[发明专利]直升飞机上管道反扭装置用的可变桨距的多桨叶旋翼

说明书

本发明涉及一种旋翼飞机特别是直升飞机上管道反扭装置用的可变桨距多桨叶的旋翼，其中每一桨叶都安装得使它在静止时可浮置在旋翼的毂盘上。

为了在直升飞机上装备管道反扭装置，已公开的可变桨距多桨叶的旋翼具有：

一根旋翼轴，它安装得可环绕旋翼的轴线旋转，

一个毂盘，它可一同旋转地固定在旋翼轴上，

桨叶，所有桨叶都各通过自已的底脚部连接到毂盘上，该底脚部具有至少一个柔性臂，该柔性臂部分内藏在桨叶根部的桨叶柄内，并可环绕桨叶的纵向桨距改变轴线扭转，该桨叶柄具有两个在桨叶轴线上隔开一段距离设置的同轴支承面，通过该支承面桨叶柄被安装在毂盘的两个轴承内而可环绕桨叶的轴线旋转，桨叶柄还有一个偏离桨叶轴线中心的桨距杆，以及

一个分配轮，用来集中控制桨叶的桨距，该分配轮可与毂盘一同被驱动旋转并能通过一根控制杆沿着旋翼的轴线作直线移动，该分配轮对每一个桨叶都设有一个桨距控制片，该控制片基本上沿着旋翼的轴线伸展并用一带有球接头的肘节销铰接到相应桨叶的桨距杆上，因此分配轮对毂盘的任何轴向位移，都可通过控制片在桨距杆上的作用，转变为桨叶环绕其桨距轴线的旋转。

这种型式的旋翼在法国专利FR 1 531 536号及美国专利US-3，594，097号和US-4，626，173号中都有具体说明。

在这些已知的旋翼中，被分配轮和控制杆传送到桨距杆上的桨距控制载荷是借助液压伺服控制装置施加的。实际上，这个控制载荷是比较大的，因为要考虑到桨叶是以静不定方式安装在旋翼的毂盘上的。这个静不定安装或超静定安装是在下列情况下形成的，首先，每一桨叶根部的桨叶柄的支承面是实际上不带间隙地装在毂盘的轴承内，其次，桨距的控制是由从桨距杆的铰接球接头到控制分配轮的相应控制片的环状线性连接来完成的，这个连接也是实际上不带间隙的。另外还要加上由桨叶生成的惯性载荷的影响，离心力的吸收，以及每一桨叶的扭力臂对环绕桨距轴线旋转的限制等因素。

实际上，必须产生的控制载荷所要克服的不仅是在给定的桨距位置上施加在每一桨叶上的静力矩，而且还有当驾驶员操作航把使从一个桨距位置转为另一个时发生的瞬间载荷所生成的力矩。

对某一给定的桨距位置，从静力学可知，施加在桨距杆的一个偏离桨距轴线中心的点上的控制载荷所要作出的环绕桨距轴线的力矩应等于所有其他施加在桨叶上的力矩的合成力矩。静控制载荷因此要从环绕桨距轴线的力矩平衡方程式中计算出来。在所有其他施加在桨叶上的力矩中，主要有来自扭力臂的弹性返回力矩，“返回到中立位置”的力矩、提升力矩或空气动力力矩、由于叶型的曲度而生成的通常为复迎角的力矩，以及离心力的力矩。

如所公知，扭力臂的返回力矩是由其抗扭刚度造成的并且已经计及扭力臂对通常被扭转的桨叶的基准截面的中立桨距所可能作出的角度预设定。

“返回到中立位置”的力矩是由离心力作用在旋翼的每一个桨叶元件上所生成的力矩，它总是要反对总桨距的任何改变并使桨叶返回到旋转平面内。已知这个力矩与整个桨叶(包括成型的主桨叶部分和桨叶柄)上的质量惯性的分布有关。由于这个力矩特别对要提供给尾桨的控制载荷的大小有关，已知减小这个力矩就可减小所要提供给尾桨的控制载荷，并且已知如何用在基本上垂直于桨叶主惯性轴线的方向上添加补偿重量即所谓“配重”的方法来减小这个对桨距轴线的质量惯性。

提升力矩是由于施加在桨叶上的空气动力的作用点位在桨距轴线之外而生成的。最后，离心力的力矩是由于当离心力作用在桨叶上时，桨叶的重心是在弦上，离开桨距轴线有一段距离，而桨叶的锥度趋向产生一个垂直于旋翼平面的离心力分力，该分力结合上述距离就产生一个环绕桨距轴线的力矩。