会员体验
专利管家(专利管理)
工作空间(专利管理)
风险监控(情报监控)
数据分析(专利分析)
侵权分析(诉讼无效)
联系我们
交流群
官方交流:
QQ群: 891211   
微信请扫码    >>>
现在联系顾问~
首页 / 专利库 / 飞机零部件 / 襟翼 / 用于飞行器机翼的高升力系统

用于飞行器机翼的高升力系统

阅读:701发布:2021-02-25

IPRDB可以提供用于飞行器机翼的高升力系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于飞行器的机翼(6)的高升力系统(2),包括以可移动的方式保持的高升力的襟翼(4)、至少一个驱动单元(20)、连接至驱动单元的至少一个传动轴(8)、以及分布在传动轴上并且连接至高升力襟翼以移动该高升力襟翼的多个致动器装置(12a‑121)。致动器装置各自包括从动元件(14a‑14l)以及扭矩限制装置(13)。根据本发明,两个相邻致动器装置的从动元件使用单独的扭矩传递装置(16a‑16d,19a‑19b)以非旋转的方式相互连接。如果一个致动器装置被阻塞,例如由于有缺陷的齿装置或一些其他的缺陷,完好的致动器装置产生的扭矩将增加并且触发其扭矩限制装置。这确保了同步操作以及在故障的情况下防止了对襟翼的损坏或襟翼的脱离。,下面是用于飞行器机翼的高升力系统专利的具体信息内容。

1.一种用于飞行器的机翼(6)的高升力系统(2),包括: 以可移动的方式保持的高升力襟翼(4); 至少一个驱动单元(20); 至少一个传动轴(8),所述至少一个传动轴(8)连接至所述驱动单元(20);以及 多个致动器装置(12a-121),所述多个致动器装置(12a-121)分布在所述传动轴(8)上并且连接至所述高升力襟翼(4)以移动所述高升力襟翼(4), 其中,所述致动器装置(12a-121)各自包括从动元件(14a-141)以及扭矩限制装置(13), 其特征在于,两个单独相邻的致动器装置(12a-121)的从动元件(14a-141)通过使用单独的扭矩传递装置(16a-l 6d,19a,19b)而以非旋转方式相互连接。

2.根据权利要求1所述的高升力系统(2), 其特征在于,所述扭矩传递装置(16a-16d,19a,19b)是扭转轴。

3.根据权利要求2所述的高升力系统(2), 其特征在于,所述扭转轴(16a-16d)是中空轴,所述传动轴(8)进给穿过所述中空轴。

4.根据权利要求2所述的高升力系统(2), 其特征在于,所述扭转轴(17a,17b)的两个端部分别通过偏移齿轮装置(18a-18d)连接至从动元件(14a-141),其中,所述扭转轴(17a,17b)与所述传动轴(8)相距一定距离地且平行于所述传动轴(8)延伸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的高升力系统, 其特征在于,机翼的半部上的高升力襟翼(4)被分成具有不同致动速度的两个或更多个组(1,11),其中,相邻组(1,11)的致动器装置(12&-121)包括不同的传动比,并且所述扭矩传递装置(16a-16d,17a,17b)仅设置在形成同一组的致动器装置的一部分的从动元件(14a-141)之间。

6.根据权利要求5所述的高升力系统, 其特征在于,在设置成彼此相邻并且形成高升力襟翼(4)的两个不同的组(I,II)的一部分的致动器装置(12f-12g)之间,与所述传动轴(8)相距一定距离且平行于所述传动轴(8)的作为所述扭矩传递装置的扭转轴(17a)的两个端部分别通过偏移齿轮装置(18a,18b)连接至相关联的从动元件(14g,14f)。

7.根据权利要求6所述的高升力系统, 其特征在于,高升力襟翼(4)的相邻的组(1,11)的所述偏移齿轮装置(18&,1813)具有不同的传动比以考虑不同的致动速度。

8.根据权利要求3所述的高升力系统, 其特征在于,所述扭转轴(16a-16d)的接合部包括游隙以补偿所述扭转轴(16a-16d)的与所述接合部相反的端部处的从动元件(14a-141)的同步操作的差异。

9.一种扭矩传递装置(16a-16d,17a,17b)在用于移动高升力襟翼(4)的两个单独相邻的致动器装置(12a-121)的两个从动元件(14a-141)之间的使用,其用于机械地监测飞行器的高升力襟翼(4)的同步操作,其中,所述致动器装置(12a-121)各自还包括扭矩限制装置(13)。

10.—种飞行器(22),所述飞行器(22)包括如权利要求1至8中任一项所述的高升力系 bO / \ 1/¾

说明书全文

用于飞行器机翼的高升力系统

技术领域

[0001]本发明涉及一种用于飞行器机翼的高升力系统,该高升力系统具有以可移动的方式保持的高升力襟翼、至少一个驱动单元和连接至驱动单元的至少一个传动轴以及用于移动高升力襟翼的多个致动器装置,其中,所述致动器装置分布在传动轴上并且连接至高升力襟翼。本发明还涉及在相邻的致动器装置的两个从动元件之间使用单独的扭矩传递装置来实现高升力襟翼的机械同步控制。

背景技术

[0002]用于民用飞行器和军用飞行器的机翼的正常的、目前广泛使用的高升力系统包括多个高升力襟翼,所述多个高升力襟翼以可移动的方式保持在机翼上并且通过延伸至机翼中的传动轴系以及设置在所述传动轴系上的致动器装置而被驱动。为每个待移动的高升力襟翼设置两个致动器装置(也已知为“驱动站”)的实施方式是很常见的。致动器装置通常设计为线性主轴驱动器;利用相应的设计和冗余布置,它们能够提供很高的可靠性。然而,如果致动器装置的部件或致动器装置与高升力襟翼之间的机械连接的部件在飞行器的操作期间发生故障,那么可能会发生致动器装置的阻塞。这随后导致待移动的高升力襟翼的相应侧的阻塞,同时连接至另一侧的致动器装置尝试保持另一侧移动。由于此原因,高升力襟翼受到扭矩,直到由仍然完好的致动器装置所产生的扭矩高到足够触发集成在致动器装置中的扭矩限制装置,因而停止中央驱动单元的操作。对高升力襟翼的损坏或高升力襟翼的脱离仅能够通过相应的耐损坏设计来防止,伴随着是高升力襟翼的重量增加,因此不是最优的。
[0003] 在印刷的专利公报EP1957364B1以及US20090212977A1中公开的(高升力)襟翼具有用于襟翼的故障检测的设备,其中,该襟翼连接至评估设备以便关闭中央驱动单元。襟翼包括沿着翼展设置的传动元件例如管或杆,其中,传动元件携带着刚性连接的测量臂以便形成连接至用于检测襟翼的不对称或扭转的传感器的参照点。
[0004]在替代性系统中,线性的、挠性的软传感器元件通过并排设置的高升力襟翼进行进给,该传感器元件在一个端部上被固定至机翼结构并且在另一个端部上被附接至线性传感器,使得当高升力襟翼相对于彼此处于倾斜位置时,传感器元件的一个端部被拉动并且因而线性传感器被拉动,从而通过相应的评估单元产生中断中央驱动单元的运动的信号。

发明内容

[0005]在针对未来飞行器可靠性改进的日益严格的审批监管或要求的过程中,不具有同步控制或用于检测同步操作的干扰的其他合适装置的高升力系统实际上不再是优选的方式。高升力襟翼的同步操作或对称运动的基于传感器的监测需要许多传感器、关联的评估单元、关联的电子线路以及特别是安全对抗冻结的容置位置等。虽然高升力系统的这种理念是与监测所涉及的优点相关联的,然而其是高成本的且比较复杂的。与此相反,沿着并排设置的高升力襟翼具有挠性的软的线性传感器元件的高升力系统在机械上是十分简单的,但是这种设备不可能适用于现有高升力系统的改装,除非替换全部的高升力襟翼和部分机翼。
[0006]因而,本发明的目的在于提出一种在机械设计方面尽可能简单的高升力系统,在该系统中,使用最低可能的数量的传感器,并且该系统能够优选地仅通过对现有高升力系统进行略微的修改而获得。
[0007]该目的通过根据具有独立权利要求1的其他特征的介绍中所提到的类型的高升力系统来满足。
[0008]根据本发明的用于飞行器机翼的高升力系统包括:以可移动的方式保持的高升力襟翼、至少一个驱动单元、连接至驱动单元的至少一个传动轴以及多个致动器装置,该多个致动器装置分布在传动轴上并且连接至高升力襟翼以移动高升力襟翼。致动器装置自身分别包括从动元件以及扭矩限制装置。根据本发明,两个相邻的致动器装置的从动元件通过使用单独的扭矩传递装置以非旋转的方式相互连接。
[0009]根据本发明的高升力襟翼能够是襟翼,即,设置在机翼后缘上的襟翼,或是缝翼,即,设置在机翼前缘上的缝翼。已知的襟翼的形式为单隙襟翼或双隙襟翼,而缝翼主要用作单隙缝翼。两种类型的襟翼通常同时经受平移运动和旋转运动。在现有技术中,这种具有传动轴的高升力襟翼的驱动已经被验证了,其中,传动轴延伸至两个机翼半部中以便将中央驱动单元产生的扭矩传动至机翼半部中。在该布置中,传动轴旋转地保持在多个襟翼支承站上,其中,由于机翼半部的形状以及中央驱动单元的位置,方向的改变通过轴铰接装置来平衡。优选地,对于每个高升力襟翼,设置有两个致动器装置,该两个致动器装置通过齿轮传动装置来使旋转轴至从动元件的旋转减速,其中,从动元件被设计成通过导引元件等来移动相应的高升力襟翼,或相应的高升力襟翼的一侧。为了机械上的安全防护,每个致动器装置包括扭矩限制装置,使得如果一个致动器装置被阻塞,例如由于有缺陷的齿装置或一些其他的缺陷,那么当扭矩增加至预定值之上时会使得中央驱动单元关闭。
[0010]将单独的扭矩传递装置固定至两个相邻的致动器装置的从动元件实际上产生了纯机械的同步监测。传动轴在机翼半部内的每个位置处实际上以相同的速度旋转,使得相同设计的致动器装置也在相应的从动元件处引起相同的旋转速度。如果单独的扭矩传递装置设置在两个相邻的从动元件之间并且以非旋转的方式连接至这两个从动元件,则在致动器装置完好以及传动轴完好的情况下,扭矩传递装置简单地随着从动元件旋转。不会产生从一个从动元件传递至另一个从动元件的扭矩。如果两个致动器装置中的一个中发生引起锁止的缺陷,那么因此两个相邻的从动元件中的一个开始停止。因此,扭矩传递装置的一个端部仍然被功能良好的致动器装置的从动元件驱动,而另一个端部稳固地被保持。这在扭矩传递装置上引起差动扭矩,该差动扭矩用于抵抗功能良好的致动器装置的从动元件的运动。功能良好的致动器装置的扭矩限制装置因而受到比通常用于正常操作的扭矩显著高的扭矩,使得如果已经超过了预定的限制扭矩,则扭矩限制装置被触发并且中央驱动单元接收到关闭信号等。
[0011]根据本发明的高升力系统的这种设计提供了如下的优点:首先,在连接至有缺陷的致动器装置的高升力襟翼实际上不会承受由于阻塞的致动器装置而导致的机械载荷,这可以防止相关的高升力襟翼的损坏或高升力襟翼的脱离。同时,扭矩传递装置的设计在机械上如此简单,使得没有因其集成而产生显著的额外成本,并且该设计明显优于基于传感器的同步控制监测或基于不对称情形的控制。此外,对现有高升力系统的改装很简单,因为仅需要在两个相邻的致动器装置的从动元件之间使用单独的扭矩传递装置,为了实现此目的,在理想情况下,不需要深远的设计变化。此外,集成的花费是显著较低的,并且没有设置在下游的电子部件,使得因单独的扭矩传递装置而引起的额外的重量也保持在可控制的范围之内。
[0012]根据本发明的有利的实施方式,扭矩传递装置为扭转轴,其中,为了连接至从动元件,该扭转轴例如能够在两个端部上包括相应的凸缘或非形状配合的锁定部、形状配合的锁定部或一体的轴毂连接,使得能够通过此方式实现与两个相邻的致动器装置的从动元件的非常简单的集成。例如钢、高强度铝合金、纤维复合材料或钛能够是用于这种扭转轴的合适材料,使得能够旋转最优的轴直径,并且通过有利的材料密度,能够额外地将扭矩传递装置的重量保持在狭窄的限制之内。
[0013]根据有利的实施方式,扭转轴为中空轴,传动轴能够进给穿过该中空轴。这提供了一些优点,例如扭转轴具有相对薄的壁、具有大的外径,当与不具有同步监测的高升力系统相比时,能够仅增加非常小的额外重量,同时,因为传动轴的贯通布置,仅需要很小的额外安装空间。
[0014]根据替代性的实施方式,能够使用平行于扭转轴延伸并且通过偏移齿轮装置连接至相邻的从动元件的扭转轴。这种设计因为可能的重量减小而提供了优点,因为为了减小扭转轴上的扭矩并且因而为了减小必需的强度有可能增加旋转速度。
[0015]根据有利的实施方式,机翼半部的高升力襟翼被分成具有不同致动速度的两个或更多的组,其中,一个组的致动器装置的传动比不同于另一组的致动器装置的传动比。因此,仅将高升力襟翼的同一组内的从动元件相互连接是有道理的。特别地,在较大机翼的情况下,与此相关的优点为:外部的高升力襟翼和内部的高升力襟翼能够以不同的速度和以不同的调整路径延伸,而无需在不具有同步操作的根据本发明的机械监测的优点的情况下必须整体进行。
[0016]根据本发明的有利的实施方式,扭转轴被使用在两组高升力襟翼之间的结合部处,该扭转轴平行于传动轴延伸并且通过偏移齿轮装置连接至相邻的从动元件,其中,偏移齿轮装置具有不同的传动比以便考虑相邻组的高升力襟翼的不同的致动速度。术语“偏移齿轮装置”限定了具有传动输入端和传动输出端的齿轮装置,其中,传动输入端的轴线和传动输出端的轴线没有彼此对齐,换句话说,存在偏移。这使得能够操作没有与传动轴同轴设置的扭转轴。偏移齿轮装置的机械上最简单的变型能够通过以下形式来实现:具有旋转轴线彼此平行的两个或更多个正齿轮的正齿轮装置,其中,为了优化重量,小齿轮的直径应当被选定为尽可能小。作为该方式的替代方式,为了联接较大的距离,建议使用带驱动或链驱动,在这种装置中,由于使用了带或链形式的额外的机械元件,可能会减小偏移齿轮装置的可靠性,并且必须对相应的尺寸或冗余度给以关注。
[0017]在有利的实施方式中,中空轴形式的扭转轴与具有偏移齿轮装置的扭转轴相结合,其中,具有偏移齿轮装置的扭转轴优选地设置在高升力襟翼的各组之间的结合部上,而设计为中空轴的扭转轴设置在高升力襟翼的各个组之内。
[0018]在替代性实施方式中,高升力襟翼的各组之间的同步操作能够通过有目的的集成在致动器装置的输出端处的扭转轴一一其被设计成中空轴一一的连接中的游隙而被监测,以便弥补具有不同致动速度的相邻致动器装置的从动侧之间的同步操作中的差异。因为该游隙,存在灵敏度减小的趋势,因此其优选地仅在同步操作中存在差异该差异在尚升力襟翼处不超过最大到6°的值一一的情况下系统关闭时使用。
[0019]该目的额外地也通过使用扭矩传递装置来机械地监测飞行器的高升力系统的相邻致动器装置的同步操作来满足。在上下文中,术语“监测”指的是如果旋转速度有差异则机械地致动扭矩限制装置。
[0020]此外,包括根据本发明的高升力系统的飞行器满足了本发明的目的。

附图说明

[0021]在示例性实施方式以及附图的如下描述中公开了本发明的其他的特征、优点以及应用选择。所有的描述的和/或图示的特征本身以及其任何结合形成了本发明的主题,而与它们在各个权利要求中的构成或它们的相互关系无关。此外,在图中相同或相似的对象具有相同的附图标记。
[0022]图1a和图1b示出了根据本发明的高升力系统的由示意性块构成的视图,在一种实施方式中其包括中空轴,在一个部段中其包括具有偏移齿轮装置的扭转轴。
[0023]图2示出了根据本发明的高升力系统,其具有多组高升力襟翼,扭转轴设计为中空轴,并且在各组之间具有带有偏移齿轮装置的扭转轴。
[0024]图3示出了包括根据本发明的至少一个高升力系统的飞行器。
[0025]图4a和图4b示出了高升力系统上的可能的从动元件的详细图示。

具体实施方式

[0026]图1a示出了根据本发明的高升力系统2,该高升力系统2具有例如以可移动的方式保持在机翼6的半部上的三个高升力襟翼4a、4b和4c。在机翼6之内延伸的传动轴8连接至中央驱动单元20,其中,中央驱动单元20仅在视图中示意性示出。传动轴8包括用于沿着延伸方向改变机翼6的方向的多个轴结合部10,机翼6通常不会完全直线地延伸。多个致动器装置12a、12b、12c、12d、12e和12f设置在传动轴8上,其中,根据传动轴8的旋转,致动器装置12&、1213、12(:、12(1、126和12€使得关联的从动元件14&、1413、14(3、14(1和14€以明显减小的速度旋转。为了保护免于受到机械过载,每个致动器装置12a-12f均包括扭矩限制装置13,当超过限制扭矩时,优选地扭矩限制装置13使得驱动单元20停止旋转,使得所有的高升力襟翼20保持在它们此时的位置中。例如,小齿轮或轴端部能够被认为是从动元件,具有驱动杆的杠杆机构附接在该从动元件上。
[0027]例如,传动轴8能够以每分钟500-1200转的旋转速度被操作,而致动器装置12a-12e由于例如1:200的传动比而使得相应的从动元件14a_14e的旋转速度显著地降低。相应的从动元件14a_14e或附接至其的致动器,例如齿条-小齿轮式驱动器的小齿轮,例如连接至襟翼4的侧部,使得在从动元件14a-14e的旋转期间,引起相应的襟翼4的相应侧的运动。
[0028] 在两个相邻的致动器装置12b和12c或12d和12e之间分别设置有扭转轴16a和16b,扭转轴16a和16b以非旋转的方式连接至相应的从动元件14b和14c或14d和14e。因而,如果扭转轴16a或16b—侧的从动元件14b-14e旋转,那么只要相邻的致动器装置12b-12e—执行该旋转,则该扭转轴16a或16b就会旋转。如果旋转速度不同,则两个致动器装置12b-12e中的一个以如下方式而被制动:利用相应的扭矩限制装置13的适当设定,在超过预先设定的扭矩时,扭矩限制装置会因此中断中央驱动单元20的操作。
[0029] 扭转轴16a或16b设计为中空轴,传动轴8导引通过该中空轴。扭转轴16a、16b的外径能够根据传动轴16a、16b的直径来选定,其中,随着外径的增大,扭转轴16a、16b的壁厚能够被减小。如果同时使用具有相对低的密度的材料,例如高强度铝合金或例如钛,则能够获得很小的额外重量。
[0030]作为替代方案,根据图lb,能够使用平行于传动轴8且与传动轴8隔开一定距离延伸的扭转轴17a和17b。在该情况下,关联的从动元件14b、14c、14d和14e与扭转轴17a和17b之间的连接通过使用偏移齿轮装置18a、18b、18c和18d来实现,偏移齿轮装置18a、18b、18c和18d还能够包括齿轮装置。利用高传动比,能够减小扭转轴17a和17b的直径和重量,因为减小了传动力矩,同时增加了旋转速度。
[0031]图2示出了一种设置有总共六个襟翼4的改型,其中,所述六个襟翼4被分成I和II两组并且通过总共十二个致动器装置12a-121来驱动。该高升力系统的特殊特征包括致动器装置12a-12f致动第一组襟翼4的致动速度不同于剩余的致动器装置12g-121致动第二组襟翼4的致动速度。
[0032] 在致动器装置12a_12f或12g_121之间,类似于图1b中所示,能够使用设计为中空轴的扭转轴16a和16b或16c和16d,以便实现组I和组II之内的同步操作的机械监测。然而,由于两个组I和II的襟翼的不同的致动速度,不产生旋转速度的相应的平衡是不可能的。原则上,可以设想使用复杂的行星齿轮装置,扭转轴8能够延伸通过该行星齿轮装置。然而,这种设计并不能非常节省空间并且此外会是相当耗费成本的。
[0033]在致动器装置的输出端处的中空轴的连接中有目的地结合入游隙是用于监测各组之间的同步操作的另一选择。这用于吸收具有不同致动速度的相邻致动器装置的驱动器之间的同步操作的差异。然而,这会导致灵敏度降低,并且这仅在同步操作有差异一一该差异在致动表面上不超过最多到6°的值的情形下系统关闭时是可能的。
[0034]高升力襟翼4的第一组I与第二组II之间的边界能够例如位于致动器装置12f与致动器装置12g之间。在该情况下,建议使用平行于传动轴8延伸的扭转轴17a自身,其中,扭转轴17a通过两个偏移齿轮装置18a和18b连接至从动元件Hf和Hg。通过正确选择偏移齿轮装置18a和18b的不同的传动比,能够考虑组I和组II中的不同的致动速度。在从动元件14f和Hg的旋转速度不同于期望的旋转速度的情况下,在该实施方式中,在两个致动器装置12f或12g中的一个有缺陷的情况下,也会在从动元件14f或14g中的一个上产生扭矩,该扭矩用于抵抗旋转,由此触发了相应的扭矩限制装置13。利用偏移扭转轴的本发明的理念,也能够以该方式在使用不同致动速度的高升力襟翼4之间执行机械同步监测。
[0035]最后,图4a和图4b示出了用于铰接高升力襟翼4的两种可能的不同的运动学概念。图4a示出的从动元件的形式为:联接至弯曲的齿条26的小齿轮24,该弯曲的齿条26用作导引元件。由于小齿轮24的旋转,弯曲的齿条26以及设置在其上的高升力襟翼4被移动。该机构也称为齿条-小齿轮式机构。
[0036]与上面的情况相反,图4b示出了旋转致动器28,其中,该旋转致动器28通过连杆组件30联接至高升力襟翼4,以便沿着单独的导引件32移动前述高升力襟翼4。
[0037]此外,应当指出的是,“包括”并不排除其他的元件或步骤,“一”或“一个”并不排除复数。此外,应当指出的是,参照上述示例性实施方式中的一个已经描述的特征和步骤也能够结合以上描述的其他的示例性实施方式的特征或步骤来使用。权利要求中的附图标记不解释为限制。
[0038] 附图文字
[0039] 2 高升力系统
[0040] 4 高升力襟翼[0041 ] 6 机翼
[0042] 8 传动轴
[0043] 10 结合部
[0044] 12a-l 致动器装置
[0045] 13 扭矩限制装置
[0046] 14a-l 从动元件
[0047] 16a-d 扭转轴
[0048] 17a-d 扭转轴
[0049] 18a-d 偏移齿轮装置
[0050] 20 驱动单元[0051 ] 22 飞行器
[0052] 24 作为小齿轮的从动元件
[0053] 26 齿条
[0054] 28 作为旋转致动器的从动元件
[0055] 30 连杆组件
高效检索全球专利

IPRDB是专利检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,专利查询、专利分析

电话:13651749426

侵权分析

IPRDB的侵权分析产品是IPRDB结合多位一线专利维权律师和专利侵权分析师的智慧,开发出来的一款特色产品,也是市面上唯一一款帮助企业研发人员、科研工作者、专利律师、专利分析师快速定位侵权分析的产品,极大的减少了用户重复工作量,提升工作效率,降低无效或侵权分析的准入门槛。

立即试用