飛行器及具有用于將主齒輪箱和發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起的連接裝置的飛行器動(dòng)力設(shè)備的制造方法
【專利說明】飛行器及具有用于將主齒輪箱和發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起的連接裝置的飛行器動(dòng)力設(shè)備
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求2014年2月19號(hào)提交的FR 1400444的權(quán)益，F(xiàn)R 1400444的公開內(nèi)容以引用的方式完全納入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種飛行器動(dòng)力設(shè)備，并且涉及一種具有動(dòng)力設(shè)備的飛行器。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有用于將主齒輪箱(MGB)和發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起的連接裝置的動(dòng)力設(shè)備。
[0003]具體地，本發(fā)明屬于具有活塞發(fā)動(dòng)機(jī)且更具體地是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的旋翼飛行器動(dòng)力設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0004]旋翼飛行器通常配設(shè)至少一個(gè)藉由動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的旋翼。該動(dòng)力設(shè)備設(shè)有至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)以及主齒輪箱，所述主齒輪箱置于發(fā)動(dòng)機(jī)與旋翼之間。
[0005]發(fā)動(dòng)機(jī)可以是通過傳動(dòng)系連接到主齒輪箱的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0006]這種傳動(dòng)系包括在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與主齒輪箱的輸入軸之間延伸的傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸可以包含一個(gè)或更多個(gè)區(qū)段。
[0007]當(dāng)動(dòng)力設(shè)備正運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和/或主齒輪箱可能會(huì)經(jīng)受較小的運(yùn)動(dòng)。
[0008]主齒輪箱可以通過傳統(tǒng)的懸掛系統(tǒng)懸掛到飛行器的結(jié)構(gòu)上。懸掛系統(tǒng)可以例如包含懸掛桿及懸掛裝置?？梢詤⒖嘉墨I(xiàn)，以便獲得有關(guān)此主題的介紹。
[0009]同樣，發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過支腿并且在適當(dāng)?shù)那闆r下通過能量吸收裝置和/或諸如稱為〃阻尼器〃的裝置的運(yùn)動(dòng)裝置附接到飛行器的結(jié)構(gòu)上。
[0010]因此，主齒輪箱和/或發(fā)動(dòng)機(jī)可以在運(yùn)行中經(jīng)受相對(duì)運(yùn)動(dòng)，例如振動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)可能由主齒輪箱和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，或?qū)嶋H由支撐它們的結(jié)構(gòu)的變形而引起。
[0011]因此，傳動(dòng)系的構(gòu)件可能運(yùn)動(dòng)得彼此錯(cuò)位，并且因此會(huì)導(dǎo)致它們受損。
[0012]為了限制這種錯(cuò)位，動(dòng)力設(shè)備可以包括圍繞傳動(dòng)系的軸管(在法語中稱為“trompette”)。該管然后剛性地固定到主齒輪箱且固定到發(fā)動(dòng)機(jī)上。該管的功能是趨向于保持主齒輪箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的間距恒定，并且確保傳動(dòng)系的各種構(gòu)件的充分對(duì)齊。例如，軸管可以用于使傳動(dòng)軸與主齒輪箱的輸入軸以及與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸對(duì)齊。
[0013]然而，錯(cuò)位的風(fēng)險(xiǎn)依然存在。
[0014]為了適應(yīng)傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與主齒輪箱的輸入軸之間的可能錯(cuò)位，傳動(dòng)系可以包括至少一個(gè)彈性耦接裝置。彈性耦接裝置例如可以是稱為〃彎曲器(flector)"的類型。其它耦接裝置可以想像到，如在文獻(xiàn)US 7959512中所描述的那類裝置。
[0015]每個(gè)彈性耦接裝置用于將由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞到主齒輪箱。此外，每個(gè)彈性耦接裝置在軸向或角度錯(cuò)位的情況下變形，以使這種錯(cuò)位成為可能，并且限制錯(cuò)位對(duì)傳動(dòng)軸的影響。在這種情況下，彈性耦接裝置會(huì)經(jīng)受大強(qiáng)度的力，并且會(huì)逐漸惡化。因此要定期監(jiān)測這種耦接裝置。
[0016]此外，傳動(dòng)軸也可以設(shè)計(jì)為以呈現(xiàn)足夠的柔韌性，以容忍預(yù)定量的錯(cuò)位。
[0017]在這種情況下，動(dòng)力設(shè)備可以包括用于限制錯(cuò)位存在的軸管，并且可以包括柔性耦接裝置，以確保所發(fā)生的任何錯(cuò)位對(duì)動(dòng)力設(shè)備的影響有限。
[0018]這樣的系統(tǒng)有利但難以設(shè)計(jì)。它可能需要測試，以評(píng)估傳動(dòng)系將要經(jīng)受的錯(cuò)位。具體地，在未做復(fù)雜測試的情況下，難以估計(jì)飛行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)。
[0019]由于生態(tài)和經(jīng)濟(jì)原因，例如，它也可以設(shè)想為使用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)而非例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0020]然而，由于往復(fù)構(gòu)件的存在，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)、當(dāng)加速時(shí)、甚至以穩(wěn)定速度運(yùn)行時(shí)或承受扭矩時(shí)，活塞發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)受不同的運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)則易于使傳動(dòng)軸的物理整體性退化。相比于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的近似線性運(yùn)動(dòng)，未做測試的情況下，這些運(yùn)動(dòng)似乎難以估計(jì)。
[0021]文件JP 2000 065265不形成本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的一部分，因?yàn)樯婕耙环N用于限制風(fēng)箱中的剪力與扭轉(zhuǎn)力的裝置。
[0022]文件FR2232481、FR1388363、US3383933、US3034583 和 US2718756 也不同于本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]因此，本發(fā)明的目的是提出一種試圖限制傳動(dòng)軸的可能退化的動(dòng)力設(shè)備，尤其是在使用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的背景下。
[0024]本發(fā)明涉及一種包括燃燒燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)和主齒輪箱的動(dòng)力設(shè)備。該動(dòng)力設(shè)備包括沿著縱向方向延伸的傳動(dòng)系，以將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到主齒輪箱，該傳動(dòng)系藉由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)主齒輪箱轉(zhuǎn)動(dòng)。該傳動(dòng)系包括至少一個(gè)傳動(dòng)軸和彈性耦接裝置。
[0025]該動(dòng)力設(shè)備則包括兩個(gè)分別沿著第一方向和第二方向延伸的連接桿，第一方向和第二方向不平行且與共同的樞轉(zhuǎn)軸線相交。每個(gè)連接桿通過球窩接頭鉸接到主齒輪箱且鉸接到發(fā)動(dòng)機(jī)，以消除主齒輪箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的、沿著縱向方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且允許齒輪箱和發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于共同的樞轉(zhuǎn)軸線的有限樞轉(zhuǎn)。
[0026]該共同的樞轉(zhuǎn)軸線可以沿垂直于縱向方向或垂直于與所述縱向方向平行的方向的直立方向延伸。
[0027]在這種情況下，賦予適當(dāng)構(gòu)造的連接桿當(dāng)然地限制發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于主齒輪箱的可能運(yùn)動(dòng)。
[0028]由于連接桿經(jīng)由球窩接頭鉸接到發(fā)動(dòng)機(jī)且鉸接到主齒輪箱，因此連接桿趨向于將發(fā)動(dòng)機(jī)及主齒輪箱的相對(duì)運(yùn)動(dòng)限制到相對(duì)于它們?cè)谄渖蠀R聚的軸線的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)然后趨向于限制成圍繞與兩個(gè)連接桿相交的共同的樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)。
[0029]兩個(gè)連接桿可以是剛性鏈接，每個(gè)連接桿都能夠沿著其各自的軸線傳遞壓縮力及拉力。這些連接桿因此將動(dòng)力學(xué)約束賦予發(fā)動(dòng)機(jī)及主齒輪箱的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0030]因此，本發(fā)明使用用于將傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)減少至可預(yù)測的運(yùn)動(dòng)的連接桿。
[0031]因此，制造商能夠評(píng)估主齒輪箱及發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且因此能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)傳動(dòng)系。
[0032]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)和/或當(dāng)主齒輪箱驅(qū)動(dòng)旋翼飛行器的旋翼時(shí)，本發(fā)明特別值得關(guān)注。
[0033]具體地，使用連接桿使主齒輪箱及發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)模式更可預(yù)測。這些運(yùn)動(dòng)對(duì)于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)來說通常難以預(yù)測，因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)及傳遞到鄰近結(jié)構(gòu)的非共面直線對(duì)力是復(fù)雜的，并且在飛行期間變化非常顯著，與以更恒定的方式運(yùn)行的渦輪不同。在這種情況下，本發(fā)明通過將這些運(yùn)動(dòng)限制于可識(shí)別的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為這個(gè)問題提供了方案。
[0034]傳動(dòng)軸然后可以定位在由主齒輪箱及發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的位置以及由連接桿所允許的運(yùn)動(dòng)而引起的位置處。這些運(yùn)動(dòng)是受控制的下，并且能夠由運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。連接桿消除了發(fā)動(dòng)機(jī)與主齒輪箱之間的自由度，并且因此使關(guān)于傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)的了解得以改善。具體地，因此改進(jìn)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是可能的。
[0035]此外，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體和支腿。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可以承載在四個(gè)支腿上，四個(gè)支腿將發(fā)動(dòng)機(jī)支撐在飛行器的結(jié)構(gòu)上，并且還用于吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩。
[0036]在這種情況下，至少一個(gè)連接桿可以鉸接到支腿，和/或至少一個(gè)連接桿可以鉸接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體。
[0037]此外，動(dòng)力設(shè)備可以包括至少一個(gè)用于將主齒輪箱連接到承載結(jié)構(gòu)的彈性懸掛系統(tǒng)。
[0038]這種懸掛系統(tǒng)可以是現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，例如為了濾除由主齒輪箱所驅(qū)動(dòng)的旋翼的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而引起的變化的目的?？梢詤⒖嘉墨I(xiàn)，以便獲得這種懸掛系統(tǒng)的說明。
[0039]懸掛系統(tǒng)因此在技術(shù)上是有利的，而且能夠在飛行時(shí)將運(yùn)動(dòng)自由度賦予主齒輪箱。然而，這種運(yùn)動(dòng)自由度受連接桿約束。
[0040]此外，動(dòng)力設(shè)備可以包括至少一個(gè)用于將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到承載結(jié)構(gòu)的能量吸收裝置。
[0041]能量吸收裝置可以是現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)，諸如稱為"阻尼器"的裝置的?？梢詤⒖嘉墨I(xiàn)，以便獲得這種能量吸收裝置的說明。能量吸收裝置可以將運(yùn)動(dòng)自由度賦予發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，這種運(yùn)動(dòng)自由度受連接桿限制。
[0042]此外，連接桿在主齒輪箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間一個(gè)在另一個(gè)之上地交叉，并且共同的樞轉(zhuǎn)軸線布置在主齒輪箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間。
[0043]在這種情況下，共同的樞轉(zhuǎn)軸線可以穿過彈性耦接裝置。
[0044]連接桿在可以位于彈性耦接裝置處的共同的樞轉(zhuǎn)軸線上匯聚。以非排它的方式，這個(gè)彈性耦接裝置可以是現(xiàn)有技術(shù)，諸如稱為"彎曲器(f lector)"的裝置?？梢詤⒖嘉墨I(xiàn)，以獲得這種彈性耦接裝置的說明。
[0045]因此，彈性耦接裝置基本上受彎曲應(yīng)力。彈性耦接裝置位于發(fā)動(dòng)機(jī)與主齒輪箱之間的瞬時(shí)樞轉(zhuǎn)中心處。在這種情況下，耦接裝置受彎曲應(yīng)力，但不受剪切、拉力或壓縮力。相比于彈性耦接裝置經(jīng)受多種力的傳統(tǒng)裝置，彈性耦接裝置的壽命則能夠得以改善。
[0046]因此，傳動(dòng)系可以包括傳動(dòng)軸，該傳動(dòng)軸通過第一彈性耦接裝置連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸且通過第二彈性耦接裝置連接到主齒輪箱的輸入軸。共同的樞轉(zhuǎn)軸線然后穿過第二彈性耦接裝置。
[0047]可選地，共同的樞轉(zhuǎn)軸線與主齒輪箱之間的第一最小距離小于共同的樞轉(zhuǎn)軸線與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的第二最小距離。
[0048]在上述實(shí)施例的背景下，該特征使得優(yōu)化傳動(dòng)軸并且特別是第二彈性耦接裝置的定位成為可能，以及通過適當(dāng)?shù)馗淖児餐臉修D(zhuǎn)軸線的位置而優(yōu)化分擔(dān)彈性耦接裝置之中的可接受程度的變形成為可能。
[0049]除了動(dòng)力設(shè)備外，本發(fā)明提供了一種具有這種動(dòng)力設(shè)備的飛行器。例如，主齒輪箱可以驅(qū)動(dòng)旋翼，以為飛行器提供升力和/或推進(jìn)力和/或?qū)ζ竭\(yùn)動(dòng)的控制。
【附圖說明】
[0050]參照附圖，對(duì)以圖示說明的方式給出的實(shí)施例所作的描述，本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)更詳細(xì)地顯現(xiàn)，其中:
圖1是本發(fā)明的飛行器動(dòng)力設(shè)備的視圖；
圖2是示出了兩個(gè)在位于主齒輪箱處的共同的樞轉(zhuǎn)軸線上匯聚的連接桿的示意圖；
圖3是示出了兩個(gè)在位于主齒輪箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的共同的樞轉(zhuǎn)軸線上匯聚的連接桿的不意圖；以及
圖4和5是兩個(gè)示意圖，示出了通過連接桿實(shí)現(xiàn)可能的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【具體實(shí)施方式】
[0051]存在于不只一幅圖中的部件在每個(gè)圖中均給予相同的附圖標(biāo)記。
[0052]應(yīng)當(dāng)注意到，在一些圖中示出了三個(gè)相互垂直的方向X、Y*Z。
[0053]第一方向X稱為縱向。術(shù)語〃縱向〃涉及平行于第一方向X的任何方向。