[发明专利]用于能够悬停的飞行器的旋翼

说明书

描述了一种用于飞行器的旋翼，其包括：叶毂，该叶毂能围绕轴线旋转并且又包括多个桨叶；支柱，该支柱能连接至飞行器的驱动构件，并连接至叶毂以驱动叶毂围绕轴线旋转；以及阻尼装置，用于抑制振动在与轴线正交的平面中传递至支柱；阻尼装置包括至少第一质量体和第二质量体，第一质量体和第二质量体能够分别以第一旋转速度和第二旋转速度围绕轴线偏心地旋转；第一质量体和第二质量体操作性地连接至支柱，以分别在支柱上产生在轴线的径向方向上具有主要分量的第一阻尼力和第二阻尼力；旋翼包括传动单元，该传动单元介于支柱与第一质量体和第二质量体之间，以驱动第一质量体和第二质量体旋转。

优先权声明

本申请要求2017年6月30日提交的欧洲专利申请第17179162.7号和2017年12月15日提交的欧洲专利申请第17207833.9号的优先权，这些专利申请的公开内容通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种用于能够悬停的飞行器的旋翼，特别是用于直升机的旋翼。

背景技术

已知直升机基本上包括机身、位于机身顶部并且可围绕其自身轴线旋转的主旋翼以及位于机身末端的尾旋翼。

更详细地，旋翼又基本上包括叶毂和支柱，叶毂可围绕上述轴线旋转并配备有多个径向固定在上述叶毂上并从其突出的桨叶，支柱可连接至驱动构件并操作性地连接至叶毂以驱动其旋转。

在使用中，旋翼的运行会引起高频和低频振动的产生。更具体地，由与桨叶和叶毂的中心分离的冲击产生低频振动。这种分离发生在叶毂的中心，并影响尾部和尾旋翼的所有垂直和水平的气动表面。

在使用中，桨叶以高角速度旋转会引起进一步的高频振动的产生，该高频振动被传递至支柱并因此传递至机身，从而降低机身内部乘员的舒适度。

更具体地，振动载荷在轴向上和与支柱的旋转轴线正交的方向上作用在叶毂和支柱上。

在行业内已知的是，在旋转参照系(因此与旋翼、叶毂和支柱为一体)中，作用在旋翼平面中的振动载荷具有等于(N+1)*Ω、(N-1)*Ω及其倍数的脉冲，其中Ω是支柱的旋转速度，N代表旋翼的桨叶数量。还已知的是，在从旋转系统传递至机身的固定系统时，作用在旋翼平面中的振动载荷发生频移，并且在固定系统上具有等于N*Ω及其相关联的倍数的脉冲。换言之，叶毂和支柱将作用在桨叶平面中的振动气动载荷脉冲转移到上述脉冲上。

根据前述内容，在行业内明显感觉到，在上述脉冲等于支柱的旋转速度与旋翼的桨叶数量的乘积的情况下需要限制振动从支柱传递至机身。

为此目的，已知被动和主动的阻尼装置。

被动阻尼装置基本上包括弹性地悬挂在支柱或叶毂上的质量体。这些悬挂的质量体的振动使得支柱和叶毂上的振动至少部分消散。

尽管它们易于构建和安装并且不需要旋翼外部的能源，但是被动阻尼装置在其可提供的性能方面具有最大的限制。

主动阻尼装置从根本上是致动器，它们在叶毂或支柱上施加正弦阻尼力，该阻尼力抵消由振动产生的力。

这些主动阻尼装置的例子在申请人的专利申请EP-A-2857313中示出。

该专利申请示出了使用一对致动器，该对致动器操作性地连接至支柱并受到控制，以便在支柱上产生在与支柱的旋转轴线正交的平面中具有分量的相应的阻尼力。

更详细地，致动器的形状像环，一个在另一个的顶部，由支柱驱动得旋转并可相对于支柱围绕旋转轴线旋转地安装。

致动器围绕支柱的旋转轴线反向旋转地转动，并在支柱上产生相应的力，该力等于支柱的旋转速度与旋翼的桨叶数量的乘积，以抵消上述角频率。

主动阻尼装置的另外的例子描述在专利申请US-A-2016/0325828和专利US-B-8,435200中。