RU2802265C2 - Drive, in particular for the main rotor of an aircraft with a main rotor - Google Patents

Drive, in particular for the main rotor of an aircraft with a main rotor Download PDF

Info

Publication number
RU2802265C2
RU2802265C2 RU2021126110A RU2021126110A RU2802265C2 RU 2802265 C2 RU2802265 C2 RU 2802265C2 RU 2021126110 A RU2021126110 A RU 2021126110A RU 2021126110 A RU2021126110 A RU 2021126110A RU 2802265 C2 RU2802265 C2 RU 2802265C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
main rotor
gear
aircraft
electric
Prior art date
Application number
RU2021126110A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021126110A (en
Inventor
Детлев Маттиас ЭВЕН
Йоханн Вернер ХЕТТЕНКОФЕР
Андреас ДУММЕЛЬ
Андреас ЛЁВЕНШТАЙН
Original Assignee
коптер груп аг
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 коптер груп аг filed Critical коптер груп аг
Publication of RU2021126110A publication Critical patent/RU2021126110A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2802265C2 publication Critical patent/RU2802265C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircrafts.
SUBSTANCE: drive unit for driving the main rotor of an aircraft with a main rotor, contains a planetary gear, which includes several satellites. Each gear planet has a planet gear with teeth, and these planet gears are located inside the planetary gear concentric to the central axis, so that the rotating shaft of the propeller of the aircraft is driven by the planets or the sun gear. A first electric drive is integrated into at least one planet gear, whereby an internal drive is formed inside the planetary gear so that the screw shaft is driven by the first drive.
EFFECT: increased compactness of the drive.
13 cl, 21 dwg

Description

Данное изобретение касается приводного узла, в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.The present invention relates to a drive unit, in particular for driving the main rotor of an aircraft with a main rotor according to the preamble of independent claim 1.

Кроме того, данное изобретение касается гибридного привода с предлагаемым изобретением приводным узлом, в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом, а также касается летательного аппарата с несущим винтом, содержащего указанный гибридный привод, соответственно, указанный приводной узел.In addition, the present invention relates to a hybrid drive with a drive unit according to the invention, in particular for driving the main rotor of an aircraft with a main rotor, and also relates to an aircraft with a main rotor, containing the specified hybrid drive, respectively, the specified drive unit.

Из уровня техники известны приводные узлы в самых различных областях применения приводных систем или при производстве энергии. Такие приводные узлы зачастую содержат так называемые планетарные передачи или родственные, сопоставимые передачи.Drive units are known from the prior art for a wide variety of applications in drive systems or energy production. Such drive units often contain so-called planetary gears or related, comparable gears.

Согласно определению, в случае планетарных передач речь идет о так называемых планетарных зубчатых передачах (из-за обращения планетарных зубчатых колес (сателлитов) вокруг солнечной шестерни), которые, по существу, содержат расположенную по центру солнечную шестерню, по меньшей мере одно, но большей частью несколько планетарных зубчатых колес (сателлитов), связанное с сателлитами водило планетарной передачи, а также расположенную снаружи, снабженную внутренними зубьями коронную шестерню, соответственно, расположенное снаружи, снабженное внутренними зубьями зубчатое кольцо. Преимущества применения планетарных передач заключаются в многообразных передаточных возможностях, а также в равномерной и распределенной передаче силы.By definition, planetary gears are so-called planetary gears (due to the rotation of the planetary gears (planetary gears) around the sun gear), which essentially contain a centrally located sun gear, at least one, but larger part of several planetary gears (satellites), a planet carrier connected to the planetary gears, as well as a ring gear located outside, equipped with internal teeth, respectively, located outside, equipped with internal teeth, a gear ring. The advantages of using planetary gears lie in the diverse transmission possibilities, as well as in the uniform and distributed power transmission.

Планетарные передачи находят применение в приводных узлах в различных областях техники, как, например, в ветряных турбинах, в автомобилестроении, соответственно, в автомобилях, в судовых приводах, в авиации и т.п.Planetary gears are used in drive units in various fields of technology, such as, for example, in wind turbines, in the automotive industry, respectively, in cars, ship drives, in aviation, etc.

Из US 9,797,504 B2 известно, например, применение планетарной передачи для ветряной турбины. При вызываемом ветром (соответственно, приводимом в действие ветром) вращении вала основного винта ветряной турбины посредством планетарной передачи осуществляется передача, соответственно, конвертация низкого числа оборотов и высокого крутящего момента на валу несущего винта в высокое число оборотов и низкий крутящий момент генератора.From US 9,797,504 B2, for example, the use of a planetary gear for a wind turbine is known. With the wind-induced (respectively, driven by the wind) rotation of the main rotor shaft of the wind turbine, the transmission is carried out by means of a planetary gear, respectively, the conversion of the low speed and high torque on the main rotor shaft into a high speed and low torque of the generator.

У летательных аппаратов с несущим винтом, в частности, в области вертолетостроения, приводной узел для приведения в действие несущего винта содержит зачастую выполненная в виде планетарной передачи или сходной передачи передача (редуктор) несущего винта вертолета, соответственно, главная передача. Этот вид передачи несущего винта вертолета получил преобладающее распространение, так как благодаря этому становится возможной надежная конструкция.In aircraft with a main rotor, in particular in the field of helicopter construction, the drive unit for driving the main rotor often comprises a gear (reducer) of the main rotor of the helicopter, respectively, made in the form of a planetary gear or similar gear, respectively, the main gear. This type of transmission of the main rotor of the helicopter has received a predominant distribution, since due to this a reliable design becomes possible.

Такие используемые в области приводных систем планетарные передачи обладают тем недостатком, что требуемое для их установки место огромно, и к тому же это может привести к нежелательному усложнению конструкции приводного узла.Such planetary gears used in the field of drive systems have the disadvantage that the space required for their installation is enormous, and in addition, this can lead to an undesirable complication of the design of the drive unit.

Данное изобретение ставит перед собой задачу предложить компактный и упрощенный приводной узел для самых различных областей применения, в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом.The present invention aims to provide a compact and simplified drive unit for a wide variety of applications, in particular for driving the main rotor of a main rotor aircraft.

Эта задача решается посредством приводного узла с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения, посредством гибридного привода с признаками независимого пункта 5, соответственно, посредством летательного аппарата с несущим винтом с признаками независимого пункта 6 формулы изобретения.This task is solved by means of a drive unit with features of independent claim 1, by means of a hybrid drive with features of independent claim 5, respectively, by means of an aircraft with a main rotor with features of independent claim 6 of the claims.

Согласно изобретению, в по меньшей мере один сателлит интегрирован первый привод, в частности, электрический привод, благодаря чему внутри планетарной передачи образуется внутренний привод.According to the invention, a first drive, in particular an electric drive, is integrated into at least one planetary gear, whereby an internal drive is formed inside the planetary gear.

В смысле данного изобретения указанный по меньшей мере один сателлит сам выполнен как привод, соответственно, образует по существу первый привод. В качестве существенного отличия от уже известного применения планетарных передач (например, из US 9,797,504 B2) можно отметить, что, согласно данному изобретению, планетарная передача (из-за указанного по меньшей мере одного выполненного как привод сателлита) может теперь работать как приводной узел, соответственно, внутри планетарной передачи образуется внутренний привод.In the sense of the present invention, said at least one satellite is itself designed as a drive, respectively, essentially forms the first drive. As a significant difference from the already known application of planetary gears (for example, from US 9,797,504 B2), it can be noted that, according to this invention, the planetary gear (due to said at least one made as a planetary gear) can now work as a drive unit, accordingly, an internal drive is formed inside the planetary gear.

В смысле данного изобретения лишь один единственный сателлит может работать как привод, соответственно, может быть выполнен как привод, причем предпочтительно для оптимального распределения мощности все сателлиты работают как привод. Особенно предпочтительно поэтому, если предлагаемый изобретением приводной узел содержит управляющий блок, выполненный таким образом, чтобы интегрированные в сателлиты приводы синхронизировать друг с другом. Далее, эти интегрированные в сателлиты приводы могут быть выполнены с возможностью механически, электрически или гидравлически отсоединяться друг от друга с помощью подходящей муфты, чтобы предотвратить возможную блокировку передачи из-за некорректной работы одного или нескольких приводов. В смысле данного изобретения указанное управление реализовано как стандартное управление для электрических синхронных двигателей с логической схемой управления и блоком силовой электроники LEE (называемым также «инвертором»). Эта логическая схема управления (контроллер двигателя) вырабатывает соответствующие сигналы, которые управляют инвертором, который затем возбуждает соответствующие обмотки синхронного двигателя, чтобы добиться непрерывного вращения с заданной частотой и крутящим моментом. Синхронизация электрических синхронных двигателей осуществляется посредством определения позиции и скорости вращения якоря, и для каждого электрического синхронного двигателя выполняется индивидуально путем вычисления управляющих сигналов. В этом смысле подходящий вид представлен на Фиг.6.In the sense of the present invention, only one single satellite can operate as a drive, respectively, can be designed as a drive, and preferably for optimal power distribution all satellites work as a drive. It is therefore particularly advantageous if the drive unit according to the invention comprises a control unit designed in such a way that the drives integrated in the satellites are synchronized with each other. Further, these planet-integrated drives can be configured to be mechanically, electrically or hydraulically disconnected from each other by means of a suitable clutch to prevent possible transmission blockage due to incorrect operation of one or more drives. In the sense of the present invention, said control is implemented as a standard control for electric synchronous motors with control logic and power electronics LEE (also called "inverter"). This control logic (motor controller) generates appropriate signals that drive the inverter, which then energizes the appropriate windings of the synchronous motor to achieve continuous rotation at a given frequency and torque. Synchronization of electric synchronous motors is carried out by determining the position and speed of rotation of the armature, and for each electric synchronous motor is performed individually by calculating the control signals. In this sense, a suitable view is shown in Fig.6.

Согласно одной предпочтительной модификации данного изобретения приводной узел может содержать также одно единственное, т.е. выполненное в виде единственной сплошной конструктивной детали, водило планетарной передачи, причем это водило планетарной передачи содержит по меньшей мере одно, предпочтительно множество приемных отверстий для сателлитов.According to one preferred modification of the present invention, the drive unit may also comprise a single, i.e. made in the form of a single solid structural part, the carrier of the planetary gear, and this carrier of the planetary gear contains at least one, preferably a plurality of receiving holes for satellites.

Другие предпочтительные варианты выполнения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.Other preferred embodiments are described in the dependent claims.

Предпочтительно сателлитные колеса стационарны и установлены с возможностью вращения вокруг своих соответствующих осей сателлитных колес, причем указанные стационарные сателлитные колеса охвачены зубчатым кольцом с внутренними зубьями, вращающимся вокруг центральной оси приводного узла, и это зубчатое кольцо установлено с возможностью вращения таким образом, что вал, в частности вал несущего винта, приводится во вращение посредством поводка зубчатого кольца, закрепленного на зубчатом кольце и на валу, в частности на валу несущего винта. Благодаря этому создается родственная, сопоставимая форма планетарной передачи. Такие стационарные сателлитные колеса обладают тем преимуществом, что электропитание интегрированного в эти сателлиты привода облегчено за счет электрических питающих линий.Preferably, the satellite wheels are stationary and rotatably mounted about their respective axes of the satellite wheels, wherein said stationary satellite wheels are surrounded by an internally toothed ring rotatable about the central axis of the drive assembly, and this toothed ring is rotatably mounted such that the shaft, in in particular the main rotor shaft is driven by means of a toothed ring driver fixed on the toothed ring and on the shaft, in particular on the main rotor shaft. This creates a related, comparable form of planetary gear. Such stationary satellite wheels have the advantage that the power supply of the drive integrated in these satellite wheels is facilitated by electrical supply lines.

В принципе, однако, в рамках данного изобретения возможна также выполненная в виде эпициклической зубчатой передачи планетарная передача, в которой сателлитные колеса не являются стационарными, т.е. установлены с возможностью вращения, соответственно, обращения вокруг солнечной шестерни. Например, согласно одному такому предпочтительному варианту выполнения подвод тока к интегрированным в сателлиты приводам мог бы осуществляться через контактные кольца.In principle, however, within the framework of the present invention, a planetary gear set in the form of an epicyclic gear train is also possible, in which the satellite wheels are not stationary, i.e. installed with the possibility of rotation, respectively, circulation around the sun gear. For example, according to one such preferred embodiment, the power supply to the drives integrated in the satellites could be via slip rings.

В принципе возможны любые варианты выполнения первого привода, интегрированного в указанный по меньшей мере один сателлит, причем этот первый привод, например, может быть приводом, выполненным как термодинамический первичный двигатель. Особенно предпочтительно, если первый привод выполнен как электрический регулируемый по частоте вращения и крутящему моменту двигатель, в частности, как электрический синхронный двигатель с внутренней роторной частью. В смысле данного изобретения альтернативно под электрическим регулируемым по частоте вращения и крутящему моменту двигателем может пониматься также, например, асинхронный двигатель, синхронный реактивный двигатель, двигатель с поперечным потоком или т.п.In principle, all embodiments of the first drive integrated in said at least one satellite are possible, this first drive being, for example, a drive configured as a thermodynamic prime mover. It is particularly preferred if the first drive is designed as an electrically variable speed and torque motor, in particular as an electrically driven synchronous motor with an internal rotor part. In the sense of the present invention, alternatively, an electrically variable speed and torque motor can also mean, for example, an asynchronous motor, a synchronous reluctance motor, a cross-flow motor or the like.

Альтернативно в рамках данного изобретения возможен к тому же вариант электрического синхронного двигателя с внешним ротором, причем внешний ротор электрического синхронного двигателя соединен с сателлитным колесом без возможности проворачивания. Например, внешний ротор мог бы быть соединен с зубчатым венцом без возможности проворачивания так, что сателлитное колесо и внешний ротор электрического синхронного двигателя лежат в одной и той же плоскости и образуют единый блок. В этом смысле Фиг.5a-5d показывают соответствующий вид.Alternatively, within the scope of the present invention, a variant of an electric synchronous motor with an external rotor is also possible, wherein the external rotor of the electric synchronous motor is connected to the satellite wheel without being able to rotate. For example, an outer rotor could be connected to a non-rotating ring gear such that the planet wheel and the outer rotor of an electric synchronous motor lie in the same plane and form a single unit. In this sense, Figs. 5a-5d show a corresponding view.

Предпочтительно первый привод является электрическим приводом, соответственно, электрическим двигателем, причем указанный по меньшей мере один сателлит содержит неподвижную статорную часть, вращающуюся роторную часть, в частности, внутреннюю роторную часть, и по меньшей мере одно опосредованно или непосредственно закрепленное на роторной части сателлитное колесо с внешними зубьями, и этот сателлит при помощи водила планетарной передачи удерживается внутри планетарной передачи, кинематически взаимодействуя с солнечной шестерней и/или вращающимся валом.Preferably, the first drive is an electric drive, respectively, an electric motor, wherein said at least one satellite comprises a fixed stator part, a rotating rotor part, in particular an inner rotor part, and at least one satellite wheel fixed indirectly or directly on the rotor part with external teeth, and this satellite with the planetary carrier is held inside the planetary gear, kinematically interacting with the sun gear and / or a rotating shaft.

Особенно предпочтительно, если планетарная передача предлагаемого изобретением привода содержит по меньшей мере три сателлита, еще предпочтительнее от трех до шести сателлитов. За счет использования по меньшей мере трех сателлитов может быть гарантирована стабильная конструкция планетарной передачи. За счет использования более, чем трех сателлитов предпочтительно обеспечивается модульная конструкция, и различные ступени мощности могут быть изготовлены с низкими затратами с технологической точки зрения. Следующее преимущество состоит в том, что высокая потребляемая мощность за счет модульной конструкции может распределяться на несколько ступеней с более низкой электрической мощностью, благодаря чему за счет получающейся в результате большей поверхности физически и технологически достигается преимущество при отводе тепловых потерь от двигателя и от управления. Дополнительно распределенный на несколько ступеней электрический привод еще лучше защищен от полного отказа общего привода при выходе из строя упомянутого второго привода, выполненного как термодинамический первичный двигатель.It is especially preferred if the planetary gear of the drive according to the invention comprises at least three planets, more preferably three to six planets. By using at least three planet gears, a stable planetary gear structure can be guaranteed. By using more than three satellites, a modular design is advantageously achieved and different power levels can be produced at low cost from a technological point of view. A further advantage is that the high power consumption due to the modular design can be distributed over several stages with lower electrical power, whereby the resulting larger surface area is physically and technologically advantageous in dissipating heat losses from the motor and from the control. The electric drive, additionally distributed over several stages, is even better protected from a complete failure of the common drive in the event of failure of the said second drive, which is made as a thermodynamic prime mover.

В принципе этот предлагаемый изобретением приводной узел может содержать лишь по меньшей мере один, предпочтительно множество первых электрических приводов, интегрированных каждый в сателлиты, и тем самым может быть выполнен как полностью электрический приводной узел. Следующий аспект данного изобретения касается, однако, гибридного привода, содержащего предлагаемый изобретением приводной узел, причем первый, в частности, электрический привод может быть механически связан со вторым приводом, выполненным как термодинамический первичный двигатель.In principle, this drive unit according to the invention can only comprise at least one, preferably a plurality of first electric drives, each integrated in the satellites, and can thus be designed as a fully electric drive unit. A further aspect of the present invention concerns, however, a hybrid drive comprising a drive unit according to the invention, wherein the first drive, in particular an electric drive, can be mechanically connected to a second drive configured as a thermodynamic prime mover.

Следующий аспект данного изобретения касается летательного аппарата с несущим винтом, содержащего предлагаемый изобретением приводной узел или предлагаемый изобретением гибридный привод.Another aspect of the present invention relates to a rotor aircraft comprising a drive unit according to the invention or a hybrid drive according to the invention.

Предпочтительно указанный по меньшей мере один, предпочтительно указанное множество первых электрических приводов, в частности, указанный электрический синхронный двигатель с внутренней роторной частью, сконструирован так и имеет такие размеры, что несущий винт и/или рулевой винт летательного аппарата с несущим винтом, в частности, вертолета может приводиться в действие автономно без дополнительного привода, и тем самым получается летательный аппарат с несущим винтом с полностью электрическим приводным узлом. В смысле данного изобретения под автономным электрическим приводом понимается, что в зависимости от размеров может выдаваться любая механическая мощность. В отношении механической мощности автономного электрического привода предпочтительно достигается по меньшей мере 150 кВт, предпочтительнее от 200 кВт до 700 кВт, еще предпочтительнее от 300 кВт до 600 кВт, особенно предпочтительно около 600 кВт. В качестве примера с помощью электрического привода мощностью около 600 кВт при низкой частоте вращения 371 об/мин можно получить высокий крутящий момент от около 15'500 Нм или более.Preferably said at least one, preferably said plurality of first electric drives, in particular said electric synchronous motor with an internal rotor part, is designed and sized such that the main rotor and/or tail rotor of the main rotor aircraft, in particular, the helicopter can be powered autonomously without additional drive, and thus a rotorcraft with a fully electric drive unit is obtained. In the sense of the present invention, autonomous electric drive is understood to mean that, depending on the dimensions, any mechanical power can be delivered. With regard to the mechanical power of the independent electric drive, preferably at least 150 kW is achieved, more preferably between 200 kW and 700 kW, more preferably between 300 kW and 600 kW, particularly preferably around 600 kW. By way of example, with an electric drive of about 600 kW at a low speed of 371 rpm, a high torque of about 15'500 Nm or more can be obtained.

Предпочтительно первый, в частности электрический, привод может быть механически связан со вторым приводом, выполненным как термодинамический первичный двигатель, в частности, за счет того, что центральная солнечная шестерня может приводиться в действие вторым приводным узлом. Предпочтительно второй приводной узел может находиться в механическом взаимодействии с выполненным как термодинамический первичный двигатель вторым приводом или же как другой электрический привод, например, с ДВС, турбинным двигателем, двигателем с принудительным зажиганием, дизельным двигателем, приводом на топливных элементах или т.п. Указанный по меньшей мере электрический привод и указанный второй привод связаны через планетарную передачу, так что электрический привод может поддерживать второй привод при приведении в действие несущего винта и/или рулевого винта и, соответственно, наоборот, и за счет этого образуется гибридный привод.Preferably, the first, in particular electrical, drive can be mechanically connected to the second drive, designed as a thermodynamic prime mover, in particular due to the fact that the central sun gear can be driven by the second drive unit. Preferably, the second drive assembly may be in mechanical communication with a second drive configured as a thermodynamic prime mover or another electric drive, such as an internal combustion engine, a turbine engine, a positive ignition engine, a diesel engine, a fuel cell drive, or the like. Said at least electric drive and said second drive are connected via a planetary gear so that the electric drive can support the second drive when the main rotor and/or the tail rotor is driven and vice versa, thereby forming a hybrid drive.

Предпочтительно вал, соответственно, приводной вал предлагаемого изобретением приводного узла представляет собой вал винта предлагаемого изобретением летательного аппарата с несущим винтом, причем этот вал винта выполнен из двух частей и содержит опорную стойку, а также наружную стойку, причем наружная стойка выполнена как полое тело, установленное с возможностью вращения вокруг центральной оси относительно опорной стойки, концентрично окружая эту опорную стойку, и причем наружная стойка взаимодействует с передачей винта вертолета, выполненной как планетарная передача, причем указанная опорная стойка в летательном аппарате с несущим винтом может быть установлена стационарно и без возможности проворачивания, так что указанная наружная стойка может быть связана без возможности проворачивания с несущим винтом и может приводиться во вращение передачей винта вертолета, выполненной как планетарная передача.Preferably, the shaft or the drive shaft of the drive unit according to the invention is the propeller shaft of the main rotor aircraft according to the invention, this propeller shaft being made in two parts and comprising a support leg and an outer leg, the outer leg being made as a hollow body mounted with the possibility of rotation around the central axis relative to the support column, concentrically surrounding this support column, and moreover, the outer column interacts with the transmission of the helicopter rotor, made as a planetary gear, and the specified support column in an aircraft with a main rotor can be installed permanently and without the possibility of turning, so that said outer strut can be connected in a non-rotatable manner to the main rotor and can be driven by a helicopter rotor transmission configured as a planetary gear.

Благодаря такому составному (из двух частей) выполнению приводного вала, соответственно, вала винта может быть получен привод несущего винта с особенно высокой плавностью работы. Посредством такого разделения на опорную стойку и наружную стойку принимается давление от вращающейся опоры, которое затем берет на себя не вращающаяся часть, соответственно, опорнай стойка, так что получается привод с высокой плавностью работы. В дальнейшем предпочтительно было установлено, что во время приведения в действие несущего винта возникает меньший циклический изгиб, и вследствие этого наступает меньшая усталость, чем у выполненных в виде одной детали приводных валов, соответственно, валов винта. Дополнительно может быть обеспечена чрезвычайно компактная компоновка, которая, например, в полом пространстве опорной стойки, позволяет прокладывать кабели, тяги системы управления для размещения автомата перекоса, расположенного над устройством соединения лопастей винта, и других конструктивных частей со стороны приводного механизма на сторону несущего винта. Например, здесь также могут быть расположены электрические питающие линии для электропитания вращающейся системы, например, антиобледенительных устройств для лопастей винта, для ламп в лопастях винта или электрических исполнительных механизмов для электродистанционной системы управления (Fly-by-Wire).Thanks to such a composite (two-piece) design of the drive shaft, respectively, the shaft of the screw, a main rotor drive with a particularly high smoothness of operation can be obtained. By such a division into a pedestal and an outer pedestal, the pressure from the rotatable pedestal is received, which is then taken over by the non-rotating part, respectively the pedestal, so that a drive with high running smoothness is obtained. In the future, it has been advantageously found that less cyclic bending occurs during the driving of the main rotor, and therefore less fatigue occurs than with single-piece drive shafts or propeller shafts. In addition, an extremely compact layout can be provided, which, for example, in the hollow space of the support leg, allows cables, control rods to accommodate the swashplate located above the propeller blade coupling device, and other structural parts from the drive side to the main rotor side. For example, electrical supply lines for powering the rotating system, such as de-icers for propeller blades, for lamps in propeller blades, or electrical actuators for a fly-by-wire control system, may also be located here.

Согласно одному альтернативному предпочтительному варианту выполнения предлагаемого изобретением летательного аппарата с несущим винтом, вал, соответственно, вал винта может быть также выполнен цельно (в виде одной детали) и благодаря этому может обладать другими преимуществами, в частности, в связи с особенно простой и компактной конструкцией.According to an alternative preferred embodiment of the rotor aircraft according to the invention, the shaft or the propeller shaft can also be made in one piece (in one piece) and thus can have other advantages, in particular in connection with a particularly simple and compact design. .

Предпочтительно приводной вал может быть связан с приводным зубчатым колесом без возможности проворачивания, причем это приводное зубчатое колесо может быть установлено с возможностью вращения на опорной стойке при помощи по меньшей мере одной радиальной опоры, и при помощи центральной солнечной шестерни, соединенной с приводным зубчатым колесом без возможности проворачивания, обеспечивается вращение по меньшей мере одного сателлитного колеса (в частности, нижнего сателлитного колеса при двухступенчатой передаче) на обращенной к солнечной шестерне стороне соответствующего водила планетарной передачи вокруг соответствующей оси сателлитного колеса, и причем по меньшей мере одно сателлитное колесо (в частности, согласованное с нижним сателлитным колесом верхнее сателлитное колесо при двухступенчатой передаче) охвачено вращающимся вокруг центральной оси зубчатым кольцом с внутренними зубьями. Между зубчатым кольцом и наружной стойкой может быть размещен, соответственно, размещен или приформован поводок зубчатого кольца, работающий как передающее усилие устройство, так что от вращательного движения приводного зубчатого колеса может приводиться во вращение наружная стойка и несущий винт, связанный с наружной стойкой без возможности проворачивания.Preferably, the drive shaft may be connected to a drive gear in a non-rotating manner, which drive gear may be rotatably supported on a support leg by at least one radial bearing, and by a central sun gear connected to the drive gear without cranking capability, rotation of at least one satellite wheel (in particular, the lower satellite wheel in a two-stage transmission) on the side facing the sun gear of the corresponding planetary carrier around the corresponding axis of the planetary gear is ensured, and at least one satellite wheel (in particular, the upper satellite wheel coordinated with the lower satellite wheel in a two-stage transmission) is covered by a toothed ring with internal teeth rotating around the central axis. Between the gear ring and the outer leg, a gear ring driver can be placed or molded, respectively, acting as a force-transmitting device, so that the rotational movement of the drive gear can drive the outer leg and the rotor associated with the outer leg without the possibility of turning. .

Предпочтительно в предлагаемом изобретением летательном аппарате с несущим винтом предлагаемый изобретением приводной узел содержит источник электрической энергии, в частности, аккумуляторную батарею, причем первый привод в форме электрического привода предлагаемого изобретением гибридного привода в связанном без возможности проворачивания состоянии между электрическим приводом и вторым приводом, выполненным как термодинамический первичный двигатель, и во время работы второго привода указанный по меньшей мере один первый электрический привод, предпочтительно множество первых электрических приводов могут работать как генератор для дополнительной выработки энергии для аккумуляторной батареи.Preferably, in the rotor aircraft according to the invention, the drive unit according to the invention comprises a source of electrical energy, in particular a battery, the first drive being in the form of an electric drive of the hybrid drive according to the invention, in a non-rotatably coupled state between the electric drive and the second drive configured as a thermodynamic prime mover, and during operation of the second drive, said at least one first electric drive, preferably a plurality of first electric drives, can operate as a generator to generate additional power for the battery.

Предпочтительно в предлагаемом изобретением летательном аппарате с несущим винтом, в частности, вертолете в первом электрическом приводе предусмотрен выпрямитель, в частности, в форме запирающего диода, благодаря чему в нерабочем режиме электрического привода указанная аккумуляторная батарея может заряжаться.Preferably, in a rotorcraft according to the invention, in particular a helicopter, a rectifier, in particular in the form of a blocking diode, is provided in the first electric drive, so that said storage battery can be charged when the electric drive is not in operation.

Предпочтительно в предлагаемом изобретением летательном аппарате с несущим винтом логическая схема управляющего блока выполнена таким образом, что она в дальнейшем позволяет автоматическую смену режима между выработкой крутящего момента для приведения в действие винта и дополнительной рекуперацией энергии для аккумуляторной батареи.Preferably, in a rotorcraft according to the invention, the logic circuit of the control unit is designed in such a way that it further allows automatic mode change between generating torque to drive the propeller and additional energy recovery for the battery.

Предпочтительные примеры осуществления предмета изобретения описываются ниже в связи с прилагаемыми чертежами. На чертежах показано следующее.Preferred embodiments of the subject matter of the invention are described below in connection with the accompanying drawings. The drawings show the following.

Фиг.1а вид в продольном разрезе первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с двухступенчатой планетарной передачей в качестве гибридного варианта, в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом;1a is a longitudinal sectional view of a first preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a two-stage planetary gear as a hybrid variant, in particular for driving the main rotor of a rotorcraft;

Фиг.1b вид сверху первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с установленным корпусом передачи;Fig. 1b is a plan view of a first preferred embodiment of the drive unit according to the invention with the transmission housing installed;

Фиг.1c вид в перспективе первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла без корпуса передачи;Fig. 1c is a perspective view of a first preferred embodiment of the drive unit according to the invention without a transmission housing;

Фиг.1d вид в перспективе первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с корпусом передачи;Fig. 1d is a perspective view of a first preferred embodiment of a drive unit according to the invention with a transmission housing;

Фиг.2a вид в продольном разрезе второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с двухступенчатой планетарной передачей в качестве гибридного варианта с расположенным внутри зубчатым кольцом с внешними зубьями;Fig. 2a is a longitudinal sectional view of a second preferred embodiment of the two-stage planetary gear drive unit according to the invention as a hybrid variant with an internal toothed ring with external teeth;

Фиг.2b вид сверху второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с установленным корпусом передачи;Fig. 2b is a plan view of a second preferred embodiment of the drive unit according to the invention with the transmission housing installed;

Фиг.2c вид в перспективе второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла без корпуса передачи;2c is a perspective view of a second preferred embodiment of the drive unit according to the invention without a transmission housing;

Фиг.2d вид в перспективе второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с корпусом передачи;2d is a perspective view of a second preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a transmission housing;

Фиг.3a вид в продольном разрезе третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с одноступенчатой планетарной передачей в качестве варианта полностью электрического привода, в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом;3a is a longitudinal sectional view of a third preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a single-stage planetary gear as an all-electric drive option, in particular for driving the main rotor of a rotorcraft;

Фиг.3b вид сверху третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с установленным корпусом передачи;Fig. 3b is a plan view of a third preferred embodiment of the drive unit according to the invention with the transmission housing installed;

Фиг.3c вид в перспективе третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла без корпуса передачи;3c is a perspective view of a third preferred embodiment of the drive unit according to the invention without a transmission housing;

Фиг.3d вид в перспективе третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с корпусом передачи;3d is a perspective view of a third preferred embodiment of the inventive drive unit with transmission housing;

Фиг.4a вид в продольном разрезе четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с одноступенчатой планетарной передачей в качестве варианта полностью электрического привода, а также с расположенным внутри зубчатым кольцом с внешними зубьями, в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом;4a is a longitudinal sectional view of a fourth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a single-stage planetary gear as a variant of a fully electric drive, and with an internal toothed ring with external teeth, in particular for driving the main rotor of an aircraft with a load-bearing screw;

Фиг.4b вид сверху четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с установленным корпусом передачи;Fig. 4b is a plan view of a fourth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with the transmission housing installed;

Фиг.4c вид в перспективе четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла без корпуса передачи;4c is a perspective view of a fourth preferred embodiment of the drive unit according to the invention without a transmission housing;

Фиг.4d вид в перспективе четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с корпусом передачи;4d is a perspective view of a fourth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a transmission housing;

Фиг.5a вид в продольном разрезе пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с одноступенчатой планетарной передачей в качестве варианта полностью электрического привода, а также в качестве варианта с внешним ротором;5a is a longitudinal sectional view of a fifth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a single-stage planetary gear as a fully electric drive option and also as an external rotor option;

Фиг.5b вид сверху пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с установленным корпусом передачи;Fig. 5b is a plan view of a fifth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with the transmission housing installed;

Фиг.5c вид в перспективе пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла без корпуса передачи;5c is a perspective view of a fifth preferred embodiment of the drive unit according to the invention without a transmission housing;

Фиг.5d вид в перспективе пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с корпусом передачи;5d is a perspective view of a fifth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a transmission housing;

Фиг.6 функциональная блок-схема управления приводной мощностью интегрированных в сателлиты первых приводов предпочтительных вариантов выполнения предлагаемого изобретением приводного узла.FIG. 6 is a functional block diagram of the drive power control of the first drives integrated in the satellites of the preferred embodiments of the drive assembly according to the invention.

На Фиг.1а показан вид в продольном разрезе по линии A-A (см. Фиг.1b) первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с многоступенчатой, здесь двухступенчатой, планетарной передачей PI, например, для приведения в действие не показанного здесь несущего винта летательного аппарата с несущим винтом (см. в связи с этим, в частности, Фиг.3).FIG. 1a shows a longitudinal sectional view along the line A-A (see FIG. 1b) of a first preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with a multi-stage, here two-stage, planetary gear PI, for example, for driving an aircraft main rotor not shown here apparatus with a rotor (see in this regard, in particular, Fig.3).

Выполненный здесь как двухступенчатая планетарная передача PI, предлагаемый изобретением приводной узел 1 содержит центральную солнечную шестерню 17 и несколько сателлитов 4, прилегающих к не показанным здесь внешним зубьям солнечной шестерни 17. Указанная солнечная шестерня 17 охватывается прилегающими сателлитами 4, причем сателлиты 4 установлены внутри планетарной передачи PI концентрично солнечной шестерне 17 и центральной оси z. При этом сателлит 4 включает в себя нижнее сателлитное колесо 6, верхнее сателлитное колесо 6' и соединяющую сателлитные колеса 6; 6' без возможности проворачивания внутреннюю роторную часть 11 для образования двух ступеней здесь двухступенчатой планетарной передачи PI, а также статорную часть 12.Executed here as a two-stage planetary gear PI, the drive unit 1 according to the invention comprises a central sun gear 17 and several planet gears 4 adjacent to the outer teeth of the sun gear 17, not shown here. PI is concentric with sun gear 17 and central z axis. While the satellite 4 includes the lower satellite wheel 6, the upper satellite wheel 6' and connecting the satellite wheels 6; 6' without the possibility of turning the inner rotor part 11 to form two stages here of a two-stage planetary gear PI, as well as the stator part 12.

Показанный здесь, первый предпочтительный вариант выполнения имеет вал 15, который выполнен из двух частей, включающих в себя опорную стойку 13, а также наружную стойку 14. С помощью наружной стойки 14, соответственно, вала 15 может приводиться в действие, например, несущий винт летательного аппарата с несущим винтом или гребной винт или т.п. Предлагаемый изобретением приводной узел 1, приводящий в действие вал 15, может применяться в самых различных областях техники. Другими словами, эта передача, соответственно, планетарная передача PI предлагаемого изобретением приводного узла может также рассматриваться как передача 30 с преобразованием крутящего момента.Shown here, the first preferred embodiment has a shaft 15, which is made of two parts, including a support column 13, as well as an outer column 14. Using the outer column 14, respectively, the shaft 15 can be driven, for example, the main rotor of an aircraft apparatus with a main rotor or a propeller or the like. The drive unit 1 according to the invention, which drives the shaft 15, can be used in a wide variety of technical fields. In other words, this gear or the planetary gear PI of the drive unit according to the invention can also be considered as a torque conversion gear 30 .

На уровне, соответственно, на одной и той же аксиальной позиции верхних сателлитных колес 6' расположено зубчатое кольцо 19, вращающееся вокруг центральной оси z. Это зубчатое кольцо 19 охватывает все верхние сателлитные колеса 6', может приводиться в действие за счет вращения верхних сателлитных колес 6' и, тем самым, вращаться вокруг центральной оси z. На зубчатом кольце 19 расположены не показанные здесь внутренние зубья, которые входят в зацепление с не показанными здесь внешними зубьями 5 верхних сателлитных колес 6' (если они выполнены, как показано на Фиг.1а, в двухступенчатой форме).At the level, respectively, at the same axial position of the upper satellite wheels 6' is a toothed ring 19, rotating around the central axis z. This toothed ring 19 encloses all of the upper planetary gears 6', can be driven by the rotation of the upper planetary gears 6' and thus rotate around the central axis z. On the gear ring 19 there are internal teeth, not shown here, which engage with the external teeth 5 of the upper satellite wheels 6', not shown here (if they are made, as shown in Fig.1a, in a two-stage form).

Механическое кинематическое взаимодействие между верхними сателлитными колесами 6' и вращающейся вокруг центральной оси z наружной стойкой 14 имеется для приведения в действие этой наружной стойки 14 указанного вала 15.The mechanical kinematic interaction between the upper satellite wheels 6' and the external rack 14 rotating around the central axis z is available to drive this outer rack 14 of the specified shaft 15.

В данном, первом предпочтительном варианте выполнения это механическое взаимодействие реализуется за счет соединенного без возможности проворачивания с наружной стойкой валом 14 поводка 20 зубчатого кольца. Другими словами, поводок 20 зубчатого кольца, который расположен также на зубчатом кольце 19, работает как передающее силу устройство, при помощи которого вращение зубчатого кольца 19 может передаваться на вращаемую наружную стойку 14.In this, the first preferred embodiment, this mechanical interaction is implemented by connected without the possibility of rotation with the outer rack shaft 14 of the driver 20 of the gear ring. In other words, the toothed ring driver 20, which is also located on the toothed ring 19, functions as a force-transmitting device by which the rotation of the toothed ring 19 can be transmitted to the rotatable outer leg 14.

Как можно видеть на Фиг.1а, в по меньшей мере один сателлит 4 интегрирован первый электрический привод 2, здесь это, в частности, электрический синхронный двигатель 10 с внутренней роторной частью 11, для образования первого приводного узла 1, так что вал 15 может приводиться во вращение посредством первого привода 2. Работающая в качестве статора синхронного двигателя 10, здесь по существу кольцеобразная и снабженная обмотками W статорная часть 12 здесь помещена в водило 5 планетарной передачи и жестко соединена с водилом 5 планетарной передачи. Работающая как ротор синхронного двигателя 10, стержнеобразная внутренняя роторная часть 11 соединена без возможности проворачивания с верхними и нижними сателлитными колесами 6; 6'. Сателлит 4 при помощи водила 5 внутри планетарной передачи PI взаимодействует с солнечной шестерней 17 и вращающимся валом 15, и здесь удерживается стационарно.As can be seen in FIG. 1a, a first electric drive 2 is integrated into at least one satellite 4, here in particular an electric synchronous motor 10 with an internal rotor part 11, to form a first drive unit 1, so that the shaft 15 can be driven into rotation by means of the first drive 2. Acting as a stator of the synchronous motor 10, here essentially annular and provided with windings W, the stator part 12 is here placed in the carrier 5 of the planetary gear and is rigidly connected to the carrier 5 of the planetary gear. Working as a rotor of a synchronous motor 10, the rod-shaped inner rotor part 11 is connected without the possibility of turning with the upper and lower satellite wheels 6; 6'. The satellite 4, by means of the carrier 5 inside the planetary gear PI, interacts with the sun gear 17 and the rotating shaft 15, and is held stationary here.

В показанном на Фиг.1а электрическом синхронном двигателе 10 силовое воздействие синхронного двигателя 10 возникает в воздушном зазоре, соответственно, в магнитном зазоре M между статорной частью 12 (статором) и внутренней роторной частью 11 (ротором).In the electric synchronous motor 10 shown in FIG. 1a, the force of the synchronous motor 10 occurs in the air gap or in the magnetic gap M between the stator part 12 (stator) and the inner rotor part 11 (rotor).

Как видно на Фиг.1а, с приводным зубчатым колесом 24 соединена выполненная как полый вал солнечная шестерня 17, причем эта солнечная шестерня 17 имеет не показанные здесь внешние зубья. Солнечная шестерня 17 и приводное зубчатое колесо 24 установлены на опорной стойке 13 с возможностью вращения вокруг центральной оси z. При помощи солнечной шестерни 17 через нижнее сателлитное колесо 6 может обеспечиваться вращение сателлитного колеса 6' вокруг соответствующей оси P сателлитного колеса.As can be seen in FIG. 1a, a sun gear 17 designed as a hollow shaft is connected to the drive gear 24, this sun gear 17 having external teeth not shown here. The sun gear 17 and the drive gear 24 are mounted on the support column 13 for rotation around the central axis z. By means of the sun gear 17, the satellite wheel 6' can be rotated through the lower satellite wheel 6 about the respective axis P of the satellite wheel.

Приводное зубчатое колесо 24 в свою очередь находится во взаимодействии с по меньшей мере одной приводной ветвью 25 через зубчатое колесо 26 приводной ветви. Предпочтительно здесь эта приводная ветвь 25 находится в механическом взаимодействии с не показанным здесь, еще одним выполненным как термодинамический первичный двигатель приводом TK для образования гибридного привода, соответственно, гибридного варианта, включающего в себя предлагаемый изобретением приводной узел 1.The drive gear 24 in turn is in communication with at least one drive branch 25 through the gear wheel 26 of the drive branch. Preferably here, this drive branch 25 is in mechanical interaction with another drive TK, not shown here, designed as a thermodynamic prime mover to form a hybrid drive, respectively, a hybrid variant, including the drive unit 1 according to the invention.

Ниже будет рассмотрено в качестве примера применение гибридного варианта, согласно первому предпочтительному варианту выполнения приводного узла 1, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом (причем указанные со второго по пятый предпочтительные варианты выполнения точно так же пригодны для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом).Below will be considered as an example the use of a hybrid version, according to the first preferred embodiment of the drive unit 1, to drive the main rotor of an aircraft with a main rotor (moreover, the second to fifth preferred embodiments are just as suitable for driving the main rotor rotorcraft).

При этом указанная передача 30 с преобразованием крутящего момента предлагаемого изобретением приводного узла 1 может рассматриваться здесь как выполненная в виде планетарной передачи PI главная передача, соответственно, передача вертолетного винта летательного аппарата с несущим винтом.In this case, said torque-converting transmission 30 of the drive unit 1 according to the invention can here be considered as a final drive made in the form of a planetary gear PI, respectively, a gear of a helicopter rotor of an aircraft with a main rotor.

Вал 15, соответственно, здесь вал винта выполнен из двух частей, включающих в себя опорную стойку 13, а также наружную стойку 14.Shaft 15, respectively, here the screw shaft is made of two parts, including a support post 13, as well as an outer post 14.

Передача вертолетного винта имеет центральное полое пространство. В этом центральном полом пространстве установлена здесь стационарная и не имеющая возможности проворачивания опорная стойка 13. Центральная ось z образует одновременно продольное направление опорной стойки 13 и ось вращения наружной стойки 14.The helicopter propeller transmission has a central hollow space. In this central hollow space, a stationary and non-rotatable support post 13 is installed here. The central axis z simultaneously forms the longitudinal direction of the support post 13 and the axis of rotation of the outer post 14.

Механическое кинематическое взаимодействие между здесь стационарными и установленными с возможностью вращения вокруг своей оси P сателлитными колесами 6;6' и вращающимся вокруг центральной оси z валом 15, т.е. здесь включающим в себя опорную стоку 13, а также трубчатую наружную стойку 14, охватывающую эту опорную стойку 13, реализуется, за счет того, что указанные стационарные верхние сателлитные колеса 6' охвачены вращающимся вокруг центральной оси z зубчатым кольцом 19 с внутренними зубьями, и это зубчатое кольцо 19 вращается так, что наружная стойка 14 указанного вала 15 может приводиться во вращение при помощи закрепленного на зубчатом кольце 19 и на наружной стойке 14 поводка 20 зубчатого кольца.Mechanical kinematic interaction between here stationary and mounted with the possibility of rotation around its axis P satellite wheels 6;6' and rotating around the central axis z shaft 15, i.e. here including a support runoff 13, as well as a tubular outer rack 14, covering this support rack 13, is realized due to the fact that these stationary upper satellite wheels 6' are covered by a toothed ring 19 rotating around the central axis z with internal teeth, and this the gear ring 19 rotates so that the outer rack 14 of the specified shaft 15 can be rotated by means of the gear ring 20 fixed on the gear ring 19 and on the outer rack 14.

Как видно на Фиг.1а, в по меньшей мере один сателлит 4 интегрирован первый, электрический привод 2, здесь, в частности, электрический синхронный двигатель 10 с внутренней роторной частью 11, для образования первого приводного узла 1, так что наружная стойка 14 вала 15 может приводиться во вращение посредством первого привода 2. Работающая как статор синхронного двигателя 10 статорная часть 12 здесь помещена в водило 5 планетарной передачи и жестко соединена с водилом планетарной передачи, тогда как работающая как ротор синхронного двигателя 10 стержнеобразная внутренняя роторная часть 11 соединена без возможности проворачивания с верхними и нижними сателлитными колесами 6; 6'.As can be seen in FIG. 1a, at least one satellite 4 integrates a first electric drive 2, here in particular an electric synchronous motor 10 with an internal rotor part 11, to form a first drive unit 1, so that the outer leg 14 of the shaft 15 can be driven by means of the first drive 2. The stator part 12, working as a stator of the synchronous motor 10, is here placed in the carrier 5 of the planetary gear and is rigidly connected to the carrier of the planetary gear, while the rod-shaped inner rotor part 11, which works as a rotor of the synchronous motor 10, is connected without the possibility of turning with upper and lower satellite wheels 6; 6'.

Показанный на Фиг.1а-1d, пригодный для летательного аппарата с несущим винтом соответственно, вертолета первый предпочтительный вариант выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 в рамках этого применения имеет преимущества, в частности, в отношении безопасности. В чрезвычайной ситуации в виде выхода из строя одного привода такого многомоторного вертолета этот вертолет должен иметь возможность оставаться на мощности от других оставшихся двигателей на заданный промежуток времени, чтобы перевести этот вертолет в безопасный режим полета и отреагировать на выход двигателя из строя.The first preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention, shown in FIGS. 1a to 1d, suitable for a rotor aircraft or helicopter, has advantages in particular with regard to safety in this application. In the event of a single drive failure in such a multi-engine helicopter, the helicopter must be able to remain powered by the other remaining engines for a predetermined amount of time to bring the helicopter into safe flight and respond to an engine failure.

Предпочтительно в показанном на Фиг.1а первом предпочтительном варианте выполнения указанная приводная ветвь 25 тоже находится в механическом взаимодействии с не показанным здесь, другим приводом TK, выполненным как термодинамический первичный двигатель, для образования гибридного привода. При этом наряду со вторым приводом TK, выполненным как термодинамический первичный двигатель, первый, здесь электрический, привод 2, а также соответствующий источник электрической энергии могут совершать дополнительную механическую работу. Такие вертолеты с гибридным приводом предпочтительно предлагают дополнительное преимущество по безопасности по сравнению с двухмоторными вертолетами, имеющими снабжение только ископаемым топливом, так как, например, при выходе из строя системы снабжения ископаемым топливом они могут переключаться на дополнительное электропитание.Preferably, in the first preferred embodiment shown in FIG. 1a, said drive branch 25 is also in mechanical engagement with another drive TK, not shown here, configured as a thermodynamic prime mover, to form a hybrid drive. In this case, in addition to the second drive TK, designed as a thermodynamic prime mover, the first, here electrical, drive 2, as well as the corresponding source of electrical energy, can perform additional mechanical work. Such hybrid-powered helicopters preferably offer an additional safety advantage over twin-engine helicopters powered only by fossil fuels, since, for example, if the fossil fuel supply system fails, they can switch to additional power supply.

За счет интеграции первого привода 2, в частности, электрического синхронного двигателя, в сателлиты 4 получается исключительно компактный гибридный привод для двухмоторного вертолета (например, в смысле вертолета отличающегося типа).By integrating the first drive 2, in particular an electric synchronous motor, into the satellites 4, an extremely compact hybrid drive for a twin-engine helicopter (eg in the sense of a helicopter of a different type) is obtained.

Как можно видеть на Фиг.1а, опорная стойка выполнена здесь как полое тело, так что конструктивные части, такие как тяги системы управления для размещения расположенного над устройством соединения лопастей винта автомата перекоса и/или прокладки кабелей, могут располагаться проходя насквозь в направлении центральной оси z сквозь опорную стойку 13 и наружную стойку 14. Например, и здесь тоже питающие электрические линии для электропитания могут быть размещены на вращающейся системе, например, антиобледенительные устройства для лопастей винта, лампы в лопастях винта или электрические исполнительные механизмы для электродистанционной системы управления.As can be seen in Fig. 1a, the support leg is designed here as a hollow body, so that structural parts, such as control rods for accommodating the swashplate located above the blade coupling device and/or cable management, can be located passing through in the direction of the central axis z through the support post 13 and the outer post 14. For example, here too, electrical supply lines for power supply can be placed on the rotating system, for example de-icers for the propeller blades, lamps in the propeller blades, or electrical actuators for the fly-by-wire control system.

Начиная с этого момента и далее одинаковые ссылочные позиции на чертежах относятся к одинаковым компонентам.From this point onwards, like reference numerals in the drawings refer to like components.

На Фиг.1b показан вид сверху первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с установленным корпусом G передачи.1b shows a plan view of a first preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with the transmission housing G installed.

На Фиг.1c показан вид в перспективе первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 без корпуса, соответственно, с удаленным корпусом. Показанный на Фиг.1c первый предпочтительный вариант выполнения здесь в качестве примера имеет четыре сателлита 4.FIG. 1c shows a perspective view of a first preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention without a housing or with the housing removed. The first preferred embodiment shown in FIG. 1c here has four satellites 4 as an example.

На Фиг.1d показан вид в перспективе первого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с корпусом G. При этом приводной узел 1 содержит управляющий блок ST, который выполнен так, чтобы синхронизировать друг с другом интегрированные в сателлиты 4 первые приводы 2. Эта синхронизация интегрированных в сателлиты 4 первых приводов 2 точнее показана на Фиг.6.FIG. 1d shows a perspective view of a first preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with housing G. The drive unit 1 comprises a control unit ST, which is designed to synchronize the first drives 2 integrated in the satellites 4 with each other. This synchronization integrated into the satellites 4 of the first drives 2 is shown more precisely in Fig.6.

Далее, эти интегрированные в сателлиты приводы 2 могут быть выполнены с возможностью отсоединяться друг от друга механически, электрически или гидравлически при помощи не показанной здесь, походящей муфты, чтобы предотвратить возможную блокировку передачи из-за некорректной работы одного или нескольких приводов.Further, these planet-integrated drives 2 can be configured to be mechanically, electrically or hydraulically disconnected from each other by means of a suitable clutch, not shown here, in order to prevent possible transmission blockage due to incorrect operation of one or more drives.

Далее, согласно Фиг.1d, указанный приводной узел 1 содержит источник электрической энергии, в частности, показанную здесь аккумуляторную батарею BS, и причем первый привод 2 здесь в форме электрического привода указанного гибридного привода в связанном без возможности проворачивания состоянии между первым, здесь электрическим, приводом 2 и вторым приводом TK, выполненным как термодинамический первичный двигатель. Во время работы второго привода TK первый, здесь электрический, привод 2 может работать как генератор и обеспечивать дополнительную рекуперацию (выработку) энергии для аккумуляторной батареи BS.Further, according to Fig. 1d, said drive assembly 1 comprises a source of electrical energy, in particular the battery BS shown here, and wherein the first drive 2 here is in the form of an electric drive of said hybrid drive in a non-rotatably connected state between the first, here electric, drive 2 and a second drive TK, designed as a thermodynamic prime mover. During operation of the second drive TK, the first, here electrical, drive 2 can operate as a generator and provide additional energy recovery (generation) for the storage battery BS.

Предпочтительно в первом, в частности, электрическом, приводе 2, в частности, в электрическом синхронном двигателе с внутренней роторной частью 11 предусмотрен выпрямитель, в частности, в форме запирающего диода, благодаря чему в нерабочем режиме электрического привода аккумуляторная батарея BS может заряжаться.Preferably, in the first, in particular electric, drive 2, in particular in an electric synchronous motor with an internal rotor part 11, a rectifier is provided, in particular in the form of a blocking diode, whereby the storage battery BS can be charged when the electric drive is not in operation.

Кроме того, управляющий блок ST может быть снабжен, далее, логической схемой, которая делает возможной автоматическую смену режима между выработкой крутящего момента для приведения в действие несущего винта и дополнительной рекуперацией энергии для аккумуляторной батареи BS.In addition, the control unit ST may be further provided with a logic circuit that enables automatic mode changeover between torque generation for driving the main rotor and additional energy recovery for the storage battery BS.

Показанный на Фиг.1а-1d первый предпочтительный вариант выполнения, другими словами, гибридный вариант включает в себя предлагаемый изобретением приводной узел 1. За счет выполнения планетарной передачи PI двухступенчатой предпочтительно может устанавливаться оптимальное высокое передаточное отношение, тогда как одновременно обеспечиваются преимущества гибридного привода (например, преимущества по безопасности при применении в летательном аппарате с несущим винтом).The first preferred embodiment shown in FIGS. 1a-1d, in other words the hybrid variant, includes the drive unit 1 according to the invention. By making the planetary gear PI two-stage, an optimum high gear ratio can preferably be set, while at the same time the advantages of a hybrid drive are achieved (for example , safety advantages when used in an aircraft with a main rotor).

Согласно одной предпочтительной модификации данного изобретения эта планетарная передача может быть выполнена также более, чем двухступенчатой, например, трехступенчатой и т.п.According to one preferred modification of the present invention, this planetary gear can also be made more than two-stage, for example, three-stage, etc.

На Фиг.2a показан вид в продольном разрезе по линии A-A (см. Фиг. 2b) второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с двухступенчатой планетарной передачей PI в качестве гибридного варианта с расположенным внутри зубчатым кольцом 18 с внешними зубьями.Fig. 2a shows a longitudinal sectional view along the line A-A (see Fig. 2b) of a second preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with a two-stage planetary gear PI as a hybrid variant with an internal gear ring 18 with external teeth.

Выполненный здесь как двухступенчатая планетарная передача PI предлагаемый изобретением приводной узел 1 содержит центральную солнечную шестерню 17 и несколько сателлитов 4, прилегающих к не показанным здесь внешним зубьям солнечной шестерни 17 и охватывающих солнечную шестерню 17, причем сателлиты 4 расположены внутри планетарной передачи PI концентрично солнечной шестерне 17 и центральной оси z.Executed here as a two-stage planetary gear PI, the drive unit 1 according to the invention comprises a central sun gear 17 and several planet gears 4 adjacent to the outer teeth of the sun gear 17, not shown here, and enclosing the sun gear 17, the pinion gears 4 being located inside the planetary gear PI concentric to the sun gear 17 and the central z axis.

Как показано на Фиг.2a, расположенное внутри, снабженное внешними зубьями, а также соединенное с наружной стойкой 14 без возможности проворачивания зубчатое кольцо 18 здесь охватывается верхними сателлитными колесами 6' и точно так же может приводиться в действие за счет вращения верхних сателлитных колес 6', и тем самым, может вращаться вокруг центральной оси z и приводиться во вращение вместе с наружной стойкой 14. На зубчатом кольце 18 имеются не показанные здесь внешние зубья, которые входят в зацепление с не показанными здесь внешними зубьями верхних сателлитных колес 6'.As shown in Fig.2a, located inside, provided with external teeth, and also connected to the outer rack 14 without the possibility of rotation, the toothed ring 18 is here covered by the upper satellite wheels 6' and can be actuated in the same way due to the rotation of the upper satellite wheels 6' , and thus can be rotated about the central axis z and driven together with the outer leg 14. On the gear ring 18 there are external teeth, not shown here, which engage with the external teeth of the upper satellite wheels 6', not shown.

На Фиг.2b показан вид сверху второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с установленным корпусом G передачи.FIG. 2b shows a plan view of a second preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with the transmission housing G installed.

На Фиг.2c показан вид в перспективе второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла без корпуса передачи.Fig. 2c shows a perspective view of a second preferred embodiment of the drive unit according to the invention without a transmission housing.

На Фиг.2d показан вид в перспективе второго предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с корпусом G передачи.Fig. 2d shows a perspective view of a second preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a transmission housing G.

На Фиг.3a показан вид в продольном разрезе по линии A-A (см. Фиг. 3b) третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с одноступенчатой планетарной передачей PI, например, для приведения в действие показанного здесь несущего винта летательного аппарата с несущим винтом.Fig. 3a shows a longitudinal sectional view along the line A-A (see Fig. 3b) of a third preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with a single-stage planetary gear PI, for example, for driving the main rotor of a main-rotor aircraft shown here.

Как можно увидеть на Фиг.3a, в показанном здесь третьем предпочтительном варианте выполнения отказываются от солнечной шестерни (как и в показанном на Фиг.4a-4d четвертом и, соответственно, в показанном на Фиг.5a-5d пятом предпочтительных вариантах выполнения), что соответствует, тем самым, передаче, сходной с планетарной передачей PI. Этот возможный отказ от солнечной шестерни дает преимущество в снижении веса, а также в уменьшении сложности конструкции.As can be seen in FIG. 3a, the third preferred embodiment shown here omits the sun gear (as in the fourth preferred embodiment shown in FIGS. 4a-4d and respectively in the fifth preferred embodiment shown in FIGS. 5a-5d), which therefore corresponds to a gear similar to the PI planetary gear. This possible elimination of the sun gear has the advantage of reducing weight as well as reducing design complexity.

Применение такой одноступенчатой планетарной передачи PI обладает тем преимуществом, что в показанном здесь третьем предпочтительном варианте выполнения не требуется размещать никакого внешнего корпуса G передачи, проходящего по двум ступеням, и за счет этого интегрированный в сателлит 4 первый, здесь выполненный как электрический синхронный двигатель 10 с внутренней роторной частью 11 привод 2 может лучше охлаждаться. В частности, вплоть до определенной мощности тепловые потери могут быть достаточно малыми, чтобы исключить контур жидкостного охлаждения, и поэтому не требуется никакого жидкостного охлаждения, т.е. имеющееся воздушное охлаждение с помощью окружающего воздуха вокруг сателлитов 4 уже вызывает достаточное охлаждение. Кроме того, оказалось, что при модульной конструкции электрического привода на несколько ступеней с низкой электрической мощностью указанная мощность без необходимого жидкостного охлаждения выше, чем при единственном, электрическом приводе.The use of such a single-stage planetary gear PI has the advantage that, in the third preferred embodiment shown here, it is not necessary to accommodate any outer gear housing G extending over two stages, and thereby integrated into the planetary gear 4, the first one, here embodied as an electric synchronous motor 10 s the inner rotor part 11 drive 2 can be better cooled. In particular, up to a certain power, the heat loss can be small enough to eliminate the liquid cooling circuit and therefore no liquid cooling is required, i.e. the existing air cooling by means of the ambient air around the satellites 4 already causes sufficient cooling. In addition, it turned out that with a modular design of an electric drive for several stages with low electric power, the indicated power without the necessary liquid cooling is higher than with a single, electric drive.

На Фиг.3b показан вид сверху третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с установленным корпусом G передачи.3b shows a top view of a third preferred embodiment of the drive unit according to the invention with the transmission housing G installed.

На Фиг.3c показан вид в перспективе третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 без корпуса, соответственно, с удаленным корпусом. Показанный здесь третий предпочтительный вариант выполнения в качестве примера имеет шесть сателлитов 4.FIG. 3c shows a perspective view of a third preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention without a housing or with the housing removed. The third preferred embodiment shown here has six satellites 4 as an example.

На Фиг.3d показан вид в перспективе третьего предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с корпусом G передачи.Fig. 3d shows a perspective view of a third preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with a transmission housing G.

На Фиг.3a-3d, относящихся к третьему предпочтительному варианту выполнения с одноступенчатой планетарной передачей PI, показан полностью электрический вариант предлагаемого изобретением приводного узла 1, причем точно так же возможен и гибридный вариант, включающий в себя выполненный как одноступенчатая планетарная передача PI приводной узел 1. Под одноступенчатой планетарной передачей PI понимается, что сателлиты 4 включают в себя только верхнее сателлитное колесо 6' и, тем самым, имеют лишь одну ступень.Figures 3a-3d, referring to the third preferred embodiment with a single-stage PI planetary gear, show an all-electric version of the drive unit 1 according to the invention, and a hybrid version is also possible, including a drive unit 1 designed as a single-stage PI planetary gear. By single-stage planetary gear PI is meant that the planetary gears 4 only include the upper planetary gear 6' and thus have only one stage.

В принципе возможен к тому же еще более простой вариант выполнения предлагаемого изобретением привода, причем крутящий момент может передаваться не через зубчатое кольцо 19 с внутренними зубьями, а через зубчатое кольцо 18, снабженное внешними зубьями (см. Фиг.2a-2d, соответственно, Фиг.4a-4d).In principle, an even simpler embodiment of the drive according to the invention is also possible, whereby the torque can be transmitted not through the toothed ring 19 with internal teeth, but through the toothed ring 18, provided with external teeth (see Fig.2a-2d, respectively, Fig. .4a-4d).

На Фиг.4a показан вид в продольном разрезе четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с одноступенчатой планетарной передачей в качестве варианта полностью электрического привода, а также с расположенным внутри зубчатым кольцом, снабженным внешними зубьями, в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом.4a shows a longitudinal sectional view of a fourth preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with a single-stage planetary gear as an all-electric drive option, and with an internal toothed ring provided with external teeth, in particular for driving the main rotor aircraft with a main rotor.

Как показано на Фиг.4a, здесь зубчатое кольцо 18, расположенное внутри и снабженное внешними зубьями, а также соединенное с наружной стойкой 14 без возможности проворачивания, охвачено верхними сателлитными колесами 6' и может приводиться в действие тоже за счет вращения этих верхних сателлитных колес 6' и вращаться вместе с наружной стойкой 14 вокруг центральной оси z.As shown in Fig.4a, here the gear ring 18, located inside and provided with external teeth, and also connected to the outer rack 14 without the possibility of rotation, is covered by the upper satellite wheels 6' and can also be driven by the rotation of these upper satellite wheels 6 ' and rotate together with the outer column 14 around the central axis z.

На Фиг.4b показан вид сверху четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с установленным корпусом G передачи.4b shows a top view of a fourth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with the transmission housing G installed.

На Фиг.4c показан вид в перспективе четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла без корпуса передачи.Fig. 4c shows a perspective view of a fourth preferred embodiment of the drive unit according to the invention without a transmission housing.

На Фиг.4d показан вид в перспективе четвертого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла с корпусом G передачи.4d shows a perspective view of a fourth preferred embodiment of the drive unit according to the invention with a transmission housing G.

На Фиг.5a показан вид в продольном разрезе по линии A-A (см. Фиг.5b) пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с одноступенчатой планетарной передачей PI в качестве варианта полностью электрического привода, а также в качестве варианта с внешним ротором.Fig. 5a shows a longitudinal sectional view along the line A-A (see Fig. 5b) of a fifth preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with a single-stage planetary gear PI as an all-electric drive option and also as an external rotor option.

Как можно видеть на Фиг.5a, в по меньшей мере один сателлит 4 интегрирован первый, здесь электрический привод 2, здесь, в частности, электрический синхронный двигатель 10 с внешней роторной частью 16 для образования первого приводного узла 1.As can be seen in Fig. 5a, at least one satellite 4 is integrated with the first, here an electric drive 2, here in particular an electric synchronous motor 10 with an external rotor part 16 to form the first drive unit 1.

Работающая как статор синхронного двигателя 10, здесь, по существу, кольцевая и снабженная обмотками W неподвижная статорная часть 12 размещена здесь в стержнеобразном элементе S и жестко соединена с этим стержнеобразным элементом S, тогда как работающая здесь как ротор синхронного двигателя 10, внешняя роторная часть 16 электрического синхронного двигателя соединена здесь без возможности проворачивания с сателлитным колесом 6. Сателлитное колесо 6 и внешняя роторная часть 16 электрического синхронного двигателя 10 лежат здесь в одной и той же плоскости, соответственно, в одной и той же аксиальной позиции и образую по существу единый блок.Working as a stator of the synchronous motor 10, here, essentially an annular and equipped with windings W, the fixed stator part 12 is placed here in the rod-like element S and is rigidly connected to this rod-like element S, while here, working as the rotor of the synchronous motor 10, the outer rotor part 16 of the electric synchronous motor is connected here without the possibility of turning with the satellite wheel 6. The satellite wheel 6 and the outer rotor part 16 of the electric synchronous motor 10 lie here in the same plane, respectively, in the same axial position and form essentially a single block.

Как можно видеть на Фиг.5a, здесь стационарные сателлитные колеса 6' сателлитов 4, с одной стороны, охватываются вращающимся вокруг центральной оси z зубчатым кольцом 19 с внутренними зубьями, а, с другой стороны, расположенное внутри, снабженное внешними зубьями зубчатое кольцо 18 охвачено сателлитными колесами 6', причем с помощью зубчатого кольца 19 с внутренними зубьями может приводиться во вращение не показанная здесь наружная стойка 14 (см. Фиг.5b), а с помощью расположенного внутри, снабженного внешними зубьями зубчатого кольца 18 может приводиться во вращение другой, здесь не показанный, центральный приводной вал (см. Фиг. 5b). Другими словами, согласно пятому предпочтительному варианту выполнения два вала могут приводиться во вращение с различными передаточными отношениями. Кроме того, на Фиг.5a указано, что в случае одного здесь тоже возможного выполнения гибридного варианта указанное снабженное внешними зубьями зубчатое кольцо 18 может работать как солнечная шестерня 17.As can be seen in FIG. 5a, here the stationary satellite wheels 6' of the satellites 4 are, on the one hand, surrounded by an internally toothed ring 19 rotating around a central axis z and, on the other hand, an internally located, externally toothed toothed ring 18 is surrounded by satellite wheels 6', and with the help of a toothed ring 19 with internal teeth, an external rack 14 (not shown here) can be driven (see Fig. 5b), and with the help of a toothed ring 18 located inside, provided with external teeth, another can be driven, not shown here, the central drive shaft (see Fig. 5b). In other words, according to the fifth preferred embodiment, the two shafts can be driven with different gear ratios. In addition, in Fig.5a it is indicated that in the case of one here also possible implementation of a hybrid variant, said toothed ring 18 provided with external teeth can work as a sun gear 17.

На Фиг.5b показан вид сверху пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с установленным корпусом G передачи, а также в кинематическом взаимодействии с наружной стойкой 14, соответственно, с центральным приводным валом 27. Как можно видеть на Фиг.5b, зубчатое кольцо 19 с внутренними зубьями может через множество соединительных элементов V находиться в кинематическом взаимодействии с наружной стойкой 14, соответственно, с валом 15. Альтернативно или дополнительно снабженное внешними зубьями зубчатое кольцо 18, соответственно, солнечная шестерня 17 через множество соединительных элементов V может находиться в кинематическом взаимодействии с центральным приводным валом 27, в частности, в качестве варианта выполнения гибридного привода.FIG. 5b shows a plan view of a fifth preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with the transmission housing G installed and also in kinematic engagement with the outer pillar 14, respectively, with the central drive shaft 27. As can be seen in FIG. 5b, the toothed ring 19 with internal teeth can, through a plurality of connecting elements V, be in kinematic interaction with the outer rack 14, respectively, with the shaft 15. Alternatively or additionally provided with external teeth, the toothed ring 18, respectively, the sun gear 17 can be in kinematic interaction through a plurality of connecting elements V with a central drive shaft 27, in particular as an embodiment of a hybrid drive.

Далее, на Фиг.5b показано, что в случае выполнения привода в негибридном варианте, соответственно, в полностью электрическом варианте в смысле другой предпочтительной модификации расположенное внутри зубчатое кольцо 18, снабженное внешними зубьями, может находиться в кинематическом взаимодействии с наружной стойкой.Further, in Fig. 5b it is shown that in the case of a non-hybrid or all-electric drive, in the sense of another preferred modification, the internal toothed ring 18 provided with external teeth can be in kinematic engagement with the outer strut.

На Фиг.5c показан вид в перспективе пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 без корпуса передачи, центрального приводного вала и наружной стойки. Как показано на Фиг.5c, водило 5 планетарной передачи через консоли 9 здесь без возможности проворачивания и стационарно соединено с работающим как опорная стойка 13 донным элементом B. Кроме того, здесь опорная стойка 13 содержит расположенный по центру, коаксиально центральной оси z трубчатый элемент R для другого вала, закрепленного на зубчатом кольце 18.Fig. 5c shows a perspective view of a fifth preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention without the transmission housing, central drive shaft and outer strut. As shown in FIG. 5c, the planetary carrier 5 is here non-rotatable and permanently connected to the bottom element B, which functions as a support leg 13, via the consoles 9. In addition, here the support leg 13 comprises a centrally located, coaxial to the central axis z, tubular element R for another shaft fixed on the gear ring 18.

Кроме того, на Фиг.5c можно видеть, что здесь водило 5 планетарной передачи выполнено как единственная сплошная, по существу, кольцевая конструктивная деталь, в которой стационарно удерживаются сателлиты 4.In addition, in Fig.5c it can be seen that here the carrier 5 of the planetary gear is made as a single continuous, essentially annular structural part, in which the satellites 4 are permanently held.

На Фиг.5d показан вид в перспективе пятого предпочтительного варианта выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 с корпусом G передачи, однако, без центрального приводного вала и без наружной стойки. Как видно на Фиг.5d, здесь консоли 9 одновременно служат для закрепления корпуса G передачи.FIG. 5d shows a perspective view of a fifth preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention with a transmission housing G, however, without a central drive shaft and without an outer strut. As can be seen in Fig. 5d, here the consoles 9 simultaneously serve to secure the transmission housing G.

Показанный на Фиг.5a-5d пятый предпочтительный вариант выполнения предлагаемого изобретением приводного узла 1 имеет особенно компактную конструкцию, при которой размещаемая, вращающаяся наружная стойка 14 может быть выполнена укороченной на снабженное внешними зубьями зубчатое кольцо 18 или на снабженное внутренними зубьями зубчатое кольцо 19 таким образом, что она может быть помещена по существу на той же аксиальной позиции, что и сателлиты 4. В случае применения для летательного аппарата с несущим винтом приводной узел 1 в принципе мог бы быть размещен прямо в плоскости винта.The fifth preferred embodiment of the drive unit 1 according to the invention, shown in FIGS. 5a-5d, has a particularly compact design, in which the accommodating, rotating outer leg 14 can be shortened by an externally toothed toothed ring 18 or by an internally toothed toothed ring 19 in this manner. that it can be placed essentially in the same axial position as the satellites 4. In the case of an application for an aircraft with a main rotor, the drive unit 1 could in principle be placed directly in the plane of the screw.

На Фиг.6 показана функциональная блок-схема управления приводной мощностью интегрированных в сателлиты P первых приводов 2.6 shows a functional block diagram of the drive power control of the first drives 2 integrated into the satellites P.

Как показано в качестве примера на Фиг.1d, Фиг.2d, Фиг.3d, Фиг.4d и Фиг.5d, указанный приводной узел 1 содержит управляющий блок ST, который выполнен таким образом, что можно эксплуатировать друг с другом и синхронизировать друг с другом интегрированные в сателлиты P первые приводы 2.As shown by way of example in Fig. 1d, Fig. 2d, Fig. 3d, Fig. 4d and Fig. 5d, said drive unit 1 comprises a control unit ST, which is designed in such a way that it can be operated with each other and synchronized with each other. other integrated in the satellites P the first drives 2.

В смысле данного изобретения это управление реализовано как стандартное управление для электрических синхронных двигателей 10 с логической схемой управления и блоком силовой электроники LEE (здесь называется также «инвертором»). Эта логическая схема управления (здесь обозначается также как «контроллер двигателя») производит соответствующие сигналы, которые управляют инвертором, который затем возбуждает соответствующие обмотки электрического синхронного двигателя 10, чтобы обеспечить непрерывное вращение с заданной частотой и крутящим моментом. Синхронизация электрических синхронных двигателей 10 возможна за счет определения позиции и скорости вращения якоря, и для каждого электрического синхронного двигателя 10 индивидуально путем вычисления управляющих сигналов.In the sense of the present invention, this control is implemented as a standard control for electric synchronous motors 10 with control logic and a power electronics unit LEE (here also referred to as "inverter"). This control logic (herein also referred to as "motor controller") generates appropriate signals that control the inverter, which then energizes the appropriate windings of the electric synchronous motor 10 to ensure continuous rotation at a given frequency and torque. Synchronization of electric synchronous motors 10 is possible by determining the position and speed of rotation of the armature, and for each electric synchronous motor 10 individually by calculating the control signals.

Перечень ссылочных позицийList of reference positions

1 приводной узел1 drive unit

2 первый привод2 first drive

4 сателлит4 satellite

5 водило планетарной передачи5 planet carrier

6; 6' нижнее/верхнее сателлитное колесо6; 6' lower/upper satellite wheel

7 электрические питающие линии7 electrical supply lines

9 консоли (для закрепления водила 5 планетарной передачи на корпусе G передачи)9 consoles (for fixing planet carrier 5 on G gear housing)

10 электрический синхронный двигатель10 electric synchronous motor

11 внутренняя роторная часть (электрического синхронного двигателя)11 internal rotor part (electric synchronous motor)

12 статорная часть12 stator part

13 опорная стойка 13 support post

14 наружная стойка 14 outdoor rack

15 вал15 shaft

16 внешняя роторная часть (электрического синхронного двигателя)16 external rotor part (electric synchronous motor)

17 солнечная шестерня 17 sun gear

18 (расположенное внутри, снабженное внешними зубьями) зубчатое кольцо18 (located inside, equipped with external teeth) toothed ring

19 (расположенное снаружи, снабженное внутренними зубьями) зубчатое кольцо19 (located outside, equipped with internal teeth) toothed ring

20 поводок зубчатого кольца20 gear ring leash

24 центральное приводное зубчатое колесо24 central drive gear

25 приводная ветвь25 drive branch

26 зубчатое колесо приводной ветви26 gear drive branch

27 центральный приводной вал27 central drive shaft

30 редуктор с преобразованием крутящего момента30 torque converter gearbox

B донный элементB bottom element

BS аккумуляторная батареяBS battery

G корпус передачи G transmission housing

M магнитный зазорM magnetic gap

P ось сателлитного колесаP axle of satellite wheel

PI планетарная передача PI planetary gear

R трубчатый элементR tubular element

S стержнеобразный элементS rod element

ST управляющий блокST control unit

TK второй привод, выполненный как термодинамический первичный двигательTK second drive designed as a thermodynamic prime mover

V соединительные элементыV connectors

W обмотки (статорной части)W winding (stator part)

Claims (16)

1. Приводной узел (1), в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом, содержащий:1. Drive unit (1), in particular for driving the main rotor of an aircraft with a main rotor, comprising: планетарную передачу (PI), причем эта планетарная передача (PI) включает в себя несколько сателлитов (4), причем каждый сателлит (4) имеет по меньшей мере одно сателлитное колесо (6;6') с зубьями, и эти сателлиты (4) расположены внутри планетарной передачи (PI) концентрично центральной оси (z), так что вращаемый вал (15), в частности вал винта летательного аппарата с несущим винтом, выполнен с возможностью приведения в действие при помощи сателлитов (4) или солнечной шестерни (17),planetary gear (PI), and this planetary gear (PI) includes several satellites (4), and each satellite (4) has at least one satellite wheel (6;6') with teeth, and these satellites (4) located inside the planetary gear (PI) concentric with the central axis (z), so that the rotatable shaft (15), in particular the propeller shaft of an aircraft with a main rotor, is made with the possibility of being driven by means of satellites (4) or sun gear (17) , отличающийся тем, чтоcharacterized in that в по меньшей мере один сателлит (4) интегрирован первый привод (2), в частности электрический привод, благодаря чему образуется внутренний привод внутри планетарной передачи (PI), так что упомянутый вал (15) выполнен с возможностью приведения во вращение посредством первого привода (2).the first drive (2), in particular an electric drive, is integrated into at least one satellite (4), whereby an internal drive is formed inside the planetary gear (PI), so that said shaft (15) is made capable of being driven by the first drive ( 2). 2. Приводной узел (1), в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом, по п.1, отличающийся тем, что первый привод (2) выполнен как электрический регулируемый по частоте вращения и крутящему моменту двигатель, в частности как электрический синхронный двигатель (10) с внутренней роторной частью (11).2. The drive unit (1), in particular for driving the main rotor of a rotorcraft according to claim 1, characterized in that the first drive (2) is designed as an electric motor adjustable in speed and torque, in in particular as an electric synchronous motor (10) with an internal rotor part (11). 3. Приводной узел (1), в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом, по п.1 или 2, отличающийся тем, что первый привод (2) является электрическим приводом, причем указанный по меньшей мере один сателлит (4) содержит неподвижную статорную часть (12), вращающуюся роторную часть, и указанное по меньшей мере одно закрепленное опосредованно или непосредственно на роторной части сателлитное колесо (6;6') с внешними зубьями, и этот сателлит (4) при помощи водила (5) планетарной передачи внутри планетарной передачи (PI) кинематически взаимодействует с солнечной шестерней (17) и/или с вращающимся валом (15).3. The drive unit (1), in particular for driving the main rotor of an aircraft with a main rotor, according to claim 1 or 2, characterized in that the first drive (2) is an electric drive, and said at least one satellite (4) contains a fixed stator part (12), a rotating rotor part, and at least one satellite wheel (6; 6') with external teeth fixed indirectly or directly on the rotor part, and this satellite (4) with the help of a carrier ( 5) planetary gear inside the planetary gear (PI) kinematically interacts with the sun gear (17) and/or with the rotating shaft (15). 4. Приводной узел (1), в частности, для приведения в действие несущего винта летательного аппарата с несущим винтом, по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сателлитные колеса (6;6') установлены стационарно и с возможностью вращения вокруг своих осей (P) сателлитного колеса, и что эти стационарные сателлитные колеса (6;6') охвачены вращающимся вокруг центральной оси (z) зубчатым кольцом (19) с внутренними зубьями, и/или расположенное внутри, снабженное внешними зубьями зубчатое кольцо (18) охвачено нижними и/или верхними сателлитными колесами (6;6'), и это зубчатое кольцо (19) и/или снабженное внешними зубьями зубчатое кольцо (18) выполнены с возможностью вращения таким образом, что вал (15), в частности вал винта, может приводиться во вращение при помощи закрепленного на зубчатом кольце (19) и на валу (15), в частности на валу винта, поводка (20) зубчатого кольца, и/или вал (15), в частности вал винта, может приводиться во вращение при помощи снабженного внешними зубьями зубчатого кольца (18).4. Drive unit (1), in particular, for driving the main rotor of an aircraft with a main rotor, according to any of the previous paragraphs, characterized in that the satellite wheels (6; 6') are installed permanently and rotatable around their axes (P) of the satellite wheel, and that these stationary satellite wheels (6;6') are surrounded by a toothed ring (19) rotating around the central axis (z) with internal teeth, and / or located inside, equipped with external teeth, the toothed ring (18) is covered lower and/or upper satellite wheels (6;6'), and this toothed ring (19) and/or toothed ring (18) provided with external teeth is rotatable in such a way that the shaft (15), in particular the propeller shaft, can be driven by means of a gear ring fixed on the gear ring (19) and on the shaft (15), in particular on the screw shaft, the driver (20), and / or the shaft (15), in particular the screw shaft, can be driven by means of a toothed ring (18) provided with external teeth. 5. Гибридный привод, включающий в себя приводной узел (1) по любому из предыдущих пунктов, причем первый, в частности электрический, привод (2) механически связан со вторым приводом (TK), выполненным как термодинамический первичный двигатель или как другой электрический привод, и находящимся вне планетарной передачи (PI).5. A hybrid drive comprising a drive unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first, in particular electric drive (2) is mechanically connected to a second drive (TK) configured as a thermodynamic prime mover or as another electric drive, and outside the planetary gear (PI). 6. Летательный аппарат с несущим винтом, содержащий приводной узел по любому из пп.1-4 или гибридный привод по п.5.6. An aircraft with a main rotor, containing a drive unit according to any one of claims 1 to 4 or a hybrid drive according to claim 5. 7. Летательный аппарат с несущим винтом по п.6, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один, предпочтительно множество первых электрических приводов (2) сконструированы таким образом, что несущий винт и/или рулевой винт летательного аппарата с несущим винтом, в частности вертолета, могут приводиться во вращение автономно без дополнительного привода.7. An aircraft with a main rotor according to claim 6, characterized in that said at least one, preferably a plurality of first electric drives (2) are designed in such a way that the main rotor and/or tail rotor of the aircraft with a main rotor, in particular helicopter, can be driven autonomously without additional drive. 8. Летательный аппарат с несущим винтом с гибридным приводом (1) по п.6 или 7, отличающийся тем, что первый, в частности, электрический привод (2) может механически связываться со вторым, выполненным как термодинамический первичный двигатель приводом (TK), в частности, за счет того, что центральная солнечная шестерня (17) может приводиться в действие посредством второго приводного узла, и что этот второй приводной узел соединен со вторым приводом (TK), выполненным как термодинамический первичный двигатель, и находится в механическом взаимодействии, например, с ДВС, турбинным двигателем, двигателем с принудительным зажиганием, дизельным двигателем или приводом на топливных элементах, так что указанный по меньшей мере один первый, в частности электрический, привод (2) и указанный второй привод (TK) связаны через планетарную передачу (PI), указанный электрический привод (2) может поддерживать второй привод (TK) при приведении в действие несущего винта и/или рулевого винта и, соответственно, наоборот, и за счет этого образуется гибридный привод.8. An aircraft with a main rotor with a hybrid drive (1) according to claim 6 or 7, characterized in that the first, in particular the electric drive (2) can be mechanically connected to the second, designed as a thermodynamic prime mover drive (TK), in particular, due to the fact that the central sun gear (17) can be driven by a second drive unit, and that this second drive unit is connected to a second drive (TK) designed as a thermodynamic prime mover and is in mechanical interaction, for example , with an internal combustion engine, a turbine engine, a positive ignition engine, a diesel engine or a fuel cell drive, so that said at least one first, in particular electric, drive (2) and said second drive (TK) are connected via a planetary gear (PI ), said electrical drive (2) can support the second drive (TK) when the main rotor and/or the tail rotor is driven and vice versa, thereby forming a hybrid drive. 9. Летательный аппарат с несущим винтом, в частности вертолет, по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что вал (15) представляет собой вал винта летательного аппарата с несущим винтом, причем этот вал винта выполнен из двух частей и включает в себя опорную стойку (13), а также наружную стойку (14), причем наружная стойка (14) выполнена как полое тело, установленное с возможностью вращения вокруг центральной оси (Z) относительно опорной стойки (13), концентрично окружая опорную стойку (13), и причем наружная стойка (14) выполнена с возможностью взаимодействия с выполненной как планетарная передача (PI) передачей вертолетного винта, причем опорная стойка (13) может быть установлена стационарно и без возможности проворачивания в летательном аппарате с несущим винтом, так что наружная стойка (14) может быть без возможности проворачивания связана с несущим винтом и может приводиться во вращение выполненной как планетарная передача (PI) передачей вертолетного винта.9. An aircraft with a main rotor, in particular a helicopter, according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the shaft (15) is a propeller shaft of an aircraft with a main rotor, and this propeller shaft is made of two parts and includes the support post (13), as well as the outer post (14), wherein the outer post (14) is made as a hollow body mounted with the possibility of rotation around the central axis (Z) relative to the support post (13), concentrically surrounding the support post (13) , and moreover, the outer strut (14) is configured to interact with the helicopter rotor gear, made as a planetary gear (PI), moreover, the support strut (13) can be installed permanently and without the possibility of turning in an aircraft with a main rotor, so that the outer strut ( 14) can be non-rotatably connected to the main rotor and can be driven by a helicopter propeller gear designed as a planetary gear (PI). 10. Летательный аппарат с несущим винтом, в частности вертолет, по п.9, отличающийся тем, что вал, в частности вал винта, может быть связан с приводным зубчатым колесом (24) без возможности проворачивания, причем приводное зубчатое колесо (24) может быть установлено на опорной стойке (13) с возможностью вращения посредством по меньшей мере одной радиальной опоры, и при помощи соединенной с приводным зубчатым колесом (24) без возможности проворачивания, центральной солнечной шестерни (17) может обеспечиваться вращение по меньшей мере одного нижнего сателлитного колеса (6) на обращенной к приводному зубчатому колесу (24) стороне соответствующего водила (5) планетарной передачи вокруг соответствующей оси (P) сателлитного колеса, и причем по меньшей мере одно, относящееся к указанному по меньшей мере одному нижнему сателлитному колесу (6), установленное стационарно верхнее сателлитное колесо (6') охвачено вращающимся вокруг центральной оси (Z) зубчатым кольцом (19) с внутренними зубьями, и между зубчатым кольцом (19) и наружной стойкой (14) сформирован или может помещаться работающий как передающее усилие устройство поводок (20) зубчатого кольца таким образом, что от вращательного движения приводного зубчатого колеса (24) могут приводиться во вращение наружная стойка (14) и связанный с наружной стойкой (14) без возможности проворачивания несущий винт.10. An aircraft with a main rotor, in particular a helicopter, according to claim 9, characterized in that the shaft, in particular the propeller shaft, can be connected to the drive gear (24) without the possibility of turning, and the drive gear (24) can be rotatably mounted on a support leg (13) by means of at least one radial bearing, and by means of a central sun gear (17) connected to the drive gear (24) without the possibility of rotation, rotation of at least one lower satellite wheel can be provided (6) on the side of the corresponding planetary carrier (5) facing the drive gear (24) around the corresponding axis (P) of the satellite wheel, and at least one related to the specified at least one lower satellite wheel (6), the permanently mounted upper satellite wheel (6') is surrounded by a toothed ring (19) with internal teeth rotating around the central axis (Z), and between the toothed ring (19) and the outer rack (14) a driver operating as a force-transmitting device ( 20) of the gear ring in such a way that from the rotational movement of the drive gear (24) the outer rack (14) and the main rotor associated with the outer rack (14) can be rotated without the possibility of turning. 11. Летательный аппарат с несущим винтом, в частности, вертолет, по любому из пп.6-10, отличающийся тем, что приводной узел (1) содержит источник электрической энергии, в частности аккумуляторную батарею (BS), и причем первый привод в форме электрического привода (2) указанного гибридного привода в связанном без возможности проворачивания состоянии между первым, в частности электрическим, приводом (2) и вторым, выполненным как термодинамический первичный двигатель приводом (TK) и во время работы этого второго привода (TK) указанный первый, электрический привод (2) может работать как генератор для дополнительной рекуперации энергии для аккумуляторной батареи (BS).11. An aircraft with a main rotor, in particular a helicopter, according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the drive unit (1) contains a source of electrical energy, in particular a battery (BS), and wherein the first drive is in the form the electric drive (2) of said hybrid drive in a non-rotatable state between the first, in particular electric, drive (2) and the second drive (TK) made as a thermodynamic prime mover, and during operation of this second drive (TK) said first, the electric drive (2) can work as a generator for additional energy recovery for the storage battery (BS). 12. Летательный аппарат с несущим винтом, в частности вертолет, по п.11, отличающийся тем, что в первом электрическом приводе (2) предусмотрен выпрямитель, в частности, в форме запирающего диода, благодаря чему в нерабочем режиме электрического привода (2) аккумуляторная батарея (BS) может заряжаться.12. An aircraft with a main rotor, in particular a helicopter, according to claim 11, characterized in that a rectifier is provided in the first electric drive (2), in particular in the form of a blocking diode, due to which, in the idle mode of the electric drive (2), the battery battery (BS) can be charged. 13. Летательный аппарат с несущим винтом, в частности вертолет, по п.11 или 12, отличающийся тем, что логическая схема управляющего блока (ST) обеспечивает автоматическую смену режима между выработкой крутящего момента для приведения в действие винта и дополнительной рекуперацией энергии для аккумуляторной батареи (BS).13. An aircraft with a main rotor, in particular a helicopter, according to claim 11 or 12, characterized in that the logic circuit of the control unit (ST) provides an automatic change of mode between the generation of torque to drive the propeller and additional energy recovery for the battery (BS).
RU2021126110A 2019-02-07 2020-02-03 Drive, in particular for the main rotor of an aircraft with a main rotor RU2802265C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00154/19 2019-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021126110A RU2021126110A (en) 2023-03-07
RU2802265C2 true RU2802265C2 (en) 2023-08-24

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478849C2 (en) * 2011-05-27 2013-04-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Electric drive with three-stage planetary reduction gear
RU2547938C2 (en) * 2010-07-30 2015-04-10 Сименс Акциенгезелльшафт Aircraft electrical drive (versions)
CN108082499A (en) * 2018-01-29 2018-05-29 吉林大学 Planetary hybrid power helicopter dynamic coupling system and driving method
CN108215765A (en) * 2018-01-15 2018-06-29 重庆交通大学 For the electromechanical magnetic coupling drive axle of differential cascade of hybrid vehicle
CN108773263A (en) * 2018-07-04 2018-11-09 中国汽车技术研究中心有限公司 A kind of novel automobile hybrid power system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547938C2 (en) * 2010-07-30 2015-04-10 Сименс Акциенгезелльшафт Aircraft electrical drive (versions)
RU2478849C2 (en) * 2011-05-27 2013-04-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Electric drive with three-stage planetary reduction gear
CN108215765A (en) * 2018-01-15 2018-06-29 重庆交通大学 For the electromechanical magnetic coupling drive axle of differential cascade of hybrid vehicle
CN108082499A (en) * 2018-01-29 2018-05-29 吉林大学 Planetary hybrid power helicopter dynamic coupling system and driving method
CN108773263A (en) * 2018-07-04 2018-11-09 中国汽车技术研究中心有限公司 A kind of novel automobile hybrid power system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10717543B2 (en) Apparatus and methods for powering an electrical device associated with an aircraft rotor
CA2963776C (en) Hybrid gas-electric turbine engine
US8727271B2 (en) Aircraft using turbo-electric hybrid propulsion system
AU2018357230B2 (en) Vertical take-off and landing aircraft and transformation gear sets for same
CN113710575B (en) Drive, in particular for a main rotor of a rotorcraft
CN112351938B (en) Rotorcraft with an electromotive drive for driving the main rotor and/or the tail rotor of the rotorcraft
RU2802265C2 (en) Drive, in particular for the main rotor of an aircraft with a main rotor
CN114026313A (en) Turbomachine comprising an electric machine having a starter-generator function and method for controlling the speed of such an electric machine
RU2733306C1 (en) Screw for aircraft capable of hovering
RU2786031C2 (en) Aircraft with main rotor with electric drive for actuation of main rotor and/or tail rotor of this aircraft with main rotor
US20210285521A1 (en) Star gear torquer
EP4023477B1 (en) Parallel hybrid power plant with hollow motor
KR20240173561A (en) Power split apparatus
CN118977855A (en) Rotorcraft with an electromotive drive for driving the main rotor and/or the tail rotor of the rotorcraft
RU2021101336A (en) AIRCRAFT WITH ELECTRICLY POWERED MAIL ROTOR FOR DRIVING THE MAINS ROTOR AND/OR TAIL ROTOR OF THIS AIRCRAFT WITH ROTOR ROTOR