[发明专利]用于控制涡轮螺旋桨发动机的具有可变倾角叶片的螺旋桨的设备

说明书

本发明涉及一种用于控制涡轮螺旋桨发动机的具有可变倾角叶片的螺旋桨的设备，该设备包括用于控制螺旋桨的叶片的倾角的第一液压机械设备(10)和用于控制螺旋桨的旋转速度的第二液压机械设备(20)，其特征在于，所述设备包括单个机电致动器(30)，该单个机电致动器包括可移动致动器构件(31，36)，该可移动致动器构件被机械地连接至用于控制倾角的所述第一液压机械设备(10)以控制倾角设定点，以及被机械地连接至用于控制速度的所述第二液压机械设备(20)以控制速度设定点。

技术领域

本发明涉及一种用于控制涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨的设备。本发明具体地涉及一种用于控制具有可变倾角叶片的螺旋桨的设备，该具有可变倾角叶片的螺旋桨即为一种其叶片能够围绕该叶片的轴线枢转的螺旋桨。

背景技术

涡轮螺旋桨发动机具体地是在某航空器上使用的推进装置，并且包括燃气涡轮机和螺旋桨。目前，大多数涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨是包括可变倾角叶片的螺旋桨。这些螺旋桨也被称为可变倾角螺旋桨。具有可变倾角叶片的螺旋桨配备有能够调整叶片的倾角角度的机构，该倾角角度即叶片的参考弦与该叶片的旋转平面之间的角度。控制叶片的倾角角度使得能够调整螺旋桨的特性，从而优化涡轮螺旋桨发动机在大的飞行包线内的性能。例如，对于航空器的起飞和爬升阶段，目的通常是提供较大的倾角，以便在高功率水平下保持合理的螺旋桨速度。对于巡航飞行阶段，目的通常是提供较低的倾角，以便在较低的功率水平下保持合理的螺旋桨速度。在着陆阶段，目的通常是提供负倾角，以使航空器减速并缩短其制动距离。因此，有必要提供一种使得能够在飞行期间改变螺旋桨的叶片的倾角的控制设备。

一般而言，取决于航空器的飞行阶段，包括可变倾角叶片的螺旋桨被控制处于两种运行模式下。对于低发动机速度，直接控制螺旋桨的倾角。在说明书通篇中，这种模式被称为“贝塔模式”。对于较高的发动机速度，螺旋桨的速度被控制在最佳运行点。在说明书通篇中，这种模式被称为“速度模式”。

因此，有必要提供用于贝塔模式的将倾角控制至倾角设定点的控制系统和用于速度模式的将螺旋桨速度控制至速度设定点的控制系统。这些倾角设定点和速度设定点是固定的，或者是通过外部机械线缆或电信号提供的。

目前，用于控制螺旋桨的系统有三个不同的组类：电气控制、利用伺服阀的电动液压控制和液压机械控制。

在实践中，电气控制和利用伺服阀的控制不能用于所有的应用场合，这或者是因为系统的总重量(利用伺服阀的控制尤其是这种情况)、所产生的成本(电气控制或利用伺服阀的控制尤其是这种情况)，或者是因为它们不够先进(电气控制尤其是这种情况)。

液压机械控制的原理是将油压施加至活塞，该活塞被刚性连接至驱动叶片围绕该叶片的轴线旋转的机构。活塞例如被容置在处于螺旋桨毂部中的缸体中，并限定出一个或两个压力室。当可以从活塞的任一侧施加压力时，参考双作用式螺旋桨。当只能从活塞的一侧施加压力时，参考单作用式螺旋桨。在这种情况下，活塞通过被设置在每个叶片根部的弹簧和平衡配重被复位。

一种用于控制具有可变倾角叶片的螺旋桨的设备以已知的方式包括用于将螺旋桨的叶片的倾角控制至倾角设定点的第一液压机械设备和用于将螺旋桨的旋转速度控制至速度设定点的第二液压机械设备。

用于控制倾角的第一液压机械设备通常使用由螺旋桨(其使得能够得到一组相同的(a copy of)叶片角度的)和机械连接连杆(其被驾驶员致动)致动的滑动件来设置倾角设定点。

用于控制速度的第二液压机械设备使用基于旋转平衡配重的速度控制器。