CN101519123A - 设置有多个用于控制其桨叶迎角的升力部件的直升机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直升机，该直升机装配有主旋翼(1)，该主旋翼具有至少两个桨叶(10、20)，每个桨叶(10、20)设置有将其附连至旋翼(1)的毂(2)的附连装置(11、21)。旋翼还为每个桨叶(10、20)装配有一个升力部件(12、22)，每个升力部件(12、22)机械连接至单个桨叶(10、20)以改变所述升力部件(12、22)所连接至的所述单个桨叶(10、20)的桨距。

Description

设置有多个用于控制其桨叶迎角的升力部件的直升机

技术领域

本发明涉及装配有多个升力部件的直升机，这些升力部件用于控制直升机桨叶的空气动力迎角。因此，本发明处于用于直升机桨叶的桨距(倾角)控制的狭窄技术领域。

背景技术

直升机通常具有主升力和推进旋翼，该旋翼设置有多个桨叶。

主旋翼的桨叶划出非常扁平的锥体，该锥体被熟悉本领域的技术人员称为“旋翼锥”，其转动平面垂直于由主旋翼产生的总升力。主旋翼的该总升力然后可分解成垂直升力和驱动直升机平移的水平力。

因此，主旋翼为直升机提供升力和推进力。

此外，通过控制旋翼锥的形状和相对于直升机参考系的倾斜角，飞行员可精确地控制直升机。

为了作用在旋翼锥上，引起桨叶挥舞以修改其相对于旋翼驱动平面的迎角，所述驱动平面垂直于旋翼的主轴。

结果，直升机设置有用来改变每个桨叶的桨距因此用来改变每个桨叶相对于桨叶所通过的入射气流的空气动力迎角的专用装置。

通过引起桨叶的桨距改变，就可修改其所产生的升力，由此引起桨叶挥舞。

为了在大小和方向上控制旋翼的总升力，直升机飞行员因此通过引起桨叶围绕其纵向俯仰轴线转动来大体对每个桨叶的桨距的值起作用。

因此，当飞行员引起桨叶的桨距总变、即引起所有桨叶的相同桨距改变时，这会引起主旋翼的总升力大小改变从而控制直升机的高度和速度。

相反，总距改变对于所述总升力的方向没有影响。

为了修改旋翼产生的总升力的方向，合适的是，通过引起桨距周期地而非总变来引起旋翼锥倾斜。在这些情况下，桨叶的桨距随其方位方向而改变，在一个整周旋转中，该桨距从最大值转变至最小值，这两个值可在直径方向相反的两方位方向获得。

引起桨叶桨距周期地改变可引起桨叶升力的周期改变，因此改变旋翼锥的倾斜角。通过控制桨叶的周期距改变，飞行员控制飞行器的高度及其平移运动。

美国专利第2 534 353号披露了用于控制直升机桨叶桨距的第一装置。

根据该文献，直升机旋翼装配有两个桨叶，每个桨叶固定至附连至毂的套筒。

飞行员借助于作用在容纳于旋翼主轴内的杆上的杠杆来控制桨叶的总距。旋翼主轴内的杆将其运动传递至附连至毂的第一和第二杆。通过移动总距控制操作杆，飞行员引起所述杆平移运动，由此引起毂和因此桨叶围绕桨距改变轴线转动。

该毂还通过刚性地连接在一起的第一和第二连接轴固定至设置在桨叶平面中的第一和第二升力部件，升力部件的纵向轴线垂直于桨叶的纵向轴线。这些升力部件被熟悉本领域的技术人员称为“短桨”。

每个连接轴还通过剪式联动装置连接至称为倾斜盘的控制盘。更准确地说，倾斜盘包括旋转盘和非旋转盘，剪式联动装置固定至倾斜盘的旋转盘。

此外，非旋转盘具有飞行员可握持的操纵杆。

为了控制桨叶的周期距，飞行员移动操纵杆以使非旋转盘倾斜，因此使旋转盘倾斜。旋转盘的倾斜然后通过剪式联动装置传递至第一和第二连接轴，由此能修改升力部件的桨距。

由升力部件产生的升力因此改变，由此引起桨叶挥舞，因此引起毂倾转。

由于毂的倾转，两个桨叶修改了其自身桨距。

第一装置相对简单，但它需要设置倾斜盘，该倾斜盘在空气动力和重量方面都是不利的。

此外，它需要设置两个子组件，分别用于控制桨叶的总距改变和用于控制桨叶的周期距改变，由此导致重量较大，且增大故障的风险。

最后，升力部件会引起桨叶桨距的周期性改变。然而，严格来说这不会实际发生，因为两升力部件一起作用在毂上因此同时且以相同方式作用在两桨叶上。

此外，已经发现，飞行员需要用来传递以使升力部件倾斜的力在作用在非旋转盘的操纵杆上时可有时非常大。

为了弥补这个特定的缺点，从美国专利第2 818 123号中知道第二装置。

根据该文献，每个升力部件装配有调整片。设置在旋转盘上的剪式联动装置不产生升力部件的桨距改变，但会引起调整片相对于所述升力部件倾斜。

通过改变调整片的倾斜度，可修改包括升力部件和调整片在内的组件的升力，因此修改桨叶的桨距。

飞行员需要施加以改变桨叶桨距的力因此小于第一装置中的，因为调整片的升力表面积与升力部件的升力表面积相比较小。

然而，上述的缺点仍然存在。此外，这些第一和第二装置是先验的，不可应用于具有两个以上桨叶的直升机，因为在周期距改变过程中，毂只可围绕单个轴线转动。

德国专利文献DE 2 409 227披露了第三装置，该第三装置设置有两个升力部件，这两个升力部件固定至穿过旋翼头部的单个梁的端部。

飞行员的总距和周期距控制器通过固定至倾斜盘的非旋转盘的杆和混合器或实际的电控器连接至三个伺服控制器。

倾斜盘还通过桨距控制杆机械连接至每个桨叶。

当飞行员试图修改桨叶的总距时，在控制器上采取动作，引起三个伺服控制器提升或下降倾斜盘组件、即非旋转盘和旋转盘两者。

然后，桨距控制杆移过相同的距离，这意味着所有桨叶的桨距改变相同的角度。

相反，为了改变桨叶的周期距以使直升机转向至给定方向，飞行员例如引起诸伺服控制器中的仅仅一个移动。

倾斜盘并不垂直于旋翼主轴移动，而是相对于旋翼主轴倾转。每个桨距控制杆然后沿一方向移过其所特定的距离，这同样适用于相关联的桨叶桨距。

桨距控制器在一定程度上是独立的，不像第一和第二装置那样，因为每个桨叶由其自身的桨距控制杆来控制。

第三装置非常有效，这正解释了为何它广为应用。然而，需要施加以控制桨叶的力较大，尤其对于重型直升机更是如此，所以伺服控制器和倾斜盘的重量和尺寸较大，这是不利的。

此外，它们的存在趋于产生空气动力扰动。

发明内容

本发明的一目的因此是提出一种可克服上述局限性的直升机。

因此，本发明试图获得用于改变直升机主旋翼桨叶桨距的装置和方法，无论旋翼桨叶的数量如何，该装置同时在重量上较轻且对于桨叶的总距和周期距提供完全控制。

根据本发明，一种直升机装配有主旋翼，该主旋翼具有至少两个桨叶，每个桨叶设置有附连至旋翼的毂的附连装置。应该注意到，用于将桨叶附连至毂的附连装置例如可包括以通常方式固定的套筒，或可包括形成桨叶的一体部分的套筒。

该直升机的特点在于，它为每个桨叶设置有一个升力部件，每个升力部件机械连接至单个桨叶以改变升力部件所连接至的所述单个桨叶的桨距。

每个桨叶的桨距因此通过连接至桨叶的附件的升力部件来控制。与现有技术的第一和第二装置不同，每个桨叶因此确实由其自身升力部件来控制。

在功能上和机械上独立地管理每个升力部件，从而单独地改变单个桨叶的桨距。

此外，无论桨叶数量如何，***都可工作，因为升力部件不一定相对于桨叶呈90°角，且不一定与桨叶处于相同平面中。本发明可应用于具有至少两个桨叶但不一定只有两个桨叶的直升机，这构成一明显的优点。

与第三现有技术装置相比，移动较小尺寸的升力部件比移动较大的桨叶更为简单。此外，升力部件产生的空气动力作用使需要施加的力有限。

此外，本发明可包括以下附加特征中的一个或多个。

因为每个升力部件机械连接至一个桨叶，每个升力部件有利地受约束成与其所机械连接的桨叶一起转动，从而围绕第一纵向轴线枢转以改变桨叶的桨距。

通过引起升力部件挥舞，所述升力部件枢转，由此使桨叶围绕对应第一纵向轴线枢转。

升力部件因此直接控制桨叶的桨距，而不是例如通过旋翼的毂来控制。

为了改变总距，在所有升力部件上采取动作以使诸升力部件以相同方式挥舞，而为了改变周期距，单独采取动作。

因此，有利的是，每个升力部件通过独立于旋翼毂的机械连接结构机械连接至单个桨叶，该机械连接结构有利地将升力部件连接至桨叶附连至毂的区域，即连接至桨叶附连装置或桨叶自身的一段。

因此，机械连接结构不包括旋翼毂，与第一和第二现有技术装置不同，在第一和第二现有技术装置中，每个升力部件机械连接至毂并引起毂倾转。

更确切地说，因为每个升力部件通过机械连接结构机械连接至单个桨叶，该机械连接结构可选地包括弯条，该弯条具有固定至桨叶的附连区域的第一端，该附连区域更确切地说是用于将桨叶附连至毂的附连装置或桨叶自身的一段.

在升力部件的设置的第一和第二变型中，每个升力部件通过铰链受约束成与对应弯条的第二端一起围绕所述升力部件的挥舞轴线枢转，该铰链使升力部件能围绕第二纵向轴线枢转以改变升力部件的桨距。

在升力部件的设置的第三变型中，每个弯条的第二端通过中间连杆附连至对应升力部件，更确切地说附连至铰链，使所述升力部件能围绕第二纵向轴线枢转以改变升力部件的桨距。

在第一和第二变型中，升力部件的铰链则可附连至相关联弯条的第二端。类似地，在第三变型中，升力部件的铰链附连至中间连杆。

然而，无论本发明的哪一变型，有利地都支承每个升力部件。每个升力部件的铰链则设置有支承装置和具有三个自由度的附件，支承装置固定至对应升力部件，具有三个自由度的附件附连至包括旋翼的主轴和其毂的转动单元，还附连至将桨叶附连至旋翼毂的附连装置。

支承装置因此穿过弯条的第二端，从而使升力部件能围绕对应第二纵向轴线的枢转以改变其桨距，因此使弯条围绕其挥舞轴线枢转。

此外，应该注意到，具有三个自由度的附件、例如球状止动件的尺寸构造成可将升力部件的挥舞轴线和用于改变对应桨叶桨距的第一纵向轴线之间的距离减到最小，从而所述挥舞轴线和所述第一纵向轴线基本上重合。

在第一变型中、还有可能在第二变型中，具有三个自由度的附件因此附连至旋翼毂，而在第三变型中，它附连至旋翼主轴或附连至延伸所述主轴的构件。

独立于升力部件的布置，在上述的本发明实施的方法中，直升机的飞行员首先修改升力部件的桨距以修改由所述升力部件产生的升力。这一修改引起升力部件挥舞，它在适当的时候向上或向下运动，由此使其所连接至的桨叶围绕对应于桨叶的第一纵向轴线机械地转动。

应该理解，需要施加以引起小尺寸升力部件围绕对应第二纵向轴线转动的力比需要使桨叶围绕对应第一纵向轴线枢转以改变其桨距的力(例如通过应用第三现有技术装置所实施的技术)小得多。

因此，可简化桨叶桨距改变***。尽管由于升力部件及其机械连接结构带来了额外重量，但是本发明与第三已知装置相比仍然惊人地有利。

桨叶在它们不挥舞时包含在第一平面中，机械连接至所述桨叶的升力部件在它们不挥舞时包含在第二平面中。在升力部件的布置的第一变型中，第一平面和第二平面重合。第一和第二桨距改变轴线因此位于同一平面中。

相反，在升力部件的布置的第二和第三变型中，第一平面和第二平面相互平行，一个平面位于另一平面上方。

第一变型由于其简化性而是有利的。然而，第二变型和第三变型根据需要而优化。

第二变型包括使第一平面和第二平面稍稍偏置一与升力部件厚度相匹配的量级，使将升力部件连接至对应桨叶的附连区域的弯条倾斜以消除升力部件上的重力作用。

实际上，升力部件的重量趋于引起其向下挥舞。该挥舞引起桨叶以飞行员不想要的方式枢转。

但惊人的是，当第二平面位于第一平面稍稍下方时，已经发现，当旋翼旋转时施加在升力部件上的离心力会弄直升力部件，从而抵消其重量的不利影响。

第三变型包括借助于中间连杆使第一平面和第二平面偏置一近似等于升力部件翼弦的量级，由此可将本发明的应用延伸到具有任意数量桨叶的旋翼。

此外，该第三变型通过使升力部件移离被旋翼头部扰动的区域而使旋翼的空气动力特征得以优化。

此外，旋翼可以可选地包括用于限制每个升力部件的挥舞的止动装置。

该特征通过防止升力部件的挥舞过大并因此限制桨叶的俯仰，来确保***的安全度。

止动装置设置有顶板，该顶板至少部分地置于旋翼毂的顶部上方，所述顶部位于毂的远离直升机机身的那侧。

在止动装置的第一样式中，每个升力部件依次通过铰链和机械连接结构机械连接至桨叶，止动装置对于每个升力部件包括一个行程限制器。每个例如致动器之类的行程限制器则设置在顶板和对应铰链之间以限制对应升力部件的挥舞。

每个升力部件的挥舞则由相关联行程限制器的行程来限制。

在止动装置的第二样式中，止动装置设置有底板，该底板至少部分地置于旋翼毂的底部下方，所述底部位于毂的面向直升机机身的那侧。

随着机械连接结构将升力部件连接至桨叶，升力部件或其桨距铰链的挥舞则由底板或顶板来限制。在挥舞过大的情况下，升力部件或其桨距铰链根据具体情况与顶板或底板相接触然后停止其运动。

顶板和底板可以可选地在局部设置有阻尼装置，以避免在邻接时损坏升力部件或其桨距铰链。

无论哪一实施例，直升机对于每个升力部件都具有一个主杆，以使飞行员能调节每个升力部件的桨距。每个主杆则铰链至单个升力部件的偏置固定点，以控制主升力所铰链至的连接部件的桨距。

应该理解，固定点相对于用于改变升力部件桨距的第二纵向轴线偏置以控制所述升力部件的枢转。

在第一实施例中，主旋翼具有桨距控制倾斜盘，该倾斜盘包括旋转盘和非旋转盘，每个主杆铰接至倾斜盘，当然也铰接至升力部件的偏置固定点。

飞行员例如通过伺服控制器来控制倾斜盘，以引起升力部件的桨距改变，因此改变桨叶的桨距。

对于等同的桨叶，与第三已知装置所实施的伺服控制器相比，本发明的伺服控制器的尺寸和重量较小。

在第二实施例中，主旋翼具有桨距控制倾斜盘，该倾斜盘包括旋转盘和非旋转盘，所述主杆铰接至固定至旋翼毂的例如L形曲柄之类的曲柄的第一分支。曲柄的第二分支则通过副连杆连接至旋转盘，所述副连杆铰接至旋转盘。

应该注意到，主杆铰接至曲柄的较靠近直升机机身的分支，或铰接至曲柄的较远离机身的分支。

与第一实施例不同，旋转盘不直接连接至每个升力部件的主杆。

通过具体实施第二实施例，已经发现，当升力部件向上挥舞时，假如升力部件的固定点设置成靠近升力部件的前缘，则其桨距趋于减小。

相反，假如升力部件的固定点设置成靠近升力部件的后缘、即在后缘和用于改变升力部件桨距的第二纵向轴线之间，则其桨距增大。

升力部件的俯仰和挥舞之间的这种联系对于升力部件的响应具有稳定效应，但因为其限制对飞行指令的响应而降低***的效率。

在第一实施例的一变型中，主杆在升力部件上的固定点可朝向其后部偏置，即靠近其后缘，从而获得趋于随着增大俯仰而增大挥舞的俯仰/挥舞联系。这种联系趋于增大装置的效率，但有假如联系过大就变得不稳定的风险。

出人意料的是，通过具体实施第二实施例，升力部件的俯仰在挥舞时保持恒定。换而言之，该第二实施例可用来消除升力部件的俯仰/挥舞联系。

因此，当使用第一实施例或第二实施例时，可将任意俯仰/挥舞联系值引入该装置，结果获得最佳效率而不会失稳。

在第三实施例中，直升机对于每个主杆包括一个致动器，例如压电型致动器。每个主杆则由附连至旋翼的毂或主轴的致动器来控制。

致动器可由设置在旋翼的转动主轴上的集电环来电力驱动。电流从安装在直升机机身中的发电机经由电缆传输，集电环用来将电流从机身的静止参考系传递至旋翼的旋转参考系。

然而，有利地可使用旋翼的转动主轴来制造发电机。

在通常的方式中，发电机的定子位于转动主轴内侧，该定子更加刚性地固定至主变速箱的端部。发电机的转动构件则刚性连接至旋翼主轴。

因此，旋翼主轴的转动使发电机能产生所需的电流，以使升力部件的致动器能正常工作。

飞行员的飞行控制器将电信号发送至致动器，该致动器则推动或拉动主杆，从而改变相关联升力部件的桨距。这些控制器可通过使用在射频、红外或微波频率范围的电磁波的无线发送装置来发送。

第三实施例因此无需具体实施倾斜盘。

本发明还提供由要求保护的直升机具体实施的方法。

根据本发明，一种改变具有至少两个桨叶的直升机旋翼的桨叶的桨距的方法特点在于，所述桨叶具有单独连接至其的升力部件，调节由所述升力部件产生的升力，从而升力部件挥舞，引起其所连接的桨叶围绕第一纵向轴线转动以改变所述桨叶的桨距。

应该注意到，在使用两个升力部件的第一和第二现有技术装置中，两个升力部件一起作用在旋翼的毂上，由此因此一起驱动两个桨叶。相反，在本发明的方法中，修改一个升力部件的升力并使其直接作用在单个桨叶上。

因此，通过修改所述升力部件的桨距并因此通过引起升力部件围绕第二纵向轴线转动以改变升力部件的桨距，来调节升力部件的升力。

附图说明

从下面参照附图以说明方式给出的实施例描述中，将更详细地呈现本发明及其优点，在附图中：

图1是具有由毂支承的升力部件的本发明的第一实施例的立体图；

图2是本发明的第二实施例的第一形式的侧视图；

图3是本发明的第二实施例的第二形式的侧视图；

图4是第三实施例的示意侧视图；

图5是止动装置的第一样式的侧视图；

图6是止动装置的第二样式的侧视图；

图7是升力部件的布置的第一变型的侧视图；

图8是升力部件的布置的第二变型的侧视图；

图9是升力部件的布置的第三变型的侧视图；以及

图10是不具有由毂支承的升力部件的本发明的第一实施例的立体图。

在一幅以上附图中出现的部件将给予其中每一个相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出直升机旋翼1。旋翼1装配有第一桨叶10和第二桨叶20，第一桨叶10和第二桨叶20分别设置有用于将其附连至旋翼1的毂2的第一附连装置11和第二附连装置21。附连装置11、21通过通常的装置(未示出)经由分层球状止动件附连至毂2，这些止动件例如特别是用来使每个桨叶10、20能围绕相应的第一纵向轴线13、23枢转。

在图中，桨叶10、20由销18固定至其附连装置11、21。然而，附连装置可形成桨叶的一体部分而不超出本发明的范围。

此外，旋翼1对于每个桨叶包括一个升力部件12、22，每个升力部件相对于所述相关桨叶的前进方向S位于相关桨叶的上游。因此，第一升力部件12和第二升力部件22分别通过第一机械连接结构14和第二机械连接结构24机械连接至第一桨叶10和第二桨叶20。更准确地说，第一升力部件12和第二升力部件22分别在第一桨叶10和第二桨叶20的附连区域200中连接至附连装置11、21。

每个机械连接结构14、24设置有弯条15、25，弯条以其第一端EX1、EX1′固定至桨叶10、20，并以其第二端EX2、EX2′固定至与所述桨叶10、20相关联的升力部件12、22的铰链16、26。由于该桨距铰链16、26，升力部件适于实施围绕对应第二纵向轴线17、27的转动以改变桨距。

因此，第一弯条15的第一端EX1则例如通过螺钉(未示出)固定至第一附连装置11，而所述弯条15的第二端EX2固定至升力部件12以围绕所述升力部件12的挥舞轴线302枢转，连接至第一升力部件12的第一铰链16。第一铰链16则允许第一升力部件12围绕对应第二纵向轴线17枢转以改变桨距。

类似地，第二弯条25的第一端EX1′固定至第二附连装置21，而所述弯条25的第二端EX2′固定至升力部件22以围绕所述升力部件22的挥舞轴线枢转，连接至第二升力部件22的第二铰链26。第二铰链26因此允许第二升力部件22围绕对应第二纵向轴线27枢转以改变桨距。

第一铰链16和第二铰链26因此可固定至第一弯条15和第二弯条25的第二端EX2、EX2′，如图10所示。

然而，参见图1，有利的是支承每个升力部件12、22。

第一升力部件12的第一铰链16则设置有支承装置300和具有三个自由度、例如球状止动件之类的附件301。支承装置300经由形成在所述第二端EX2中的孔303穿过第一弯条15，然后到达固定至毂2的具有三个自由度的附件301。

具有三个自由度的附件301的尺寸可构造成将第一升力部件12的挥舞轴线302和用于改变对应第一桨叶10的桨距的第一纵向轴线13之间的距离减到最小，从而所述挥舞轴线302和所述第一纵向轴线13基本上重合。

可以理解，所有升力部件有利地设置有这种铰链。

因此，升力部件机械连接至单个桨叶。

直升机飞行员则调节升力部件12、22产生的升力以引起其挥舞。

每个升力部件受约束以围绕第一纵向轴线13、23枢转，用于改变其所连接的桨叶10、20的桨距。

因此，当第一升力部件12挥舞时，它围绕第一桨叶10的第一纵向轴线13转动。因为该升力部件12机械连接至第一桨叶10的附连装置11，所以该第一桨叶则围绕第一纵向轴线13枢转。这可修改第一桨叶10的桨距。

类似地，当第二升力部件22挥舞时，它开始围绕第二桨叶20的第一纵向轴线23转动，因此使得所述第二桨叶20修改其桨距。

此外，为了调节每个升力部件12、22的升力，飞行员借助于通常的控制器(在图中未示出)来控制这些升力部件的桨距，以引起升力部件12、22围绕对应第二纵向轴线17、27转动以改变桨距。

因此，旋翼1对于每个升力部件包括主杆40以用来控制所述升力部件的桨距。

每个主杆40则铰接至与升力部件偏置的固定点41，更确切地说是与用于铰链16的支承装置300偏置的点。固定点41被称为“偏置”的，因为它不位于第二纵向轴线17上。

在第一实施例中，旋翼1装备有倾斜盘50。倾斜盘50具有非旋转盘52，该非旋转盘52通过剪式联动装置53连接至直升机的非旋转区域。尽管非旋转盘52不由直升机发动机装置驱动转动，然而可通过使用球接头经由伺服控制器来相对于旋翼1的主轴5倾斜，这些伺服控制器未示出且由飞行员启动。

此外，倾斜盘50装配有受约束以与主轴5一起转动的旋转盘51。应该注意到，旋转盘50是熟悉本领域的技术人员所知道的常用类型。

在这种情况下，第一实施例中的主杆40首先铰接至相关联升力部件的固定点41，其次铰接至驱动其转动的旋转盘51。

应该注意到，第一实施例中的固定点偏置一偏距42，该偏距42基本上正交于主轴5所延伸的方向Z。

在图2所示的第二实施例中，该第二实施例构成对于第一实施例的改进，旋翼1对于每个升力部件还包括L形曲柄60。

每个曲柄60具有相互垂直的第一分支61和第二分支62，且由位于第一臂61和第二臂62之间连接点处的杆63来附连至旋翼1的毂2。每个曲柄60则可自由地围绕其杆63枢转。

每个主杆40铰接至相关联升力部件的固定点41且铰接至曲柄60的第一分支61。主杆40因此在直升机的参考系中是基本上水平的，且平行于第二分支62。

与第一实施例不同，固定点41偏置一偏距2，该偏距42基本上平行于主轴5所延伸的方向Z。偏距42则基本上包含在垂直平面中，该垂直平面包含用于改变相关部件10的桨距的第二纵向轴线17。

此外，旋翼1包括副连杆64，该副连杆64首先铰接至第二分支62，其次铰接至旋转盘51。副连杆则在直升机的参考系中是基本上垂直的，平行于第一分支61。

当飞行员操作控制器时，旋转盘51倾转且将其运动施加至副连杆64。该副连杆64在曲柄60的第二分支62上施力，该第二分支62围绕其杆63转动。主杆40则根据具体情况被推动或拉动，由此使升力部件的桨距能被修改。

在第二实施例的第一形式中，如图2所示，主杆40所铰接的第一分支61代表曲柄60的较靠近直升机机身的分支。

主杆40则附连至曲柄的朝向升力部件延伸的外表面F2，而副连杆64附连至的曲柄60的面向毂2的内表面F1。

因此，主连杆40和副连杆64不会有彼此碰撞的风险。

在第二实施例的第二形式中，如图3所示，主杆40所铰接的第一分支61构成曲柄60的较远离直升机机身的分支。

因此，主连杆40和副连杆64不会有交叉的风险。

图4示出本发明的第三实施例。每个主杆40固定至可能为压电型的致动器70，其适于拉动或推动主杆。例如，每个致动器70通过为此设置的凸缘附连至旋翼的主轴5。

此外，直升机包括已知类型的集电环71，该集电环71包括定子部件72和承载电刷或等效结构以传递电流的转子部件73。

集电环71的转子部件73则通过电缆75连接至致动器70，而定子部件72通过电缆74连接至直升机的电源，尤其可选地连接至飞行控制器。

飞行员因此可引起致动器缩短或伸长以改变相关联升力部件的桨距。

应该指出，使用升力部件来改变桨叶的桨距用来与现有技术已知的装置相比限制控制力。

因此可使用压电致动器来控制直升机的总距和周期距。这一发现是惊人的，因为这些致动器通常由于其输出小运动量而不适合这种用途。

参见图5和6，可以看到，无论哪一实施例，直升机有利地都装配有止动装置30来限制升力部件的挥舞。

这些止动装置30包括顶板31，该顶板31完全地或部分地置于旋翼1的毂2上方。顶板31因此面向毂2的最远离直升机机身的顶部3。

在图5示意地示出的止动装置30的第一样式中，止动装置30还为每个升力部件设置有相应的行程限制器32、例如致动器。

每个行程限制器32则附连至顶板31，且附连至相关联升力部件12的对应弯条15、25的第二端EX2、EX2′。

行程限制器的预定行程因此有利地限制升力部件12的挥舞。

在图6所示的第二样式中，止动装置30没有行程限制器，但有底板33，该底板33置于毂2的底部4、即最靠近直升机机身的部分下方。

顶板31和底板33从毂2上突出。因此，当桨叶的挥舞超过一定阈值时，升力部件的对应弯条15、25的第二端EX2、EX2′与顶板31或底板33相接触，由此停止其运动。

阻尼部件、例如弹性体止动件可设置在顶板31和底板33上，从而铰链不会被接触造成的冲击所损坏。

此外，参见图7和8，桨叶10、20在不挥舞时都被包含在第一平面P1中。第一平面P1因此包含用于改变桨叶10、20的桨距的第一纵向轴线13、23。

类似地，升力部件都被包含在单个平面P2中。因此，第二平面P2包含用于改变升力部件12、22的桨距的第二纵向轴线17、27。

在图7所示的第一变型中，第一平面P1和第二平面P2重合。

然而，在图8示意示出的第二变型中，第一平面P1和第二平面P2彼此偏置，第一平面P1位于第二平面P2的稍稍上方。

第一平面P1和第二平面P2之间存在的偏距E1是与升力部件的厚度相同量级的。

最后，在图9所示的第三变型中，第一平面P1和第二平面P2之间的偏距E2较大，是与升力部件的翼弦相同量级的。

因此，中间连杆100设置在每个弯条的第二端EX2和相关联升力部件12的铰链16之间。

应该理解，例如，图8和9所示的升力部件较佳地通过还附连至例如旋翼的主轴，来由所述升力部件12的铰链16支承。

当然，本发明可有涉及其实施方式的多种变型。尽管描述了若干实施例，但是应该容易理解，穷举地给出所有可能实施例是不可设想的。当然可设想用等效方式来替换所述装置中的任一种，而不超出本发明的范围。

例如，附图示出了具有两个桨叶和因此具有两个升力部件的旋翼。然而，本发明也可毫无困难地适用于具有更多数量桨叶的直升机。

此外，图1和2示出了：将升力部件机械连接至对应桨叶的弯条通过其第一端附连至所述桨叶的附连装置。

然而，所述弯条的第一端可不固定至附连装置，而可固定至桨叶自身，例如桨叶的根段，这尤其是因为附连装置可能包含在桨叶中。

更一般来说，弯条附连至桨叶附连至旋翼处的附连区域200，如图1所示。

Claims (22)

1.一种直升机，所述直升机装配有主旋翼(1)，所述主旋翼具有至少两个桨叶(10、20)，每个桨叶(10、20)设置有附连至所述旋翼(1)的毂(2)的附连装置(11、21)，其中，所述直升机为每个桨叶(10、20)设置有一个升力部件(12、22)，每个升力部件(12、22)机械连接至单个桨叶(10、20)以改变所述单个桨叶(10、20)的桨距。

2.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，每个升力部件(12、22)受约束以与其所机械连接至的所述桨叶(10、20)一起围绕第一纵向轴线(13、23)转动以改变所述桨叶(10、20)的桨距。

3.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，每个升力部件(12、22)通过独立于所述旋翼(1)的所述毂(2)的机械连接结构(14、24)机械连接至单个桨叶(10、20)。

4.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，每个升力部件(12、22)通过机械连接结构(14、24)机械连接至单个桨叶(10、20)，所述机械连接结构(14、24)包括弯条(15、25)，所述弯条具有固定至所述桨叶(10)的附连区域(200)的第一端(EX1)，所述升力部件(12、22)通过铰链(16，26)受约束以与所述弯条(15、25)的第二端(EX2)一起围绕所述升力部件的挥舞轴线转动，所述铰链(16、26)使所述升力部件(12、22)能围绕第二纵向轴线(17、27)转动以改变所述升力部件(12、22)的桨距。

5.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，每个升力部件(12、22)通过机械连接结构(14、24)机械连接至单个桨叶(10、20)，所述机械连接结构(14、24)包括弯条(15、25)，所述弯条具有固定至所述桨叶(10)的附连区域(200)的第一端(EX1)，每个弯条(15、25)的第二端(EX2、EX2′)由中间连杆(100)附连至对应升力部件(12、22)，更确切地说附连至铰链(16)，所述铰链(16)使所述升力部件能围绕第二纵向轴线枢转以改变所述升力部件的桨距。

6.如权利要求4所述的直升机，其特征在于，每个升力部件(12、22)的所述铰链(16、26)则设置有支承装置(300)和具有三个自由度的附件(301)，所述支承装置(300)固定至对应升力部件，所述具有三个自由度的附件(301)附连至包括所述旋翼的主轴和所述毂的转动单元，还附连至将所述桨叶(10、20)附连至所述旋翼的所述毂的所述附连装置(11、21)。

7.如权利要求4所述的直升机，其特征在于，所述附连区域(200)包括所述桨叶(10)的所述附连装置(11、21)和所述桨叶的一段，所述第一端(EX1)固定至所述附连装置(11、21)。

8.如权利要求4所述的直升机，其特征在于，所述附连区域(200)包括所述桨叶(10)的所述附连装置(11、21)和所述桨叶的一段，所述第一端(EX1)固定至所述桨叶段。

9.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，所述桨叶(10、20)在它们不挥舞时包含在第一平面(P1)中，机械连接至所述桨叶(10、20)的所述升力部件(12、22)在它们不挥舞时包含在第二平面(P2)中，所述第一平面和第二平面(P1、P2)重合。

10.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，所述桨叶(10、20)在它们不挥舞时包含在第一平面(P1)中，机械连接至所述桨叶(10、20)的所述升力部件(12、22)在它们不挥舞时包含在第二平面(P2)中，所述第一平面和第二平面(P1、P2)相互平行。

11.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，所述旋翼(1)包括用于限制每个升力部件(12)的挥舞的止动装置(30)。

12.如权利要求11所述的直升机，其特征在于，所述止动装置(30)设置有顶板(31)，所述顶板至少部分地置于所述旋翼(1)的所述毂(2)的顶部(3)上方，所述顶部(3)位于所述毂(2)的远离所述直升机机身的那侧。

13.如权利要求12所述的直升机，其特征在于，每个升力部件(12、22)依次通过铰链(16)和机械连接结构(14、24)机械连接至桨叶(10、20)，所述止动装置对于每个升力部件(12、22)包括一个行程限制器(32)，每个行程限制器(32)设置在所述顶板(31)和每个铰链(16)之间以限制每个升力部件(12、22)的挥舞。

14.如权利要求12所述的直升机，其特征在于，所述止动装置(30)设置有底板(33)，所述底板至少部分地覆盖所述旋翼(1)的所述毂(2)的底部(4)，所述底部(4)位于所述毂(2)的面向所述直升机机身的那侧。

15.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，所述直升机对于每个升力部件(12、22)包括一个主杆(40)，每个主杆(40)铰接至单个升力部件(12、22)的偏置固定点(41)，以控制所述主杆(40)所铰接至的所述单个升力部件(12、22)的桨距。

16.如权利要求15所述的直升机，其特征在于，所述主旋翼(2)包括桨距控制倾斜盘(50)，所述倾斜盘(50)装配有旋转盘(51)和非旋转盘(52)，每个主杆(40)铰接至所述旋转盘(51)。

17.如权利要求15所述的直升机，其特征在于，所述主旋翼(2)包括桨距控制倾斜盘(50)，所述倾斜盘(50)装配有旋转盘(51)和非旋转盘(52)，所述主杆(40)铰接至固定至所述旋翼(1)的所述毂(2)的曲柄(60)的第一分支(61)，所述曲柄(60)的第二分支(621)由副连杆(64)连接至所述旋转盘(51)。

18.如权利要求17所述的直升机，其特征在于，所述直升机对于每个主杆(40)包括一个致动器(70)，每个主杆(40)由致动器(70)控制，所述致动器(70)通过设置在所述旋翼(2)的转动主轴(5)上的集电环(71)来电力驱动。

19.如权利要求18所述的直升机，其特征在于，所述直升机对于每个主杆(40)包括一个致动器(70)，每个主杆(40)由致动器(70)控制，所述致动器(70)通过发电机来电力驱动，所述发电机包括设置在所述旋翼(2)的所述转动主轴(5)内的定子和刚性连接至所述主轴(5)的所述发电机的转子。

20.如权利要求18所述的直升机，其特征在于，所述致动器(70)由无线发送装置控制。

21.如权利要求1所述的直升机，其特征在于，以功能上和机械上独立的方式来管理每个升力部件(12、22)，从而单独地改变单个桨叶的桨距。

22.一种改变直升机旋翼的桨叶(10、20)的桨距的方法，所述旋翼具有至少两个桨叶，其中，所述桨叶(10、20)具有单独连接至其的升力部件(12、22)，调节由所述升力部件(12、22)产生的升力，从而所述升力部件(12、22)挥舞，引起其所连接的所述桨叶(10、20)围绕第一纵向轴线(13、23)转动以改变所述桨叶(10、20)的桨距，通过修改所述升力部件(12、22)的桨距并因此通过引起所述升力部件(12、22)围绕第二纵向轴线(17、27)转动以改变所述升力部件(12、22)的桨距，来调节所述升力部件(12、22)的升力。

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