[发明专利]用于用压缩空气操作直升飞机桨叶的系统和直升飞机

说明书

技术领域

本发明涉及用于用压缩空气操作直升飞机桨叶的系统。

本发明尤其涉及这样类型的用于用压缩空气操作直升飞机桨叶的系统，其包括用于提供压缩空气至直升飞机桨叶的压缩机。

背景技术

如公知的，直升飞机装备有旋翼和桨叶，旋翼包括旋转轴(还称为“主轴”)，桨叶生成维持飞行所需的提升。旋翼具有可调节的速度以及倾斜度，并且由电动机驱动。旋翼在轴上自由旋转地操作或由电动机旋转。在该轴的顶部通常附接两个或多个桨叶。

旋翼由于其复杂性是旋翼飞机的基础系统。旋翼飞机的桨叶是长且窄的螺旋桨，螺旋桨具有高指数的宽高比并且形状可最小化由下涡流引起的阻力。

通常，直升飞机能够具有两个旋翼，即主旋翼和副旋翼。主旋翼具有两种类型的旋转：-绕垂直轴线的旋转，其中桨叶高速旋转，产生了克服直升飞机重力的更高垂直提升；-倾斜旋转，其中桨叶的快速旋转产生了具有垂直分量的提升和水平提升，垂直分量支撑直升飞机的重量。总之，旋翼沿前进方向倾斜。副旋翼放置在直升飞机尾部中以产生补偿提升，该补偿提升可保持尾部不会运动，因为尾部作为对旋翼旋转的反作用会趋于沿相反方向转动。

而且，存在一些直升飞机，其中尾部旋翼被替换成位于尾部吊杆线缆的根部的风扇，加压空气被从风扇引导到线缆中，并且通过创建期望偏航力在尾部吊杆的端部被横向排出。

直升飞机还装备有电动机，电动机移动旋翼，从而使桨叶旋转。

而且，在现有技术中存在这样的方案，其中机械功率不直接传递至桨叶，而是存在生成压缩流体的涡轮发动机。在这些方案中，实际上，桨叶的推进是通过射出发动机所生成的热气体来实现的：基本是流体是来自发动机的压缩机，但是，结果，发动机的热动态循环改变，整体效率急剧降低。然后依靠设置在直升飞机的旋翼的机械结构外部的固定管将流体从电动机传递至桨叶，然后将其插入由两个部分组成的箱中，即第一部分固定至直升飞机的结构上，并且第二部分与旋翼头一起旋转。

但是，这些方案具有的问题是在若干大气压(大约5个大气压)下该箱无法用热流体实际上密封。实际上，构成流体管线的这些管在旋翼头区域受到相对旋转。而且，旋翼头受到旋翼振动，因此，不是气密的并且随时间经过具有降低的密封保证，因此易于渗漏，这进一步降低了总体性能。

因此，现有技术具有的问题是相关于整体效率以及流体的压力损失。尤其，参考第一问题，飞机能够有效飞行，设计负荷等于燃料重量以及要运输的物体的重量(称为负荷)之和。公知方案具有非常低的效率，不允许承载大量燃料，结果是飞行具有特定续航时间和小有效负荷以及具有非常低的续航时间。第二问题是喷射系统：流体必须到达桨叶的端部，但是在固定部分和旋转部分之间流体受到压力，压力损失导致效率的额外降低。

Milot Michel的公开于1996年8月22日的PCT申请WO96/25328公开了针对该问题的解决方案。该专利申请公开了一种用于用压缩空气操作直升飞机桨叶的系统，包括：用于生成直升飞机提升所需机械功率的的发动机；用于生成操作中空桨叶所需的压缩空气的压缩机；用于将发动机与压缩机连接的联接器件；以及用于将压缩机与桨叶联接的联接器件，包括支撑桨叶的旋翼的中空轴以及旋翼的摆动中空头。旋翼的中空轴在内部包括将旋翼的中空轴连接至摆动中空头的导管。

即使该方案在许多方面是有利的，但是该方案未能解决提供一种将摆动旋翼的喷射推进桨叶连接至功率源的有效方式的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于用压缩空气操作直升飞机桨叶的系统，以便克服会影响先前参考公知技术描述的系统和直升飞机的限制。

根据本发明，提供了用于用压缩空气操作直升飞机桨叶的系统，其包括：至少一个第一器件，其包括发动机，并且构造为用于生成直升飞机提升所需的机械功率；-至少一个第二器件，其包括压缩机，并且构造为用于生成操作中空的所述桨叶所需的压缩空气；-用于将所述第一器件与所述第二器件联接的联接器件；以及-用于将所述第二器件与所述桨叶联接的联接器件，其包括支撑所述桨叶的旋翼的中空轴以及所述旋翼的摆动中空头，所述旋翼的所述中空轴在内部包括导管，所述导管将所述旋翼的所述中空轴连接至所述摆动中空头。所述摆动中空头是弹性中空旋翼头，并且包括柔性可变形的弹性体通道，所述弹性体通道将所述旋翼的中空轴的所述导管与所述桨叶连接并且具有的形状为多个“V”，多个“V”在端部具有数个分叉部，分叉部的数量等于所述桨叶并且能够将压缩空气朝向所述桨叶的喷嘴引导。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将参考附图描述仅作为非限制例子的优选实施例，其中：