[发明专利]悬停式飞行器旋翼及悬停式飞行器

说明书

本发明公开了一种悬停式飞行器旋翼(3)及悬停式飞行器，悬停式飞行器旋翼包括：毂(5)，其围绕轴线(A)转动并具有多个叶片(9)；驱动轴(6)，能连接于飞行器(1)的驱动构件并且功能性地连接于毂(5)，以围绕轴线(A)转动毂(5)；以及阻尼装置(15)，用于缓冲传递到轴(6)的振动，并且阻尼装置包括质量块(17)，质量块被设计成在使用时振荡，以便阻抗由叶片(9)的转动所产生的振动向轴(6)传递；质量块(17)平行于轴线(A)自由地振荡，以便阻抗具有沿所述轴线(A)的主分量的振动向轴(6)传递。

技术领域

本发明涉及一种包括振动阻尼(damping，缓冲)装置的悬停式飞行器(盘旋式飞行器，hover aircraft)旋翼，特别地涉及一种直升机旋翼。

背景技术

直升机是已知的，其基本上包括：机身；主旋翼，位于机身的顶部上，并且主旋翼围绕相应的轴线转动；尾旋翼，位于机身的后端处；两个水平尾翼表面；以及两个竖直尾翼表面。

更具体地，旋翼基本上包括：毂，其围绕所述轴线转动并且具有固定于毂并从毂径向地突出的多个叶片；以及驱动轴，可连接于驱动构件且被功能性地连接于毂以使毂转动。

旋翼的操作产生高频和低频振动。更具体地，低频振动是由来自于叶片和来自于毂的中心的洗流(wash)产生。来自于毂的中心的洗流冲击竖直和水平空气动力学尾翼表面和尾旋翼。

为了避免产生低频振动，旋翼包括偏流器(flow diverter，分流器)，偏流器安装在旋翼的中心上并且环形地围绕旋翼转动轴线延伸。

更具体地，偏流器设计成引导由旋翼产生的洗流，以便避免洗流效果、并且防止洗流冲击尾旋翼和相关的支撑结构。

叶片的高速转动也产生高频振动，该高频振动被传递到驱动轴，并且因而被传递到直升机。

使用阻尼装置来阻止高频振动的产生以及高频振动向旋翼的驱动轴的传递，所述阻尼装置装配于旋翼并且被调谐到一个或多个高频振动频率。

专利申请GB-A-2014099和FR-A-2749901中描述了一种这样的阻尼装置。

特别地，FR-A-2749901公开了一种阻尼装置，其减少了振动在正交于旋翼的轴线的平面中向机身的传递。该阻尼装置包括驱动装置，该驱动装置沿旋翼的轴线在所要求的调节位置中引入一质量块(mass)，而无需在该质量块上施加任何阻尼作用。

结果，在FR-A-2749901中所示出的阻尼装置绝不能减少轴向振动从叶片向机身的传递。

本申请人的专利申请PCTIB2008001594描述了一种简单、低成本的阻尼装置，其被设计成阻止高频振动的产生以及高频振动向旋翼的驱动轴的传递，而不干涉旋翼和/或偏流器的操作和空气动力学特性。

更具体地，上述阻尼装置基本上包括：

-质量块，被容纳在偏流器中；以及

-杆，其在第一轴向端处由所述轴同轴地支撑，并且所述杆在与第一端相对的第二轴向端处连接于质量块。

更具体地，杆的轴向刚性足以沿旋翼轴线将质量块固定在一基本上固定的位置中。

相对地，杆的抗挠刚度形成为使得允许质量块在垂直于旋翼轴线的平面中且以旋翼特征(characteristic，固有)转动频率振动，并且因此阻抗由毂和叶片的转动产生的挠曲振动向轴传递。

因此，上面所描述的阻尼装置仅有效地阻抗挠曲振动在基本上垂直于旋翼轴线的平面中且以大约特定给定频率(其由杆的挠曲刚度和质量块的重量确定)的频率向轴传递。

换句话说，上面所描述的阻尼装置是一种被调谐到挠曲振动的特定频率的用于阻尼的“被动”元件。