KR850000937B1 - 날개피치 작동 시스템 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

날개피치 작동 시스템
도면은 본 발명의 날개피치 작동시스템의 개략도.
본 발명은 가변피치 날개조절장치에 관한 것으로, 특히 가변풍동 터어빈날개의 피치를 선택적으로 조절하는 시스템에 관한 것이다.
항공기 프로펠러 및 풍동터어빈과 같은 가변피치 날개조절장치에 있어서, 날개가 동일한 피치각을 유지되는 것이 불가피하다. 피치변화 형태작업에서 큰 풍동버어빈 날개를 작동시키고 날개의 균일한 피치상태를 유지시키기 위한 하나의 시스템은 함께 회전하고 터어빈의 주축위에서 미끄러질 수 있는 슬라이드블록을 이용한 것이었다. 슬라이드블록은 날개가 그 축에 대해 선회가능하게 회전허브에 설치된 풍동터어빈 날개에 다수의 견고한 링크에 의해서 연결된다. 또한 슬라이드블록은 베어링장치를 통해 다수의 고정된 액튜에이터에 연결된다. 날개피치의 조절이 요구되면, 액튜에이터가 슬라이드블록을 축위로 직선으로 이동시켜서 차례로 날개를 선회시키는 링크를 이동시키고, 날개의 피치가 이러한 작동시스템요소부의 기계적인 연결부에 의해서 유지된다. 이러한 종래의 시스템은 무겁고 비쌀 뿐 아니라 각각의 날개 및 그 설치부가 한 날개가 다른 날개를 고장나게 할 때는 전체 작동자출력을 유지할 수 있어야 한다. 정격의 공기역학적 부하 및 이러한 액튜에이터 출력을 유지하기 위해서 날개 및 그들의 설치부가 더욱 무거워야 하며 이것은 날개조절장치의 가격 및 무게를 더해준다.
여러가지 기계적인 피치변경장치가 핀드레이의 미합중국 특허 제1,908,894호 및 그 라인들의 미합중국 특허 제 3,163,232호에 도시된 기계장치와 같은 항공기 프로펠러용으로 제시되었다. 핀드레이의 특허에서는 프로펠러 날개가 하나의 전기모터에 의해서 구동되는 기어세트에 날개를 연결시켜 구성되어 있다. 상기에서 언급된 슬라이드블록장치와 유사한 기어연결부가 프로펠러허브의 무게에 크게 영향을 주어서 시스템의 값을 인상시킨다. 그라인들 특허에서는, 유압모터가 날개를 구성하는 회전 캠 베벨기어장치에 의해서 피치변경 형태작업으로 날개를 구동시킨다. 그러나 이러한 장치도 시스템에 무게와 복잡성을 더해준다.
더우기 기계적인 날개피치 조절장치를 채용한 이러한 종래의 피치변경장치는 일반적으로 날개조절장치를 정지시키도록 동시에 모든 날개의 수평조절이 행하여져야 한다. 따라서 날개중 하나가 수평조절이 행하여지지 않으면, 나머지 날개의 수평조절은 위태롭게 된다.
본 발명의 주 목적은 종래의 결함을 극복하는 날개피치 작동시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 날개피치각이 시스템의 무게와 가격에 최소로 영향을 주는 장치에 의해서 이루어지는 날개피치 작동시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 날개피치각이 가변날개와 연결된 피치작동 및 설치장치 사이의 기계적인 연결없이 이루어지는 날개피치 작동시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시스템이 날개를 개별적으로 수평조절하는 날개피치 작동시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 날개피치각이 날개와 연결된 피치변경 액튜에이터 사이의 유체의 기계적인 연결에 의해서 이루어지는 날개피치 작동시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명을 실시하는 최선의 형태의 하기의 설명과 첨부된 청구범위로부터 보다 명백해지며 가변피치 날개가 서로에 대해 유압으로 유지되는 본 발명의 날개피치 작동시스템에 의해서 얻어진다. 각각의 날개는 적어도 하나의 유압액튜에이터에 의해서 피치변경이 행해진다. 날개액튜에이터로 흐르는 유체흐름은 서로를 따라서 상대적으로 이동가능한 입력부재 및 제어부재를 지니는 날개액튜에이터 제어밸브에 의해서 제어된다. 입력부재는 적당한 장치에 의해서 위치되고 요구되는 날개피치를 나타내는 명령신호에 사응한다. 입력부재는 그 속에 제1의 유압유체공급 및 배출부와 연결된 통로를 지닌다. 입력부재가 작동할 때, 이러한 통로는 날개액튜에이터와 연결되는 제어부재속의 통로와 선택적으로 연결되게 위치된다. 날개의 피치변경시 날개를 그 축주위로 선회시킴으로써 제어부재를 입력부재와 유체연결되지 않게 이동시켜서 액튜에이터 제어밸브를 무력하게 하고 입력부재가 다시 작동될 때까지 날개의 피치변경이동을 방지시킨다. 다음의 양호한 실시예에서는 입력부재가 제어부재속에 미끄러지게 수용되고, 하나의 제어부재가 각각의 가변피치 날개와 연결된다. 입력부재 및 제어부재와 그 속에 제공되는 통로는 적당한 크기이며 입력부재를 따른 피이드백 제어부재의 상대적 간격에 따라 입력부재의 작동으로 모든 피이드백 제어부재와 입력부재와 동일하게 상대적인 배치를 이루게되어 날개의 정확한 피치조절이 보장된다.
입력부재가 레버에 의해서 입력부재를 연결된 제어밸브 액튜에이터에 의해서 위치가 조절되고 날개 수평 액튜에이터가 레버에 연결되고 날개의 수평조절이 요구되는 조건에서 제어밸브 입력부재를 작동시키기에 적합하다. 다시 말해서, 날개는 유압유체의 독립적인 공급에 의해서 가압되는 액튜에이터에 의해 독립적으로 수평조절이 행해진다.
도면을 참조하면 본 발명의 날개피치 제어시스템이 도번(10)으로 도시되며 각기 피스톤 로드(25)에 의해서 그 기저부 또는 하부에서 하나의 가변피치 날개(20)에 연결된 출력부재 또는 피스톤을 그 내부에 지니는 다수의 유압액튜에이터(15)를 지닌다.
종래에 잘 알려진 방법으로, 유압유체가 액튜에이터(15)의 양측에 선택적으로 공급되고 배출되어 피스톤과 로드(25)의 선택이동을 실시하여서 날개(20)의 선택적인 피치각조절을 시행한다. 작동자(15)로 유압유체를 공급하고 유압유체를 배출하며 날개피치를 이루는 것은 피이드백 제어부재(40)속의 선택된 부분을 따라 수용되는 입력부재(35)를 지니는 액튜에이터 제어밸브(30)에 의해서 제어된다. 도시된 것 같이, 입력부재(35)는 유압유체통로(45)(50)를 설치하며, 통로(45)는 입력부재의 한 단부에서 주 시스템공급도관(55)를 통해 유압유체공급원 및 펌프와 연결되고 통로(50)은 입력부재의 반대쪽 단부에서 주 시스템배출라인(60)을 통하여 배출포트와 연결된다. 통로(45)(50)이 입력부재의 표면에 대해 개방된 방사상으로 연장하는 출구를 설치하며 공급출구는 도번(65)로 도시되고 밸출구는 도번(70)으로 도시된다.
입력부재가 그 표면위에 제어부재(40)속에 수용되는 감소된 직경의 일부를 그 사이에 정의하는 정지장치인 랜드(75)를 지닌다. 상기에 언급한 것 같이, 입력부재(35)가 제어부재(40)속에 미끄러져 들어가고 랜드(75)가 이러한 운동범위를 제한한다.
제어부재(40)은 제어부재속에 수용된 입력부재(35)의 이러한 부분위에서 미끄러진다. 제어부재는 입력부재(35)의 출구(65)(70)와 결합되고 유체연결되기에 적합한 방사상으로 연장하는 통로(80)(85)를 제공한다. 도시된 것 같이, 통로(80)이 라인(90)을 통해 액튜에이터(15)의 왼쪽단부와 연결되고 통로(85)가 통로(95)를 통하여 액튜에이터(15)의 오른쪽단부와 연결된다.
액튜에이터제어밸브(30)의 무효위치속에서 도시되고, 즉 입력 및 제어부재속에 통로가 연결되지 있지 않으나, 입력부재위에 제어부재를 약간 상승시키거나 제어부재를 통하여 입력부재를 약간 하부로 이동시켜서 라인(80)(90)이 입력부재 및 배출라인(60)속의 통로(50)와 유체연결되게 위치되게 한다. 이러한 입력 및 제어부재의 상대적인 배치가 통로(85)(95)가 공급라인(55) 및 통로(45)와 유체연결되게 위치되어 도시된 화살표에 의해 표시된 것 같이 날개의 피치조절을 증가시키도록 유압유체로 액튜에이터(15)의 오른쪽 단부를 가압시키게 한다. 유사하게 도시된 위치로부터 입력부재(35)를 상승시키거나 제어부재(40)을 하강시켜서 라인(80)(90)을 공급라인(45)과 유체연결되게 위치시키고 통로(85)(95)를 통로(50)과 연결되게 위치시켜서 감소하는 피치방향으로 날개피치를 조절하기 위해 액튜에이터(15)의 왼쪽단부를 가압시킨다.
각각의 제어부재는 그 위에 축(115)에서 선회가능하게 캠(110)이 설치된다. 캠(110)의 캠 슬로트(105)속에 캠 종동자(100)가 수용된다. 도시된 것과 같이, 본 실시예에서 캠(110)이 벨크랭크 형태이며 캠 슬로트(105)가 그 한단부에 위치되고 반대단부는 링크(120)를 개재하여 날개에 연결된다.
입력부재(35)가 하강하여 날개피치를 증가시키는 액튜에이터(15)의 오른쪽 단부를 가압시키면 야기되는 날개피봇트가 상부의 링크(120)를 오른쪽으로 당기고 하부의 링크(120)를 왼쪽으로 밀어서 피봇트 캠(110)이 입력부재(35)를 따라서 하부로 제어부재(40)를 무력위치로 미끄러지게 하여 더 이상의 날개의 피치변경조절을 정지시킨다. 유사한 형태로 액튜에이터(15)의 왼쪽단부의 가압을 위하여 입력부재(35)를 상승시킴으로써 날개피치가 감소되는 방향으로 날개가 선회하게 되고 상부의 링크(120)는 왼쪽으로 밀리고 하부의 링크(120)을 오른쪽 당겨진다. 이러한 링크이동은 캠(110)을 선회시키고 제어부재(40)을 무력위치로 입력부재(35)를 따라 상승시키며 더 이상 날개피치 조절을 행하지 않는다.
날개와 제어부재 사이가 기계적으로 연결된 것이 도시되지만, 제어부재가 이러한 기술적 범위에서 벗어남이 없이 날개피치 변경이동에 의해서 작동되는 유압 또는 전기장치에 의해서 작동될 수도 있다.
따라서 날개가 그와 날개를 연결시키는 기계적으로 연결장치보다는 입력부재 및 제어밸브의 상대적인 변위에 의해서 유압적으로 이루어지는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 날개피치 제어시스템이 종래의 슬라이드블록, 기어세트 또는 캠-베벨기어나날개 형성장치보다 가볍고 싸게 되는 것을 알 수 있다.
입력부재(35)가 적당한 장치에 의해서 작동되는데, 본 실시예에서는 입력부재(35)에 연결장치인 레버(135)의 한 단부에 선회가능하게 연결되며, 그 레버(135)의 타단이 피스톤(130)을 지니는 유압제어밸브 액튜에이터(125)에 선회가능하게 연결된다. 레버(135)는 정상작동 조건중에 고정된 위치의 축(140)에서 받혀진다. 피스톤(130)의 왕복이동이 축(140)에 대해 레버(135)를 선회시켜서 제어밸브의 입력부재(35)를 왕복 이동시킨다. 액튜에이터(125)의 작동은 그 양단부가 종래의 공지된 방법으로 각각 주 공급 및 배출라인(55)(60)에 선택적으로 연결되는 서보밸브(145)에 의해서 제어된다. 서보밸브(145)가 적당한 전기 또는 유체의 기계적인 제어기(150)에 의해서 차례로 작동된다. 본 양호한 실시예에서, 제어기(150)는 전기라인(155)을 통하여 서보밸브(145)에 연결되며, 전기적으로 변화한다. 제어기는 날개조절장치의 작동조건을 기초로 하여 변화하는 입력(160)에 따라 요구되는 날개피치각을 선택한다. 항공기 프로펠러인 경우 이러한 작동조건은 풍속 및 엔진속도가 된다. 비슷하게 날개조절장치가 풍동터어빈인 경우 입력(160)은 현재의 풍속, 풍동터어빈의 출력 및 그와 유사한 것과 같은 이러한 작동변수가 된다. 제어신호가 전기라인(170)을 제어기에 연결된 선형변위 가변변환기(LVDT)(165)와 같은 적당한 전기 제어장치에 의해서 제어기(150)에 제공된다. 종래에 알려진 방법으로, LVDT는 링크(175)에 의해서 캠(110)중 하나에 연결되는 이동가능한 코어를 지닌다. 가변 변환기의 코어의 이동이 캠(110)의 이동을 나타내도록 변환기의 출력에 변경을 야기시키고 날개피치에 실제변화를 야기시킨다.
본 발명의 날개피치 작동시스템이 도시된 수평조절 제어시스템(180)을 지닌다. 수평조절 제어시스템(180)은 축(140)에서 레버(135)에 대해 선회가능하게 연결된 직선이동 가능한 스풀(190)을 지니는 수평조절밸브(185)를 지닌다. 스풀(190)은 스풀과 밸브하우징의 상단부 사이에 삽입된 스프링(195)에 의해서 하부로(증가피치 또는 수평조절방향으로) 가압된다. 스풀은 공급라인(55)와 (200)으로부터 유압유체에 의해서 스프링(195)의 가압력에 대해 고정위치로 유지되고, 이러한 유체는 스프링(195)와 마주보는 스풀이 하부에 가해진다. 결국 유압유체압력이 상실되는 경우 스프링(195)이 스풀(190)을 하부로 밀어서 제어밸브 압력부재(35)를 하부 즉 피치증가 방향 또는 날개수평조절 방향으로 이동시키는 것이 도시된다. 수평 조절 제어 시스템(180)은 라인(210)을 통해 수평조절밸브(185)와 라인(222)를 통해 서보작동제어밸브(215)에 연결되는 가압유압유체에 의해 제2의 공급원(205)이 제공된다. 제어밸브(215)가 정상의 날개피치 조절을 위하여 사용되는 액튜에이터의 하나 또는 날개수평조절에서만 사용되는 액튜에이터의 하나 또는 날개수평조절에서만 사용되는 분리된 액튜에이터인 날개(225)와 유체연결되게 위치된다. 결국 수평조절이 요구되면 제어밸브(215)의 작동이 라인(222) 및 (230)을 통해 제2의 공급원(205)로부터 수평조절밸브(185)로 유압유체를 통과시키며, 이때 스풀(190)속의 요홈(235)이 라인(2300)의 일부분을 구성한다. 정상으로 가압되는 스프링(195)을 따른 수평조절밸브(185)의 이러한 가압작용으로 스풀의 하부변에 가해지는 유압유체압력에 저항하여 스풀을 하부로 이동하게 한다. 스풀의 이러한 하향이동은 라인(210)을 통해 스풀(190)의 요홈(235), 라인(230) 및 제어부(215)를 거쳐 액튜에이터(225)가 가압되게 한다. 액튜에이터(225)의 이러한 가압은 공극적으로 날개의 수평조절을 행한다.
하나의 수평조절시스템이 도시되었으나, 다수의 수평조절시스템(각각의 날개에 대해 하나씩)이 설치될 수 있다. 따라서 날개가 기계적이기 보다는 유압으로 연결되기 때문에 날개가 각각 독립되게, 따라서 날개피치에 관계없이 한 날개가 잼(jam)되더라도 수평조절이 이루어진다.
본 발명의 날개피치 작동시스템의 양호한 실시예가 설명되었으나, 다른 실시예가 당업자에 의해서 본 발명의 정신과 영역속에서 첨부된 청구범위에 의해서 이루어질 수 있다.

Claims (1)

  1. 피치변경 동작방식으로 날개(20)를 구동시키기 위한 상호관련되고 하나의 날개(20)에 연결된 다수의 유압액튜에이터(15)를 구비한 다수의 날개(20)의 피치를 조절하기 위한 피치작동시스템에 있어서, 입력신호에 반응하여 유압액튜에이터(15)에 유체를 공급하는 다수의 피이드백 제어부재(40)와 제1의 유압공급원에 연결된 입력부재(35) 사이에서 유체가 통하게 함으로써 유압액튜에이터(15)가 작동되게 하고, 입력부재(35)와 피이드백 제어부재(40)를 통해서 유입된 유압에 의해 유압액튜에이터(15)가 작동하여 피이드백 제어부재(40)의 위치를 입력부재(35)와 통하지 않게 함으로써 제어밸브(30)를 작용하지 않게 하며, 소정의 날개피치의 설정치를 유지하도록 유압액튜에이터(15)의 동작을 억제시키는 제어밸브(30)를 구비하게 된 것을 특징으로 하는 날개피치 작동시스템.
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