[发明专利]盘式转子收缩系统

说明书

技术领域

本公开的实施例一般涉及旋翼飞行器领域并且更具体地涉及使用两级式收缩系统的可收缩盘式转子系统的实施例，所述两级式收缩系统带有一体的螺杆和液压致动装置。

背景技术

作为竖直起飞或降落(VTOL)飞行器的直升机的有效运行一般受到巡航速度的限制，该巡航速度不能超过临界前行和后退的转子速度(advancing and receding rotor speed)。虽然反转转子和其他方法已经被用来减少这种需要，但是，理想的是针对巡航使用固定翼升力的系统。允许转子叶片部分或全部收缩的盘式转子系统已经被提出以允许针对巡航转换为机翼支持的飞行，由此允许更大的速度。现有方案和想法均不成熟并且使用例如线缆或滚珠螺杆的单个装置来用于转子叶片的收缩。这种现有技术设计可能缺少或者需要被设计成防止失效的复杂的辅助安全机构。线缆机构需要相对重的线缆以支撑被施加在转子叶片上的大离心负载。它还需要大型绞盘、齿轮减速器和怠速轮，以实现收缩叶片所需的较大的力。线缆在负载作用下经受相对大的拉伸，这可能使得难以实现从一个叶片到另一叶片的同步收缩位置。当考虑大离心力时，仅使用一个滚珠螺杆的装置可能是不可靠的并且寿命较短，这是由于需要将其做的足够小以适配到转子叶片的内部。如果给滚珠螺杆提供动力的装置失效，那么螺杆可能被反驱动，直到它具有足够大的制动力以抵制离心力的负载。反驱动可导致单个叶片未被命令的伸展，这导致转子的不平衡。相似于滚珠螺杆的装置(专用液压汽缸)也必须足够小以适配到转子叶片的内部。这种小尺寸需要使用在5000磅/平方英寸(psi)的范围中的液压压力。这些大压力可能难以被密封在柔性组件中。

因此，期望提供一种盘式转子收缩系统，其能够解决叶片收缩的同步性问题和未被命令的伸展，同时提供可被装纳在转子叶片绳索内的紧凑设置。

发明内容

一个示例实施例提供了具有主叶片翼梁的盘式转子叶片收缩系统，该主叶片翼梁包括液压汽缸并且具有螺纹。滚珠螺杆被同心地承载在主叶片翼梁内并且可操作地承载滚珠螺母，滚珠螺母具有连接至中间翼梁的外侧末端且具有被接收在液压汽缸中用于往复运动的液压活塞。第一齿轮致动器接合滚珠螺杆并且第二齿轮致动器接合主叶片翼梁螺纹。提供加压液压流体的液压流体聚积器被连接至液压汽缸的外侧末端并且控制器致动第一齿轮致动器和第二齿轮致动器。

盘式转子对于多个转子叶片使用盘式转子叶片收缩系统，每个叶片具有尖端空气翼板、中部空气翼板和根部空气翼板。每个叶片包括具有液压汽缸和螺纹的主叶片翼梁。滚珠螺杆被同心地承载在主叶片翼梁内并且可操作地承载滚珠螺母，滚珠螺母具有联接至中间翼梁的外侧末端并且具有被接收在液压汽缸内用于往复运动的液压活塞。第一齿轮致动器接合滚珠螺杆并且第二齿轮致动器接合主叶片翼梁螺纹。提供加压液压流体的液压流体聚积器被连接至液压汽缸的外侧末端并且控制器针对盘式转子的每个叶片来致动第一齿轮致动器和第二齿轮致动器。

盘式转子叶片收缩系统的运行的实施例开始于命令多个叶片收缩。对于每个叶片，电磁阀被设置以用于流过止回阀的、来自聚积器的液压流体。

动力被提供至第一齿轮致动器，第一齿轮致动器旋转滚珠螺杆，并且在作用在活塞盖上的来自聚积器的加压液压流体的协助下，第一齿轮致动器使用连接至滚珠螺母和活塞盖二者的中间翼梁将尖端空气翼板伸缩地拉回到中部空气翼板中。然后，嵌套的尖端和中部空气翼板被拉回到根部空气翼板中。一旦达到滚珠螺母在滚珠螺杆上的收缩限制，则动力从齿轮致动器断开并且应用马达制动器。然后，动力被提供至用于每个叶片的第二齿轮致动器，其旋转接合主叶片翼梁(其承载根部空气翼板)上的螺纹的螺母，以将主叶片翼梁拉回到盘式整流罩中。

另一示例实施例提供了盘式转子系统，盘式转子系统包括多个转子叶片，每个叶片具有尖端空气翼板、中部空气翼板和根部空气翼板，每个叶片具有由转子毂(hub)支撑的收缩系统并且包括主叶片翼梁，主叶片翼梁承载根部空气翼板并且包括液压汽缸，主叶片翼梁具有螺纹；被同心承载在主叶片翼梁内的滚珠螺杆，其可操作地支承滚珠螺母，滚珠螺母具有连接至中间翼梁的外侧末端，中间翼梁支承中部空气翼板并且还被连接至液压活塞，液压活塞被接收成在液压汽缸内往复运动，中间翼梁在外侧末端处被连接至尖端空气翼板；第一齿轮致动器，其可操作接合滚珠螺杆；第二齿轮致动器，其可操作接合主叶片翼梁螺纹；液压流体聚积器，其被连接至液压汽缸的外侧末端；用于同时致动与每个叶片关联的第一齿轮致动器和第二齿轮致动器的控制器；以及，由转子毂支撑的盘式整流罩。

在以上描述的盘式转子系统中，节距控制组件同心地接合主叶片翼梁。