包括至少一個具有反轉槳的發動機的航空器的製作方法
2023-05-18 00:14:51 1
專利名稱：包括至少一個具有反轉槳的發動機的航空器的製作方法
包括至少一個具有反轉槳的發動機的航空器本發明涉及航空器，該航空器包括至少一個具有反轉槳的發動機。該具有反轉槳的發動機可以是帶有反轉螺旋槳(h6lice)的發動機，諸如槳扇式渦輪螺旋槳發動機，或者是旋翼航空器諸如直升機的發動機。
在航空運輸業中，多年來一直致力於減小由發動機產生的振動和噪聲的研究。已使用了多種技術。被動或主動平衡技術也是已知的，其中測量並校正了慣性不平衡或空氣動力不平衡，如在例如文獻W0-2006/017201的實例中所述。其他的「同步定相(synchrophasage) 」技術也是已知的，其中多個發動機之間的同步定相限制了在葉片通過頻率下產生的噪聲，如在例如文獻US-4689821、 US-2005/0065712、W0-2005/042959和US-00/5221185中所述。這些由發動機控制系統進行平衡和同步定相的技術的主要問題是控制系統延遲必須遠小於將位於所用傳感器前部的兩葉片的通過相區分開的周期。然而，這並不能實現，因此意味著沒有可考慮的工業應用。過濾和減弱航空器中產生的振動的技術也是已知的。它們包括例如主動或半主動系統，該系統具有主動重量、可變硬度或流變流體(如在文獻US-5490436中所述)。這些技術還包括裝備有傳感器和控制機構以控制主動或半主動行為的系統。這些技術已被開發用於限制非平衡力對支撐結構的影響。參考
圖1，首先描述對於單個旋轉盤來說不平衡的問題。該圖顯示了一個形成螺旋槳2的盤，在該實例中，所述螺旋槳2包括八個葉片4。所述螺旋槳以繞軸線6——對應於該螺旋槳的主幾何對稱軸線——可旋轉運動的方式安裝。假設螺旋槳存在平衡缺陷，使得螺旋槳的重心不在軸線6上，而是從該軸線徑向地偏離。重心8例如位於其中一個葉片 4上，如圖1中誇張示出的。假設螺旋槳繞其軸線6沿箭頭10所示的方向旋轉。重心8因此會在軸線6處產生一個施加在螺旋槳上的不平衡力12，該不平衡力位於盤平面內，沿徑向方向向外且穿過點8。該力沿方向10旋轉。這是慣性不平衡的情況。因此，對於任何慣性中心與旋轉中心不一致的旋轉盤來說，慣性不平衡都會在盤的平面內產生徑向力，如圖1 所示。參考圖2，還有可能存在空氣動力不平衡。這種情況在運動盤包括承載表面(諸如螺旋槳葉片的面)時發生。因此，所述承載表面的安裝角(delage)缺陷或形狀缺陷可以產生空氣動力不平衡情況。這也可能是葉片空氣動力變形分布的問題，或者是葉片間距分布的問題。這種空氣動力不平衡力施加在遠離軸線6的點14處。該不平衡力分解為一方面是牽引力分量，其在圖2中標記為16，且位於螺旋槳盤的平面外；以及，拖曳力分量18，其位於螺旋槳盤的平面內。現在描述一些平衡技術的細節。實際上，已經知道通過區分振幅和力相對於固定軸線的相角來測量旋轉機器(或旋轉盤)的不平衡力。例如，這些技術的其中之一如下文所述。為了消除在特定旋轉速度時的振動，首先測量旋轉機器的不平衡特徵。為此，測量或計算其產生的不平衡力。這些力以在相對於旋轉部件——例如，連接有支撐結構——的固定參考坐標系中的發動機速度頻率範圍內的正弦激勵來表徵。這些激勵通常使用發動機振動傳感器(例如，加速計)或一組專門的加速計來測量。因此，旋轉盤的不平衡由在機器旋轉速度ω。下在固定支撐結構的軸線上的測得的加速度Rl (從振幅(增益)和相位(ρ)方面)來 表示，如圖3所示。該圖在第一曲線20上顯示了增益(以m/s—2計)相對於旋轉速度ω (以rad/S計)的圖表，以及在第二曲線22上顯示了相位ρ (以弧度計)相對於該速度的圖表。可以使用以下的測量方法，稱為向量影響係數法。在測量作為待研究的不平衡行為之結果的初始加速度Rl後，已知重量的不平衡重塊被加至旋轉系統，以測量它們對測得的加速度的影響。例如，單位量的不平衡在相位角0°被加至盤，並且在速度ω。測量新的加速度R2(增益和相位)。接著進行向量解算，如下所述-原始不平衡bl引起加速度Rl，-形成原始不平衡和單元不平衡總和的組(bl+b2)引起加速度R2，-因此，通過相減，單元不平衡b2產生加速度R2-R1。關於這方面，參考圖4，其顯示了位於正交坐標系中的向量Rl、R2和R2-R1，這些向量相應地具有相位.^R1、φR2和 φ (R2-R1)。應注意，這種計算方法假設在所述不平衡和相應測得的加速度之間存在線性關係。因此，所述原始不平衡(和由此所需的校正量)按以下公式來計算
權利要求
1.一種航空器(50 ；150)，其特徵在於該航空器包括至少一個具有反轉槳(58a，58b) 的發動機(56 ;156)，所述發動機或所述發動機中的至少一個具有與至少一個橢圓(70)相關聯的不平衡，所述航空器包括裝置(73，90)，該裝置能夠控制所述發動機或所述發動機中的至少一個，使得在給定的發動機速度下，所述橢圓或所述橢圓中的至少一個的長軸(68) 在這樣一個方向上延伸對於該方向，由所述發動機產生的振動在航空器的至少一個預定位置、尤其是在預定區域中，具有最小的強度。
2.根據前述權利要求所述的航空器(150)，其中所述控制裝置(73，90)能夠控制所述發動機(56)或所述發動機中的至少一個，使得所述橢圓或所述橢圓中的至少一個的長軸 (68)在支撐發動機的結構中的振動傳導最小的方向(Z)上延伸。
3.根據前述權利要求中至少一項所述的航空器(150)，其中有至少兩個發動機(156)， 並且所述控制裝置(73，90)能夠控制所述發動機，使得由所述發動機產生的振動的合量在所述預定位置(267)具有最小的強度。
4.根據前述權利要求中至少一項所述的航空器(150)，其中有至少兩個發動機(156)， 並且所述控制裝置(73，90)能夠控制所述發動機中的至少一個，使得由該發動機自身產生的振動在所述位置(16 具有最小化的強度。
5.根據前述權利要求所述的航空器(150)，其中所述位置對於發動機來說是特定的， 並且所述控制裝置(73，90)能夠控制其他發動機，使得其他發動機與至少一個其他預定位置相關聯，在所述至少一個其他預定位置，由所述其他發動機自身產生的振動具有最小的強度。
6.根據前述權利要求中至少一項所述的航空器，其中所述控制裝置(73，90)能夠控制所述發動機(156)或所述發動機中的至少一個，使得平行於支撐發動機的結構的慣性平 面——例如主慣性平面或具有最大慣性模量的慣性平面——施加所述槳的不平衡力。
7.根據前述權利要求中至少一項所述的航空器，其中有至少兩個發動機(156)，並且所述控制裝置(73，90)能夠控制所述發動機，使得各發動機施加在所述航空器上的不平衡力和/或不平衡力矩至少部分地相互補償。
8.一種用於控制航空器(50 ； 150)的方法，所述航空器包括至少一個具有反轉槳(58a， 58b)的發動機(56 ;156)，所述發動機或所述發動機中的至少一個具有與至少一個橢圓 (70)相關聯的不平衡，其特徵在於控制所述發動機或所述發動機中的至少一個，使得在給定的發動機速度下，所述橢圓或所述橢圓中的至少一個的長軸(68)在這樣一個方向上延伸對於該方向，由所述發動機產生的振動在航空器的至少一個預定位置、尤其是在預定區域中，具有最小的強度。
9.一種電腦程式，其特徵在於該電腦程式包括指令，當在計算機上執行所述指令時，所述指令能夠控制根據前一權利要求所述的方法的執行。
10.一種數據存儲介質，其特徵在於該數據存儲介質包括根據前一權利要求所述的程序。
全文摘要
航空器(50)包括至少一個具有反轉槳的發動機(56)，所述發動機或所述發動機中的至少一個具有與至少一個橢圓(70)相關聯的不平衡。所述航空器包括一裝置，該裝置能夠控制發動機或所述發動機中的至少一個，使得在給定的發動機速度下，所述橢圓或所述橢圓中的至少一個的長軸(68)在這樣一個方向上延伸對於該方向，由所述發動機產生的振動在航空器的至少一個預定位置、尤其是在預定區域中，具有最小的強度。
文檔編號B64D31/12GK102159463SQ200980136394
公開日2011年8月17日 申請日期2009年7月21日 優先權日2008年7月24日
發明者J-M·桑克雷, P·查艾裡 申請人:空中巴士運營事務