[发明专利]用于飞行器的涵道旋翼以及旋翼飞行器

说明书

技术领域

本申请要求2013年5月3日提交的法国专利申请第1301033号的优先权，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。

本发明涉及一种用于旋翼飞行器的涵道旋翼，并且还涉及一种具有此种旋翼的旋翼飞行器，更具体地涉及一种直升飞机的尾部旋翼。

因此，本发明属于飞行器旋翼的特定技术领域。

发明背景

例如，直升飞机一般具有单个主旋翼，该单个主旋翼由至少一个发动机机械地驱动，且该主旋翼为直升飞机提供升力和推力。

此种类型的直升飞机还设有尾部旋翼，该尾部旋翼执行反扭矩功能，以补偿由于主旋翼转动而产生的偏航扭矩，且该尾部旋翼横向地施加推力。

此外，尾部旋翼通过施加正的或负的横向推力使得飞行员能控制直升飞机的偏航以及转向运动。

非涵道尾部旋翼已知用于执行此种功能，并且为了方便起见该旋翼称为“典型的”尾部旋翼。通常，非涵道尾部旋翼安装在尾部稳定器的顶端附近的一侧上或者直升飞机的尾桁的一个端部上。

此种非涵道尾部旋翼已广泛地使用。然而，还可使用诸如商标名为的旋翼之类的涵道尾部旋翼。

涵道尾部旋翼包括设置在穿过直升飞机的垂直尾翼而形成的通道中的旋翼，该通道的对称轴线基本上垂直于直升飞机的垂直前后对称平面。

于是，直升飞机的垂直尾翼的流线型结构围绕所述通道并且由此围绕尾部旋翼，且通道的壁本身也被本领域技术人员称为“涵道”，这就解释了为何该旋翼被称为“涵道尾部旋翼”。为了在下文描述中简便起见，此种旋翼被称为“涵道旋翼”。

该流线型结构则保护尾部旋翼免受由于飞行器的外部构件产生的冲击。类似地，该流线型结构通过防止地面人员受到尾部旋翼伤害而提高了底面人员的安全性。

围绕其中设有尾部旋翼的通道的此种流线型结构防止噪声相对于旋翼飞行器向前、向下以及朝后传播，而非涵道尾部旋翼则沿所有方向传播噪声。

通常，涵道旋翼具有带有毂的旋翼，该毂承载有多个在涵道的通道中转动的桨叶。

每个桨叶可例如通过有时被称为“扭曲条带”的、能够扭曲变形的条带固定于毂。具有弹性体构件的轴承设置在每个桨叶和毂的本体之间。这些轴承赋予桨叶绕桨距轴线进行翻转运动以改变桨距的自由度，并且还赋予桨叶一定的自由度来执行拍动和摆振运动。

每个桨叶还可具有承载桨距杆的轴套。旋翼的桨距杆则连接于桨距控制盘。因此，飞行器包括用于经由控制盘来控制桨叶桨距的控制装置。通常，此种控制装置包括踏板。

每个桨叶还可包括至少一个平衡配重，例如被称为“中国式配重”的配重。

此外，涵道旋翼桨叶通常在大量扭转的情形下呈矩形形状。

应注意到的是，桨叶的几何扭转可由相对于桨叶的参照平面而在每个桨叶截面的翼弦轴线之间形成的角度所限定。有时，每个桨叶截面相对于桨叶的桨距变化轴线扭过相对于一个上述参照平面而识别的角度。在这些情形下，术语“扭转关系”用于指代所述扭转角沿桨叶翼展改变的方式。

涵道旋翼的桨叶进行较大程度地扭转，而将两个不同截面分开的扭转角可能例如是大约20度。

在桨叶上游，通道中的空气流所具有的入射角根据它们沿着桨叶的横跨位置而改变。因此，空气流相对于桨叶根部的入射角通常不同于在桨叶的远端上游的空气流的入射角。

为了产生均匀的导流速度，制造商将每个桨叶扭转以考虑这些不同的入射角。

此外，毂通过固定于涵道的动力传动齿轮箱、例如通过旋翼的下游支承杆而驱动转动。这些支承杆可以是流线型的以构成静止叶片，这些静止叶片用于引导旋翼下游的空气流的流动方向。在这些情形下，包括这些支承杆的组件有时称为用于空气流的定子引导叶片组件。

应注意的是，术语“上游”和“下游”是关于空气通过通道的流动方向来限定。

应理解的是，术语“涵道旋翼”在下文用于表示整个组件，该整个组件具体包括涵道、所述的旋翼、动力传动齿轮箱以及位于桨叶下游的引导叶片。因此，涵道旋翼具体包括涵道和存在于由该涵道所限定的通道内的构件。

文献FR1531536描述了此种涵道尾部旋翼。每个桨叶均包括能够扭转的细长构件，该细长构件藉由螺栓固定于毂。细长构件可包括多个彼此接触的薄型条带。

文献FR2719554描述了具有浮动桨叶的涵道反扭矩旋翼。每个桨叶都由基脚部分连接于毂，该基脚部分包括至少一个可绕桨距变化轴线扭转的臂。臂则容纳在桨叶根部的套筒中，该套筒具有两个承载表面，其中，套筒以有径向间隙的情形下夹装在毂的两个轴承中。