RU2724566C2 - Винт для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, и способ обнаружения пространственного положения лопасти относительно втулки такого винта - Google Patents

Винт для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, и способ обнаружения пространственного положения лопасти относительно втулки такого винта Download PDF

Info

Publication number
RU2724566C2
RU2724566C2 RU2018138399A RU2018138399A RU2724566C2 RU 2724566 C2 RU2724566 C2 RU 2724566C2 RU 2018138399 A RU2018138399 A RU 2018138399A RU 2018138399 A RU2018138399 A RU 2018138399A RU 2724566 C2 RU2724566 C2 RU 2724566C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
sleeve
axis
spatial position
screw
Prior art date
Application number
RU2018138399A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018138399A3 (ru
RU2018138399A (ru
Inventor
Маттео РЕДАЭЛЛИ
Лука РИВИЕЛЛО
Аттилио КОЛОМБО
Лоренцо ТРАЙНЕЛЛИ
Эмануэле ЦАППА
Альберто РОЛАНДО
Потито КОРДИСКО
Эдоардо ВИГОНИ
Мауро ТЕРРАНЕО
Риккардо ГРАССЕТТИ
Original Assignee
Леонардо С. П. А.
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 Леонардо С. П. А. filed Critical Леонардо С. П. А.
Publication of RU2018138399A3 publication Critical patent/RU2018138399A3/ru
Publication of RU2018138399A publication Critical patent/RU2018138399A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2724566C2 publication Critical patent/RU2724566C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/008Rotors tracking or balancing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors
    • B64C27/46Blades
    • B64C27/473Constructional features
    • B64C27/48Root attachment to rotor head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/78Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement in association with pitch adjustment of blades of anti-torque rotor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D43/00Arrangements or adaptations of instruments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/60Testing or inspecting aircraft components or systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means

Abstract

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам контроля движения лопастей воздушных винтов. Винт (3, 3') для летательного аппарата (1), выполненного с возможностью висения, содержит приводной вал (6), втулку (5), соединенную с приводным валом (6) и выполненную с возможностью вращения вокруг первой оси (A), и по меньшей мере две лопасти (9), шарнирно соединенные с втулкой (5) посредством жесткого или упругого соединения так, что они могут принимать пространственное положение, повернутое вокруг и/или сдвинутое вдоль второй оси (B, C, D). Летательный аппарат (1) дополнительно содержит средство (25) обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения пространственного положения по меньшей мере одной указанной лопасти (9) относительно втулки (5). Средство (25) обнаружения выполнено с возможностью получения оптического изображения, связанного с пространственным положением лопасти (9) относительно втулки (5). Обеспечивается возможность определения смещений и поворотов лопастей винта вертолета с использованием минимально возможного количества компонентов. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к винту для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, в частности, конвертоплана, вертолета или вертолета, имеющего конфигурацию, полученную на основе традиционного вертолета.
Настоящее изобретение также относится к способу обнаружения пространственного положения лопасти относительно втулки такого винта.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известные вертолеты в общем содержат фюзеляж, несущий винт, расположенный наверху фюзеляжа, и хвостовой винт, расположенный на заднем конце фюзеляжа.
Более подробно, винт, в свою очередь, содержит втулку, выполненную с возможностью вращения вокруг первой оси и оснащенную множеством лопастей, шарнирно соединенных с вышеуказанной втулкой, и вал, соединенный с приводным элементом и функционально соединенный с втулкой для приведения ее во вращение вокруг первой оси.
Известно несколько типов винтов, каждый из которых обеспечивает свой вариант выполнения шарнирного крепления лопастей к втулке посредством жесткого или упруго деформируемого соединения.
В зависимости от типа винта каждая лопасть имеет одну или более степеней свободы вращательного движения относительно втулки. Эти степени свободы могут соответствовать жестким поворотам или могут быть реализованы в соответствии с типом втулки посредством упругой деформации лопасти относительно втулки.
В частности, три степени свободы вращательного движения лопасти соответствуют:
повороту относительно втулки и вокруг второй оси взмаха, поперечной относительно оси вращения втулки; и/или
повороту относительно втулки и вокруг третьей оси, совпадающей с направлением прохождения лопасти и, следовательно, расположенной по существу в радиальном направлении относительно второй оси, для изменения угла установки; и/или
повороту относительно втулки и вокруг четвертой оси лобового сопротивления (или отставания-опережения), параллельной и смещенной относительно оси вращения и по существу ортогональной первой оси взмаха.
Таким образом, можно определить угловую ориентацию каждого участка лопасти в пространстве относительно втулки с помощью трех углов, в общем известных как угол взмаха, угол установки и угол отставания-опережения. Эти углы определяются между направлением, выполненным за одно целое с участком лопасти и второй, третьей и четвертой осями соответственно.
В полностью шарнирном винте все три вышеуказанные степени свободы вращательного движения соответствуют соответствующим жестким поворотам вокруг второй, третьей и четвертой осей.
В другом случае, в винте-качалке или винте на кардане только степени свободы вращательного движения, связанные с поворотами вокруг второй оси и третьей оси, соответствуют жестким поворотам.
В винте этого типа каждый участок лопасти имеет:
две степени свободы вращательного движения, связанные с двумя углами жесткого поворота вокруг второй и третьей осей соответственно; и
одну степень свободы вращательного движения, связанную с упругим поворотом самой лопасти.
Важно отметить, что каждая лопасть шарнирно соединена с втулкой с помощью одного или более механических шарниров, которые обеспечивают вышеуказанные степени свободы вращательного движения, или в случае бесшарнирных винтов с помощью эластомерных подшипников.
Альтернативно, в случае так называемых бесподшипниковых винтов втулка и лопасти выполнены из упруго деформируемого материала, гибкость которого обеспечивает вышеуказанные степени свободы.
Из-за динамических сил, действующих на лопасть, например, действия центробежной силы, лопасть или эластомерный подшипник (при наличии) упруго деформируются. Из этого следует, что поперечные участки каждой лопасти могут упруго перемещаться в пространстве относительно втулки и параллельно вышеуказанным первой, второй и третьей осям.
Таким образом, во время работы винта каждый участок лопасти подвергается упругим смещениям относительно втулки и параллельно вышеуказанным первой, второй и третьей осям.
Подводя итог, каждый поперечный участок каждой лопасти имеет в зависимости от типа винта:
до трех степеней свободы вращательного движения, обеспечиваемых посредством жесткого или упруго деформированного поворота вокруг одной или более из второй, третьей и четвертой осей; и
до трех степеней свободы поступательного движения, обеспечиваемых посредством соответствующих упругих деформаций параллельно одной или более из второй, третьей и четвертой осей.
Набор этих степеней свободы определяет пространственное положение каждого участка лопасти относительно втулки.
В связи с этим в данной отрасли существует необходимость определения в режиме реального времени пространственного положения определенных рассматриваемых участков лопасти относительно втулки, т.е. значения углов поворота, связанных со степенями свободы вращательного движения, и упругих деформаций, связанных со степенями свободы поступательного движения лопасти относительно втулки.
Документ US 2014/0061369 описывает магнитную систему определения положения лопастей вертолета.
Точнее говоря, система определения положения лопастей содержит множество магнитов, установленных на втулке, и магнитные датчики Холла, установленные на лопастях винта.
Документ US 4,583,862 описывает систему определения пространственного положения лопастей вертолета, содержащую: источник света, расположенный на конце каждой лопасти, и пару датчиков, расположенных на втулке. В свою очередь, каждый датчик содержит непрозрачный экран, обеспеченный решеткой и множеством детекторов, расположенных с другой стороны экрана относительно источника света. Система определения определяет углы отставания-опережения и взмаха лопастей на основе положения светового луча, определенного детекторами.
Документ US 4,465,367 описывает систему измерения смещения свободных концов лопастей вертолета относительно плоскости вращения лопастей. Система измерения содержит стробоскопическую лампу, отражающую ленту, расположенную на конце каждой лопасти, и блок управления стробоскопической лампой. Прохождение отражающей ленты через световой луч, испускаемый стробоскопического лампой, позволяет визуализировать положения концов лопастей.
Документ EP-A-2778049 описывает систему измерения угла взмаха лопасти винта. Система содержит преобразователь углового смещения RVDT-типа.
Документ US-A-2013/0243597 описывает систему измерения углового положения лопастей вертолета относительно второй оси взмаха или четвертой оси лобового сопротивления. Система измерения содержит множество упругих, гибких стержней, расположенных между втулкой и комлями лопастей, и множество тензометрических датчиков, связанных с соответствующими стержнями. Каждый тензометрический датчик выполнен с возможностью определения ориентации соответствующей лопасти относительно второй оси взмаха и четвертой оси лобового сопротивления при изгибе соответствующего стержня.
В данной отрасли существует необходимость определения смещений и поворотов лопастей винта вертолета с использованием минимально возможного количества компонентов для упрощения адаптации к разным типам винтов и внесения наименее существенных модификаций в конструкцию лопастей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения заключается в изгоовлении винта для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, который удовлетворяет вышеуказанные требования простым и экономически эффективным образом.
Документ EP-A-3025958 раскрывает винт для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, согласно преамбуле пунктов 1 и 11 формулы изобретения.
Документ EP-A-112031 раскрывает детектор положения, содержащий средство, образующее вытянутое поле обзора, мишень, прикрепленную к лопасти винта, положение которой определяется, и удерживающую контрольную отметку, и датчик для сканирования поля обзора. Мишень может находиться в любом диапазоне положений вдоль поля обзора.
Вышеуказанная задача решается настоящим изобретением, поскольку оно относится к винту для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, по пункту 1 формулы изобретения.
Настоящее изобретение также относится к способу обнаружения пространственного положения по меньшей мере одной лопасти относительно втулки винта для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, по пункту 11 формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже описан предпочтительный вариант выполнения исключительно в качестве неограничивающего примера и со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фигура 1 представляет собой вид сбоку вертолета с винтом для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, выполненным в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фигура 2 представляет собой частичный вид сбоку в разрезе винта, показанного на Фигуре 1, причем некоторые детали удалены в целях наглядности;
Фигура 3 представляет собой увеличенный вид в перспективе винта, показанного на Фигуре 2;
Фигура 4 представляет собой вид сверху винта, показанного на Фигуре 3, причем некоторые детали удалены в целях наглядности;
Фигура 5 представляет собой вид снизу винта, показанного на Фигурах 3 и 4, причем некоторые детали удалены в целях наглядности;
Фигуры 6 и 7 представляют собой увеличенные виды спереди некоторых деталей винта, показанного на Фигурах 3-5;
Фигура 8 представляет собой увеличенный вид снизу некоторых деталей винта, показанного на Фигурах 2-7; и
Фигура 9 представляет собой схему, иллюстрирующую степени свободы вращательного движения каждой лопасти винта, показанного на Фигурах 2-8.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обратимся к Фигуре 1, ссылочная позиция 1 обозначает летательный аппарат, выполненный с возможностью висения, в частности, вертолет, в общем содержащий фюзеляж 2, несущий винт 3, расположенный наверху фюзеляжа 2 и выполненный с возможностью вращения вокруг оси А, и хвостовой винт 4, расположенный на одном конце фюзеляжа 2 и выполненный с возможностью вращения вокруг оси, поперечной относительно оси А.
Более подробно, несущий винт 3 содержит втулку 5, центрированную на оси А и удерживающую множество консольно установленных лопастей 9, которые продолжаются в радиальном направлении относительно оси А.
Несущий винт 3 дополнительно содержит вал 6, выполненный с возможностью вращения вокруг оси А, выполненный за одно целое с втулкой 5 в угловом направлении и соединенный (не показано) с приводным элементом, например, турбиной, установленной на вертолете 1. В частности, вал 6 является полым.
Точнее говоря (Фигура 2), вал 6 частично размещен внутри втулки 5 и выполнен за одно целое с втулкой 5 в угловом направлении с помощью соединительного средства известного типа.
Важно отметить, что известны различные типы винтов, каждый из которых имеет свой вариант шарнирного соединения лопастей 9 с втулкой 5.
В зависимости от типа винта каждый поперечный участок каждой лопасти 9 имеет одну или более степеней свободы вращательного движения относительно втулки 5.
Эти степени свободы вращательного движения показаны в качестве неограничивающего примера на Фигуре 9 и соответствуют:
углу α установки, связанному с поворотом вокруг оси B, что обеспечивает изменение угла установки лопасти 9;
углу β отставания-опережения, связанному с поворотом вокруг оси C, параллельной и смещенной относительно оси А, что обеспечивает отставание-опережение лопасти 9; и
углу γ взмаха, связанному с поворотом вокруг оси D, поперечной относительно оси A, B и C, что обеспечивает взмах лопасти 9.
В зависимости от типа винта 3 и шарнирного соединения лопастей 9 с втулкой 5 вышеуказанные углы α, β и γ соответствуют поворотам, которые являются жесткими или получены посредством упругой деформации лопастей 9.
В показанном варианте выполнения винт 3 относится к полностью шарнирному типу, т.е. углы α, β и γ соответствуют жестким поворотам вокруг соответствующих осей B, C и D.
В показанном варианте выполнения лопасти 9 шарнирно соединены с втулкой 5 с помощью эластомерных подшипников 24 (только один из которых показан на Фигуре 3).
Вследствие этого, участки, поперечные оси B каждой лопасти 9, также подвергаются упругим смещениям вдоль осей B, C и D, что обусловлено силами, действующими на каждую лопасть 9 во время работы винта 3, в частности, центробежной силой.
В общем можно связать шесть степеней свободы с каждым поперечным участком каждой лопасти 9, три из которых являются вращательными и соответствуют значениям углов α, β и γ, а три являются поступательными и соответствуют смещениям вдоль осей A, B и C.
В этом описании выражение «пространственное положение» поперечных участков лопасти 9 далее будет означать значение вышеуказанных степеней свободы участка лопасти 9.
Винт 3 также содержит устройство 10 направления потока, выполненное с возможностью направления аэродинамического потока на винт 3 и, следовательно, снижения аэродинамического сопротивления, а также снижения влияния струи от несущего винта на хвостовой винт.
Более подробно, устройство 10 направления потока имеет кольцевую форму, продолжается вокруг оси А и расположено с противоположной стороны втулки 5 относительно фюзеляжа 2.
Устройство 10 направления потока имеет форму «шляпы» и ограничено двумя поверхностями 11 и 12, обращенными друг к другу в осевом направлении; в частности, поверхность 11 ограничивает устройство 10 направления потока в осевом направлении с противоположной стороны относительно втулки 5, тогда как поверхность 12 ограничивает устройство 10 направления потока в осевом направлении со стороны, ближайшей к втулке 5.
Поверхность 11 является непрерывной и продолжается в радиальном направлении от оси А на уменьшающемся в осевом направлении расстоянии от втулки 5.
Поверхность 12 имеет кольцевую форму, центрированную на оси А.
Поверхности 11 и 12 соединяются вдоль кругового края 13, который также центрирован на оси А.
Поверхности 11 и 12 имеют такую форму, что осевое расстояние между ними уменьшается в радиальном направлении от оси А.
Как показано на сопровождающих чертежах, каждая лопасть 9 продолжается в общем вдоль оси B, по существу радиальной относительно оси А, и содержит основной корпус 16 (только частично показан на сопровождающих чертежах), предназначенный для образования несущей/маневренной поверхностей вертолета.
Винт 3 содержит множество соединительных элементов 17, закрепленных на втулке 5, к которым шарнирно прикреплены основные корпусы 16 соответствующих лопастей 9.
В свою очередь, основной корпус 16 содержит два конца 20 и 21, противоположные друг другу вдоль оси B и соответственно расположенные в радиально внутреннем и внешнем положениях относительно оси А.
В частности, соединительный элемент 17 каждой лопасти 9 имеет по существу C-образную форму и образован парой параллельных кронштейнов 18, между которыми закреплен самый внутренний в радиальном направлении конец основного корпуса 16 лопасти 3, и соединительный участок 19 кронштейнов 18, выполненный с возможностью зацепления с соответствующим гнездом 22 (Фигура 2), образованным пластиной 23 втулки 5, лежащей в плоскости, ортогональной оси А.
Точнее говоря, соединительный участок 19 соединительного элемента 17 каждой лопасти 9 входит в зацепление с соответствующим гнездом 22 втулки 5 и обеспечивает шарнирное соединение лопасти 9 относительно втулки 5.
Вертолет 1 также содержит блок 25 обнаружения, выполненный с возможностью обнаружения пространственного положения лопастей 9 относительно втулки 5.
Блок 25 обнаружения предпочтительно выполнен с возможностью получения оптического изображения пространственного положения каждой лопасти 9 относительно втулки 5.
В частности, блок 25 обнаружения содержит одну или более камер 26 (Фигуры 4, 5 и 6).
Блок 25 обнаружения также содержит блок 28 управления (схематически показан на Фигуре 2), который запрограммирован с возможностью обработки изображений, получаемых камерой 26, и определения пространственного положения лопастей 9.
В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения блок 25 обнаружения содержит одну камеру 26 для получения оптического изображения каждой лопасти 9.
Альтернативно, блок 25 обнаружения содержит две стереоскопические камеры 26 для получения оптического изображения каждой лопасти 9.
Точнее говоря, камеры 26 установлены на поверхности 12 устройства 10 направления потока и обращены к соответствующим лопастям 9.
Предпочтительно, камеры 26 выполнены с возможностью получения изображения пространственного положения лопастей 9 на соединительных элементах 17 соответствующих лопастей 9.
Альтернативно, камеры 26 выполнены с возможностью получения оптического изображения пространственного положения лопастей 9 на концах 20 соответствующих лопастей 9.
В частности, поверхность 12 содержит устройство 27 подсветки для подсветки областей рассматриваемых лопастей 9 во время этапа получения оптического изображения.
Устройство 27 подсветки синхронизировано с получением оптических изображений камерами 26.
Вертолет 1 также содержит автопилот 50 (схематически показан на Фигуре 2), который генерирует сигналы управления для лопастей 9. Эти сигналы управления регулируют, например, углы α установки лопастей 9 в соответствии с условиями и профилем выполняемого полета.
В одном конкретном варианте выполнения автопилот 50 принимает входные данные от блока 28 управления, содержащие значения углов α, β и γ и упругих смещений вдоль осей B, C и D лопастей 9 винта 3, и генерирует сигналы управления на основе этих значений.
Во время работы приводной вал 6 вращается вокруг оси А, приводя во вращение втулку 5 и лопасти 9.
Работа винта 3 описана ниже со ссылкой только на одну лопасть 9.
Лопасть 9, приводимая в движение втулкой 5, изменяет свое пространственное положение относительно втулки 5.
В частности, лопасть 9 поворачивается относительно втулки 5 и вокруг осей B, C и D на углы α, β и γ.
В то же время каждый поперечный участок лопасти 9 подвергается упругому смещению, например, под действием центробежной силы, имеющей компоненты, параллельные осям B, C и D.
Блок 25 обнаружения определяет пространственное положение лопасти 9 во время работы винта 3.
Точнее говоря, устройства 27 подсветки подсвечивают области рассматриваемых лопастей 9, и камеры 26 получают изображение лопастей 9 на соединительном элементе 17 и/или конце 20 лопасти 9.
Это изображение обрабатывается блоком 28 управления, который определяет пространственное положение лопасти 9.
Обратимся к Фигуре 3, винт в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения обозначен в целом ссылочной позицией 3'. Винт 3' аналогичен винту 3, и ниже будут описаны только отличия; по возможности соответствующие или эквивалентные детали винтов 3 и 3' будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
В частности, винт 3' отличается от винта 3 тем, что камеры 26' установлены на пластине 23 втулки 5, размещены в пространстве, образованном между пластиной 23 и соединительными элементами 17 соответствующих лопастей 9, и выполнены с возможностью получения изображений соответствующих соединительных элементов 17.
В показанном варианте выполнения камеры 26' представляют собой микрокамеры.
Работа винта 3' аналогична работе винта 3 и поэтому не описана подробно.
На основе изучения винта 3, 3' и способа в соответствии с настоящим изобретением очевидны преимущества, которые могут быть обеспечены.
В частности, блок 25 обнаружения выполнен с возможностью получения изображений, связанных с пространственными положениями лопастей 9 относительно втулки 5, т.е. значения углов α, β и γ и жестких или упругих смещений участков лопастей 9.
Из этого следует, что блок 25 обнаружения может определять значение поворотов и/или смещений, соответствующих всем степеням свободы вращательного или поступательного движения лопастей 9.
Это определение всех степеней свободы лопастей 9 выполняется с использованием небольшого количества компонентов и, следовательно, не требует использования дополнительных конструкций или датчиков на лопастях 9, которые могут влиять на динамическое и аэродинамическое поведение.
В дополнение, блок 25 обнаружения работает бесконтактным образом и, следовательно, отличается высокой надежностью.
Блок 25 обнаружения может быть легко применен в отношении разных типов винтов 3 и 3', таких как, например, полностью шарнирные, полужесткие или жесткие винты 3 и 3', либо с физическими шарнирами, либо бесшарнирные.
Кроме того, блок 25 обнаружения выполнен с возможностью определения значения упругого смещения участков лопастей 9 вдоль соответствующих осей B относительно втулки 5. В случае, когда лопасти 9 шарнирно соединены с втулкой 5 с помощью эластомерных подшипников 24 в бесшарнирных винтах или с помощью эластомерных элементов в бесподшипниковых винтах, эти смещения указывают степень износа и повреждения вышеуказанных эластомерных компонентов. Из этого следует, что блок 25 обнаружения выполнен с возможностью обеспечения индикации рабочего состояния этих эластомерных подшипников 24 в режиме реального времени.
Наконец, пространственное положение лопастей 9, определенное блоком 25 обнаружения, может эффективно использоваться в качестве входных данных для автопилота 50 вертолета 1. Таким образом, автопилот 50 обрабатывает сигналы, связанные с винтом 3 или 3', которые имеют более высокую полосу пропускания, чем сигналы, связанные с пространственным положением фюзеляжа 2, и широко используются в качестве входных данных для автопилота 50. В результате, автопилот 50 имеет улучшенные характеристики скорости и точности, чем автопилоты известного типа, обычно используемые в вертолетах известного типа.
Наконец, также следует понимать, что в отношении вышеописанного винта 3 или 3' и способа могут быть выполнены модификации и изменения без отклонения от объема настоящего изобретения.
В частности, блок 25 обнаружения может быть применен в отношении хвостового винта 4 вместо винта 3 или 3'.
Вместо полностью шарнирного винта 3 может быть использован жесткий винт, полужесткий винт, винт на кардане, бесшарнирный винт или бесподшипниковый винт, а также любой другой винт, выполненный с возможностью обеспечения вышеуказанных степеней свободы лопастей 9 посредством жестких или упруго деформируемых соединений, отличных от винта 3 или 3'.
Винт 3 или 3' может быть применен в отношении конвертоплана или конфигураций, полученных на основе вертолета.

Claims (29)

1. Винт (3, 3') для летательного аппарата (1), выполненного с возможностью висения, содержащий:
приводной вал (6);
втулку (5), функционально соединенную с указанным приводным валом (6) и выполненную с возможностью вращения вокруг первой оси (A); и
по меньшей мере две лопасти (9), шарнирно соединенные с указанной втулкой (5) посредством жесткого или упругодеформируемого соединения так, что они могут принимать пространственное положение, повернутое вокруг и/или сдвинутое вдоль по меньшей мере второй оси (B, C, D) относительно указанной втулки (5);
причем указанный винт (3, 3') дополнительно содержит средство (25) обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения указанного пространственного положения по меньшей мере одной указанной лопасти (9) относительно указанной втулки (5);
причем указанное средство (25) обнаружения выполнено с возможностью получения оптического изображения, связанного с указанным пространственным положением по меньшей мере одного участка указанной лопасти (9) относительно указанной втулки (5);
отличающийся тем, что указанное средство (25) обнаружения содержит камеру (26, 26');
причем указанное средство (25) обнаружения содержит по меньшей мере одну указанную камеру (26, 26') для каждой указанной лопасти (9).
2. Винт по п. 1, отличающийся тем, что при работе указанное средство (25) обнаружения непосредственно или опосредованно приводится во вращение вокруг указанной первой оси (A) указанной втулкой (5).
3. Винт по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанное средство (25) обнаружения выполнено с возможностью получения пространственного положения указанной лопасти (9) на комлевом участке (20) указанной лопасти (9);
причем указанный комлевой участок (20) образует конец указанной лопасти, расположенный смежно с указанной втулкой (5).
4. Винт по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанное средство (25) обнаружения выполнено с возможностью обнаружения пространственного положения указанной лопасти (9) на соединительном элементе (17) указанной лопасти (9) с указанной втулкой (5).
5. Винт по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что он содержит устройство (10) направления потока, выполненное с возможностью вращения вокруг указанной первой оси (A) за одно целое с указанной втулкой (5) в угловом направлении;
причем указанное устройство (10) направления потока удерживает указанное средство (25) обнаружения.
6. Винт по п. 4 или 5, отличающийся тем, что указанное средство (25) обнаружения удерживается указанной втулкой (5) и выполнено с возможностью получения оптического изображения указанного соединительного элемента (17).
7. Винт по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он содержит устройство (27) подсветки, выполненное с возможностью подсветки указанной лопасти (9) при получении указанного оптического изображения указанным средством (25) обнаружения.
8. Винт по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная лопасть (9) выполнена с возможностью перемещения в угловом направлении относительно указанной втулки (5) так, что она может жестко поворачиваться вокруг указанной второй оси (D), параллельной и смещенной относительно указанной первой оси (A), или вокруг третьей оси (C), поперечной относительно указанных второй оси (D) и первой оси (A);
и/или отличающийся тем, что указанная лопасть (9) поддерживается относительно указанной втулки (5) так, что она может упруго деформироваться параллельно четвертой оси (B) прохождения лопасти (9).
9. Летательный аппарат (1), содержащий винт (3, 3') по любому из предыдущих пунктов и отличающийся тем, что он представляет собой вертолет или конвертоплан или имеет конфигурацию, полученную на их основе.
10. Летательный аппарат по п. 9, отличающийся тем, что он содержит автопилот (50), выполненный с возможностью генерации множества сигналов управления для изменения пространственного положения указанных лопастей (9);
причем при работе указанный автопилот (50) принимает в качестве входных данных пространственное положение указанных лопастей (9), обнаруженное указанным средством (25) обнаружения.
11. Способ обнаружения пространственного положения по меньшей мере одной лопасти (9) относительно втулки (5) винта (3) для летательного аппарата (1), выполненного с возможностью висения;
причем указанная лопасть (9) шарнирно соединена с указанной втулкой (5) посредством жесткого или упругодеформируемого соединения так, что она может принимать пространственное положение, повернутое вокруг и/или сдвинутое вдоль по меньшей мере второй оси (B, C, D) относительно указанной втулки (5);
причем указанный способ содержит этап, на котором:
i) обнаруживают пространственное положение по меньшей мере одного участка указанной лопасти относительно втулки (5);
причем указанный этап i) содержит дополнительный этап ii), на котором с помощью средства (25) обнаружения получают оптическое изображение, связанное с указанным пространственным положением по меньшей мере указанной лопасти (9) относительно указанной втулки (5);
отличающийся тем, что указанное средство (25) обнаружения содержит камеру (26, 26'); причем указанное средство (25) обнаружения содержит по меньшей мере одну указанную камеру (26, 26') для каждой указанной лопасти (9).
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанный этап i) содержит дополнительный этап iii), на котором приводят во вращение указанное средство (25) обнаружения, выполненное за одно целое с указанной втулкой (5); и/или отличающийся тем, что указанный этап i) содержит этап iv), на котором подсвечивают указанную лопасть (9) во время указанного этапа ii).
13. Способ по любому из пп. 11 или 12, отличающийся тем, что он содержит этап v), на котором передают указанное оптическое изображение в качестве входных данных в автопилот (50), выполненный с возможностью генерации сигналов управления для летательного аппарата (1), содержащего указанный винт (3).
RU2018138399A 2016-04-08 2017-04-07 Винт для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, и способ обнаружения пространственного положения лопасти относительно втулки такого винта RU2724566C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16164552.8A EP3228541B1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Rotor for a hover-capable aircraft and method for detecting the attitude of a blade with respect to a hub of such a rotor
EP16164552.8 2016-04-08
PCT/IB2017/052025 WO2017175195A1 (en) 2016-04-08 2017-04-07 Rotor for a hover-capable aircraft and method for detecting the attitude of a blade with respect to a hub of such a rotor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018138399A3 RU2018138399A3 (ru) 2020-05-12
RU2018138399A RU2018138399A (ru) 2020-05-12
RU2724566C2 true RU2724566C2 (ru) 2020-06-23

Family

ID=56096893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018138399A RU2724566C2 (ru) 2016-04-08 2017-04-07 Винт для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, и способ обнаружения пространственного положения лопасти относительно втулки такого винта

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10793263B2 (ru)
EP (1) EP3228541B1 (ru)
KR (1) KR102239791B1 (ru)
CN (1) CN109415119B (ru)
RU (1) RU2724566C2 (ru)
WO (1) WO2017175195A1 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110490934B (zh) * 2019-08-13 2022-04-19 西北工业大学 基于单目相机与机器人的混合机立式桨叶姿态检测方法
CN110562484B (zh) * 2019-09-24 2022-07-15 哈尔滨工业大学 用于测试火星飞行器单轴旋翼系统的悬停特性测试装置
US11433996B2 (en) * 2020-01-20 2022-09-06 Lockheed Martin Corporation Lightweight low drag rotor pitch beam
FR3110546B1 (fr) * 2020-05-20 2022-04-29 Airbus Helicopters Procédé et dispositif de détermination d’un état d’un rotor d’un giravion.
CN112173092B (zh) * 2020-09-25 2023-06-06 中国直升机设计研究所 一种直升机旋翼振动调节系统
CN112173076B (zh) * 2020-09-25 2022-11-18 中国直升机设计研究所 一种桨叶根部构型
CN112249345B (zh) * 2020-10-15 2024-04-16 航宇救生装备有限公司 一种椅载电子式开伞器状态指示装置及方法
CN112407323B (zh) * 2020-11-03 2022-07-01 中国直升机设计研究所 一种铰接式旋翼桨根运动参数测量装置及方法
CN112550732B (zh) * 2020-12-04 2022-04-29 臻迪科技股份有限公司 桨叶定位方法、装置及飞行器
CN112550669B (zh) * 2020-12-11 2023-06-27 中国直升机设计研究所 一种跷跷板式无轴承尾桨毂及直升机尾桨
CN113311806B (zh) * 2021-05-26 2022-08-19 南京航天国器智能装备有限公司 一种无人机智能试验保护系统
DE202021003875U1 (de) 2021-12-27 2023-03-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung zur Bestimmung von Relativlagen zweier gleichsinnig um eine Rotationsachse rotierender Objekte

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0112031A1 (en) * 1982-11-10 1984-06-27 Helitune Limited Position detector
US4583862A (en) * 1983-12-19 1986-04-22 United Technologies Corporation Optical position and orientation sensing systems
RU38950U1 (ru) * 2004-01-28 2004-07-10 Кузнецов Андрей Михайлович Устройство для идентификации быстродвижущихся объектов, преимущественно лопастей несущего винта вертолета
RU2441807C1 (ru) * 2010-07-06 2012-02-10 Павел Юрьевич Борисов Устройство для динамической балансировки несущего винта вертолета
EP2860106A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-15 Simmonds Precision Products, Inc. Systems and methods for track and balance visualization

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4379678A (en) * 1980-10-07 1983-04-12 Textron, Inc. Individual blade control
US4465367A (en) 1981-11-03 1984-08-14 L'etat Francais Process and device for measuring and adjusting out-of-track distances of helicopter rotor blades
US4583852A (en) 1983-03-31 1986-04-22 The Perkin-Elmer Corporation Attitude transfer system
FR2657839B1 (fr) * 1990-02-02 1994-01-14 Pierre Carrouset Vehicule destine a se deplacer dans un milieu fluide utilisant au moins un propulseur a entree giro axiale dans le rotor.
US5265827A (en) * 1991-06-17 1993-11-30 Northrop Corporation Paddle wheel rotorcraft
EP1099093A1 (en) * 1998-07-23 2001-05-16 Bristol Aerospace Limited System and method for spacecraft attitude control
US6886777B2 (en) * 2001-02-14 2005-05-03 Airscooter Corporation Coaxial helicopter
DE10348981B4 (de) * 2003-10-22 2009-04-09 Eurocopter Deutschland Gmbh Rotor, insbesondere für ein Drehflugzeug
DE102005020593A1 (de) * 2005-05-03 2006-11-09 Dolch, Stefan, Dipl.-Ing. (FH) Hubschrauber zur luftgestützten Beobachtung
CN100334426C (zh) * 2005-12-27 2007-08-29 上海大学 微型旋翼机桨距变化动态测量方法和装置
JP2008219523A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Canon Inc 撮像装置及びその制御方法
FR2927880B1 (fr) * 2008-02-27 2010-08-20 Eurocopter France Helicoptere muni d'une pluralite d'elements sustentateurs pourvu d'un volet pour commander l'incidence de ses pales
IT1391165B1 (it) * 2008-08-04 2011-11-18 Cilli Sistema di controllo aerodinamico per elicottero a pale controrotanti mediante superfici orientabili e senza variazione ciclica del passo
US8146855B2 (en) * 2008-09-03 2012-04-03 Anvar Ismailov Unmanned air vehicle
US8049870B2 (en) * 2009-05-08 2011-11-01 Raytheon Company Semi-active optical tracking system
CN101813467B (zh) * 2010-04-23 2011-11-16 哈尔滨工程大学 基于双目立体视觉技术的旋翼共锥度测量装置及其方法
CN102756805B (zh) * 2011-03-29 2018-02-16 郑鹏 牵引输能源式涵道旋翼飞吊器及其控制方法
CN102219051B (zh) * 2011-04-29 2013-01-09 北京工业大学 基于人机交互技术的四旋翼飞行器系统控制方法
CN202382710U (zh) * 2012-01-05 2012-08-15 黑龙江科技学院 一种基于点光源反射成像的直升机旋翼挥舞高度测量装置
FR2988075B1 (fr) 2012-03-19 2014-04-25 Eurocopter France Dispositif de surveillance du comportement en battement et/ou en trainee d'une pale de rotor d'un giravion
US8955792B2 (en) 2012-08-31 2015-02-17 Bell Helicopter Textron Inc. Rotor position determination system with hall-effect sensors
US9387939B2 (en) * 2012-12-20 2016-07-12 Lapcad Engineering, Inc. VTOL—twin—propeller—attitude—control—air—vehicle
US10011367B2 (en) 2013-03-14 2018-07-03 Bell Helicopter Textron Inc. Measurement of rotor blade flapping
KR101529780B1 (ko) * 2013-09-10 2015-06-17 김준규 회전익 비행체를 이용한 3d 영상 촬영 방법 및 그 시스템
EP2962935B1 (en) * 2014-07-04 2016-09-21 AGUSTAWESTLAND S.p.A. Helicopter with noise and vibration damping transmission mounting
FR3029284B1 (fr) * 2014-11-27 2016-12-09 Airbus Helicopters Dispositif de mesure des positions angulaires d'un element de pale de giravion par rapport a un moyen de rotor, giravion associe et procede de mesure correspondant
CN204368421U (zh) * 2014-12-25 2015-06-03 武汉智能鸟无人机有限公司 一种新型四旋翼无人机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0112031A1 (en) * 1982-11-10 1984-06-27 Helitune Limited Position detector
US4583862A (en) * 1983-12-19 1986-04-22 United Technologies Corporation Optical position and orientation sensing systems
RU38950U1 (ru) * 2004-01-28 2004-07-10 Кузнецов Андрей Михайлович Устройство для идентификации быстродвижущихся объектов, преимущественно лопастей несущего винта вертолета
RU2441807C1 (ru) * 2010-07-06 2012-02-10 Павел Юрьевич Борисов Устройство для динамической балансировки несущего винта вертолета
EP2860106A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-15 Simmonds Precision Products, Inc. Systems and methods for track and balance visualization

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018138399A3 (ru) 2020-05-12
US10793263B2 (en) 2020-10-06
US20190112038A1 (en) 2019-04-18
RU2018138399A (ru) 2020-05-12
CN109415119A (zh) 2019-03-01
KR102239791B1 (ko) 2021-04-14
EP3228541B1 (en) 2018-06-13
KR20190013706A (ko) 2019-02-11
EP3228541A1 (en) 2017-10-11
CN109415119B (zh) 2021-10-22
WO2017175195A1 (en) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2724566C2 (ru) Винт для летательного аппарата, выполненного с возможностью висения, и способ обнаружения пространственного положения лопасти относительно втулки такого винта
CN107883892B (zh) 偏心计算方法、旋转编码器、机器人臂和机器人装置
US20150198436A1 (en) Tip clearance measurement
US8887587B2 (en) Measurement device
BRPI0620943A2 (pt) aerofólio para uma aeronave e aeronave
US20130017087A1 (en) Device for controlling the pitch of turboprop fan blades
US8579587B2 (en) Method of reducing or even eliminating the vibration of a rotorcraft lift and propulsion rotor, and an airfoil assembly and a rotor implementing said method
JP4912212B2 (ja) 舵取機の舵角検出装置
EP2905224A1 (en) Rotor state sensor system
GB2346701A (en) Apparatus for indicating pitch angle of a propellor blade
JP5113736B2 (ja) 回転翼航空機のロータブレード変位検出方法および装置
GB2571178A (en) Non-intrusive measurement of the pitch of a blade
CN109791041A (zh) 使用光流测量障碍物距离的系统
RU2628454C1 (ru) Способ и устройство для измерения угла атаки и скольжения воздушного судна
US2699065A (en) Angle of attack indicator
CN106949855B (zh) 一种转轴角位移测量装置
RU2668449C2 (ru) Система дистанционной связи для летательного аппарата
US20220371721A1 (en) System for controlling the cyclic setting of blades
US4900280A (en) Apparatus for detecting the pitch of a marine controllable pitch propeller
US3008525A (en) Rotor blade installation means and method
CN109835502B (zh) 一种基于全景摄像的摆线桨推进器检测控制装置及其方法
US2075682A (en) Screw propeller
US11320341B2 (en) Spindle support arrangement used in biaxial testing for measuring forces acting on a wheel and tire assembly
JP3600151B2 (ja) 回転翼航空機の突風制御装置
CN211856637U (zh) 一种迎角、侧滑角传感器