一种带有由变距叶片组成的螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机

摘要

一种涡轮螺旋桨发动机，带有一套变距旋转叶片，被强制与旋转支架一起旋转。为了改变桨距，所述那套叶片中的每个叶片(14)都耦合到由旋转支架支撑的专门液压执行机构(22)上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有至少一个螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，所述螺旋桨由一套可控变距叶片组成，叶片的可变螺距构成了用来控制涡轮螺旋桨发动机推力的参数之一。本发明特别涉及控制这种叶片螺距的一种新颖系统。

背景技术

人们已知一种带有两个螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，例如美国4758129号专利所述，该专利提出的涡轮螺旋桨发动机包括带有两个对转式转子的涡轮机，分别带动两个螺旋桨的其中一个，每个螺旋桨都是由一套变距叶片组成。本发明特别适用于这种类型的飞机涡轮螺旋桨发动机。此外，人们已知叶片螺距控制机构种类各种各样。例如，一种已知系统包括传统的执行机构，轴向布置在环形流程涡轮机中心形成的内部空间内。机械连接方式将执行机构杆的动作径向传递给变距叶片。

这些连接部件技术复杂、体积大、笨重而且昂贵。此外，只需要一个单独的执行机构来提供需要传输的各个力，目的是改变该套所有叶片的螺距，结果要求执行机构具有很高的压力，假设这种轴向安装的执行机构的活塞必需提供很小的面积时。这种控制压力高的情况对于使用寿命很长的执行机构来讲是有害的。

此外，因为主要部件都位于机壳内部，而且特别是在某些情况下位于涡轮机内部，结果造成维护保养非常复杂。不分解涡轮机是无法更换这些部件的。

发明内容

本发明的目的是解决这些缺陷。

根据本发明的设计思想，是在每个叶片根部使用一个旋转执行机构，所述旋转执行机构安装在装有构成螺旋桨的成套叶片的旋转支架上。

更确切的说，本发明提供了包括至少一套变距旋转叶片的涡轮螺旋桨发动机，所述叶片被强制随旋转支架转动，涡轮螺旋桨发动机的特征在于：为了改变叶片螺距，所述该套叶片中的每个叶片都耦合到由所述旋转支架支撑的特定液压旋转执行机构上。旋转支架固定到涡轮转子上。涡轮优选带有两个对转式转子。

旋转执行机构优选采用一种双控制式，由两个增压的液压油管路控制，每个管路中液压油的压力是可调节的。

这样，所述旋转执行机构的旋转轴可以固定到相应叶片的回转销上。一般来讲，叶片的回转销都与执行机构的旋转轴是对正的。

例如，所述旋转执行机构可以包括一个筒体，筒内布置有多个彼此相邻的扇形腔区，沿圆周分布在所述旋转轴的周围。每个扇形腔区装有一个固定到所述旋转轴上的活塞，所述活塞将所述扇形腔区分割成两个腔室。所有扇形腔区内的类似腔室都分别连接到两个增压的液压油管路上。类似腔室是指在扇形腔区内的各个腔室在充满压力渐增的液压油时可以对各个活塞起作用，使得所述旋转轴在相同方向上转动。

所述旋转执行机构的旋转轴可以很方便地连接到一个自动联锁锁定系统上。

锁定系统可以包括由上述两个管路液压油压力差控制的解锁机构。

例如，所述锁定系统包括一个带有摩擦盘的双分离装置，摩擦盘置于两个直线行程执行机构之间，每个执行机构包括一个相对于所述旋转执行机构呈固定状态的筒体，还包括连接到上述两个管路的两个腔室上。双分离装置、直线行程执行机构以及旋转执行机构都可以很方便地布置在一个公共轴线上。它们优选安装在旋转支架的公共箱体内。

在一个布置方案中，所述双分离装置安装有摩擦盘。

在另一个布置方案中，所述双分离装置装有摩擦盘，所述摩擦盘通过相互啮合形状-例如-径向肋，形成了一种爪形离合器。

通过对基于本发明原理的涡轮螺旋桨发动机的如下说明，并结合示例和附图可以更清楚地了解本发明及其其他特性，附图如下：

附图说明

图1为根据本发明的涡轮螺旋桨发动机的总透视图；

图2为一张示意图，给出了控制其中一个叶片的螺距的装置的工作原理；

图3是一张示意图，给出了图2所示的旋转执行机构的工作原理；

图4和图5是示意图，示出了图2所示装置的工作原理，并示出了自动联锁锁定系统在被分离时的工作原理，可使得叶片能够分别在一个方向或另一个方向旋转。

具体实施方式

在所示附图中，可以看到涡轮螺旋桨发动机11包括-在本示例中-两个螺旋桨13a，13b，每个螺旋桨由一套变距叶片14组成。每套叶片14都安装在一个旋转支架16a，16b上，例如呈环形平台的形式，本身安装成可以在固定机壳18的表面附近转动。每套叶片14都有规律地等间隔布置在圆周周围，一般自旋转支架的表面径向延伸。固定机壳18内为燃烧室和带有两个对转式转子的涡轮机。每个转子装有其中一个旋转支架16a，16b并带动其转动，带有变距叶片的螺旋桨13a，13b就安装在该旋转支架上。叶片螺距的改变可以控制涡轮螺旋桨发动机的推力。上述结构从功能上来讲是与美国4758129号专利所述结构可以相比较。其已知各个方面在下面就不再详细叙述。

本发明主要涉及控制至少一个螺旋桨13a，13b的叶片14的螺距。一般情况下，每个螺旋桨都装有这种变距叶片。

更具体的说，每个叶片都有一个固定到各个旋转执行机构22旋转轴21上的转向销20并使得该旋转轴得以延伸。如图2所示，旋转执行机构联接到一个自动联锁锁定系统24上。例如，旋转执行机构22和自动联锁锁定系统24都安装在公共圆柱形箱体26内的同一轴线上，其本身由相应螺旋桨的旋转支架16a，16b支撑。换句话说，每个变距叶片从一个由旋转支架支撑的这种圆柱形箱体26内径向伸出。

旋转执行机构22是双控制形的，并由两个增压液压油管路C1和C2带动。每个管路中的液压油压力P1或P2分别在每个管路中都可以调节。人们将会了解到，正压力差P1-P2将会带动执行机构在一个方向转动，而正压力差P2-P1将会带动执行机构在另一个方向转动。图3示出了旋转执行机构的结构。在形成箱体26的组成部分的圆柱形体28内，包括了多个扇形腔区，沿圆周分布在中央旋转轴的周围附近。在所示示例中，共提供了4个扇形腔区，每个都成90度的扇面。这4个腔区都是由圆柱形体内的固定壁32形成，固定壁的径向内端安装成可以以无漏损方式在中央旋转轴21上滑动。

此外，每个扇形腔区30内装有一个活塞36，固定到旋转轴上并将所述扇形腔区分割成两个腔室CP1，CP2。活塞36的径向外端迎着执行机构的外壳28的圆柱形壁以无漏损方式滑动。所有扇形腔区内的类似腔室CP1，CP2都分别连接到两个增压的液压油管路C1，C2上。

自动联锁锁定系统24包括解锁装置38，由上述两个液压油管路C1，C2的液压油压力差来控制。锁定系统安装在箱体26的其余部分内，位于旋转执行机构的筒体28附近。该装置形成了一个安装在位于变距叶片14根部旋转支架上的紧凑形控制单元。锁定系统包括一个双盘分离装置40，置于两个直线行程执行机构42和44之间。每个执行机构42，44包括一个筒体46，相对于旋转执行机构是固定的，还包括两个腔室，连接到上述两个液压油管路C1，C2上。如图所示，双分离系统、直线行程执行机构以及旋转执行机构都布置在一个公共轴线上，该轴线同时也是叶片14的转向轴线。

分离装置40包括一个双摩擦盘50，在中间芯体52的每侧都提供有摩擦垫51，并与装置54相联接，在轴向平移时将其保持固定，还包括两个可以平移移动的摩擦盘57，58，这两个摩擦盘57，58都位于双摩擦盘50的每一侧。摩擦盘57，58可以平移运动，分别连接到两个直线行程执行机构42，44的活塞67，68上。每个活塞都包括一个腔室70，并可在执行机构筒内滑动。固定到所示中央双摩擦盘上的端壁72滑动安装在腔室70内。

执行机构42的筒体46最靠近旋转执行机构22，它固定到箱体26的壁上，后者将旋转执行机构与自动联锁锁定系统24相分开。相对一侧的执行机构44的筒体46固定到箱体的相对一侧的壁上。凹槽滑道74将活塞67的横切壁连接到轴上，该轴使得旋转执行机构的旋转轴21向内延伸。类似的凹槽滑道76将另一个执行机构44的活塞的横切壁连接到箱体26的壁上。结果，叶片就可以与执行机构42活塞67相联的摩擦盘57一起旋转，而与另一个执行机构44活塞68相联的摩擦盘58则不可以转动。

最后，弹簧78安装在每个执行机构的筒内，迫使固定到相应活动摩擦盘57或58上的活塞67或68向中央双摩擦盘50方向移动。

人们将会了解到，这样，每个执行机构42，44都有容积可变的两个腔室。一个腔室80是由执行机构筒体46和活塞的横切壁形成的，而另一个腔室82是由活塞本身内的腔室70和固定到中央双摩擦盘50上的端壁72来形成的。

如图2所示，装有弹簧78的执行机构42的腔室80在压力P1时连接到液压油管路C1上，而同一个执行机构的腔室80则在压力P2时连接到液压油管路C2上。相反，装有弹簧78的执行机构44的腔室80在压力P2时连接到液压油管路C2上，而另一个腔室82则在压力P1时连接到液压油管路C1上。

这样，弹簧78安装在两个执行机构的相应筒内，使得固定到摩擦盘57或58上的所述相应活塞67或68向中央双摩擦盘50方向移动。因为这些摩擦盘都提供有摩擦垫，当压力P1和P2相等时，弹簧78经由活塞发挥作用，使得摩擦盘57，58紧紧抵在所述中央双摩擦盘上。因为执行机构44的活塞68不能转动，叶片14也不能旋转。这就是图2所示情况。

工作原理如下。当压力P1和P2相等时，自动联锁锁定系统在弹簧78的作用下保持在静止不动状态，在旋转执行机构22内没有出现压力差。叶片的螺距因此是稳定的。

如果应用压力差P1＞P2，那么，摩擦盘57始终紧紧抵在中央双摩擦盘50上，但是另一个执行机构44活塞68则动作，压缩弹簧，这样，将摩擦盘58与中央双摩擦盘50分开。结果，活塞67、摩擦盘57和中央双摩擦盘50可以一起转动，而相同的压力差则会产生旋转执行机构22的旋转轴21的旋转动作(当从图3看去时，为逆时针方向)，从而改变了叶片的螺距。

相反，当应用压力差P2＞P1时，执行机构42的腔室80就会增加容积，因而将摩擦盘57与所述中央双摩擦盘50分开。同时，相同的压力差使得旋转执行机构内的旋转轴21旋转位移(当从图3看去时，为顺时针方向)。所以，叶片按相反方向旋转。

如上所述，摩擦盘的摩擦垫可以通过相互啮合形状-诸如径向肋-更换，可以获得在弹簧带动下防止摩擦盘旋转的同样效果。