專利名稱：用于驅(qū)動旋翼飛機(jī)的第一和第二升力旋翼的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動具有前后直排的雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的第一和第二升力旋
翼的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
旋翼飛機(jī)可配有兩個升力旋翼，這兩個旋翼均為其提供升力和推進(jìn)力。在旋翼飛 機(jī)中，這兩個旋翼可沿所述旋翼飛機(jī)的縱軸線一個在另一個之后地排列這被稱為具有前 后直排的雙生旋翼的旋翼飛機(jī)。傳統(tǒng)地，雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的每個旋翼由單獨(dú)的主變速 箱(MGB)驅(qū)動。由合適的動力裝置驅(qū)動的主變速箱用來使動力源和旋翼之間的轉(zhuǎn)速降低 10-100數(shù)量級的變速比。 每個旋翼包括固定于轂并允許向旋翼飛機(jī)提供升力和推進(jìn)力的多個槳片。然而， 在其旋轉(zhuǎn)時，由變速箱驅(qū)動的旋翼使旋翼飛機(jī)受高水平偏航力矩的影響。在單旋翼的旋翼 飛機(jī)中，該力矩基本被設(shè)置在尾桁后端處的反力矩旋翼所對抗。 在具有直排式雙生旋翼的旋翼飛機(jī)中，第一和第二升力旋翼基本逆向旋轉(zhuǎn)以使通 過第一旋翼沿一個方向產(chǎn)生的偏航力矩被第二旋翼沿相反方向產(chǎn)生的偏航力矩大為減小 或者完全抵消。來自兩個旋翼的偏航力矩的組合效果由此使旋翼飛機(jī)在無風(fēng)的直線飛行時 相對于其偏航軸保持穩(wěn)定。 在具有直排式雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的每個旋翼轉(zhuǎn)動時，旋翼槳片作圓周運(yùn)動，該
圓周運(yùn)動描繪出被稱為"旋翼轉(zhuǎn)盤"的各表面。如果旋翼彼此不離得足夠遠(yuǎn)，則第一旋翼的
槳片可能與第二旋翼的槳片碰撞，由此造成槳片的損壞，結(jié)果是使旋翼飛機(jī)損毀。 因此使第一旋翼遠(yuǎn)離第二旋翼看來是合乎邏輯的。然而在實(shí)踐中，非常難以使旋
翼隔開足夠遠(yuǎn)以避免任何事故。 為此，需要增加旋翼飛機(jī)機(jī)身的尺寸，由此使旋翼飛機(jī)更重。結(jié)果，為了補(bǔ)償旋翼 飛機(jī)重量的增加，理想的是安裝更大功率的動力裝置和增加每個旋翼的槳片表面積以增大 其升力。 如果發(fā)現(xiàn)無法使旋翼彼此遠(yuǎn)離，可想像使第一旋翼相對于第二旋翼垂直偏離。應(yīng) 當(dāng)理解，第一和第二旋翼因空氣動力學(xué)原因而相對彼此基本垂直偏離。然而，由于旋翼轉(zhuǎn)盤
可傾斜以操縱旋翼飛機(jī)，實(shí)踐中不可能使第一和第二旋翼足夠遠(yuǎn)地偏離開以避免在其槳片 之間的干涉危險(xiǎn)。 傳統(tǒng)地，在具有直排式雙生旋翼的旋翼飛機(jī)中，旋翼沿縱向或垂直不離開足夠遠(yuǎn) 以確保在旋翼轉(zhuǎn)盤之間不存在干涉，除非采取具體預(yù)防。結(jié)果，第一和第二主變速箱通過 機(jī)械聯(lián)系裝置互連，所述機(jī)械聯(lián)系裝置允許旋翼的轉(zhuǎn)速同步以保證槳片不彼此撞擊。由于 第一旋翼的旋轉(zhuǎn)槳片相對于第二旋翼的旋轉(zhuǎn)槳片表現(xiàn)出方位角的恒定相差，槳片可以說是 "嚙合的"。 下面，術(shù)語"驅(qū)動系統(tǒng)"用來指定位于動力裝置和第一和第二旋翼的槳片之間的所 有旋轉(zhuǎn)部件。
在這種條件下并對于具有同步轉(zhuǎn)速的旋翼來說，已知多種解決方案用于在具有直 排式雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的第一和第二主變速箱之間提供聯(lián)系。 第一種解決方案實(shí)現(xiàn)在關(guān)于具有四個旋翼的旋翼飛機(jī)的US 2002/104 922文獻(xiàn)
中。沿其縱軸線具有第一和第二端的傳動軸由發(fā)動機(jī)驅(qū)動。傳動軸的第一和第二端同時且 各自驅(qū)動第一和第二主變速箱，每個主變速箱同時驅(qū)動兩個旋翼。 第一種解決方案在旋翼之間取得非常好的機(jī)械同步性，以使每個旋翼的槳片不形
成碰撞。然而。如果傳動軸斷裂，則至少一個旋翼不再被驅(qū)動，這將導(dǎo)致旋翼飛機(jī)的事故。
此外，如果發(fā)動機(jī)停止，則驅(qū)動系統(tǒng)不再被驅(qū)動，這也會導(dǎo)致旋翼飛機(jī)的事故。 第二種解決方案記載于US 6 065 718文獻(xiàn)中，該文獻(xiàn)記載了具有第一和第二機(jī)
械組件的旋翼飛機(jī)。第一和第二機(jī)械組件分別包括通過第一和第二傳動部件驅(qū)動第一和第
二旋翼的第一和第二發(fā)動機(jī)。這兩個傳動部件通過用來使第一和第二旋翼同步的傳動軸連
接在一起。第二種解決方案因此能使旋翼同步，因此不存在槳片彼此碰撞的危險(xiǎn)。然而，第
二種解決方案看起來也存在上述缺陷。 不管上述缺陷如何，使用單個傳動軸不可能使其滿足合格性目的，這是發(fā)布民航 飛機(jī)的適飛合格標(biāo)準(zhǔn)的組織所要求的。這種觀察部分地解釋了為何已知的雙生旋翼的旋翼 飛機(jī)是軍用旋翼飛機(jī)，因?yàn)樗鼈儾环习踩苑矫鎳?yán)格的民航標(biāo)準(zhǔn)。 在US 4 976 669文獻(xiàn)中詳細(xì)記載的第三種解決方案涉及借助一組齒輪而不是傳 動軸通過發(fā)動機(jī)驅(qū)動的兩個旋翼的旋翼飛機(jī)。盡管不僅使旋翼同步以確保槳片不彼此接 觸，齒輪還提高了傳輸動力的可靠性。然而，需要對齒輪施加大量例如機(jī)油的潤滑劑，以確 保它們無阻地工作。此外，由于第一和第二旋翼之間的距離可能很大，該第三種解決方案需 要大量齒輪，這在假設(shè)有大量部件的旋翼飛機(jī)的重量和可靠性方面非常不利。
此外，為了優(yōu)化該傳動的安全性，加固驅(qū)動系統(tǒng)是感興趣的。具體地說，US 6 364 249 Bl文獻(xiàn)記載了一種動力裝置相對于旋翼飛機(jī)傳動部件的布置，動力裝置和傳動系包含 在傳動部件的保護(hù)殼體內(nèi)。包括動力裝置和傳動部件的該組件由此受益于傳動部件殼體的 堅(jiān)固性。 本發(fā)明嘗試消除與前面所述三種方案關(guān)聯(lián)的缺陷，同時確保具有雙生旋翼的旋翼 飛機(jī)的安全性、操作可靠性和性能，從而使其勝任民航用途。

發(fā)明內(nèi)容
就此而言，本發(fā)明涉及一種驅(qū)動雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的第一和第二升力旋翼的驅(qū) 動裝置，所述驅(qū)動裝置設(shè)有第一和第二主變速箱，這兩個主變速箱分別設(shè)有適于使所述第 一和第二旋翼轉(zhuǎn)動的第一和第二傳動部件，所述驅(qū)動裝置包括用于驅(qū)動所述第一和第二傳 動部件的至少一個發(fā)動機(jī)。 本發(fā)明的顯著之處在于，驅(qū)動裝置包括設(shè)有第一和第二傳動軸以使所述第一和第 二傳動部件同步的聯(lián)系裝置，所述第一主變速箱設(shè)有第一功率合成裝置，第一功率合成裝 置首先嚙合于所述第一傳統(tǒng)部件并其次機(jī)械聯(lián)系于所述第一傳動軸和所述第二傳動軸，且 所述第二主變速箱設(shè)有第二功率合成裝置，第二功率合成裝置首先嚙合于所述第二傳動部 件并其次機(jī)械聯(lián)系于所述第一傳動軸和所述第二傳動軸。 結(jié)果，第一傳動軸各自通過其第一和第二端聯(lián)系于第一和第二功率合成裝置。相反，本發(fā)明給出一種新穎的解決方案，它允許以符合標(biāo)準(zhǔn)要求——尤其是安全 —的方式使用兩傳動軸，籍此其中一個傳動軸斷裂不再是災(zāi)難性的。 同樣，第二傳動軸通過其第一和第二端各自聯(lián)系于第一和第二功率合成裝置。
因此，第一和第二功率合成裝置通過第一和第二傳動軸而同步。自然地，將其施加 于第一和第二傳動部件并由此施加于第一和第二旋翼。 本發(fā)明因此克服了已有的偏見，籍此雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的旋翼可僅通過一個軸 同步。
性要求一 與可能已想到的相反，采用第一和第二傳動軸既不會導(dǎo)致不可接受的重量增加也 不會占據(jù)不適宜量的空間，并且進(jìn)一步不會導(dǎo)致明顯的干擾，因?yàn)槔绲谝缓偷诙鲃虞S 不會引起有害的振動。 如下面討論的那樣，本發(fā)明使采用小尺寸傳動軸變得可能，這種傳動軸更理想地 隨發(fā)動機(jī)的數(shù)目和位置而變化，而不是在現(xiàn)有技術(shù)中提出的單個傳動軸，由此使其尤為優(yōu) 化第一和第二傳動軸的重量和尺寸。 此外，該驅(qū)動裝置包括一種或多種下列附加特征。
較為有利地，至少一個傳動軸包括多個段。 因此，可更易于調(diào)整旋翼飛機(jī)的配置以例如使每個傳動軸包含不對齊的兩個段， 這兩個段之間具有一夾角，并且通過傳統(tǒng)裝置機(jī)械聯(lián)系在一起。 例如，如果傳動軸是超臨界型軸，則它可包括兩個或三個段，每個段設(shè)有各自的減
晨器。

危險(xiǎn)。

相對來說，當(dāng)使用亞臨界型軸時可提供較大數(shù)目的段。
另外，如果傳動軸在由功率合成裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時會斷裂，則存在損壞周圍構(gòu)件的
因此，在第一實(shí)施例中，驅(qū)動裝置包括保持至少一個傳動軸的保持裝置。 例如，保持裝置可包括沿第一傳動軸分布的多個支承件。同樣，其它保持裝置可擁 有支承件以將第二傳動軸保持在位。 在第二實(shí)施例中，驅(qū)動裝置包括至少一個緊急解耦系統(tǒng)，該系統(tǒng)較為有利地為雙 向的，每個緊急解耦系統(tǒng)設(shè)有位于傳動軸一端和相關(guān)聯(lián)的功率合成裝置之間以使所述傳動 軸以聯(lián)接在一起的工作方式機(jī)械聯(lián)系于所述功率合成裝置的機(jī)械組件。 要注意，當(dāng)驅(qū)動裝置的部件在功能上處于良好狀態(tài)時，驅(qū)動裝置處于聯(lián)接在一起 的工作模式。 可選地，驅(qū)動裝置具有四個緊急解耦系統(tǒng)，它們分別設(shè)置于
第一傳動軸的第一端和第一功率合成裝置之間
第一傳動軸的第二端和第二功率合成裝置之間
第二傳動軸的第一端和第一功率合成裝置之間；以及
第二傳動軸的第二端和第二功率合成裝置之間。 因此，如果第一傳動軸或必要時其一個段分成兩部分，則緊急解耦系統(tǒng)可使第一 傳動軸與第一和/或第二功率合成裝置脫開以使所述部分不再被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。這同樣適用于 第二傳動軸。 每個機(jī)械組件則有選擇地設(shè)有雙向形狀干涉聯(lián)接器和聯(lián)系軸。
6
結(jié)果，緊急解耦系統(tǒng)可包括控制裝置和檢測器裝置，例如振動傳感器以檢測傳動
軸的斷裂，控制裝置在所述傳動軸斷裂的情況下例如通過其形狀干涉聯(lián)接器命令機(jī)械組件
停止將傳動軸機(jī)械聯(lián)系于功率合成裝置。 應(yīng)當(dāng)注意到，第一和第二實(shí)施例可彼此結(jié)合。 此外，為了驅(qū)動第一和第二旋翼，可提供下列特征中的一個或多個 至少一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動緊急解耦系統(tǒng)的所述機(jī)械組件使其轉(zhuǎn)動，由此使機(jī)械聯(lián)系
于所述機(jī)械組件的功率合成裝置開始運(yùn)動； 至少一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動功率合成裝置使其轉(zhuǎn)動，由此使所述第一和第二傳動軸開 始運(yùn)動；以及 至少一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動傳動軸使其轉(zhuǎn)動，由此形成使第一和第二功率合成裝置開 始運(yùn)動。 另外，對于驅(qū)動所述第一和第二傳動部件的至少一個第一發(fā)動機(jī)和至少一個第二 發(fā)動機(jī)來說，所述第一發(fā)動機(jī)通過直接驅(qū)動由設(shè)置在傳動軸第一端的緊急解耦系統(tǒng)的機(jī)械 組件或所述第一功率合成裝置或所述第一傳動軸構(gòu)成的第一機(jī)械構(gòu)件而使所述第一傳動 部件動作，所述第二發(fā)動機(jī)通過直接驅(qū)動由設(shè)置在傳動軸第二端的緊急解耦系統(tǒng)的機(jī)械組 件或所述第二功率合成裝置或所述第二傳動軸構(gòu)成的第二機(jī)械構(gòu)件而使所述第二傳動部 件動作。 此外，對于通過由緊急解耦系統(tǒng)的機(jī)械組件、功率合成裝置或傳動軸構(gòu)成的各機(jī) 械構(gòu)件驅(qū)動所述第一和第二傳動部件的至少一個發(fā)動機(jī)來說，設(shè)有自由輪的減速齒輪設(shè)置 在所述發(fā)動機(jī)和所述機(jī)械構(gòu)件之間。 因此，在第一變例中，例如可設(shè)想使驅(qū)動第一減速齒輪的第一發(fā)動機(jī)聯(lián)系于第一
功率合成裝置并使驅(qū)動第二減速齒輪的第二發(fā)動機(jī)聯(lián)系于第二功率合成裝置。 在第二變例中，第一發(fā)動機(jī)驅(qū)動配合于第一功率合成裝置的第一傳動軸的第一
端，而第二發(fā)動機(jī)驅(qū)動配合于第一功率合成裝置的第二傳動軸的第一端。 在第三變例中，對于依次包括第一端、中間區(qū)和第二端的每個傳動軸，第一發(fā)動機(jī)
驅(qū)動與第一軸的中間區(qū)配合的第一減速齒輪，而第二發(fā)動機(jī)驅(qū)動與第二軸的中間區(qū)配合的
第二減速齒輪。 應(yīng)當(dāng)清楚地理解，上面的組合是非限制性的，實(shí)際上尤其可將第二和第三變例結(jié) 合在一起。 對于驅(qū)動所述第一和第二傳動部件的至少一個第一發(fā)動機(jī)和至少一個第二發(fā)動 機(jī)來說，所述第一發(fā)動機(jī)通過第一減速齒輪驅(qū)動由設(shè)置在傳動軸第一端的緊急解耦系統(tǒng)的 機(jī)械組件或所述第一功率合成裝置或所述第一傳動軸構(gòu)成的第一機(jī)械構(gòu)件而使所述第一 傳動部件開始運(yùn)動，所述第二發(fā)動機(jī)通過第二減速齒輪驅(qū)動由設(shè)置在傳動軸第二端的緊急 解耦系統(tǒng)的機(jī)械組件或所述第二功率合成裝置或所述第二傳動軸構(gòu)成的第二機(jī)械構(gòu)件而 使所述第二傳動部件開始運(yùn)動。 根據(jù)一附加技術(shù)特征，每個主變速箱包括包圍其傳動部件及其功率合成裝置的殼 體以對其予以加固。 此外，由于現(xiàn)有技術(shù)的主變速箱傳動部件由發(fā)動機(jī)通過設(shè)有自由輪的減速齒輪來 驅(qū)動，因此較為有利地在主變速箱的殼體中設(shè)置減速齒輪，發(fā)動機(jī)則固接于所述殼體以優(yōu)化組件的硬度。


本發(fā)明及其優(yōu)勢更詳細(xì)地表現(xiàn)在下面對較佳實(shí)施例不具任何限制特征并參照附 圖的說明中，在附圖中 圖1是具有直排式雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的平面圖，用來闡述這個問題； 圖2是示出本發(fā)明的驅(qū)動裝置的工作原理的圖； 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的圖； 圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的圖； 圖5是驅(qū)動裝置的第一變例的圖； 圖6是驅(qū)動裝置的第二變例的圖；以及 圖7是驅(qū)動裝置的第三變例的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出雙生旋翼的旋翼飛機(jī)l，更準(zhǔn)確地說是具有直排式雙生旋翼的直升飛機(jī)。 為了對其提供升力和推進(jìn)力，具有直排式雙生旋翼的旋翼飛機(jī)1具有第一旋翼2和第二旋 翼3。第一旋翼2和第二旋翼3是逆向旋轉(zhuǎn)的并對槳片102和103來說具有相同的數(shù)目。 第一旋翼2的槳片102和第二旋翼3的槳片103需要"嚙合"以避免飛行時彼此碰撞。結(jié) 果，第一旋翼2和第二旋翼3需要同步以在同一轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。很容易理解，這些第一和第二 旋翼之間的速度差將導(dǎo)致第一和第二旋翼2、3的槳片102和103之間的直接接觸。
圖2因此示出用于驅(qū)動旋翼飛機(jī)1的第一和第二旋翼2、3的驅(qū)動裝置D的部件。 設(shè)有第一和第二發(fā)動機(jī)41 、42的動力裝置4驅(qū)動第一主變速箱7和第二主變速箱8，第一和 第二主變速箱7、8各自驅(qū)動第一旋翼2和第二旋翼3。 此外，第一傳動軸5和第二傳動軸6平行地設(shè)置在第一主變速箱7和第二主變速 箱8之間，以使第一和第二旋翼2、3同步旋轉(zhuǎn)，從而使槳片102和103表現(xiàn)出恒定的相位偏 移而不管其方位角為何。由于這種具體由第一和第二傳動軸5、6構(gòu)成的連接，第一和第二 變速箱7和8以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。同樣，第一和第二旋翼2和3均以同樣的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
第一和第二主變速箱7、8具有各自的第一和第二功率合成裝置73和83以對由第 一和第二傳動軸5、6形成的功率求和。作為示例，假設(shè)第一功率合成裝置73和第二功率合 成裝置83包括同時與第一傳動軸5和第二傳動軸6嚙合的各齒輪。 因此，第一傳動軸5的第一端5'和第二傳動軸6的第一端6'與第一功率合成裝 置73嚙合，相反，第一傳動軸5的第二端5"和第二傳動軸6的第二端6"與第二功率合成 裝置83嚙合。 并聯(lián)的第一和第二傳動軸5、6的出現(xiàn)使第一和第二旋翼2、3在傳動軸5、6中的一 個或另一個斷裂的情況下也能繼續(xù)同步旋轉(zhuǎn)。剩下的傳動軸可作用于其本身以使第一和第 二旋翼2、3同步。 與設(shè)想的相反，由于第一和第二傳動軸5、6尺寸可下降到它們是多余的程度，因 此兩傳動軸5、6的出現(xiàn)不會涉及增加重量。 然而，如果例如第一傳動軸5斷裂，則該斷裂形成的各個碎塊可能損壞裝置或堵塞裝置。 結(jié)果，參照圖3，并且在第一實(shí)施例中，驅(qū)動裝置D具有分別將第一和第二傳動軸 5、6保持在位的第一和第二保持裝置15、 16。 第一和第二保持裝置15、16中的每一個包括多個支承件17。由于這些支承件沿第 一和第二傳動軸5、6中的每一個縱向地分布，這些支承件保持在位以即使在失效的情形下 也引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)中的第一和第二傳動軸5、6，從而使所述軸包含在預(yù)定義的體積內(nèi)。
可以觀察到，圖3示出超臨界型的第一傳動軸5。 該超臨界的第一傳動軸5包括通過傳統(tǒng)裝置53連接在一起的兩個段51和52。 第一傳動軸5的每個段則設(shè)有兩個支承件17和一個減震器54。 相比而言，第二傳動軸6是亞臨界型的。這種亞臨界的第二傳動軸6包括由傳統(tǒng)
裝置64互連的三個段61、62和63。第二傳動軸6的每個段因此設(shè)有三個支承件17。 自然地，圖3以示例方式給出。相比采用不同類型的傳動軸，也可較佳地使用相同
類型的兩個軸，即兩個超臨界軸或兩個亞臨界軸。 參照圖4，在第二實(shí)施例中，采用至少一個緊急解耦系統(tǒng)20。 因此，各緊急解耦系統(tǒng)20被設(shè)置在兩傳動軸5或6和每個功率合成裝置73、78之 間。在傳動軸中的一個失效的情況下，每個緊急解耦系統(tǒng)20允許失效的傳動軸與功率合成 裝置73、83之一斷開。 每個緊急解耦系統(tǒng)20則包括機(jī)械組件199，該機(jī)械組件199設(shè)有用于檢測相關(guān)聯(lián) 傳動軸斷裂的斷裂檢測裝置201、形狀干涉聯(lián)接器202、控制裝置203和聯(lián)系軸204。
在傳動軸中的一個斷裂的情形下，傳動軸拍打并產(chǎn)生多余的振動。檢測裝置201 檢測這種振動并將信號發(fā)送給控制裝置203，該控制裝置203命令形狀干涉聯(lián)接器202將失 效的傳動軸與與關(guān)聯(lián)的功率合成裝置嚙合的聯(lián)系軸204分離。 例如，當(dāng)?shù)谝粋鲃虞S5的檢測裝置201'和201"檢測到多余振動時，與所述第一傳 動軸5關(guān)聯(lián)的控制裝置203'和203"命令之前連接于第一傳動軸5的第一和第二端5'和 5"的聯(lián)系軸204，和204"脫開。 失效的傳動軸5則不再由第一功率合成裝置73或第二功率合成裝置83驅(qū)動。因 此，不存在失效的軸與旋翼飛機(jī)1的正常操作形成干涉的風(fēng)險(xiǎn)。 作為選擇，可為接下來的飛行提供單傳動軸，該單傳動軸將第一和第二功率合成 裝置互連，使這種飛行發(fā)生在受約束的、勉強(qiáng)飛行狀態(tài)下。 如果證實(shí)傳動軸5實(shí)際上未斷裂，則可較佳地從地面命令形狀干涉聯(lián)接器202使 認(rèn)為已失效的傳動軸5與聯(lián)系軸204再次連接。 圖5示出本發(fā)明的驅(qū)動裝置D的第一變例。第一主變速箱7包括第一減速齒輪71 、 第一功率合成裝置73和第一傳動部件74，該第一減速齒輪71包括第一超越離合器或自由 輪72。 同樣，第二主變速箱8包括第二減速齒輪81、第二功率合成裝置83和第二傳動部 件84，該第二減速齒輪81包括第二自由輪82。 在該第一變例中，驅(qū)動裝置D設(shè)有第一發(fā)動機(jī)41 ，該第一發(fā)動機(jī)41以第一力矩Cl 與第一減速齒輪71嚙合發(fā)動機(jī)。第一減速齒輪71嚙合于第一功率合成裝置73，第一功率 合成裝置73則嚙合于第一傳動部件74。第一傳動部件74因此驅(qū)動第一旋翼2，所述旋翼
92具有用來支承和推進(jìn)旋翼飛機(jī)1的槳片102。 第一功率合成裝置73還嚙合于第一和第二傳動軸5和6。 并行地，驅(qū)動裝置D設(shè)有第二發(fā)動機(jī)42，該第二發(fā)動機(jī)42以第二力矩C2與第二減 速齒輪81嚙合發(fā)動機(jī)。第二減速齒輪81嚙合于第二功率合成裝置83，第二功率合成裝置 83則與第二傳動部件84嚙合。第二傳動部件84因此驅(qū)動第二旋翼3，所述旋翼3具有用 來向旋翼飛機(jī)1提供升力和推進(jìn)力的槳片103。 第二功率合成裝置83還與第一和第二傳動軸5、6嚙合，由此使第一和第二功率合 成裝置73和83機(jī)械互連，以使第一旋翼2的槳片102和第二旋翼3的槳片103繼續(xù)在方 位上嚙合以同步旋轉(zhuǎn)。 在該第一變例中，第一傳動軸5和第二傳動軸6是平行的，且每個傳動軸受到具有 第一值A(chǔ) C/2的力矩的作用，其中A C表示來自第一發(fā)動機(jī)41的第一力矩Cl和來自第二 發(fā)動機(jī)42的第二力矩C2之間的力矩差。這給出
I AC| = |C1_C2|. 應(yīng)當(dāng)理解，力矩差A(yù) C隨旋翼飛機(jī)的飛行姿態(tài)而變化。 第一發(fā)動機(jī)41和第二發(fā)動機(jī)42具有相近的功率水平，因此第一值A(chǔ) C/2非常小， 或甚至為零。在第一變例中，第一傳動軸5和第二傳動軸6因此在實(shí)踐中功能地聯(lián)接在一 起時是空載的，即，只要沒有傳動軸失效和沒有發(fā)動機(jī)失效。 第一和第二傳動軸5和6因此表現(xiàn)出最小重量，沒必要將這些傳動軸的尺寸設(shè)計(jì) 成過大。 此外，第一主變速箱7和第二主變速箱8各自設(shè)置在第一保護(hù)殼體75和第二保護(hù) 殼體85中。第一發(fā)動機(jī)41和第二發(fā)動機(jī)42各自連接于第一保護(hù)殼體75和第二保護(hù)殼體 85。 第一保護(hù)殼體75非常堅(jiān)固。將第一主變速箱7設(shè)置在第一保護(hù)殼體75中并將第 一發(fā)動機(jī)41固接于第一保護(hù)殼體75使組件得益于第一保護(hù)殼體75的硬度，由此獲得尤為 堅(jiān)固的組件。 同樣，第二保護(hù)殼體85非常堅(jiān)固。將第二主變速箱8設(shè)置在第二保護(hù)殼體85中 并將第二發(fā)動機(jī)42固接于第二保護(hù)殼體85使組件得益于第二保護(hù)殼體85的硬度，由此獲 得尤為堅(jiān)固的組件。 另外應(yīng)當(dāng)理解，較為有利地將驅(qū)動裝置D配備多個發(fā)動機(jī)。因此，如果一個發(fā)動機(jī) 遭到損壞200，可使其從驅(qū)動系統(tǒng)脫離，以使第二發(fā)動機(jī)42的阻塞不導(dǎo)致第一和第二旋翼 受到阻塞。 為此，第一 自由輪72和第二自由輪82各自設(shè)置在第一減速齒輪71和第二減速齒 輪81上。第一 自由輪72和第二自由輪82分別用來使第一發(fā)動機(jī)41或第二發(fā)動機(jī)42從 驅(qū)動系統(tǒng)的其余部分脫離。更準(zhǔn)確地說，不再能傳遞用于驅(qū)動第一旋翼2和第二旋翼3的 足夠驅(qū)動力矩的發(fā)動機(jī)被斷開。 這種情形可發(fā)生在發(fā)動機(jī)失效或?qū)嶋H上停轉(zhuǎn)的情況下。不過，假設(shè)第一發(fā)動機(jī)41 和第二發(fā)動機(jī)42無法精確地以同一速度轉(zhuǎn)動，則第一 自由輪72和第二自由輪82允許第一 旋翼2和第二旋翼3以相同速度轉(zhuǎn)動，即以具有較大轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。
例如，假設(shè)第一發(fā)動機(jī)41的轉(zhuǎn)動快于第二發(fā)動機(jī)42，則第一發(fā)動機(jī)41驅(qū)動第一和第二旋翼2、3，同時第二自由輪82使第二發(fā)動機(jī)與余下的裝置脫開。 在其中一個發(fā)動機(jī)受到損壞200的情況下，剩下的發(fā)動機(jī)本身就能通過第一和第 二傳動軸5和6驅(qū)動第一和第二旋翼2和3。 剩下的發(fā)動機(jī)因此通過第一和第二傳動軸5、6驅(qū)動與之相關(guān)聯(lián)的主變速箱以及 其它變速箱。 在這些情形下，第一和第二傳動軸中的每一個必須能夠承受等于剩余發(fā)動機(jī)在緊 急狀況下傳遞的力矩的一半的最大級別力矩。 此外，本發(fā)明的驅(qū)動裝置D包括第一傳動軸5和第二傳動軸6，在傳動軸6失效(例 如斷裂100)的情形下，另一傳動軸5確保第一旋翼2和第二旋翼3的旋轉(zhuǎn)同步。然而，通 過構(gòu)造，由于安裝的重量要輕且操作有效的要求，第一傳動軸5和第二傳動軸6具有一般較 高的轉(zhuǎn)速，并且它們得益于技術(shù)進(jìn)步。 然而從原理上說，高速旋轉(zhuǎn)的這些系統(tǒng)尤其敏感于失衡效應(yīng)、傳統(tǒng)的振動源。因 此，旋轉(zhuǎn)部件繞旋轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量分布會引起慣性效應(yīng)。這些慣性效應(yīng)會引起支承結(jié)構(gòu)中的振 動或引起聯(lián)接件使旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的構(gòu)件斷裂的周期力。 在這些情形下，慣性中心不再位于旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸本身不再位于主慣性軸上。
自然地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量圍繞旋轉(zhuǎn)軸規(guī)則地分布時，可消除所產(chǎn)生的慣性效應(yīng) 諸部件被認(rèn)為是平衡的。 否則，出現(xiàn)與疊加"靜態(tài)"失衡和"動態(tài)"失衡對應(yīng)的失衡。 結(jié)果，傳動軸的開裂或斷開將導(dǎo)致若干會造成其它運(yùn)動構(gòu)件受阻的結(jié)構(gòu)損傷。因 此要求避免這些損傷。 當(dāng)檢測裝置201檢測到其中一個傳動軸上的失衡時，它們向控制裝置203發(fā)信號， 命令形狀干涉聯(lián)接器202脫開表現(xiàn)出失衡的傳動軸。所述傳動軸因此要么不由第一功率合 成裝置73要么不由第二功率合成裝置83驅(qū)動。因此，不存在失效軸與旋翼飛機(jī)l的正常 操作干涉的風(fēng)險(xiǎn)。 剩下的傳動軸必須作用于其本身以通過傳遞低水平的力矩而使第一和第二旋翼 2、3同步。 通過首先使用驅(qū)動第一傳動部件的第一發(fā)動機(jī)，該第一傳動部件本身直接作用或 通過第一減速齒輪驅(qū)動第一機(jī)械構(gòu)件，該第一機(jī)械構(gòu)件包括設(shè)置在傳動軸第一端的緊急解 耦系統(tǒng)、或第一功率合成裝置或?qū)嶋H上第一傳動軸，其次使用驅(qū)動所述第二傳動部件的第 二發(fā)動機(jī)，該第二傳動部件本身直接作用或通過第二減速齒輪驅(qū)動第二機(jī)械構(gòu)件，該第二 機(jī)械構(gòu)件包括設(shè)置在傳動軸第二端的緊急解耦系統(tǒng)、或所述第二功率合成裝置或甚至是第 二傳動軸，可使所述第一和第二傳動軸需要承受的扭矩減至最小，即使在其中一個傳動軸 斷裂或其中一個發(fā)動機(jī)失效的情況下也是如此。 圖6示出驅(qū)動裝置D的第二變例。該第二變例類似于第一變例，但其示出第一和 第二發(fā)動機(jī)41和42的不同配置。在該第二變例中，第一發(fā)動機(jī)41和第二發(fā)動機(jī)42各自 與第一和第二傳動軸5和6的第二端配合，第一和第二傳動軸5和6嚙合于第二功率合成 裝置83。 在該第二變例中，第一殼體75設(shè)置成圍繞主變速箱7且第二殼體85設(shè)置成圍繞 主變速箱8。第二殼體85還包括第一和第二減速齒輪71、81。為加固構(gòu)成驅(qū)動裝置D的所有部件，第一和第二發(fā)動機(jī)41、42固接于第二殼體85以從第二殼體85的強(qiáng)度中得益。
圖7示出驅(qū)動裝置D的第三變例。該第三變例類似于第一變例，但表現(xiàn)出與發(fā)動 機(jī)41和42不同的配置。在該第三變例中，第一發(fā)動機(jī)41和第二發(fā)動機(jī)42通過它們的中 間區(qū)5"'和6"'各自驅(qū)動第一傳動軸5和第二傳動軸6。 第一發(fā)動機(jī)41與第一減速齒輪71嚙合，該第一減速齒輪71通過其中間區(qū)5"'驅(qū) 動第一傳動軸5。 并行地，第二發(fā)動機(jī)42與第二減速齒輪81嚙合，該第二減速齒輪81通過其中間 區(qū)6"'驅(qū)動第二傳動軸6。 第一和第二傳動軸一起驅(qū)動第一和第二功率合成裝置73和83 。所述第一和第二 功率合成裝置73、83各自驅(qū)動第一和第二傳動部件，所述傳動部件各自驅(qū)動第一和第二旋 翼2、3。 要注意，第一減速齒輪具有直齒輪，而第二減速齒輪具有錐齒輪。 不過，只要可能，可對第一和第二減速齒輪應(yīng)用同一類型的齒輪。 自然地，本發(fā)明關(guān)于其實(shí)現(xiàn)可以有多種變例。盡管上面描述了若干變例和實(shí)施例，
然而應(yīng)當(dāng)理解，不可能窮盡地列舉出所有可能的變例和實(shí)施例。自然可以預(yù)見到由等效裝
置記載的任何裝置的替換而不超出本發(fā)明的范圍。 在這個方面，顯然例如某些變化實(shí)施例可具有多于兩個的一定數(shù)量發(fā)動機(jī)，并出 現(xiàn)在特定位置而不管其數(shù)目如何。 此外，附圖示出逆向旋轉(zhuǎn)的第一和第二旋翼的旋翼飛機(jī)。 不過，這些旋翼可沿同一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。在這些情形下，第一和第二旋翼的旋轉(zhuǎn)軸 應(yīng)當(dāng)分別表現(xiàn)出相對于由旋翼飛機(jī)的滾動軸和偏航軸定義的垂直平面的第一和第二角，該 第一和第二角具有相反的值。
權(quán)利要求
一種用于驅(qū)動雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的第一和第二升力旋翼(2、3)的驅(qū)動裝置(D)，所述驅(qū)動裝置(D)設(shè)有第一和第二主變速箱(7、8)，所述第一和第二主變速箱(7、8)各自設(shè)有適于使所述第一和第二旋翼(2、3)開始轉(zhuǎn)動的第一和第二傳動部件(74、84)，所述驅(qū)動裝置(D)包括用于驅(qū)動所述第一和第二傳動部件(74、84)的至少一個發(fā)動機(jī)(41、42)，其中所述驅(qū)動裝置包括設(shè)有第一和第二傳動軸(5、6)以使所述第一和第二傳動部件(74、84)同步的聯(lián)系裝置，所述第一主變速箱(7)設(shè)有首先嚙合于所述第一傳動部件(74)并其次機(jī)械聯(lián)系于所述第一傳動軸(5)和所述第二傳動軸(6)的第一功率合成裝置(73)，且所述第二主變速箱(8)設(shè)有首先嚙合于所述第二傳動部件(84)并其次機(jī)械聯(lián)系于所述第一傳動軸(5)和所述第二傳動軸(6)的第二功率合成裝置(83)。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，所述傳動軸(5、6)中的至少一個包 括多個段。
3. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，包括用于將至少一個傳動軸(5、6) 保持在位的保持裝置(15、 16)。
4. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，包括至少一個緊急解耦系統(tǒng)(20)， 每個緊急解耦系統(tǒng)(20)設(shè)有設(shè)置在傳動軸(5、6)的一端(5'、5"、6'、6")和關(guān)聯(lián)的功率合 成裝置(73、83)之間的機(jī)械組件(199)，用于以聯(lián)接在一起的工作模式將所述傳動軸(5、6) 機(jī)械聯(lián)系于所述功率合成裝置(73、83)。
5. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，所述機(jī)械組件(199)設(shè)有形狀干涉 聯(lián)接器(202)和聯(lián)系軸(204)。
6. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，所述緊急解耦系統(tǒng)(20)包括控制 裝置(203)和用于檢測所述傳動軸(5、6)斷裂的檢測裝置(201)，在這種斷裂發(fā)生時，所述 控制裝置(203)命令所述機(jī)械組件(199)停止將所述傳動軸機(jī)械聯(lián)系于功率合成裝置。
7. 如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，所述檢測裝置(201)由振動傳感器 構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，所述裝置包括至少一個緊急解耦系 統(tǒng)(20)，所述緊急解耦系統(tǒng)(20)設(shè)有設(shè)置在傳動軸(5、6)的一端(5'、5"、6'、6")和關(guān)聯(lián) 的功率合成裝置(73、83)之間的機(jī)械組件(199)，至少一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動所述機(jī)械組件(199) 使其轉(zhuǎn)動，由此使與所述機(jī)械組件(199)機(jī)械聯(lián)系的功率合成裝置開始運(yùn)動。
9. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，至少一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動功率合成裝置 (73、83)使其旋轉(zhuǎn)，所述功率合成裝置(73、83)使所述第一和第二傳動軸(5、6)開始運(yùn)動。
10. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，至少一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動傳動軸(5、 6)，所述傳動軸(5、6)使所述第一和第二功率合成裝置開始運(yùn)動。
11. 如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，對于驅(qū)動所述第一和第二傳動部 件(74、84)的至少一個第一發(fā)動機(jī)和至少一個第二發(fā)動機(jī)來說，所述第一發(fā)動機(jī)通過直接 驅(qū)動第一機(jī)械構(gòu)件而使所述第一傳動部件(74)開始運(yùn)動，所述第一機(jī)械構(gòu)件包括設(shè)置在 傳動軸第一端的緊急解耦系統(tǒng)(20)的機(jī)械組件(199)、或所述第一功率合成裝置(73)或 所述第一傳動軸(5)，所述第二發(fā)動機(jī)通過直接驅(qū)動第二機(jī)械構(gòu)件而使所述第二傳動部件 (84)開始運(yùn)動，所述第二機(jī)械構(gòu)件包括設(shè)置在傳動軸第二端的緊急解耦系統(tǒng)(20)的機(jī)械 組件(199)、或所述第二功率合成裝置(83)或所述第二傳動軸(6)。
12. 如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，對于驅(qū)動所述第一和第二傳動部 件(74、84)的至少一個第一發(fā)動機(jī)和至少一個第二發(fā)動機(jī)來說，所述第一發(fā)動機(jī)通過第一 減速齒輪(71)驅(qū)動第一機(jī)械構(gòu)件而使所述第一傳動部件(74)開始運(yùn)動，所述第一機(jī)械構(gòu) 件包括設(shè)置在傳動軸第一端的緊急解耦系統(tǒng)(20)的機(jī)械組件(199)、或所述第一功率合成 裝置(73)或所述第一傳動軸(5)，所述第二發(fā)動機(jī)通過第二減速齒輪(72)驅(qū)動第二機(jī)械構(gòu) 件而使所述第二傳動部件(84)開始運(yùn)動，所述第二機(jī)械構(gòu)件包括設(shè)置在傳動軸第二端的 緊急解耦系統(tǒng)(20)的機(jī)械組件(199)、或所述第二功率合成裝置(83)或所述第二傳動軸 (6)。
13. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，對于通過由緊急解耦系統(tǒng)(20)的 機(jī)械組件(199)或功率合成裝置(73、83)或傳動軸(5、6)構(gòu)成的機(jī)械構(gòu)件驅(qū)動所述第一和 第二傳動部件(74、84)的至少一個發(fā)動機(jī)來說，在所述發(fā)動機(jī)和所述機(jī)械構(gòu)件之間設(shè)置設(shè) 有自由輪(72、82)的減速齒輪(71、81)。
14. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，每個主變速箱包括包圍所述主變 速箱的所述傳動部件和所述功率合成裝置的殼體。
15. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置(D)，其特征在于，對于通過設(shè)有自由輪的減速齒輪 而由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的主變速箱的所述傳動部件來說，所述減速齒輪設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述 電動機(jī)固接于所述殼體。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于驅(qū)動雙生旋翼的旋翼飛機(jī)的第一和第二升力旋翼(2，3)的驅(qū)動裝置(D)。該驅(qū)動裝置(D)包括設(shè)有第一和第二傳動軸(5、6)的聯(lián)系裝置，用來同步第一和第二主變速箱(7、8)的第一和第二傳動部件(74、84)，所述第一主變速箱(7)設(shè)有首先嚙合于所述第一傳動部件(74)并其次機(jī)械聯(lián)系于所述第一傳動軸(5)和所述第二傳動軸(6)的第一功率合成裝置(73)，且所述第二主變速箱(8)設(shè)有首先嚙合于所述第二傳動部件(84)并其次機(jī)械聯(lián)系于所述第一傳動軸(5)和所述第二傳動軸(6)的第二功率合成裝置(83)。
文檔編號B64C27/59GK101712378SQ20091020522
公開日2010年5月26日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者E·瑪格勒, L·托馬斯伊 申請人:尤洛考普特公司