RU2649734C2 - Устройство и способ для регулировки угла установки лопастей - Google Patents

Устройство и способ для регулировки угла установки лопастей Download PDF

Info

Publication number
RU2649734C2
RU2649734C2 RU2015118315A RU2015118315A RU2649734C2 RU 2649734 C2 RU2649734 C2 RU 2649734C2 RU 2015118315 A RU2015118315 A RU 2015118315A RU 2015118315 A RU2015118315 A RU 2015118315A RU 2649734 C2 RU2649734 C2 RU 2649734C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
fan
inclination
blades
rotation
Prior art date
Application number
RU2015118315A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015118315A (ru
Inventor
Адриэн ФАБР
Норбер ЛАРТИК
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2015118315A publication Critical patent/RU2015118315A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2649734C2 publication Critical patent/RU2649734C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F04D29/322—Blade mountings
    • F04D29/323—Blade mountings adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/306—Blade pitch-changing mechanisms specially adapted for contrarotating propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/306—Blade pitch-changing mechanisms specially adapted for contrarotating propellers
    • B64C11/308—Blade pitch-changing mechanisms specially adapted for contrarotating propellers automatic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D7/00—Rotors with blades adjustable in operation; Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/072—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with counter-rotating, e.g. fan rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/668—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/32—Blade pitch-changing mechanisms mechanical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D2027/005—Aircraft with an unducted turbofan comprising contra-rotating rotors, e.g. contra-rotating open rotors [CROR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/34—Blade mountings
    • F04D29/36—Blade mountings adjustable
    • F04D29/362—Blade mountings adjustable during rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/36—Application in turbines specially adapted for the fan of turbofan engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/74—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05D2260/961—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by mistuning rotor blades or stator vanes with irregular interblade spacing, airfoil shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Устройство для регулировки угла установки лопастей ротора вентилятора содержит радиальный вал, связанный с лопастью, тягу, осевое перемещение которой приводит к вращению радиального вала, первую и вторую части, а также три силовых цилиндра. Первая часть выполнена с возможностью вращения вместе с ротором вокруг оси вентилятора, причем на ней закреплен один конец каждой тяги, а вторая часть связана с первой частью. Силовые цилиндры выполнены с возможностью приведения в осевое поступательное движение второй части, а также изменения ее наклона. Поступательное движение и наклон второй части приводят к соответствующим поступательному движению и наклону первой части таким образом, что во время вращения первой части каждой тяге сообщается осевое перемещение, амплитуда которого изменяется в зависимости от наклона первой части, для изменения угла установки лопасти во время ее оборота. Другое изобретение группы относится к вентилятору газотурбинного двигателя, содержащему ротор и лопасти с регулируемым углом установки, а также указанное выше устройство для регулировки угла установки лопастей. При регулировке угла установки лопастей ротора вентилятора с использованием указанного выше устройства для регулировки управляют силовыми цилиндрами для изменения наклона первой части таким образом, чтобы во время вращения первой части каждой тяге сообщалось осевое перемещение, амплитуда которого изменяется в зависимости от наклона первой части, при этом угол установки лопасти изменяется во время ее оборота вокруг оси вентилятора. Группа изобретений позволяет изменять угол установки лопасти в зависимости от ее положения при вращении ротора. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к устройству для регулировки угла установки лопастей ротора вентилятора, а также к вентилятору, содержащему такое устройство.
Изобретение также относится к способу регулировки лопастей ротора вентилятора с использованием этого устройства.
Предшествующий уровень техники
Известны вентиляторы газотурбинных двигателей, содержащие по меньшей мере один ротор и лопасти с регулируемым углом установки.
Геометрический угол установки является углом, образованным хордой профиля лопасти и осью вращения двигателя.
Известно устройство, содержащее радиальный вал, связанный с лопастью посредством шкворня, тягу, осевое перемещение которой управляет вращением радиального вала, и осесимметричную деталь, с которой связаны все тяги.
Силовой цилиндр управляет осевым перемещением тяг и позволяет равномерно регулировать угол установки всех лопастей.
Однако лопасти встречают неоднородный аэродинамический поток по причине различных факторов, которые включают в себя, в частности, влияние угла наклона летательного аппарата, например, на взлете, и влияние спутной струи, связанное с присутствием двигателя, крыльев, фюзеляжа и других элементов, таких как стойка, соединяющая двигатель с летательным аппаратом.
Эта неоднородность создает нагрузки на лопастях и, в целом, на устройстве регулировки угла установки.
Кроме того, лопасти подвергаются деформациям вследствие гироскопических эффектов, связанных с маневрированием летательного аппарата.
Вышеупомянутые нагрузки и деформации могут привести к преждевременному механическому износу деталей вентилятора, таких как лопасти или устройство регулировки угла установки.
В случае вентиляторов, содержащих расположенный выше по потоку ротор винта и расположенный ниже по потоку ротор винта, между лопастями расположенного выше по потоку ротора и лопастями расположенного ниже по потоку ротора может существовать нежелательная связь.
Эта связь одновременно является механической, то есть нежелательные механические вибрации могут усиливаться, и акустической, что приводит к усилению акустических вибраций.
Раскрытие изобретения
Для устранения недостатков известных технических решений согласно изобретению устройство для регулировки угла установки лопастей ротора вентилятора содержит радиальный вал, связанный с лопастью шкворнем, и тягу, осевое перемещение которой приводит к вращению радиального вала, причем устройство включает в себя первую часть, выполненную с возможностью вращения вместе с ротором вокруг оси вентилятора и на которой закреплен один конец каждой тяги, вторую часть, связанную с первой частью, и по меньшей мере три силовых цилиндра, выполненных с возможностью приведения в осевое поступательное движение указанной второй части, а также изменения ее наклона, при этом поступательное движение и наклон второй части приводят к соответствующим поступательному движению и наклону первой части таким образом, что во время вращения первой части каждой тяге сообщается осевое перемещение, амплитуда которого изменяется в зависимости от наклона первой части, для изменения угла установки лопасти во время ее оборота .
Такое устройство может предпочтительно иметь одну или комбинацию из следующих особенностей:
– вторая часть связана с первой частью механическим подшипником качения;
– устройство дополнительно содержит соединительный подшипник, связывающий силовые цилиндры с ротором;
– устройство дополнительно содержит упругий демпфер, связывающий силовые цилиндры с кожухом вентилятора;
– первая часть связана с ротором посредством соединительных элементов, содержащих карданный шарнир;
– соединительные элементы дополнительно содержат шпонки для осевого направления первой части относительно ротора;
– устройство дополнительно содержит пазы на наклонной части ротора, соответствующие по форме шпонкам и имеющие наклонную поверхность для обеспечения функции дренажа масла наклонной части;
– устройство дополнительно содержит упоры, ограничивающие наклон первой и/или второй части.
Изобретение относится к вентилятору газотурбинного двигателя, содержащему по меньшей мере один ротор, лопасти с регулируемым углом установки и указанное устройство для регулировки угла установки его лопастей.
Наконец, изобретение относится также к способу регулировки угла установки лопастей ротора вентилятора с использованием указанного устройства для регулировки, включающему в себя этап, на котором управляют силовыми цилиндрами для изменения наклона первой части таким образом, чтобы во время вращения первой части каждой тяге сообщалось осевое перемещение, амплитуда которого изменяется в зависимости от наклона первой части, при этом угол установки лопасти изменяется во время ее оборота вокруг оси вентилятора.
Такой способ может предпочтительно иметь одну или комбинацию из следующих особенностей:
– способ дополнительно включает в себя этап, на котором задают наклон первой части устройства ротора, расположенного на стороне вентилятора выше по потоку, отличающийся от наклона первой части другого устройства ротора, расположенного на стороне вентилятора ниже по потоку;
– этап, на котором задают наклон первой части устройства, включает в себя этап, на котором задают флуктуацию наклона первой части устройства ротора, расположенного выше по потоку, или ротора, расположенного ниже по потоку, вокруг номинального положения;
– способ дополнительно включает в себя этап, на котором задают флуктуацию наклона первой части устройства с частотой, превышающей или меньшей, чем скорость вращения ротора.
Изобретение может быть применено для изменения угла установки каждой лопасти во время ее вращения. В частности, угол установки лопасти изменяется в зависимости от ее положения во время оборота.
Таким образом, благодаря соответствующей регулировке угла установки устройство и вентилятор не подвергаются влиянию возмущений аэродинамического потока, связанных с некоторыми препятствиями (крылья, фюзеляж и т.д.).
Следовательно, вентилятор более надежен и имеет больший срок службы.
Кроме того, связь между лопастями расположенного выше по потоку ротора и расположенного ниже по потоку ротора уменьшена, что уменьшает нежелательные механические и звуковые усиления.
Наконец, в случае неисправности устройство имеет аварийный режим работы, что позволяет избегать незамедлительной остановки двигателя.
Другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из последующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано устройство для регулировки угла установки лопастей ротора вентилятора согласно варианту осуществления;
на фиг. 2 – часть устройства и соединительные элементы, вид спереди;
на фиг. 3 и 4 – трехмерное изображение части устройства;
на фиг. 5 и 6 – трехмерное изображение части устройства, когда одна из частей наклонена посредством силовых цилиндров;
на фиг. 7 – направление устройства относительно наклоненной части ротора согласно варианту осуществления;
на фиг. 8 – элементы крепления устройства в вентиляторе;
на фиг. 9 – способ регулировки угла установки лопастей согласно варианту осуществления;
на фиг. 10 и 11 – команды, обеспечивающие изменение угла установки лопастей во время оборота их вращения.
Варианты осуществления изобретения
Устройство для регулировки угла установки лопастей
Устройство 1 для регулировки угла установки лопастей ротора 3 вентилятора 4 согласно варианту осуществления показано на фиг. 1–6.
Устройство 1 содержит радиальный вал 6, связанный с лопастью (не показана). Обычно ножка лопасти установлена на радиальном валу 6 посредством шкворня. Радиальный вал 6 выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси.
Кроме того, для каждой лопасти устройство 1 содержит тягу 8, осевое перемещение которой вызывает вращение радиального вала 6 вокруг его оси. Для этого один участок тяги 8 связан с радиальным валом 6, например, при помощи поворотного соединения.
Устройство 1 содержит также первую часть 10. Эта первая часть 10 неподвижно соединена с ротором 3 вентилятора 4.
Таким образом, первая часть 10 выполнена с возможностью вращения вместе с ротором 3 вокруг оси 11 вентилятора 4.
Другой конец 31 тяги 8 прикреплен к первой части 10.
Устройство 1 содержит также вторую часть 12, которая связана с первой частью 10 и функция которой будет пояснена далее.
Как правило, первая и вторая части 10, 12 являются осесимметричными частями. Например, первая часть 10 является кольцевой, а вторая часть 12 является диском.
Устройство 1 содержит по меньшей мере три силовых цилиндра 14, выполненных с возможностью приведения указанной второй части 12 в осевое поступательное движение вдоль оси 11 вентилятора 4, а также с возможностью изменения ее наклона. Таким образом, вторая часть 12 имеет по меньшей мере три степени свободы, задаваемые силовыми цилиндрами 14. Эти силовые цилиндры 14 являются, например, обычными гидроцилиндрами.
В отсутствие действия силовых цилиндров 14 вторая часть 12 обычно расположена в радиальной плоскости (вертикальной плоскости), при этом силовые цилиндры 14 позволяют наклонять вторую часть 12 относительно этого номинального положения.
Согласно варианту выполнения эти силовые цилиндры 14 расположены под углом 120° относительно друг друга. Как правило, силовые цилиндры 14 расположены в одной плоскости.
Первая часть 10 и вторая часть 12 связаны между собой механически, при этом осевое поступательное движение и наклон второй части 12 приводят к соответствующим осевому поступательному движению и наклону первой части 10.
Например, как показано на фиг. 3 и 4, все три силовых цилиндра имеют идентичное выдвижение. Первая часть 10 и вторая часть 12 расположены в радиальной плоскости.
На фиг. 5 и 6 на один из силовых цилиндров (цилиндр 14А) поступает команда на выдвижение (например, силовой цилиндр переходит от выдвижения на 150 мм к выдвижению на 200 мм), тогда как другие силовые цилиндры (12В, 12С) сохраняют свое первоначальное выдвижение.
Вследствие этого вторая часть 12 и, следовательно, первая часть 10 перемещаются в сторону плоскости, наклоненной относительно радиальной плоскости.
Наклон второй части 12 позволяет наклонить первую часть 10 относительно радиальной плоскости. Таким образом, после наклона первой части 10 она совершает движение вращения в плоскости, наклоненной относительно радиальной плоскости.
Вследствие этого наклона во время вращения первой части 10 каждой тяге 8 сообщается осевое перемещение, амплитуда которого может изменяться. Это связано с тем, что конец 31 тяги 8 связан с первой частью 10, которая вращается в плоскости, наклоненной относительно радиальной плоскости. За оборот вращения каждая тяга 8 совершает осевое перемещение, которое изменяется во время оборота.
Амплитуда осевого перемещения тяги 8 зависит от наклона первой части 10. Чем больше наклонена первая часть 10, тем больше изменяется эта амплитуда во время оборота.
Благодаря этой конструкции, устройство 1 позволяет изменять угол установки лопасти во время оборота ее вращения.
В частности, угол установки каждой лопасти зависит от ее положения в ходе оборота вращения. Следовательно, в данный конкретный момент различные лопасти имеют разный угол установки, который зависит от их положения на обороте вращения.
Поступательное движение первой части 10 позволяет регулировать угол установки всех лопастей, так как это поступательное движение приводит к общему поступательному перемещению тяг 8 и, следовательно, к вращению радиальных валов 6.
Что касается наклона первой части 10, то он позволяет осуществлять циклическое управление углом установки лопастей за оборот вращения. Для данного наклона первой части 10 данный угол установки лопасти изменяется периодически в зависимости от осевого перемещения тяги 8.
Согласно варианту осуществления вторая часть 12 связана с первой частью посредством механического подшипника 16 качения.
Действительно, вторая часть 12 связана с корпусом (неподвижная часть) вентилятора, тогда как первая часть 10 связана с ротором 3 вентилятора.
Например, может быть использован шарикоподшипник.
Для соединения первой части 10 с ротором 3 устройство 1 содержит соединительные элементы 22, вариант выполнения которых представлен на фиг. 1 и 2.
Соединительные элементы 22 содержат карданный шарнир 21, позволяющий связать первую часть 10 с ротором 3 во вращении вокруг оси 11 вентилятора. Этот карданный шарнир 21 схематично показан на фиг. 2 в виде двух кольцевых деталей 33, 34, соединенных штифтами 35 и окружающих первую часть 10.
Кроме того, для обеспечения осевого направления первой части 10 относительно ротора 3 соединительные элементы 22 содержат шпонки или шлицы 23. Эти шпонки 23 обеспечивают осевое направление первой части 10 относительно ротора 3.
Согласно варианту осуществления шпонки 23 участвуют в осевом направлении относительно наклонных обечаек 26. Например, это может быть стенка камеры, содержащей масло вентилятора, наклон которой необходим для дренажа.
Верхние и нижние поверхности шпонок 23 параллельны оси двигателя.
Обечайка 26 имеет пазы 30, соответствующие по форме шпонкам 23. Эти ответные по форме пазы 30 имеют наклонную поверхность 32 дна паза (наклоненную относительно оси 11 вентилятора 4), что обеспечивает функцию дренажа масла (которая является первоначальной функцией части 26).
Поверхность 36 верхней части пазов 30, соответствующих по форме шпонкам 23, является горизонтальной, тогда как другая поверхность 32 является наклонной для взаимодействия с наклонной частью 26.
Согласно варианту осуществления шпонки 23 расположены на наружной поверхности карданного шарнира 21.
В некоторых случаях, как в случае роторов, расположенных со стороны некоторых вентиляторов ниже по потоку, возникает проблема крепления устройства 1 и, в частности, силовых цилиндров 14.
Действительно, в случае расположения этих роторов ниже по потоку никакая связь с конструкцией вентилятора невозможна, так как детали, находящиеся на этом уровне, не могут выдерживать усилия, возникающие в результате такой связи. Например, речь идет о кожухе 20 вентилятора, содержащем гидравлические каналы и электрические провода питания некоторых датчиков, при этом указанный кожух 20 не может выдерживать усилия, создаваемые устройством 1.
Поэтому необходимо воссоздать неподвижную систему координат.
Для этого согласно одному варианту выполнения устройство 1 содержит соединительный подшипник 18 качения, связывающий силовые цилиндры 14 с конструкцией ротора 3. Этот подшипник 18 воспринимает осевые и радиальные усилия, создаваемые устройством 1.
Кроме того, согласно варианту выполнения устройство 1 дополнительно содержит упругий демпфер 19, связывающий силовые цилиндры 14 с кожухом 20 вентилятора 4. Этот демпфер 19 позволяет ослаблять осевые деформации, связанные с термическими эффектами, и предпочтительно расположен между кожухом 20 и конструкцией ротора 3, на которой закреплен подшипник 18. Этот демпфер 19, например, выполненный в виде металлического сильфона, позволяет, в частности, избегать осевого воздействия на кожух 20 и избегать чрезмерной статичности конструкции.
Таким образом, кожух 20 не воспринимает конструктивных нагрузок со стороны устройства 1.
В устройстве 1 установлено по меньшей мере три силовых цилиндра 14. Как правило, эти силовые цилиндры 14 являются обычными силовыми цилиндрами, более простыми в применении, чем кольцевые домкраты из известных решений.
Чтобы не повышать возможность выхода из строя устройства, согласно варианту осуществления выполнены упоры 29, чтобы ограничивать наклон первой и/или второй части 10, 12. Упоры 29 могут быть установлены, например, на карданном шарнире 21. В альтернативном варианте упоры 29 могут быть установлены на второй части 12.
Ограничивая наклон пороговым значением, например, плюс или минус 5°, ограничивают амплитуду изменения угла установки лопастей, например, значением плюс или минус 2° (эти значения указаны исключительно в качестве примера и не являются ограничительными).
Таким образом, в случае неисправности одного из трех силовых цилиндров 14 включается аварийный режим работы, который не требует остановки двигателя, учитывая, что амплитуда изменения угла установки ограничена.
Управление силовыми цилиндрами 14 осуществляет блок управления, который может, например, быть встроен в вычислительное устройство летательного аппарата. Блок управления может быть запрограммирован для осуществления вариантов осуществления описанного далее способа регулировки угла установки.
Устройство 1 может быть использовано, в частности, в вентиляторе 4 без обтекателя, содержащем два винта противоположного вращения. В этом случае используют первое устройство для регулировки угла установки лопастей ротора расположенного выше по потоку винта и второе устройство для регулировки угла установки лопастей ротора расположенного ниже по потоку винта.
Способ регулировки
Согласно одному варианту осуществления способ регулировки угла установки лопастей содержит этап Е1, на котором управляют силовыми цилиндрами 14 для изменения наклона первой части 10.
Во время вращения первой части 10 каждой тяге 8 сообщается осевое перемещение, амплитуда которого может изменяться в зависимости от наклона первой части 10.
Следовательно, во время оборота лопасти вокруг оси 11 вентилятора 4 угол установки лопасти изменяется.
Управление силовыми цилиндрами 14 позволяет выбрать наклон первой части 10 через наклон второй части 12.
Это управление может меняться во время полета, например, в зависимости от условий полета или в зависимости от состояния летательного аппарата.
Управление поступательным перемещением, задаваемым силовыми цилиндрами 14 второй части 12, позволяет также задавать изменение, общее для регулировки углов установки всех лопастей ротора 3.
На фиг. 10 схематично представлен пример управления. Управление поступательным перемещением, задаваемым силовыми цилиндрами 14 второй части 12, позволяет задать угол установки 45° всем лопастям (кривая 39).
Наклон второй части 12 влечет за собой наклон первой части 10, что приводит к синусоидальному изменению угла установки каждой лопасти, который зависит от положения лопасти на обороте вращения (кривая 40).
Наклон первой части 10, который обуславливает циклическое изменение угла установки лопастей во время оборота, выбирают таким образом, чтобы сократить потери давления и подъемной силы, связанные с присутствием препятствия перед вентилятором 4, например, такого как крыло или фюзеляж.
Потери подъемной силы, связанные с присутствием препятствия, приводят к потере подъемной силы, имеющей фиксированный профиль, который можно определить посредством моделирования или испытания. На основании этих данных выбирают угол установки лопастей, чтобы компенсировать потери подъемной силы в зонах, где происходят эти потери.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 11, применяют мультициклическую или субциклическую регулировку.
Согласно варианту способ содержит этап, на котором наклон первой части 10 устройства 1 подвергают флуктуации с частотой, превышающей скорость вращения ротора 3 (кривая 41). В частности, это может быть так называемая мультициклическая регулировка, то есть регулировка, частота изменения которой является кратной частоте вращения ротора.
Согласно варианту способ содержит этап, на котором наклон первой части 10 устройства 1 подвергают флуктуации с частотой, меньшей скорости вращения ротора 3 (кривая 42). В частности, это может быть так называемая субциклическая регулировка, то есть регулировка, частота изменения которой представляет собой долю частоты вращения ротора.
Такие регулировки угла установки лопастей позволяют, в частности, уменьшить нежелательные звуковые и/или механические усиления.
В частности, аэроакустическая симметрия каждого винта нарушается, и может быть уменьшен шум взаимодействия между расположенным выше по потоку и расположенным ниже по потоку винтами.
В случае вентилятора 4, содержащего расположенный выше по потоку ротор 3 и расположенный ниже по потоку ротор 3, согласно варианту осуществления способ может содержать этап Е21, на котором получают циклическое изменение угла установки лопастей расположенного выше по потоку ротора 3 вентилятора 4 во время оборота вращения, которое отличается от циклического изменения угла установки лопастей расположенного ниже по потоку ротора 3 вентилятора 4.
Этого можно достичь, задавая наклон первой части 10 устройства 1 ротора, расположенного со стороны выше по потоку, отличающийся от наклона первой части 10 другого устройства 1 ротора, расположенного со стороны ниже по потоку.
Следовательно, аэроакустическая связь между расположенными выше по потоку и расположенными ниже по потоку лопастями уменьшается, что позволяет уменьшить шум взаимодействия между лопастями и усиление механических вибраций.
Согласно варианту осуществления этот этап Е21 включает в себя этап Е22, на котором обеспечивают флуктуацию наклона первой части 10 расположенного выше по потоку ротора или расположенного ниже по потоку ротора вокруг номинального положения.
Например, номинальное положение выбирают таким образом, чтобы оно соответствовало наклону, то есть углу установки лопастей, который позволяет уменьшить аэродинамическое влияние данного препятствия, как было указано выше.
Чтобы уменьшить также шум взаимодействия между расположенными выше по потоку и расположенными ниже по потоку лопастями, также обеспечивают флуктуацию наклона вокруг этого номинального положения, причем эта флуктуация отличается на стороне выше по потоку и ниже по потоку (например, тем, что флуктуация присутствует выше по потоку и отсутствует ниже по потоку, или отличается выбором разных флуктуаций между сторонами выше по потоку и ниже по потоку). Таким образом, уменьшают и даже устраняют механическую и акустическую связь расположенных выше по потоку и расположенных ниже по потоку лопастей.
Таким образом, изобретение позволяет уменьшить отрицательное влияние неоднородности аэродинамического потока на лопасти вентилятора, а также шумы, создаваемые лопастями.

Claims (16)

1. Устройство (1) для регулировки угла установки лопастей ротора (3) вентилятора (4), содержащее радиальный вал (6), связанный с лопастью, тягу (8), осевое перемещение которой приводит к вращению радиального вала (6), отличающееся тем, что включает в себя:
- первую часть (10), выполненную с возможностью вращения вместе с ротором (3) вокруг оси (11) вентилятора (4) и на которой закреплен один конец каждой тяги (8),
- вторую часть (12), связанную с первой частью (10), и
- по меньшей мере три силовых цилиндра (14), выполненных с возможностью приведения в осевое поступательное движение указанной второй части (12), а также изменения ее наклона, при этом поступательное движение и наклон второй части (12) приводят к соответствующим поступательному движению и наклону первой части (10) таким образом, что во время вращения первой части (10) каждой тяге (8) сообщается осевое перемещение, амплитуда которого изменяется в зависимости от наклона первой части (10), для изменения угла установки лопасти во время ее оборота.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вторая часть (12) связана с первой частью (10) механическим подшипником (16) качения.
3. Устройство по одному из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что содержит соединительный подшипник (18), связывающий силовые цилиндры (14) с ротором (3).
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит упругий демпфер (19), связывающий силовые цилиндры (14) с кожухом (20) вентилятора (4).
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая часть (10) связана с ротором (3) посредством соединительных элементов (22), содержащих карданный шарнир (21).
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что соединительные элементы (22) дополнительно содержат шпонки (23) для осевого направления первой части (10) относительно ротора (3).
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что дополнительно содержит пазы (30) на наклонной части (26) ротора, соответствующие по форме шпонкам (23) и имеющие наклонную поверхность (32) для обеспечения функции дренажа масла наклонной части (26).
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит упоры (29), ограничивающие наклон первой и/или второй части (10, 12).
9. Вентилятор (4) газотурбинного двигателя (5), содержащий по меньшей мере один ротор (3) и лопасти с регулируемым углом установки, отличающийся тем, что содержит устройство для регулировки угла установки лопастей по одному из пп. 1–8.
10. Способ регулировки угла установки лопастей ротора (3) вентилятора (4) с использованием устройства (1) для регулировки по одному из пп. 1–8, отличающийся тем, что включает в себя этап (Е1), на котором управляют силовыми цилиндрами (14) для изменения наклона первой части (10) таким образом, чтобы во время вращения первой части (10) каждой тяге (8) сообщалось осевое перемещение, амплитуда которого изменяется в зависимости от наклона первой части (10), при этом угол установки лопасти изменяется во время ее оборота вокруг оси (11) вентилятора (4).
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что включает в себя этап (Е21), на котором задают наклон первой части (10) устройства (1) ротора, расположенного на стороне вентилятора (4) выше по потоку, отличающийся от наклона первой части (10) другого устройства (1) ротора, расположенного на стороне вентилятора (4) ниже по потоку.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что этот этап (Е21) включает в себя этап (Е22), на котором задают флуктуацию наклона первой части (10) устройства (1) ротора, расположенного выше по потоку, или ротора, расположенного ниже по потоку, вокруг номинального положения.
13. Способ по одному из пп. 10–12, отличающийся тем, что включает в себя этап, на котором задают флуктуацию наклона первой части (10) устройства (1) с частотой, превышающей или меньшей, чем скорость вращения ротора (3).
RU2015118315A 2012-10-18 2013-10-08 Устройство и способ для регулировки угла установки лопастей RU2649734C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1259952 2012-10-18
FR1259952A FR2997138B1 (fr) 2012-10-18 2012-10-18 Dispositif et procede de commande du calage des pales
PCT/FR2013/052402 WO2014060681A1 (fr) 2012-10-18 2013-10-08 Dispositif et procédé de commande du calage des pales

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015118315A RU2015118315A (ru) 2016-12-10
RU2649734C2 true RU2649734C2 (ru) 2018-04-04

Family

ID=47425118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015118315A RU2649734C2 (ru) 2012-10-18 2013-10-08 Устройство и способ для регулировки угла установки лопастей

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9599121B2 (ru)
EP (1) EP2909447B1 (ru)
JP (1) JP6195621B2 (ru)
CN (1) CN104736798B (ru)
BR (1) BR112015008713B1 (ru)
CA (1) CA2888110C (ru)
FR (1) FR2997138B1 (ru)
RU (1) RU2649734C2 (ru)
WO (1) WO2014060681A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017118820A1 (fr) * 2016-01-05 2017-07-13 Safran Aircraft Engines Soufflante à calage variable à faible pas d'une turbomachine
FR3046438B1 (fr) * 2016-01-05 2019-01-25 Safran Aircraft Engines Soufflante a calage variable a faible pas d'une turbomachine
EP3458359B1 (en) * 2016-05-18 2021-10-20 Kyriacos Zachary Variable pitch propeller apparatus and variable thrust aircraft using smae
PL3370052T3 (pl) * 2017-03-01 2021-11-15 Christoph Böhmer Betriebsverpachtung Gmbh Wyważarka
US10801339B2 (en) 2017-07-11 2020-10-13 General Electric Company Aircraft gas turbine engine variable fan blade mechanism
FR3101664B1 (fr) 2019-10-02 2021-09-03 Safran Aircraft Engines Système de commande de calage cyclique de pales
US11970956B2 (en) * 2022-08-26 2024-04-30 General Electric Company Pitch change mechanism for a fan of a gas turbine engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2075423C1 (ru) * 1994-04-05 1997-03-20 Михаил Андреевич Мамыкин Устройство для управления результирующей аэродинамической силой винта
RU2099243C1 (ru) * 1996-10-17 1997-12-20 Йелстаун Корпорейшн Н.В. Соосный воздушный винт и способ его управления
FR2765550A1 (fr) * 1997-07-07 1999-01-08 Eurocopter France Dispositif de blocage en pas des pales d'un rotor principal de giravion
WO2010086338A2 (de) * 2009-01-31 2010-08-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Triebwerk, insbesondere cror-antrieb, für ein flugzeug
WO2010136684A1 (fr) * 2009-05-29 2010-12-02 Snecma Dispositif a verin fixe pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur
WO2012131271A1 (fr) * 2011-03-29 2012-10-04 Snecma Systeme pour changer le pas d'helices contrarotatives d'un turbomoteur

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2307656C3 (de) * 1973-02-16 1979-01-04 Motoren- Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh, 8000 Muenchen Vorrichtung zur Verstellung der Gebläselaufschaufeln eines Laufrades für Turbinenstrahltriebwerke
US3873236A (en) * 1973-12-26 1975-03-25 Gen Electric Fan with variable pitch blades and translating bearing actuation system
US4657484A (en) * 1984-09-04 1987-04-14 General Electric Company Blade pitch varying means
US4704862A (en) * 1985-05-29 1987-11-10 United Technologies Corporation Ducted prop engine
US4718823A (en) * 1987-02-24 1988-01-12 United Technologies Corporation Pitch changing mechanism for fan blades
US4934140A (en) * 1988-05-13 1990-06-19 United Technologies Corporation Modular gas turbine engine
US5028210A (en) * 1990-01-05 1991-07-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Propeller unit with controlled cyclic and collective blade pitch
US5154580A (en) * 1990-07-23 1992-10-13 General Electric Company Propeller pitch change mechanism
US5242265A (en) * 1990-07-23 1993-09-07 General Electric Company Aircraft pitch change mechanism
FR2768997B1 (fr) * 1997-09-30 1999-12-03 Eurocopter France Dispositif a plateaux cycliques de commande du pas des pales d'un rotor avec piste et doigt d'arret du plateau non tournant
EP1945503B1 (en) * 2005-10-05 2016-12-07 Sikorsky Aircraft Corporation Swashplate anti-torque mechanism
FR2942644B1 (fr) * 2009-02-27 2011-05-13 Snecma Aubes de soufflante a calage cyclique.
CN102333962A (zh) * 2009-02-27 2012-01-25 斯奈克玛 带有循环设定的风机叶片
US20110024569A1 (en) * 2009-05-27 2011-02-03 Conax Florida Corporation Attenuated landing system
FR2946012B1 (fr) * 2009-05-29 2011-06-24 Snecma Dispositif pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur
FR2956378B1 (fr) * 2010-02-15 2012-05-11 Snecma Turbopropulseur muni d'un dispositif d'orientation de pales

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2075423C1 (ru) * 1994-04-05 1997-03-20 Михаил Андреевич Мамыкин Устройство для управления результирующей аэродинамической силой винта
RU2099243C1 (ru) * 1996-10-17 1997-12-20 Йелстаун Корпорейшн Н.В. Соосный воздушный винт и способ его управления
FR2765550A1 (fr) * 1997-07-07 1999-01-08 Eurocopter France Dispositif de blocage en pas des pales d'un rotor principal de giravion
WO2010086338A2 (de) * 2009-01-31 2010-08-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Triebwerk, insbesondere cror-antrieb, für ein flugzeug
WO2010136684A1 (fr) * 2009-05-29 2010-12-02 Snecma Dispositif a verin fixe pour la commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur
WO2012131271A1 (fr) * 2011-03-29 2012-10-04 Snecma Systeme pour changer le pas d'helices contrarotatives d'un turbomoteur

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014060681A1 (fr) 2014-04-24
CN104736798A (zh) 2015-06-24
JP6195621B2 (ja) 2017-09-13
US9599121B2 (en) 2017-03-21
FR2997138A1 (fr) 2014-04-25
CN104736798B (zh) 2016-08-24
EP2909447B1 (fr) 2016-12-07
US20150285262A1 (en) 2015-10-08
FR2997138B1 (fr) 2014-11-14
CA2888110C (fr) 2019-09-10
EP2909447A1 (fr) 2015-08-26
RU2015118315A (ru) 2016-12-10
CA2888110A1 (fr) 2014-04-24
BR112015008713B1 (pt) 2021-01-19
JP2016500603A (ja) 2016-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2649734C2 (ru) Устройство и способ для регулировки угла установки лопастей
RU2631728C1 (ru) Комбинированный летательный аппарат, оснащенный устройством парирования момента и способ образования дополнительного вращающего момента для указанного летательного аппарата
JP5142061B2 (ja) 可変ピッチステータ翼用の軸受
US10479494B2 (en) Rotorcraft tail rotor, a rotorcraft fitted with such a tail rotor, and a method of statically and/or dynamically balancing a rotorcraft tail rotor
JP5126505B2 (ja) 可変ピッチブレードの制御
US10415404B2 (en) Variable-pitch vane
RU2667555C1 (ru) Лопатка для винта турбомашины, в частности турбовинтовентиляторного двигателя безредукторной схемы, соответствующие винт и турбомашина
CN102762818A (zh) 用于枢转涡轮机的能调节叶片的驱动装置
US20170306780A1 (en) Floating, non-contact seal with rounded edge
EP3168145B1 (en) Reduced power individual blade control system on a rotorcraft
CN109029903A (zh) 连续式跨声速风洞翼型动态实验平均迎角调节机构
US11427314B2 (en) Control systems and methods for rotating systems
CN101046163A (zh) 一种新型涡轮叶尖间隙快速主动控制系统的设计方案
US20140064962A1 (en) Electromechanical linear actuator for in blade rotor control
KR20050034486A (ko) 수직 이착륙 비행체
CN209014244U (zh) 一种翼型动态实验的平均迎角调节机构
US20200369369A1 (en) Fan module with variable-pitch blades for a turbomachine
US10494085B2 (en) Blade pitch control
US10661910B2 (en) Aircraft comprising a turbine engine incorporated into the rear fuselage comprising a system for blocking the fans
RU2561804C1 (ru) Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя
CN210101968U (zh) 采用柔性铰链的直升机桨叶后缘襟翼驱动机构
KR102614592B1 (ko) 주기적 피치각 조정 장치
GB2574107A (en) Assembly for a turbine engine
JP2010038183A (ja) 回転体支持装置
US20180057156A1 (en) Aircraft provided with a set of swashplates and with at least one servo-control that is inclined

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner