면서 각각의 핀(47) 상에 배치된다. 예컨대, 각각의 플래닛과 대응하는 핀 사이에 베어링 수단(620)이 개재될 수 있다.
예를 들면, 그러한 플래닛(60)은 실린더(61)를 포함한다. 더 정확하게는, 각각의 플래닛(60)이 "플래닛 직경(D2)"이라고 불리는 직경에 걸쳐 연장한다.
더 나아가, 도 2의 플래닛 캐리어(46)는 각각의 핀(47)에 고정되는 홀더 플레이트(holder plate)(48)를 가진다. 그러므로 각각의 플래닛(60)은 핀(47) 주위에 배치되고, 홀더 플레이트(48)와 레버(25) 사이에서 핀(47)을 중심으로 자유롭게 회전 운동한다.
모션 증폭기 장치(40) 또한 플래닛(60)과 접촉하는 링(70)을 가진다.
따라서, 각각의 플래닛(60)은 링(70)으로부터 선 스테이지(51) 쪽으로 직경 방향으로 연장한다. 링(70)은 케이싱(21)에 고정되고, 링은 케이싱(21)을 구성하는 부분일 수 있다.
그러므로 선 스테이지(51)는 플래닛의 중간에서 적어도 부분적으로 배치된다.
예를 통해, 선 스테이지(51)는 예컨대 실린더인 플래닛과 협력하는 선 휠(sun wheel)(52)을 포함한다. 이러한 선 휠은 진동하는 매스에 연결되는 기계적 유출구를 나타내는 가늘고 긴 부분(53)에 의해 연장된다. 가늘고 긴 부분(53)은 롤링 베어링(rolling bearing) 또는 그 등가물일 수 있는 베어링(23)을 거쳐 케이싱(21)에 의해 임의로 운반된다.
또한, 선 스테이지와 특히 그것의 선 휠(52)은 "선 직경(D1)"이라고 불리는 직경에 걸쳐 연장한다.
그러한 상황에서, 플래닛 직경(D2)은 선 직경(D1)보다 크다.
도 4의 실시예에서, 각각의 플래닛(60)은 선 스테이지(51)의 선 휠(52)의 톱니(54)와 링(70)의 톱니(71)와 맞물리는 그것의 주변부에 톱니(62)를 가진다.
도 5의 실시예에서, 각각의 플래닛(60)은 그것의 주변부에 폴리우레탄으로 된 주변 코팅(63)을 가진다. 이러한 주변 코팅(63)은 선 스테이지(51)의 주변 코팅과 링의 주변 코팅(72)에 맞닿아 마찰이 이루어진다.
더 나아가, 그리고 도 3을 참조하면, 선 스테이지(51)는 진동하는 매스(30)의 회전 움직임을 구동하는 기계적 유출구(50)를 나타낸다.
그러한 상황에서, 그리고 도 3을 참조하면, 진동하는 매스(30)는 선 스테이지(51)에, 그리고 특히 그것의 가늘고 긴 부분(53)에 고정된 적어도 하나의 로드(rod)(32)를 포함할 수 있다. 각각의 로드는 무게 요소에 의해 묘사된 원(400)에 대해 방사상으로 연장한다.
진동하는 매스의 무게 요소(31)는 각각의 로드(32)에 의해 운반된다. 그러므로 그러한 무게 요소는 그것이 회전 운동으로 진동하는 유출구 축으로부터 방사상으로 오프셋(offset)되어 있다.
특히, 그러한 무게 요소는 상기 원(400)에 대해 원주 방향으로 연장한다.
따라서, 레버(25)에 힌지된 타이 바가 진동의 영향으로 세로로 여기될 때에는, 레버가 제1 각도(ANG1)를 통해 가운데 부분(200)을 중심으로 제1 회전 움직임(ROT1)을 수행한다.
제어 축(100)을 중심으로 이루어지는 레버(25)의 회전 움직임은, 제어 축(100)을 중심으로 그리고 대응하는 핀을 중심으로 각각의 플래닛의 회전을 일으킨다. 또한, 플래닛은 제어 축(100)을 중심으로 선 스테이지(51)의 회전을 구동한다.
선 스테이지(51)는 상기 진동하는 매스(30)가 제2 각도(ANG2)를 통해 가운데 위치를 중심으로 제2 회전 움직임(ROT2)을 수행하게 한다. 제2 각도(ANG2)는 제1 각도(ANG1)보다 크다.
더 나아가, 방진 현가 시스템은 토션 튜브(80)를 포함할 수 있다.
토션 튜브(80)는 레버(25)에 고정되는 제1 단부(81)로부터 제2 단부(82)까지 연장한다. 제2 단부(82)는 제어 축(100)을 중심으로 회전 운동하는 것이 방지되는데, 예컨대 케이싱(21)에 고정된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예를 보여준다.
이 실시예에서, 그리고 도 6을 참조하면, 진동하는 매스(30)는 임의의 모양, 특히 원통 모양을 가진 무게 요소를 포함할 수 있다.
더 나아가, 케이싱(21)은 일반적인 죔쇠 부재(90)에 의해 캐리어 구조물에 고정되기에 적합한 플레이트(700)를 가질 수 있다.
각각의 플레이트(700)는 돌출부(701, 702, 703)를 구비한다.
그러한 상황에서, 케이싱은 토션 튜브(80)가 연장하는 속이 빈 원통(21')을 포함할 수 있다. 예를 들면, 그러한 원통(21')은 3개의 포인트를 거쳐 2개의 후방(real) 돌출부(702)에 나사 고정된다.
더 나아가, 케이싱(21)은 링(70)이 제공된 단부 벽(end wall)(21")을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이러한 단부 벽(21")은 3개의 포인트에서 2개의 전방(front) 돌출부(701)에 나사 고정된다. 단부 벽(21")은 선 스테이지(51)를 운반하는 베어링(23)을 구비할 수 있다.
또한, 플레이트(700)는 중앙 돌출부(703)를 포함하고, 이러한 중앙 돌출부(703)에는 근단부(27)가 힌지된다.
물론, 본 발명은 그것의 구현에 있어서 다양한 변형을 거칠 수 있다. 비록 몇몇 실시예가 설명되지만, 모든 가능한 실시예를 빠짐없이 확인하는 것은 생각할 수 없다는 것을 바로 알게 된다. 본 발명의 범위를 넘어서지 않으면서 동등한 수단에 의해 설명된 수단 중 임의의 것을 대체하는 것을 생각하는 것이 물론 가능하다.

Claims (15)

  1. 항공기(1)의 동력 전달 기어박스(4)의 타이 바(tie bar)(15)를 매달기 위한 방진 현가 시스템(20)으로서,
    상기 방진 현가 시스템(20)은 타이 바(15)에 힌지되기에 적합한 레버(25)를 포함하고, 진동하는 매스(30)를 포함하며,
    제어 축(100)을 중심으로 제1 각도(ANG1)를 통한 레버(25)의 제1 회전 움직임(ROT1)이 제2 각도(ANG2)를 통한 진동하는 매스(30)의 제2 회전 움직임(ROT2)을 유발하도록, 레버(25)와 진동하는 매스(30) 사이에 개재된 기계적 모션 증폭기 장치(40)를 포함하고, 상기 제2 각도(ANG2)는 상기 제1 각도(ANG1)보다 크며, 상기 모션 증폭기 장치(40)에는 제어 축(100)을 중심으로 레버(25)를 가지고 회전 운동하도록 한정된 기계적 유입구(45)와, 진동하는 매스(30)의 회전 움직임을 구동하는 기계적 유출구(50)가 제공되는, 방진 현가 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 진동하는 매스(30)는 무게 요소(31)를 포함하고, 상기 무게 요소(31)는 상기 제2 회전 움직임(ROT2) 동안 무게 요소(31)에 의해 묘사된 원(400)에 대해 방사상으로 연장하는 적어도 하나의 로드(32)에 의해 운반되며, 각각의 로드(32)는 기계적 유출구(50)에 고정되어 있는, 방진 현가 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 무게 요소(31)는 원(400)에 대해 원주 방향으로 연장하는, 방진 현가 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 모션 증폭기 장치(40)는 복수의 동일한 플래닛(60)과 접촉하는 선 스테이지(51)를 포함하고, 상기 선 스테이지(51)는 기계적 유출구(50)를 포함하며, 상기 플래닛(60)은 레버(25)에 고정된 플래닛 캐리어(46)에 의해 운반되고, 상기 기계적 유입구(45)는 상기 플래닛 캐리어(46)를 포함하며, 상기 모션 증폭기 장치(40)는 링(70)을 포함하고, 각각의 플래닛(60)은 선 스테이지(51)로부터 링(70)까지 직경 방향으로(diametrically) 연장하는, 방진 현가 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 링(70)은 방진 현가 시스템(20)의 케이싱(21)에 고정되는, 방진 현가 시스템.
  6. 제4 항에 있어서,
    각각의 플래닛(60)은 선 스테이지(51)의 직경보다 큰 직경을 나타내는, 방진 현가 시스템.
  7. 제4 항에 있어서,
    각각의 플래닛(60)은 선 스테이지(51)의 톱니(54) 및 링(70)의 톱니(71)와 맞물리는 주변 톱니(62)를 포함하는, 방진 현가 시스템.
  8. 제4 항에 있어서,
    각각의 플래닛(60)은 선 스테이지(51)의 주변 코팅(55)에 맞닿아 접촉하는 폴리우레탄의 주변 코팅(63)을 포함하고, 링(70)의 주변 코팅(72)을 구비하는, 방진 현가 시스템.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 모션 증폭기 장치(40)는 유성기어 트레인(epicyclic train)(500)을 포함하는, 방진 현가 시스템.
  10. 제4 항에 있어서,
    플래닛 캐리어(46)는 플래닛(60)마다 하나의 핀(47)을 가지고, 각각의 핀(47)은 레버(25)에 고정되어 있으며, 플래닛 캐리어(46)는 각각의 핀(47)에 고정된 홀더 플레이트(48)를 가지고, 각각의 플래닛(60)은 각각의 핀(47) 주위에 배치되며 홀더 플레이트(48)와 레버(25) 사이에서 그것의 핀(47)을 중심으로 회전 운동할 수 있는, 방진 현가 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 방진 현가 시스템(20)은 항공기(1)의 캐리어 구조물(2)에 케이싱(21)을 고정시키기 위해 적합한 죔쇠 부재(90)가 제공된 케이싱(21)을 포함하고, 상기 모션 증폭기 장치(40)는 케이싱(21) 내측에서 레버(25)에 연결되어 있으며, 상기 레버(25)는 상기 케이싱(21)에서 개구(24)를 통해 상기 케이싱(21)으로부터 부분적으로 돌출하여 있는, 방진 현가 시스템.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 방진 현가 시스템(20)은 토션 튜브(80)를 포함하고, 상기 토션 튜브(80)는 레버(25)에 고정된 제1 단부(81)로부터 제어 축(100)에 대해 회전하는 것이 방지되는 제2 단부(82)까지 연장하는, 방진 현가 시스템.
  13. 적어도 하나의 리프트 로터(5)와 동력 전달 기어박스(4)를 가지는 기계적 조립체(3)의 방진 현가 구조물(10)로서,
    상기 방진 현가 구조물(10)은 적어도 3개의 타이 바(15)를 가지고, 각각의 타이 바(15)는 상부 단부(16)를 거쳐 상기 동력 전달 기어박스(4)에 힌지되며, 바닥 단부(17)를 거쳐 방진 현가 시스템(20)에 힌지되고,
    적어도 하나의 방진 현가 시스템(20)은 제1 항에 따른 시스템인, 방진 현가 구조물.
  14. 제13 항에 있어서,
    각각의 타이 바(15)는 제1 항에 따른 방진 현가 시스템(20)에 힌지되는, 방진 현가 구조물.
  15. 캐리어 구조물(2)과 기계적 조립체(3)를 가지는 항공기(1)로서,
    상기 기계적 조립체(3)는 리프트 로터(5)를 회전 구동하기 위한 동력 전달 기어박스(4)와 리프트 로터(5)를 포함하고,
    상기 항공기(1)는 제13 항에 따른 방진 현가 구조물(10)를 포함하는, 항공기.
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