[发明专利]用于消除旋翼飞行器推挽系统中的反向驱动的装置及其相关方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请是于2011年6月24日提交的题为“Hydraulic Cylinder to Eliminate Back Drive in Push Pull System of Rotor Aircraft”的美国专利申请No.61/501045的非临时专利申请，并且要求该专利申请的优先权和权益，该专利申请的全部内容包含在此以供参考。

技术领域

本发明一般涉及诸如旋翼机的旋翼飞行器，尤其是涉及手动控制系统，并且更具体地涉及用于消除交通工具的推挽式系统/配件中的反向驱动的装置和方法。

背景技术

诸如旋翼机的某些类型的旋翼飞行器利用例如倾转旋翼（tiltrotor）概念，其通常并不采用旋转斜盘将控制输入转换为旋翼轮盘和/或液压增压系统。相反，此飞行控制设计沿俯仰轴和侧滚轴直接操纵支撑旋翼控制头本身。

在预旋转期间，这种旋翼机的旋翼由在每一端处具有万向节的驱动轴驱动。因为旋翼必须具有移动自由以控制飞行器，所以通常认为万向节是必要的。然而，当万向节未精确对准时，该未对准状态产生“反冲”负载，该负载被供送至飞行控制系统且通常控制装置必须对此作出反应。最后，该“反向驱动”被使用操纵杆的飞行员所感知，并且飞行员必需对其作出反应。进一步，随着万向节变得更加不对准，反冲负载振幅可以变大到使得飞行控制系统变得不稳定。在新近的原型旋翼机的测试期间，飞行员能够将操纵杆维持在合适的位置达到大约每分钟200转，或达到每分钟飞行转数的80%。超过该每分钟转数，反冲负载振幅变得过大使得飞行员无法将操纵杆维持在稳定的位置。因此，本发明人认识到需要用于消除飞行控制装置或其它类型的类似配置的机器/交通工具控制系统中不可控的反向驱动的装置和方法。

类似地，在巡航飞行期间，在一些进速比（飞行器速度/旋翼尖端速度）下，旋翼将变得不稳定。因此，还认识到需要这样的装置和方法，即使当旋翼系统在巡航飞行期间不稳定时，该装置和方法也允许飞行员维持对旋翼的控制。

发明内容

鉴于上文所述，本发明的不同实施例有利地提供了用于消除飞行控制装置或其它类型的类似配置的机器或控制系统中的反向驱动的装置和方法。本发明的不同实施例在预旋转和飞行期间的不稳定的旋翼状态期间，在飞行控制系统中控制否则为不可控的反向驱动。

虽然认识到，可通过如在直升机中使用的旋转斜盘设计至少部分解决预旋转期间的扭矩/反冲问题，但本发明的不同实施例可有利地允许使用更简单的倾转轴旋翼控制，其也可以为了提高空气动力学效率而被设计得更为紧凑。此外，液压增压系统还可用于自动克服高操纵杆负载。然而，液压系统需要液压泵，并且是有源系统，从而给飞行控制系统增加了额外重量和额外的复杂等级。本发明的不同实施例有利地提供了用于克服扭矩/反冲问题的更简单并且无源的结构。

更具体地，用于消除推挽型控制系统中的反向驱动的装置的实施例的示例包括输入控制杆，该输入控制杆包括带有一对隔开的活塞位移板或其它构件的杆端配件。一对活塞位移构件的第一构件位于活塞腔内，而一对活塞位移构件的第二构件位于活塞腔外部。每个活塞位移构件包括至少一个但更典型地为多个的止回阀孔径，每个止回阀孔径经配置接收止回阀。该装置还可包括活塞，该活塞容纳在例如含有液压流体的圆柱形壳体内。活塞包括活塞头部和活塞主体，该活塞主体具有限定活塞腔的内表面部分，所述活塞腔经配置接收含在壳体内的一些液压流体。活塞头部可包括第一孔径和第二孔径，其中第一孔径用于可滑动地延伸通过部分控制杆，第二孔径用于将部分液压流体传递至活塞腔中并且用于将所述部分液压流体传递至活塞腔外。