KR20220061955A - 호버링 가능 항공기용 회전자 - Google Patents

Abstract

항공기(1)용 회전자(3, 3', 3'')가 설명되며, 상기 회전자는 마스트(50), 제 1 축(A)에 직교하는 평면에서 마스트(50)로부터의 진동 전달을 감쇠시키는 감쇠 장치(7, 7', 7''), 및 마스트(50)와 감쇠 장치(7, 7', 7'') 사이에 개재된 전달 장치(15)를 가지며, 상기 감쇠 장치(7, 7', 7'')는 제 1 및 제 2 회전 속도((N-1)*Ω; (N+1)*Ω; (N+1)*Ω; (N-1)*Ω)로 제 1 축(A)을 중심으로 회전 가능한 제 1 및 제 2 매스(10, 11)를 구비한 제 1 및 제 2 매스 유닛(8, 9), 제 1 및 제 2 매스(10, 11) 중 적어도 하나의 추가 회전을 일으키도록 작동 가능한 2개의 제어 유닛(40, 40'), 및 제 1 및 제 2 매스(10, 11)를 지지하는 제 1 및 제 2 지지 조립체(41, 41';42, 42')를 포함하고, 각각의 제어 유닛(40, 40')은 제 1 및 제 2 매스(10, 11) 사이의 각도를 제어하고 각각의 제어 유닛은 지지 조립체(41, 41';42, 42')에 커플링된 벨트(50) 및 제 1 벨트(50)에 커플링되어 상기 전달 장치(15)에 대한 제 1 지지 조립체(41, 41';42, 42')의 회전을 야기하는 구동 유닛(51, 51')을 포함한다.

Description

호버링 가능 항공기용 회전자

관련 출원에 대한 교차 참조

이 특허 출원은 2019년 7월 19일에 출원된 유럽 특허 출원 제 19187399.1호를 우선권으로 청구하며, 그 전체 개시 내용이 인용에 의해 본원에 포함된다.

기술 분야

본 발명은 호버링 가능 항공기용 회전자(hover-capable aircraft), 특히 헬리콥터용 회전자에 관한 것이다.

헬리콥터는 기본적으로 동체, 동체 상부에 위치하며 자체 축을 중심으로 회전할 수 있는 메인 회전자(main rotor), 및 동체 단부에 위치한 테일 회전자(tail rotor)로 구성되는 것으로 공지되어 있다.

더 상세하게는, 회전자는, 차례로, 기본적으로 전술한 축을 중심으로 회전 가능한 허브로서, 전술한 허브에 반경 방향으로 고정되고 상기 허브로부터 돌출하는 복수의 블레이드가 장착된 허브, 및 구동 부재에 연결 가능하고 허브에 작동적으로 연결되어 상기 허브를 회전되게 구동하는 마스트(mast)를 포함한다.

사용 중에, 회전자가 작동하면 고주파 및 저주파 진동이 발생한다. 보다 구체적으로, 와셔가 블레이드에서 그리고 허브 중심에서 분리되면서 저주파 진동이 발생한다. 이 분리는 허브의 중앙에서 발생하며 테일과 테일 회전자의 모든 수직 및 수평 공기역학적 표면에 영향을 미친다.

사용 시, 높은 각속도에서 블레이드의 회전은 추가 고주파 진동을 발생시켜 마스트와 결과적으로 동체로 전달되어 동체 내부의 탑승자의 편안함을 악화시킨다.

보다 구체적으로, 진동 하중은 허브와 마스트 모두에 축 방향 및 마스트의 회전 축에 수직으로 작용한다.

업계에서는 회전 기준 시스템에서 회전자, 허브 및 마스트와 통합되어 회전자의 평면에 작용하는 진동 하중이 (N+1)*Ω, (N-1)*Ω, 및 그 배수와 동일한 각 주파수를 가지며, 여기서 Ω은 마스트의 회전 속도이고 N은 회전자의 블레이드 수를 나타낸다. 또한, 회전 시스템에서 동체의 고정 시스템으로 통과할 때 회전자 평면에 작용하는 진동 하중은 주파수 이동을 겪고 고정 시스템 상에 N*Ω 및 연관된 배수와 동일한 각 주파수를 갖는 것으로 공지되어 있다. 즉, 허브와 마스트는 블레이드의 평면에 작용하는 진동하는 공기역학적 하중의 각주파수를 전술한 각주파수에 전달한다.

전술된 것으로부터, 마스트의 회전 속도와 회전자의 블레이드 수의 곱과 동일한 전술한 각 주파수를 갖는 진동의 마스트로부터 동체로의 전달을 제한하기 위한 산업계의 필요성이 분명히 느껴진다.

이를 위해, 수동 감쇠 장치와 능동 감쇠 장치가 공지되어 있다.

수동 감쇠 장치는 기본적으로 마스트 또는 허브에 탄력적으로 매달린 매스(mass)를 포함한다. 이러한 매달린 매스의 진동은 마스트와 허브의 진동을 적어도 부분적으로 분산시킬 수 있다.

수동 감쇠 장치가 구축 및 설치가 간단하고 회전자 외부에 에너지원이 필요하지 않지만, 수동 감쇠 장치는 제공할 수 있는 성능과 관련하여 최대 한계를 갖는다.

능동 감쇠 장치는 기본적으로 허브나 마스트에 감쇠력을 가하는 액추에이터이고, 이는 동체로의 진동 전달에 대응한다.

이러한 능동 감쇠 장치의 일 예는 출원인의 이름으로 특허 출원 EP-A-3421358호에 나와 있다.

이 특허 출원은 굴곡 진동, 즉 마스트 축에 직교하는 평면에서의 전달을 감쇠하기 위한 감쇠 장치의 사용을 설명한다.

더 자세하게, 감쇠 장치는:

- 각각 마스트의 축을 중심으로 편심 회전할 수 있는 한 쌍의 매스가 제공되는, 제 1 및 제 2 매스 유닛(mass unit); 및

- 각각의 매스 유닛과 연관되고 연관된 매스에 의해 정의된 각도를 조정하도록 구성된 두 개의 제어 유닛을 포함한다.

매스는 전달 장치에 의해 마스트의 회전에 커플링(coupling)되어 제 1 매스 유닛의 매스가 (N-1)*Ω의 회전 속도로 그리고 마스트와 동일한 회전 방향으로 마스트를 중심으로 편심 회전하고 제 2 매스 유닛의 매스가 마스터에 대한 대향하는 회전 방향으로 (N+1)*Ω의 회전 속도로 회전한다.

이러한 방식으로, 매스는 마스트의 축에 대해 각각의 반경 방향 원심력을 생성한다.

제 1 매스 유닛을 참조하면, 마스트의 축과 직교하는 평면에서 원심력의 성분은 (N-1)*Ω과 같은 각 주파수를 갖는 사인파형으로 변한다.

반대로, 제 2 매스 유닛을 참조하면, 전술한 평면에서 제 2 원심력의 성분은 (N+1)*Ω과 동일한 각 주파수를 갖는 사인파형으로 변한다.

제 1 매스 유닛의 매스에 의해 생성된 원심력의 벡터 합은 제 1 합성 감쇠력에 해당한다.

제 2 매스 유닛의 매스에 의해 생성된 원심력의 벡터 합은 제 2 합성 감쇠력에 해당한다.

각각의 제어 유닛은 각각의 제 1 또는 제 2 매스 유닛의 각각의 매스들 사이의 각도를 조정하여, 각각의 제 1 및 제 2 합성 감쇠력의 고정된 방향에 대한 크기 및 위상을 조정하도록 선택적으로 작동 가능하다.

연관된 제 1 또는 제 2 매스 유닛의 각각의 매스에 대해, 각각의 제어 유닛은 또한:

- 전기 모터;

- 각각의 전기 모터에 작동 가능하게 커플링되고 각각의 축을 중심으로 회전 가능한 웜 나사; 및

- 웜 나사에 커플링되고 각각의 매스에 작동 가능하게 연결된 톱니바퀴를 포함한다.

각각의 전기 모터의 작동은 연관된 웜 나사와 톱니바퀴 사이의 커플링을 통해 연관된 제 1 또는 제 2 매스 유닛의 매스의 추가 회전을 유발한다.

이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 결과의 고정된 방향에 대해 크기 및 위상을 조정할 수 있다.

각각의 웜 나사와 연관된 톱니바퀴 사이의 맞물림의 비가역성으로 인해, 공지된 타입의 감쇠 장치는 한 방향으로만 매스를 추가로 회전시킬 수 있다.

결과적으로, 공지된 유형의 감쇠 장치는 특히 감쇠될 진동의 크기와 방향이 빠르게 변할 때 제 1 및 제 2 합성 감쇠력의 생성에서 유연성 및 응답성과 관련하여 개선되기 쉽다.

또한, 상기 특허 출원 EP-A-3421358호에 기재된 감쇠 장치는 상당한 축방향 벌크를 갖는다.

따라서, 동체에 전달되는 진동의 감쇠를 가능한 한 정확하고 빠르게 만들어야 할 필요성이 업계에서 인식되고 있다.

또한 업계에서는, 무게, 부피 및 전체 비용을 줄이기 위해, 앞서 언급한 능동 감쇠 장치의 효율성을 유지하면서 특히 복잡한 전용 부품의 필요성을 가능한 한 제한하면서 마스트와 허브의 굴곡 진동을 감쇠해야 할 필요성을 인식하고 있다.

GB 1120193호, US 2014/360840호, WO2015031768호, 및 WO2015031768호는 마스트의 회전 축에 대해 편심 회전할 수 있는 매스의 원심력의 작용을 사용하는 공지된 유형의 감쇠 장치를 설명한다.

WO96/06290호는 한 방향으로 조화롭게 변하는 제 1 힘 성분을 생성하기 위해 동일한 rpm에 의해 대향하는 방향으로 회전하는 2개의 회전체를 갖는 제 1 보상기 유닛을 포함하는 여자 소스(excitation source)로부터의 고조파 진동에 대응하기 위한 진동 보상 장치를 개시하고 있다. 상기 장치는 또한 상기 제 1 조화 가변 힘 성분에 평행한 방향으로 제 2 조화 가변 힘 성분을 생성하도록 제 1 보상기 유닛의 축에 평행한 축을 중심으로 대향하는 방향으로 회전하는 2개의 회전체를 구비한 제 2 보상기 유닛을 포함한다. 제 1 보상기 유닛의 회전체와 제 2 보상기 유닛의 회전체는 별도의 무한 가변 구동 모터에 의해 구동된다. 제어 및 동기화 장치는 회전체가 여자 소스의 주파수의 배수인 rpm으로 회전하도록 보상기 유닛의 구동 모터를 제어한다.

본 발명의 목적은 간단하고 저렴한 방식으로 상술된 요구 중 적어도 하나를 만족시킬 수 있는 호버링 가능 항공기용 회전자를 제조하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1에 정의된 호버링 가능 항공기용 회전자에 관한 한 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 순전히 비제한적인 예로서 그리고 첨부 도면을 참조하여 3개의 바람직한 실시예가 이하에서 설명된다.
- 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회전자를 포함하는 헬리콥터의 측면도로서, 명확성을 위해 부품이 제거되고,
- 도 2는 도 1의 회전자에 통합된 작동 장치의 도 1의 II-II선에 따른 단면도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 3은 도 2의 감쇠 장치의 일부 세부사항의 사시도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 4는 도 3의 IV-IV선을 따른 단면도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회전자에 통합된 작동 장치의 단면도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 6은 도 5의 감쇠 장치의 추가 세부사항의 고도로 확대된 사시도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 7a는 도 5 및 6의 감쇠 장치의 평면도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 7b는 도 7a의 VIIb-VIIb 선을 따른 개략 단면도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 회전자에 통합된 감쇠 장치의 일부 세부사항의 평면도로서, 명료성을 위해 부품을 제거한 도면이고,
- 도 9는 도 2 내지 도 8의 장치의 일부 구성 요소에 대한 개략도를 보여준다.

도 1을 참조하면, 참조번호 1은 호버링 가능 항공기, 특히 헬리콥터를 나타낸다.

헬리콥터(1)는 차례로

- 동체(2);

- 동체(2)의 상부에 위치하고 축(A)을 중심으로 회전 가능한, 메인 회전자(3); 및

- 동체(2)의 일 단부에 배열되고 축(A)을 가로질러 자체 축을 중심으로 회전할 수 있는 테일 회전자(미도시 및 자체적으로 공지됨)를 포함한다.

더 상세하게는, 회전자(3)는 축(A)을 갖고 축(A)에 대해 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드(5)를 캔틸레버 방식으로 지탱(carrying)하는 중공 허브(4)를 포함한다.

상기 회전자(3)는 또한 동체(2)와 통합된 기준 시스템에 대해 각속도(Ω)로 축(A)을 중심으로 회전 가능한 마스트(150)(도 2)를 포함한다. 마스트(150)는 허브(4)에 각지게(angularly) 통합된 방식으로 커플링되고 헬리콥터(1)의 구동 유닛, 예를 들어, 터빈에 도시되지 않은 방식으로 연결된다. 특히, 허브(4)는 마스트(150)에 의해 축(A)을 중심으로 회전 구동된다.

도시된 경우에, 마스트(150)는 허브(4) 내부에 부분적으로 수용된다.

바람직하게는, 마스트(150)는 중공형이다.

특히 도 1을 참조하면, 회전자(3)는 또한 상기 허브(4)의 대향하는 단부에 배열된 블레이드(5)의 팁으로부터 상기 흐름의 분리에 의해 생성된 진동을 제한하도록 형성된 미리 결정된 경로에 따라 회전자(3)의 회전에 의해 생성된 기류를 안내하도록 구성된 흐름 컨베이어(6)를 포함한다.

특히, 흐름 컨베이어(6)는 환형이고, 축(A) 주위로 연장되고, 동체(2)에 대해 허브(4)의 대향하는 측부에 배열된다.

바람직하게는, 흐름 컨베이어(6)는 "캡형(cap-like)" 형상을 갖고 서로 축방향으로 대면하는 한 쌍의 표면에 의해 경계가 정해진다.

바람직하게는, 흐름 컨베이어(6)의 벽은 축(A)으로부터 시작하여 반경 방향으로 진행하면서 축방향 거리가 감소하도록 성형된다.

회전자(3)는 특히 축(A)에 직교하는 평면에서 마스트로의 진동 전달을 감쇠하도록 구성된 진동 감쇠 장치(7)를 더 포함한다. 즉, 감쇠 장치(7)는 마스트(150)의 굴곡 진동이 동체(2)로 전달되는 것을 감쇠하도록 구성된다.

감쇠 장치(7)는 각각 제 1 및 제 2 각속도로 축(A)을 중심으로 회전 가능한 매스 유닛(8) 및 매스 유닛(9)을 포함한다. 매스 유닛(8, 9)은 마스트(150)에 간접적으로 커플링된다.

각각의 매스 유닛(8, 9)은 축(A)에 대해 편심적으로 배열되고 축(A)을 중심으로 편심 회전 가능한 각각의 매스(10) 및 각각의 매스(11)를 포함한다.

매스 유닛(8)의 매스(10, 11)는 허브(4)와 마스트(150)에 커플링되어 축(A)을 중심으로 한 마스트의 동일한 회전 방향으로 그리고 마스트(150)에 대해 (N-1)*Ω과 동일한 제 1 각속도로 축(A)을 중심으로 회전가능하고, 여기서 N은 블레이드(5)의 수이고 Ω은 마스트(150)의 각 회전 속도이다.

본 명세서에서, 각 주파수(angular frequency)라는 용어는 주파수에 2π를 곱한 것을 의미한다.

유사한 방식으로, 매스 유닛(9)의 매스(10, 11)는 허브(4)와 마스트(150)에 커플링되어 축(A)을 중심으로 그리고 마스트(150)에 대해 (N+1)*Ω와 동일한 제 2 각 속도로 축(A)을 중심으로 마스트(150)에 대해 회전 대향하는 방향으로 마스트(150)에 대해 회전 가능하다.

명시적으로 나타내지 않은 경우, 이하 본 설명에서 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)는 마스트(150)와 통합된 기준 시스템에서 고려되어야 하는 것으로 이해된다.

축(A)을 중심으로 한 회전의 결과로, 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)는 축(A)에 대해 방사상으로 향하고 축(A)에 직교하는 평면에 놓인 각각의 원심력을 생성한다.

이들 각각의 원심력은 축(A)을 중심으로 한 각각의 매스(10, 11)의 각각의 제 1 및 제 2 각속도((N-1)*Ω, (N+1)*Ω)에 대응하는 각 주파수를 갖는 사인파 코스를 갖는 축(A)에 직교하는 전술한 평면에서 각각의 성분을 갖는다.

매스 유닛(8)의 매스(10, 11)에 의해 생성된 원심력의 벡터 합은 제 1 합성 감쇠력에 대응한다. 축(A)에 직교하는 평면에서 이러한 제 1 합력의 성분은 각 주파수((N-1)*Ω)를 갖는 사인파 코스를 갖는다.

매스 유닛(9)의 매스(10, 11)에 의해 생성된 원심력의 벡터 합은 제 2 합성 감쇠력에 대응한다. 축(A)에 직교하는 평면에서 이러한 제 2 합력의 전술한 성분은 각 주파수((N+1)*Ω)를 갖는 사인파 코스를 갖는다.

이러한 방식으로, 그리고 회전자(3)의 회전 시스템에서 동체(2)의 고정 시스템으로의 경로를 고려하면, 제 1 및 제 2의 합성 감쇠력의 성분은 동체(2)와 통합된 기준 시스템에 대해 각주파수(N*Ω)를 갖는 사인파이다.

특히, 이러한 제 1 및 제 2 합성 감쇠력은 각각의 매스(10, 11)의 중량, 매스(10, 11)에 의해 정의된 각도, 및 축(A)에 대한 각각의 회전 속도에 따라 크기를 갖는다.

실제로, 예를 들어 매스(10, 11) 사이의 각도가 최소일 때, 제 1(제 2) 합성 감쇠력은 최대 크기를 갖는다. 반대로, 이 각도가 180도일 때 제 1(제 2) 합성 감쇠력의 크기는 0이다.

즉, 각각의 매스 유닛(8)(9)의 매스(10, 11) 사이의 상대 각도를 변경함으로써, 제 1(제 2) 합성 감쇄력의 크기, 이러한 제 1(제 2) 합력 사이에 정의된 위상 각도 및 축(A)에 대해 직각인 평면에서 고정 방향을 조정할 수 있다.

이하, 본 명세서에서 "매스(10, 11) 사이의 각도"라는 용어는 축(A)에 대해 반경 방향이고 축(A)을 연결하는 세그먼트와 각각의 매스(10, 11)의 무게 중심 사이의 각도 거리를 의미한다.

도시된 경우에, 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10 및 11)는 서로 동일하고 축(A)으로부터 동일한 거리에 배열된다. 또한, 매스 유닛(8)의 매스(10 및 11)는 매스 유닛(9)의 매스(10 및 11)와 동일하다.

결과적으로, 매스 유닛(8)(9)의 매스(10, 11)에 의해 생성된 원심력은 크기가 서로 동일하다.

특히 도 2를 참조하면, 회전자(3)는 또한 축(A)을 중심으로 한 마스트(150)의 회전을 감쇠 장치(7)로 전달하도록 구성된 전달 유닛(15)을 포함한다. 특히, 전달 유닛(15)은 기능적으로 마스트(150)와 매스 유닛(8, 9) 사이에 개재되고 각각의 매스(10, 11)를 마스트(150)에 대해 그리고 서로 대향하는 각각의 회전 방향으로 축(A)을 중심으로 각각 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)로 편심 회전하여 구동하도록 구성된다.

특히, 전달 유닛(15)은 마스트(150) 및 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)에 기능적으로 연결된다.

매스 유닛(8)은 매스 유닛(9)으로부터 축방향으로 이격되어 있다. 특히, 매스 유닛(8)은 매스 유닛(9) 위에 위치되거나, 오히려 매스 유닛(9)은 매스 유닛(8)과 전달 유닛(15) 및/또는 허브(4) 사이에 개재된다.

특히, 감쇠 장치(7)는 매스 유닛(8, 9) 및 전달 유닛(15)의 일부가 수용되는 쉘(12)을 포함한다.

바람직하게는, 쉘(12)은 허브(4)와 흐름 컨베이어(6) 사이에 개재된다. 특히, 흐름 컨베이어(6)는 쉘(12)을 적어도 부분적으로 덮는다.

더 자세하게, 전달 유닛(15)은(도 2):

- 매스 유닛(8), 특히 각각의 매스(10, 11)에 작동 가능하게 연결되고 축(A)을 중심으로 회전 가능한, 보조 샤프트(16);

- 매스 유닛(9), 특히 각각의 매스(10, 11)에 작동 가능하게 연결되고 축(A)을 중심으로 회전 가능한, 보조 샤프트(17); 및

- 마스트(150) 및 보조 샤프트(16, 17)에 기능적으로 커플링되고, 각속도(Ω)로 회전 가능한 마스트(150)로부터 운동을 수신하고 운동을 보조 샤프트(16, 17)로 전달하도록 구성된, 변환 유닛(18)을 포함한다.

이러한 방식으로, 보조 샤프트(16)와 보조 샤프트(17)는 각각 축(A)을 중심으로 마스트(150)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전 속도((N-1)*Ω) 및 마스트(150)의 회전 방향에 대해 대향하는 방향으로 회전 속도((N+1)*Ω)로 회전한다.

보다 구체적으로, 변환 유닛(18)은:

- 보조 샤프트(16) 및 마스트(150)에 커플링된 제 1 유성 트레인(epicyclic train); 및

- 보조 샤프트(17) 및 마스트(150)에 커플링된 제 2 유성 트레인을 포함한다.

더 상세하게, 제 2 유성 트레인은 더 상세히 설명되는 바와 같이 제 1 유성 트레인의 부분을 포함한다. 이러한 방식으로, 전달 유닛(15), 특히 소형 변환 유닛(18)을 얻는 것이 가능하다.

바람직하게는, 특히 도 2를 참조하면, 변환 유닛(18)은:

- 축(A)에 대해 반경방향 내부에 기어 치형부(22)가 제공된 관형 케이싱(21);

- 축(A)을 중심으로 회전 가능한 태양 기어(23)로서, 축(A)에 대해 반경 방향 외부에 있고 보조 샤프트(16)와 각지게 일체화되는 기어 치형부(32)를 갖는, 태양 기어(23); 및

- 각각의 회전 축(B)을 중심으로 회전 가능하고 각각이 각각의 축(B)에 대해 반경방향 외부에 각각의 제 1 기어 치형부(26)를 갖는 복수의 유성 기어(25)(이 중 하나만 도 2에 도시됨)를 포함한다.

도시된 경우, B-축은 축(A)과 평행하고 축(A)에서 오프셋된다.

특히, 각각의 제 1 기어 치형부(26)는 기어 치형부(22) 및 기어 치형부(24)와 맞물린다.

유성 기어(25)는 축(A)을 중심으로 회전 구동되도록 마스트(150)에 작동 및 간접적으로 커플링된다. 또한, 유성 기어(25)는 각각의 기어 치형부(26)와 기어 치형부(22) 사이의 상호 작용으로 인해 각각의 축(B)을 중심으로 회전한다. 이 회전은 이어서 기어 치형부(26)와 기어 치형부(24) 사이의 맞물림에 의해 보조 샤프트(16)로 전달된다. 특히, 축(A)을 중심으로 하는 보조 샤프트(16)의 회전은 마스트(150)의 회전 방향과 동일한 방향으로 발생한다.

특히, 제 1 유성 트레인은 케이싱(21), 태양 기어(23), 유성 기어(25), 내부 기어 치형부(22), 기어 치형부(24) 및 기어 치형부(26)를 포함한다.

바람직하게는, 특히 도 2를 참조하면, 변환 유닛(18)은 또한:

- 축(A)에 대해 반경 방향 외부에 있고 보조 샤프트(17)와 각지게 일체화된 기어 치형부(29)를 갖는 축(A)을 중심으로 회전 가능한 태양 기어(28); 및

- 각각의 회전 축(C)(축(A)에 평행)를 중심으로 회전 가능한 복수의 유성 기어(30)(그 중 하나만 도 2에 도시됨)로서, 각각의 제 1 기어 치형부(31) 및 각각의 축(C)에 대해 반경 방향 외부로 각각의 제 2 기어 치형부(32)를 각각 갖는, 복수의 유성 기어(30)를 포함한다.

특히, 각각의 유성 기어(25)는 각각의 축(B)에 대해 반경방향 외부에 있는 제 2 기어 치형부(33)를 더 포함한다.

특히, 각각의 제 1 세트의 기어 치형부(31)는 적어도 하나의 각각의 제 2 세트의 기어 치형부(33)와 맞물리고, 각각의 제 2 세트의 기어 치형부(32)는 기어 치형부(29)와 맞물린다. 이러한 구성으로 인해, 각각의 유성 기어(30)는 각각의 유성 기어(25)의 회전에 의해 회전 구동되어, 차례로 케이싱(21)에 대해 회전 가능하다.

도시된 경우, C-축은 축(A)에 평행하고 축(A)에서 오프셋된다.

특히, 제 2 유성 트레인은 케이싱(21), 유성 기어(25), 유성 기어(30) 및 태양 기어(28)의 적어도 일부, 내부 기어 치형부(22), 및 기어 치형부(26, 31, 32, 33)를 포함한다.

기어 치형부(22, 24, 26, 31, 32, 33)는 보조 샤프트(17)에 대해 (N+1)*Ω의 회전 속도를 얻고 보조 샤프트(16)에 대해 (N-1)*Ω의 회전 속도를 얻도록 구성되고 및/또는 서로 조정된다.

변환 유닛(18)은 각각의 축(B 및 C)을 중심으로 회전 가능한 방식으로 유성 기어(25, 30)를 지지하는 유성 기어 캐리어를 더 포함한다. 특히, 유성 기어 캐리어는 축(A)을 중심으로 회전 가능하고 마스트(150)와 각지게 일체화된다. 특히, 마스트(150)에 대한 유성 기어 캐리어의 연결로 인해, 마스트(150)가 축(A)을 중심으로 회전할 때 축(A)에 대한 유성 기어 캐리어의 회전이 얻어진다.

바람직하게는, 유성 기어 캐리어는 축(A, B, 및 C), 및 각각의 축(B 및 C)에 평행한 복수의 회전 샤프트(35)에 직교하는 지지 베이스(34)를 포함한다. 회전 샤프트(35)는 지지 베이스(34)로부터 외팔보 방식으로 고정되고 돌출된다.

바람직하게는, 지지 베이스(34)는 축(A)을 중심으로 회전 구동될 수 있도록 마스트(150)에 작동 가능하게 연결된다.

바람직하게는, 케이싱(21)은 쉘(12)에 고정된다.

감쇠 장치(7)는 2개의 제어 유닛(40)을 포함하는데, 하나는 매스 유닛(8)에 작동 가능하게 연결되고 다른 하나는 매스 유닛(9)에 연결된다.

보다 구체적으로, 각각의 제어 유닛(40)은 대응하는 보조 샤프트(16, 17)에 대해 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)의 축(A)을 중심으로 추가 회전을 일으키도록 작동될 수 있다.

이러한 회전은 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11) 사이의 각도와 각각의 제 1 및 제 2 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)와 축(A)을 중심으로 매스 유닛(8, 9)의 회전과 동시에, 각각의 보조 샤프트(16, 17)와 일체로 회전하는 고정 방향에 대한 매스(10, 11)의 위치의 선택적 조정을 가능하게 한다.

이러한 방식으로, 각각의 제어 유닛(40)은 연관된 매스 유닛(8, 9)에 의해 생성된 각각의 제 1 또는 제 2 합성 감쇠력의 크기 및 개별 위상의 선택적인 제어를 가능하게 한다. 따라서 블레이드(5)로부터 시작되고 각각의 원하는 크기와 방향을 갖는 제 1 및 제 2 합성 감쇠력으로 마스트(150)로부터 동체로 전달되는 진동을 감쇠하는 것이 가능하다.

각각의 매스 유닛(8, 9)은 각각의 매스(10)를 지탱하는 각각의 지지 조립체(41)와 각각의 매스(11)를 지탱하는 각각의 지지 조립체(42)를 포함한다(도 2 및 도 3).

보다 상세하게는, 각각의 지지 조립체(41, 42)는 각각의 제 1 및 제 2 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)로 축(A)을 중심으로 회전 구동되도록 전달 유닛(15)에 커플링된 다.

보다 구체적으로, 지지 조립체(41, 42)는 연관된 보조 샤프트(16, 17)에 대해 축(A)을 중심으로 회전 가능한 방식으로 연결된다.

특히, 각각의 지지 조립체(41, 42)는 각각의 보조 샤프트(16, 17)에 대해 추가로 회전하도록 그리고 이에 따라 각각의 매스 유닛(8)의 매스(10, 11) 사이의 각도를 선택적으로 조정하도록 각각의 제어 유닛(40)에 의해 선택적으로 작동 가능하다.

각각의 지지 조립체(41, 42)는:

- 각각의 보조 샤프트(16 또는 17) 및 축(A)과 동축인 각각의 환형 지지부(44); 및

- 축(A)에 반경 방향으로 연관된 환형 지지부(44)로부터 캔틸레버 방식으로 돌출하고 연관된 매스(10, 11)를 지지하는 각각의 암(43)을 더 포함한다.

특히, 각각의 환형 지지부(44)는 각각의 보조 샤프트(16 또는 17)에 대해 축(A)을 중심으로 회전 가능하고 연관된 보조 샤프트(16, 17)에 대해 매스(10, 11)의 추가 회전 및 각각의 매스(10 및 11) 사이의 각도의 결과적인 조정을 가능하게 하도록 각각의 제어 유닛(40)에 커플링된다.

바람직하게는, 지지 조립체(41)의 환형 지지부(44)는 지지 조립체(42)의 환형 지지부(44)로부터 축방향으로 이격된다. 특히, 지지 조립체(41)의 환형 지지부(44)는 지지 조립체(42)의 환형 지지부(44) 위에 배열된다.

각각의 매스 유닛(8, 9)은 또한 축(A)을 중심으로 회전 가능하고 각각 제 1 및 제 2 회전 속도((N-1)*Ω 및 (N +1)*Ω)으로 축(A)을 중심으로 회전하여 구동하도록 전달 유닛(15)에 작동 가능하게 연결된다. 특히, 매스 유닛(8 또는 9)의 베이스 지지부(45)는 각각의 보조 샤프트(16, 17)와 각지게 일체화된다. 이러한 방식으로, 각각의 지지 조립체(41, 42)는 각각의 보조 샤프트(16, 17)에 의해 회전 구동된다.

이러한 방식으로, 각각의 지지 조립체(41, 42)는 대응하는 제어 유닛(40)의 작용 하에 각각의 보조 샤프트(16, 17)에 대해 추가로 자유롭게 회전한다.

특히, 각각의 지지 조립체(41, 42)는 각각의 베이스 지지부(45)의 제 1 축방향 측면에 축방향으로 배열된다. 도시된 경우에, 지지 조립체(41, 42)는 베이스 지지부(45) 위에 배열된다.

바람직하게는, 각각의 베이스 지지부(45)는 원형 플레이트 형태로 제조된다.

각각의 매스(10, 11)는 각각의 축(E)을 중심으로 회전 가능한 한 쌍의 휠(46)을 포함한다.

도시된 경우, E-축은 축(A)에서 오프셋되고 축(A)에 평행하며 축(A)에서 동일한 반경 방향 거리에 배열된다.

바람직하게는, 각각의 매스(10, 11)는 연관된 원심력에 의해 쉘(12)의 내벽에 대해 밀리도록 반경 방향으로 이동 가능한 방식으로 각각의 암(43)에 커플링된다.

이러한 접촉과 축(A)을 중심으로 한 매스(10, 11)의 회전으로 인해, 각각의 휠(46)은 각각의 축(E)을 중심으로 회전한다.

또한, 이러한 휠(46)과 쉘(12)의 내벽 사이의 접촉으로 인해, 쉘(12)에 대한 마스트(150)의 지지 시스템으로 인해 각각의 원심력이 효율적인 방식으로 마스트(150)에 전달된다.

각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)는 축(A)에 직교하는 동일한 평면에 놓여 있다. 이러한 방식으로, 휠(46)의 크기는 각각의 매스(10, 11) 사이의 최소 각도를 정의하며, 여기서 매스(10, 11)는 서로 접촉한다.

각각의 매스(10, 11)는 또한 각각의 휠(46)을 지탱하고 각각의 암(43)에 커플링된 커플링 요소(47)를 포함한다.

바람직하게는, 각각의 커플링 요소(47)는 연관된 원심력의 작용하에 각각의 휠(46)을 반경 방향으로 이동가능하게 하도록 반경 방향으로 이동가능한 방식으로 각각의 암(43)에 연결된다.

대안적으로 또는 추가로, 각각의 휠(46)은 반경 방향으로 이동 가능한 방식으로 각각의 커플링 요소(47)에 연결될 수 있다.

유리하게는, 특히 도 2 내지 도 4를 참조하면, 각각의 제어 유닛(40)은:

- 각각의 지지 조립체(41 또는 42)에 작동 가능하게 커플링되고 제 1 폐쇄 경로(P)를 따라 이동 가능한 벨트(150), 특히 무단 벨트; 및

- 각각의 벨트(150)에 작동 가능하게 커플링되고 각각의 경로(P)를 따른 각각의 벨트(150)의 회전 및 축(A)을 중심으로 한 각각의 지지 조립체(41, 42) 및 각각의 매스(10, 11)의 결과적인 회전을 유발하도록 작동 가능한 구동 유닛(51)을 포함한다.

더 상세하게는, 각각의 벨트(150)는 폴리머 재료, 특히 예를 들어 고무와 같은 엘라스토머 재료로 만들어진다.

각각의 구동 유닛(51)은 차례로:

- 액추에이터(53), 특히 전기 모터;

- 각각의 회전 축(F)에 대해 회전 가능하고 연관된 축(F)을 중심으로 한 액추에이터(53)에 의해 회전 구동되는 구동 풀리(52); 및

- 각각의 축(G)을 중심으로 회전 가능하고 연관된 벨트(150)에 의해 각각의 지지 조립체(41, 42) 및 구동 풀리(52)에 작동 가능하게 연결된 종동 풀리(54)를 포함한다.

도시된 경우, F-축은 축(A)에서 오프셋되고 축(A)에 평행하다.

특히, 각각의 벨트(150)는 벨트 전달을 정의하기 위해 각각의 구동 풀리(52) 및 각각의 종동 풀리(54)에 연결된다. 즉, 각각의 벨트(150)는 각각의 회전 축(F)을 중심으로 한 각각의 구동 풀리(52)의 회전의 함수로서 각각의 경로(P)의 적어도 일부를 따라 전진하고 각각의 회전 축(G)을 중심으로 한 각각의 종동 풀리(54)의 회전을 야기한다.

각각의 액츄에이터(53)는 또한 각각의 회전 축(F)을 중심으로 한 각각의 구동 풀리(52)의 회전 및 각각의 종동 풀리(54) 및 각각의 종동 풀리(54)에 연결된 각각의 지지 조립체(41, 42)의 결과적인 회전을 일으키도록 구성된다.

바람직하게는, 각각의 액츄에이터(53)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 각각의 구동 풀리(52)를 선택적으로 회전시키도록 작동 가능하다.

이러한 방식으로, 각각의 매스(10 또는 11)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키고 각각의 매스(10, 11) 사이에 정의된 각도를 변경할 수 있다.

특히, 각각의 액추에이터(53)는 각각의 구동 풀리(52)에 동축으로 연결되고 연관된 축(F)을 중심으로 회전 가능한 출력 샤프트(55)를 포함한다.

각각의 벨트(150)는 또한 각각의 톱니(56)를 포함한다. 특히, 각각의 톱니(56)는 벨트(150)의 반경방향 내부 표면을 따라 배열된다.

특히, 각각의 구동 풀리(52) 및 각각의 종동 풀리(54)는 각각의 커플링 기어 톱니(57)를 포함한다. 벨트(150)의 톱니(56)는 각각의 구동 풀리(52) 및 각각의 종동 풀리(54)의 각각의 커플링 기어 톱니(57)와 맞물린다.

바람직하게는, 커플링 기어 치형부(57)의 각각의 세트는 각각의 회전 축(F 또는 G)에 대해 반경방향 외부에 배열된다.

도시된 경우에, 각각의 종동 풀리(54)의 축(G)은 축(A)과 일치한다.

바람직하게는, 각각의 종동 풀리(54)는 각각의 지지 조립체(41, 42)의 환형 지지부(44)와 일체화된다.

각각의 구동 유닛(51)은 각각의 베이스 지지부(45)에 고정된다. 특히, 각각의 액츄에이터(53)는 각각의 제 1 측면에 대향하는 각각의 베이스 지지부(45)의 제 2 측면에 축방향으로 배열된다.

반대로, 구동 풀리(52) 및 종동 풀리(54)는 각각의 제 1 측면에 축방향으로 배열된다.

바람직하게는, 매스(10, 11)는 매스 유닛(8)의 액추에이터(53)와 매스 유닛(9)의 액추에이터(53) 사이에서 축(A)을 따라 축방향으로 개재된다.

또한, 매스 유닛(8, 9)의 액추에이터(53)는 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11) 사이에 방사상으로 개재된다.

이러한 방식으로, 쉘(12)의 축방향 및 반경 방향 치수를 줄이는 것이 가능하다.

회전자(3)는 또한 동체(2)에 지지되는 전력 소스를 각각의 액추에이터(53)와 전기적으로 연결하기 위한 제 1 슬립-링 및 제 2 슬립-링(도시안됨)을 포함한다.

회전자(3)는 또한(도 9):

- 축(A)에 직교하는 평면에서 동체(2)의 가속도 상태와 연관된 복수의 신호를 생성하도록 구성된, 복수의 센서(100); 및

- 전술한 센서에 의해 생성된 신호에 기초하여, 제어 유닛(40)의 액추에이터(53)에 대한 제어 신호를 생성하도록 구성된, 제어 유닛(101)을 포함한다.

사용시, 마스트(150)는 허브(4)와 블레이드(5)를 축(A)을 중심으로 회전하도록 구동한다.

보다 구체적으로, 마스트(150)는 동체(2)와 일체화된 기준 시스템에 대해 각속도(Ω)로 축(A)을 중심으로 회전한다.

허브(4) 및 블레이드(5)의 회전은 마스트(150)에 전달되고 마스트로부터 동체(2)로 전달되는 경향이 있는 진동을 발생시킨다.

동체(2)의 고정 시스템과 관련하여, 이러한 진동은 주로 N*Ω과 동일한 각 주파수를 가지며, 여기서 N은 블레이드(5)의 수이고 Ω은 마스트(150)의 각 회전 속도이다.

이러한 진동을 줄이기 위해, 마스트(150)는 전달 유닛(15)을 통해 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)를 각각의 제 1 및 제 2 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω) 및 마스트(150)의 회전 방향에 대해 동일 및 대향하는 방향에서 각각의 방향으로 축(A)을 중심으로 회전 구동한다.

매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)의 이러한 회전은 각각의 원심력을 발생시킨다.

매스 유닛(8)(9)의 매스(10, 11)의 원심력의 합은 제 1(제 2) 합성 감쇠력과 동일하다.

보다 구체적으로, 축(A)에 직교하는 평면에서 제 1 및 제 2 합성 감쇠력의 성분은 사인파이고 각각의 주파수는 마스트(150)와 일체화된 기준 시스템에서 (N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω과 동일하다.

이러한 제 1 및 제 2 합성 감쇠력은 축(A)에 수직인 평면의 진동으로 인한 하중을 상쇄한다.

또한, 이러한 제 1 및 제 2 합성 감쇠력의 성분은 동체(2)와 일체형인 기준 시스템에서 N*Ω, 즉 감쇠하고자 하는 교란 진동력의 각 주파수와 동일한 각 주파수를 갖는다.

결과적인 제 1(제 2) 감쇠력은 각각의 매스 유닛(8)(9)의 각각의 매스(10, 11) 사이의 각각의 각도에 종속하는 크기 및 위상을 갖는다. 예를 들어, 이러한 제 1 및 제 2 합력의 크기는 연관된 질량(10 및 11) 사이에 정의된 각도가 최소일 때 최대이다. 반대로, 이 크기는 연관된 질량들(10 및 11) 사이의 각도가 180도일 때 최소이다.

액추에이터(53)가 활성화되고 액추에이터(53)가 비활성화될 때, 매스(10, 11)는 각각의 제 1 및 제 2 합성 감쇠력을 마스트(150)에 가하고 각각의 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)로 회전한다는 점에 주목하는 것이 중요하다.

제어 유닛(40), 특히 액추에이터(58)의 선택적인 활성화는 마스트(150) 상의 제 1 및 제 2 합력의 크기 및 위상을 변화시킬 수 있다.

회전자(3)의 기능은 제어 유닛(40), 특히 액추에이터(53)가 비활성화된 상태로부터 시작하여 이하에서 설명된다. 이 상태에서, 각각의 매스(10, 11) 사이의 대응하는 각도는 고정된다.

마스트(150)는 변속기 유닛(15)의 보조 샤프트(16, 17)를 축(A)을 중심으로 회전 구동시킨다.

상기 제 1 및 제 2 유성 트레인은 마스트(150)와 일체화된 기준 시스템에서 각각의 제 1 및 제 2 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)로 축(A)을 중심으로 상기 보조 샤프트(16, 17)를 회전시킨다.

특히, 마스트(150)와 보조 샤프트(16)는 동일한 방향으로 회전하고, 보조 샤프트(17)는 마스트 및 보조 샤프트(16)와 대향하는 방향으로 회전한다.

보조 샤프트(16, 17)는 각각의 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)로 축(A)을 중심으로 회전하는 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)를 각각 구동한다.

또한, 축(A)을 중심으로 회전하는 동안 매스(10, 11)는 쉘(12)의 내벽에 대해 원심력에 의해 가압된다.

제어 유닛(40)이 비활성화된 상태에서, 액츄에이터(53)는 비활성화되어 각각의 지지 조립체(41, 42)와 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11) 사이의 각도는 변하지 않는다.

결과적으로, 전술한 조건에서, 지지 조립체(41, 42)는 각각의 보조 샤프트(16, 17)에 대해 각도 이동 가능한 방식으로 장착되지만, 각각의 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)로 각각의 보조 샤프트(16 및 17)에 의해 강성으로 회전 구동된다.

따라서, 지지 조립체(41, 42)의 회전은 각각의 각속도((N-1)*Ω 및 (N+1)*Ω)을 갖는 축(A)을 중심으로 연관된 매스(10, 11)의 편심 회전을 야기한다.

회전자(3)의 기능은 제어 유닛(40), 특히 액추에이터(53)의 활성화 상태를 참조하여 이하에서 설명된다.

제어 유닛(100)은 센서(101)로부터 마스트(150)의 가속 상태와 연관된 신호를 수신하고, 제 1 및 제 2 합성 감쇠력의 마스트의 위상 및 크기를 변경할 필요가 감지되는 경우, 제어 유닛(40)의 액츄에이터(53)에 대한 제어 신호를 생성한다.

하나 이상의 액츄에이터(53)의 활성화는 축(A)을 중심으로 각각의 지지 조립체(41, 42)를 회전시켜 원하는 상대 각도 위치에 매스(10, 11)를 위치시킨다.

보다 구체적으로, 각각의 액츄에이터(53)의 작동은 연관된 축(F)을 중심으로 주어진 각도만큼 연관된 구동 풀리(52)의 회전을 야기한다. 결과적으로, 연관된 벨트(150)는 경로(P)를 따라 주어진 양만큼 전진한다.

연관된 종동 풀리(54)는 또한 축(A, G)을 중심으로 주어진 각도만큼 회전하여 보조 샤프트(16, 17)에 대해 축(A)을 중심으로 주어진 각도만큼 연관된 지지 조립체(41, 42) 및 연관된 매스(10, 11)의 추가 회전을 야기한다.

특히 도 5, 6, 7a, 및 7b를 참조하면, 참조 번호 7'는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 감쇠 장치(부분적으로만 도시됨)를 나타낸다.

감쇠 장치(7')는 감쇠 장치(7)와 유사하고 감쇠 장치와 구별되는 점에 대해서만 이하에서 설명될 것이고, 감쇠 장치(7 및 7')의 동일하거나 동등한 부분은 가능한 경우 동일한 참조 번호로 표시된다.

특히, 각각의 드라이브 유닛(51'a, 51'b)은:

- 각각의 매스(10, 11)를 지탱하고 각각의 폐쇄 경로(Q')를 따라 이동할 수 있는, 연관된 지지 벨트(60'a, 60');

- 각각의 종동 풀리(54'a, 54'b)와 각지게 일체화되고 그 둘레에 지지 벨트(60'a, 60'b)가 감겨 있는, 연관된 커플링 풀리(59'a, 59'b); 및

- 그 둘레에 지지벨트(60'a, 60')가 감기는 리턴 풀리(65'a, 65')를 포함한다는 점에서 드라이브 유닛(51)과 상이하다.

특히, 종동 풀리(54'a, 54'b)는 베이스 지지부(45)에 대해 각각의 축(H' 및 I')을 중심으로 회전 가능하다. 도시된 경우에, 축(H' 및 I')은 축(A)에 대해 반경방향 외부에 있고 축(A)에 대해 180도 각도만큼 이격되어 있다.

구동 유닛(51'a)을 참조하면, 커플링 풀리(59'a)는 축(I')을 중심으로 회전 가능하고 리턴 풀리(65'a)는 축(H')을 중심으로 회전 가능하다(도 7b).

구동 유닛(51'b)을 참조하면, 커플링 풀리(59'b)는 축(H')을 중심으로 회전 가능하고 리턴 풀리(65'b)는 축(I')을 중심으로 회전 가능하다.

각각의 제어 유닛(40')은 또한 각각의 축(H', I')을 따라 베이스(45)로부터 캔틸레버 방식으로 돌출하고 각각 종동 풀리(54'a, 54'b)와 각지게 일체화된 한 쌍의 핀(70', 71')을 포함한다.

커플링 풀리(59'a, 59'b)는 각각 핀(71', 70')에 끼워지고 핀과 각지게 일체화된다.

리턴 풀리(60'a, 60'b)는 각각 핀(70', 71')에 아이들 방식으로 장착된다.

풀리(59'a, 65'a) 및 벨트(60'a)는 각각의 풀리(65'b, 59'b) 로부터 벨트(60'b)로 축방향으로 이격된다.

바람직하게는, 커플링 풀리(59'a, 59'b)는 각각의 종동 풀리(54'a, 54'b)와 동축이고, 따라서 각각의 종동 풀리(54'a, 54'b)의 연관된 축(F)을 중심으로 회전 가능하다.

바람직하게는, 각각의 지지 벨트(60'a, 60'b)는 각각의 커플링 풀리(59'a, 59'b) 및 각각의 복귀 풀리(65'a, 65'b)의 톱니(도시안됨)와 맞물리는 각각의 톱니(61')를 포함한다.

도시된 경우에, 지지 벨트(60'a, 60')는 축(A)에 직교하는 평면에 놓인 각각의 프로파일을 갖는다.

또한, 동일한 질량 유닛(8, 9)의 지지 벨트(60'a, 60'b)는 서로 평행하고 축(A)에 직교하는 섹션에서 서로 평행하고 완전히 중첩되는 각각의 전진 경로(Q')를 갖는다.

각각의 지지 조립체(41' 및 42')는 또한 지지 벨트(60'a, 60'b)의 장력을 제어하고 각각의 전진 경로(Q')를 정의하도록 구성된 복수의 인장 롤러(62')(도시된 경우 10개)를 포함한다.

바람직하게는, 인장 롤러(62')는 축(A)을 중심으로 각지게 등거리로 이격된다.

바람직하게는, 각각의 지지 조립체(41') 및 각각의 지지 조립체(42')는 동일한 인장 롤러(62')를 공유한다.

또한, 각각의 인장 롤러(62')는 각각의 베이스 지지부(45), 특히 각각의 베이스 지지부(45)의 주변 부분에 배열된다.

각각의 지지 조립체(41', 42')는 또한 각각의 지지 벨트(60')와 일체로 연결되고 각각의 제 1 매스(10, 11)를 지탱하는 각각의 커플링 요소(63')를 포함한다(도 6). 특히, 각각의 커플링 요소(63')는 각각의 지지 벨트(60'a, 60'b)에 연결되어, 경로(Q')를 따른 각각의 지지 벨트(60'a, 60'b)의 전진은 축(A)을 중심으로 각각의 매스(10, 11)의 회전을 야기한다.

바람직하게는, 각각의 커플링 요소(63')는 각각의 지지 벨트(60'a, 60'b)에 연결되고 휠(46)과 쉘(12)의 내부 표면 사이의 접촉을 가능하게 하기 위해 각각의 매스(10, 11)의 반경방향 슬라이딩을 가능하게 하도록 구성된다.

각각의 커플링 요소(63')는 또한 2개의 고정 지점에서 각각의 지지 벨트(60'a, 60'b)에 연결된 플레이트(64')를 포함하고, 각각의 매스(10, 11)의 반경 방향 이동을 가능하게 하도록 원심력으로 인해 반경 방향으로 변형 가능하다.

작동 장치(7')를 포함하는 회전자(3')의 기능은 작동 장치(7)가 있는 회전자(3)의 작동과 유사하며 작동 장치(7)와 구별되는 점에 대해서만 설명된다.

특히, 회전자(3')의 작동 장치(7')의 작동은 각각의 제어 유닛(40')에 의해 매스(10, 11) 사이의 각도를 제어하는 방식에 있어서 회전자(3)의 작동 장치(7)의 작동과 상이하다.

더 상세하게는, 연관된 축(F)을 중심으로 주어진 각도만큼 종동 풀리(54'a, 54'b)의 회전은 동일한 각각의 축(I', H)에 대해 각각의 커플링 풀리(59'a, 59'b)의 주어진 각도만큼 회전을 야기한다.

커플링 풀리(59'a, 59')의 회전은 또한 경로(Q')를 따라 주어진 호에 대해 지지 벨트(60'a, 60'b)의 전진을 야기한다.

이러한 전진은 차례로 커플링 요소(63')의 회전을 야기하고 결과적으로 플레이트(64') 및 연관된 매스(10, 11)의 회전을 야기한다.

이러한 방식으로, 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11) 사이의 각도가 조정된다.

특히 도 8을 참조하면, 참조 번호 3''는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 감쇠 장치(7'')(부분적으로만 도시됨)를 갖는 회전자를 나타낸다.

감쇠 장치(7'')는 감쇠 장치(7')와 유사하며 감쇠 장치(7')와 구별되는 점에 대해서만 이하에서 설명한다. 감쇠 장치(7'' 및 7')의 동일하거나 동등한 부분은 가능한 경우 동일한 참조 번호로 표시된다.

특히, 감쇠 장치(7'')는 질량 유닛(8, 9)의 각각의 지지 벨트(60'')가 완전히가 아니라 부분적으로만 서로 중첩되고 각각의 섹션이 서로 축(A)에 대해 평행하게 엇갈려 있다는 점에서 감쇠 장치(7')와 다르다.

특히, 각각의 지지 조립체(41', 42')는 동일한 인장 롤러(62'')를 모두 공유하지 않는다.

작동 장치(7'')를 포함하는 회전자(3'')의 작동은 작동 장치(7')가 있는 회전자(3')의 작동과 유사하므로 자세히 설명되지 않는다.

본 발명에 따른 회전자(3, 3', 3")의 특성을 살펴보면, 이를 통해 얻을 수 있는 이점이 명백하다.

특히, 각각의 제어 유닛(40, 40')은 지지 조립체(41, 41') 및 연관된 벨트(50, 50')에 연결된 구동 유닛(51, 51'; 51'a, 51'b)에 연결된 벨트(50, 50')를 포함한다. 각각의 구동 유닛(51, 51'; 51'a, 51'b)의 작동은 연관된 벨트(50, 50')의 이동과 축(A)을 중심으로 하는 매스(10, 11)의 결과적인 회전을 유발한다.

결과적으로, 제어 유닛(40, 40')은 특히 유연하고 반응적인 방식으로 각각의 매스 유닛(8, 9)의 각각의 매스(10, 11) 사이의 각도를 제어할 수 있다.

이것은 각각의 벨트(150)가 축(A)을 중심으로 두 회전 방향으로 매스(10, 11)를 회전시킬 수 있기 때문에 발생한다.

이러한 방식으로, 이 설명의 도입 부분에서 설명된 공지된 해결책과 달리, 각각의 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11) 사이의 원하는 각도에 도달할 수 있는 방향으로 매스(10, 11)를 더 빠르게 회전시킬 수 있어, 감쇠 장치(7, 7', 7'')의 응답 특성을 크게 개선한다. 이는 마스트(150)에 의해 발생되는 굴곡 진동의 방향이 갑자기 변하는 경우에 특히 유리하다.

각각의 유닛(51, 51'a, 51'b)과 연관된 매스(10, 11) 사이에 벨트 전달 장치가 존재하면 매스(10, 11) 사이의 각도를 조정하는 정밀도를 높일 수 있다.

추가 이점은 감쇠 장치(7, 7', 7'')가

- 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)는 매스 유닛(8, 9)의 액츄에이터(53) 사이에 축방향으로 개재되고,

- 제 1 유성 트레인은 제 2 유성 트레인과 공통된 부분을 포함한다는 사실로 인해 제한된 축방향 확장을 갖는다는 사실에 있다.

마지막으로, 벨트(50, 50')와 구동 풀리(52)가 가역적인 방식으로 커플링되어 있기 때문에, 연관된 액추에이터(53)의 고장 시 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)가 막힌 상태로 유지되지 않는다.

따라서 각각의 스프링(도시안됨)에 의해 매스 유닛(8, 9)의 매스(10, 11)를 원하는 위치로 복귀시키는 것이 가능하다.

마지막으로, 특허청구범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 여기에 설명되고 예시된 회전자(3, 3', 3'')에 대해 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 명백하다.

특히, 제어 유닛(40)은 연관된 보조 샤프트(16, 17)에 대해 축(A)을 중심으로 지지 조립체(41, 41') (42, 42') 및 단지 매스(10)(11)의 추가 회전을 유발할 수 있다. 이러한 조건에서, 지지 조립체(42, 42')( 41, 41') 및 매스(11)(10)는 연관된 보조 샤프트(16, 17)와 일체로 회전한다.

각각의 매스(10, 11)는 단일 휠(46)을 포함할 수 있다.

회전자(3, 3', 3'')는 헬리콥터(1) 대신 전환식 비행기에도 사용될 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 따른 회전자는 메인 회전자(3, 3', 3'') 대신에 헬리콥터(1)의 테일 회전자일 수 있다.

Claims (15)

1. 호버링 가능 항공기(1)용 회전자(hover-capable aircraft; 3, 3', 3'')로서,
   - 제 1 축(A)을 중심으로 회전 가능하고 복수의 블레이드(5)를 포함하는, 허브(4);
   - 상기 항공기(1)의 구동 부재에 연결 가능하고 상기 허브(4)에 작동 가능하게 연결되어, 사용 시, 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전하는 상기 허브(4)를 구동하는, 마스트(mast; 150);
   - 상기 제 1 축(A)에 직교하는 평면에서 상기 마스트(150)로부터의 진동의 전달을 감쇠하도록 구성된, 감쇠 장치(7, 7', 7''); 및
   - 사용 시, 상기 제 1 축(A)을 중심으로 한 상기 마스트(150)의 회전을 상기 감쇠 장치(7, 7', 7'')로 전달하도록 구성된, 전달 장치(15)를 포함하고,
   상기 감쇠 장치(7; 7')는 적어도 제 1 매스 유닛(mass unit; 8, 9) 및 제 2 매스 유닛(9, 8)을 포함하고; 각각의 제 1 매스 유닛(8, 9) 및 제 2 매스 유닛(9, 8)은 적어도 제 1 매스(10, 11) 및 제 2 매스(11, 10)를 포함하고;
   상기 제 1 및 제 2 매스 유닛(8, 9; 9, 8)의 상기 제 1 및 상기 제 2 매스(10, 11; 11, 10)는 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전 가능하고 상기 마스트(150)에 작동 가능하게 연결되어 상기 제 1 축(A)에 대해 반경 방향으로 각각의 주요 구성요소를 갖는 상기 마스트(150) 상에서의 제 1 원심력 및 제 2 원심력을 각각 발생시키고;
   상기 전달 장치(15)는 사용 시 각각 상기 마스트(150)에 대한 제 1 회전 속도((N-1)*Ω; (N+1)*Ω)) 및 제 2 회전속도(((N+1)*Ω; (N-1)*Ω)), 및 서로 대향하는 방향으로 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전하는 상기 제 1 매스 유닛(8; 9) 및 제 2 매스 유닛(9; 8)을 구동하도록 구성되고,
   상기 감쇠 장치(7, 7', 7'')는 2개의 제어 유닛(40, 40')을 더 포함하고, 하나의 제어 유닛은 상기 제 1 매스 유닛(8; 9)에 작동 가능하게 연결되고 다른 하나의 제어 유닛은 제 2 매스 유닛(9; 8)에 작동 가능하게 연결되고, 각각은 상기 전달 장치(15)에 대해 연관된 상기 제 1 및 제 2 매스 유닛(8, 9; 9, 8)의 상기 제 1 및 제 2 매스(10; 11) 중 적어도 하나의 추가 회전을 선택적으로 발생시키고 연관된 상기 제 1 및 제 2 매스 유닛(8, 9; 9, 8)의 상기 제 1 매스(10; 11)와 상기 제 2 매스(11; 10) 사이의 상대 각도를 선택적으로 제어하도록 작동 가능하고,
   각각의 제 1 매스 유닛(8) 및 제 2 매스 유닛(9; 8)은 각각의 제 1 매스(10; 11)를 지탱(carrying)하는 각각의 제 1 지지 조립체(41, 41'; 42, 42') 및 각각의 제 2 매스(11, 10)를 지탱하는 각각의 제 2 지지 조립체(42, 42';41, 41')를 포함하고,
   각각의 제어 유닛(40, 40')은 상기 전달 장치(15)에 대해 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전을 야기시키고, 대응하는 상기 제 1 및 제 2 매스 유닛(8, 9; 9, 8)의 상기 제 1 매스(10; 11) 및 상기 제 2 매스(11; 10) 사이의 상대 각도를 제어하도록 적어도 각각의 제 1 지지 조립체(41, 42; 41', 42')에 작동 가능하게 커플링(coupling)되는, 회전자에 있어서,
   각각의 제어 유닛(40, 40')은:
   - 상기 제 1 지지 조립체(41, 41'; 42, 42')에 작동 가능하게 커플링되고 주어진 경로(P)를 따라 이동 가능한, 벨트(50; 50'); 및
   - 상기 제 1 벨트(50; 50')에 작동 가능하게 커플링되고, 주어진 경로(P)의 적어도 일부를 따라 상기 제 1 벨트(50; 50')의 이동을 야기하도록 그리고 상기 제 1 축(A)을 중심으로 상기 전달 장치(15)에 대해 상기 제 1 지지 조립체(41, 41'; 42, 42')의 추가 회전을 야기하도록 구성된, 구동 유닛(51, 51')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 회전자.
2. 제 1 항에 있어서,
   각각의 제 1 및 제 2 매스(10, 11; 11, 10)는 사용 시 상기 감쇠 장치(7, 7', 7'')의 내부 벽에 대해 밀리도록 반경 방향으로 이동 가능한 방식으로 상기 각각의 제 1 지지 조립체(41, 42; 41', 42')에 커플링되는, 회전자.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   각각의 구동 유닛(51, 51'a, 51'b)은:
   - 각각의 제 2 회전 축(F)을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리(drive pulley; 52);
   - 상기 구동 풀리(52)에 작동 가능하게 연결되고, 각각의 제 2 회전 축(F)을 중심으로 상기 제 1 구동 풀리(52)의 회전을 야기시키도록 작동 가능한, 액추에이터(actuator; 53); 및
   - 각각의 제 3 회전 축(G; H', I')을 중심으로 회전 가능하고, 각각의 제 1 지지 조립체(41, 41')에 작동 가능하게 연결된, 종동 풀리(driven pulley; 54; 54'a, 54'b)를 포함하고,
   상기 각각의 제 1 벨트(50: 50')는 각각의 구동 풀리(52) 둘레와 상기 각각의 종동 풀리(54; 54'a, 54'b) 둘레에 감겨서, 각각의 제 2 축(F)을 중심으로 한 각각의 구동 풀리(52)의 회전에 따른 각각의 주어진 경로(P)의 적어도 일 부분을 따라 슬라이드 가능하고, 사용 시 상기 각각의 제 3 축(G; H', I')을 중심으로 상기 종동 풀리(54; 54'a, 54'b)의 회전을 야기하여 상기 제 1 지지 조립체(41, 41')의 회전을 얻는, 회전자.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 매스 유닛(8, 9)의 상기 제 1 및 제 2 매스(10)는 연관된 액츄에이터(53) 사이에 축방향으로 개재되고 및/또는 상기 연관된 액츄에이터(53)에 대해 반경방향 외부에 배열되는, 회전자.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   각각의 액츄에이터(53)는, 각각의 구동 풀리(52)에 작동 가능하게 연결되고 각각의 제 2 축(F)을 중심으로 회전 가능한, 출력 샤프트(55)를 포함하는, 회전자.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 질량 유닛(8, 9) 및 상기 제 2 질량 유닛(9, 8) 각각은 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전 가능하고 상기 전달 장치(15)에 작동 가능하게 연결되어, 사용 시, 상기 제 1 및 제 2 회전 속도((N-1)*Ω; (N+1)*Ω); ((N-1)*Ω, (N+1)*Ω)로 상기 제 1 축(A)을 중심으로 각각 회전 구동되는 각각의 베이스 지지부(45)를 포함하고;
   상기 각각의 제 1 지지 조립체(41, 41')는 각각의 베이스 지지부(45)의 제 1 측면 상의 상기 각각의 베이스 지지부(45)에 회전 가능한 방식으로 연결되고, 상기 각각의 액츄에이터(53)는 상기 제 1 축(A)을 기준으로 상기 제 1 측면에 축방향으로 대향하는 상기 각각의 베이스 지지부(45)의 제 2 측면 상의 상기 각각의 베이스 지지부(45)에 일체로 연결되는, 회전자.
7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 제 1 지지 조립체(41)는 상기 각각의 제 1 매스(10)를 지탱하는 각각의 암(43)을 포함하고;
   상기 각각의 암(43)은 상기 각각의 종동 풀리(54)와 각지게(angularly) 일체화된 방식으로 커플링되는, 회전자.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 매스(10)는 적어도:
   - 적어도 하나의 휠(46); 및
   - 상기 각각의 휠(46)을 지탱하고 상기 각각의 암(43)에 커플링된, 커플링 요소(47)를 포함하고;
   상기 제 1 휠(46)은 상기 각각의 커플링 요소(47)에 반경 방향으로 이동 가능한 방식으로 커플링되고 및/또는 상기 각각의 커플링 요소(47)는 상기 각각의 암(43)에 반경 방향으로 이동 가능한 방식으로 커플링되는, 회전자.
9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 3 축(G)은 상기 제 1 축(A)과 일치하는, 회전자.
10. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 제 1 지지 조립체(41', 42')는 상기 각각의 제 1 매스(10, 11)를 지탱하고, 추가 폐쇄 전진 경로(Q')를 따라 이동 가능하고, 상기 각각의 종동 풀리(54'a, 54'b)의 회전에 따라 상기 각각의 추가 전진 경로(Q')를 따라 이동 가능하도록 각각의 종동 풀리(54'a, 54'b)에 작동 가능하게 커플링되는, 각각의 지지 벨트(60'a, 60'b)를 포함하는, 회전자.
11. 제 10 항에 있어서,
    각각의 구동 유닛(51')은:
    - 상기 각각의 종동 풀리(54'a, 54'b)와 일체로 회전 가능하고, 상기 각각의 제 1 또는 제 2 지지 조립체(41', 42')에 작동 가능하게 연결되고, 그 둘레에 상기 연관된 지지 벨트(60'a, 60'b)가 감겨지는, 각각의 커플링 풀리(59'a, 59'b); 및
    - 상기 연관된 지지 벨트(60'a, 60'b)가 감겨 있는 각각의 리턴 풀리(return pulley; 64'a, 64'b)를 포함하고,
    각각의 구동 유닛(51')의 상기 커플링 풀리(59'a, 59'b)는 상기 다른 구동 유닛(51)의 리턴 풀리(64'b, 64'a)와 동축인, 회전자.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    각각의 제 1 지지 조립체(41'; 42')는 상기 각각의 지지 벨트(60'a, 60'b)와 일체로 연결되고 상기 각각의 제 1 매스(10, 11)를 지탱하는 커플링 요소(63')를 포함하는, 회전자.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커플링 요소(63')는 상기 각각의 지지 벨트(60')에 연결되고 상기 제 1 축(A)에 대해 반경 방향으로 변형 가능한 플레이트(plate; 64')를 포함하는, 회전자.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 매스 유닛(8, 9; 9, 8)의 상기 제 1 지지 조립체(41, 41'; 42, 42') 및 상기 제 2 지지 조립체(42, 42'; 41, 41') 모두는 상기 전달 장치(15)에 대해 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전 가능하고;
    각각의 제어 유닛(40)은 또한 상기 각각의 제 2 지지 조립체(42, 41; 42', 41')에 작동 가능하게 커플링되어 상기 제 1 축(A)을 중심으로의 그 회전을 야기하는, 회전자.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 유닛(15)은 적어도:
    - 상기 제 1 매스 유닛(8)과 각지게 일체화되고 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전 가능한, 제 1 보조 샤프트(16);
    - 상기 제 2 매스 유닛(9)과 각지게 일체화되고 상기 제 1 축(A)을 중심으로 회전 가능한, 제 2 보조 샤프트(17); 및
    - 상기 마스트(150)와 상기 제 1 및 제 2 보조 샤프트(16, 17)에 기능적으로 커플링되고, 상기 마스트(150)로부터의 운동을 수신하고 상기 운동을 상기 제 1 및 제 2 보조 샤프트(16, 17)로 전달하여 상기 제 1 보조 샤프트(16) 및 상기 제 2 보조 샤프트(17)가 사용 시 상기 마스트(150)와 동일한 회전 방향으로 상기 제 1 회전 속도((N-1)*Ω)로 그리고 상기 마스트(150)로의 회전 방향에 대한 대향하는 방향으로 상기 제 2 회전 속도((N+1)*Ω)로 상기 제 1 축(A)을 중심으로 각각 회전하도록 구성되는, 변환 유닛(18)을 포함하고;
    상기 제 1 회전 속도는 ((N-1)*Ω)과 동일하고, 상기 제 2 회전 속도는 ((N+1)*Ω)과 동일하며, 여기서 N은 블레이드(9)의 수이고 Ω은 상기 동체(2)와 일체화된 기준 시스템에서 상기 마스트(150)의 회전 속도이고;
    상기 제 1 매스 유닛(8)은 상기 마스트와 동일한 방향으로 회전 가능하고; 그리고
    상기 제 2 매스 유닛(9)은 상기 마스트(150)와 대향하는 방향으로 회전 가능하고; 및/또는
    상기 전달 장치(15)는:
    - 상기 마스트(150)와 상기 제 1 보조 샤프트(16) 사이에 기능적으로 개재된 제 1 유성 트레인(epicyclic train); 및
    - 상기 마스트(150)와 상기 제 2 보조 샤프트(17) 사이에 기능적으로 개재된 제 2 유성 트레인을 포함하고,
    상기 제 1 유성 트레인은 상기 제 2 유성 트레인과 공통된 부분을 포함하는, 회전자.

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