[发明专利]控制面致动器组件、包括其的飞行器液压系统以及相关联的飞行器和方法

说明书

本文涉及控制面致动器组件、包括其的飞行器液压系统以及相关联的飞行器和方法。控制面致动器组件包括飞行控制面、扭矩产生液压致动器和可变机臂半径(VHR)液压致动器，该飞行控制面可操作地耦接至支撑结构，该扭矩产生液压致动器被配置成施加扭矩以枢转飞行控制面，该VHR液压致动器被配置成改变致动器力矩臂长度以用于枢转飞行控制面。在一些示例中，飞行器液压系统包括此类控制面致动器组件，并且飞行器包括此类飞行器液压系统。在一些示例中，操作飞行器的一个或多个飞行控制面的方法包括：通过用VHR液压致动器调节对应于所选的飞行控制面的致动器力矩臂长度以及用扭矩产生液压致动器枢转所选的飞行控制面，来控制所选的飞行控制面。

技术领域

本公开涉及控制面致动器组件、包括该控制面致动器组件的飞行器液压系统以及相关联的飞行器和方法。

背景技术

飞行器包括一个或多个可移动的飞行控制面，诸如用于滚转控制的机翼上的副翼、用于俯仰控制的机尾的水平尾翼上的升降机、用于偏航控制的机尾的竖直尾翼上的方向舵、导弹的鼻锥以及其他可移动控制面。飞行控制面的移动通常受到机械耦接在支撑构件(例如，翼梁)和飞行控制面之间的一个或多个致动器的影响。在许多飞行器中，飞行控制面的致动器是由一个或多个液压系统驱动的线性液压致动器。

飞行器的液压系统可以被设计成向多个液压致动器提供液压流体以在飞行器飞行期间在必要时移动和定位飞行控制面。具体地，液压系统可以包括一系列供给管线和返回管线，并且一个或多个液压致动器沿供给管线和返回管线以及飞行控制面定位。泵使液压流体移动通过供给管线并且到达致动器。液压流体然后被引导至致动器的不同区段中以使致动器移动并且因此调整飞行控制面。

在飞行期间，不同的飞行控制面可以遭遇到不同幅值的负载，从而需要由液压致动器产生相应不同的力来移动飞行控制面。液压致动器所施加的力通常取决于液压致动器所使用的液压流体的压力。在一些示例中，液压系统在固定压力下用可变流速的液压流体来操作。然而，在此类示例中，可以由于对致动器处的流量的计量而出现显著的压力损失。在其他示例中，液压系统的操作压力是可变的，但是压力仍必须被配置成对应于致动器中的任一者所遭遇到的最大负载。以这种方式，致动器中的任一者所需要的峰值液压功率对整个液压系统提出了尺寸限制。对液压功率的增加的需求可以限制飞行器的有效范围或性能，并且/或者可以降低飞行器的有效负载能力。因此，存在对具有液压系统的飞行器的需求，该液压系统能够在降低液压功率需求的情况下抵抗大且变化的负载致动飞行控制面。

发明内容

本文公开了控制面致动器组件、包括该控制面致动器组件的飞行器液压系统以及相关联的飞行器和方法。用于相对于支撑结构选择性地枢转飞行控制面的控制面致动器组件包括支撑结构和飞行控制面，该飞行控制面可操作地耦接至支撑结构，使得飞行控制面被配置成相对于支撑结构围绕控制面枢转轴线枢转。控制面致动器组件附加地包括扭矩产生液压致动器和可变机臂(horn)半径(VHR)液压致动器，该VHR液压致动器可枢转地耦接至扭矩产生液压致动器并且可操作地耦接至飞行控制面。扭矩产生液压致动器和VHR液压致动器中的每一个包括相应的液压致动器壳体和相应的杆，这些杆至少部分地延伸到相应的液压致动器壳体中，使得相应的杆被配置成相对于相应的液压致动器壳体沿相应的致动器轴线平移。扭矩产生液压致动器和VHR液压致动器中的每一个附加地包括相应的液压阀，这些液压阀调整液压流体相对于相应的液压致动器壳体的流动，以控制相应的杆相对于相应的液压致动器壳体的位置。扭矩产生液压致动器和VHR液压致动器被配置成相对于彼此围绕致动器耦接轴线枢转。扭矩产生液压致动器被配置成向飞行控制面施加扭矩以使飞行控制面相对于支撑结构枢转。VHR液压致动器被配置成选择性地改变致动器力矩臂长度(如在控制面枢转轴线和致动器耦接轴线之间测量的)，以至少部分地调整由扭矩产生液压致动器施加到飞行控制面的扭矩。