本發(fā)明涉及用于致動飛行器反推力裝置(也稱為"轉(zhuǎn)換整流罩")的可移動結(jié)構(gòu)的致動器系統(tǒng)。本發(fā)明還提供了包括這樣的致動器系統(tǒng)的反推力裝置。本發(fā)明還提供了包括此致動器系統(tǒng)的飛行器噴氣發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)：

飛行器渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的反推力裝置用來通過將一小部分噴射流從渦輪噴氣發(fā)動機(jī)朝向與渦輪噴氣發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的發(fā)動機(jī)艙轉(zhuǎn)向而改善飛行器的制動能力，因此已知多種類型的反推力裝置。在所有情況下，反推力裝置包括至少一個可在中性位置與激活位置之間移動的可移動結(jié)構(gòu)，在所述激活位置中可移動結(jié)構(gòu)用來朝向所述發(fā)動機(jī)艙的前方偏轉(zhuǎn)噴射流。致動器系統(tǒng)與可移動結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，以引起可移動結(jié)構(gòu)以可逆方式在在中性位置與激活位置之間移動。

為此目的，已知用于可移動結(jié)構(gòu)的致動器系統(tǒng)，該致動器系統(tǒng)包括電動馬達(dá)、四個與可移動結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的致動器和四個柔性傳動軸，每個柔性傳動軸首先連接到致動器中一相應(yīng)致動器上，其次連接到馬達(dá)，使得各個致動器可以由馬達(dá)驅(qū)動。在這樣的情況下，當(dāng)給馬達(dá)提供動力時，它驅(qū)動四個致動器，所述四個致動器再移動可移動結(jié)構(gòu)。

然而，由于可移動結(jié)構(gòu)通常由復(fù)合材料制作，因此它呈現(xiàn)極大的柔性。在這樣的情況下，各個致動器之間的同步漂移導(dǎo)致可移動結(jié)構(gòu)的顯著變形，并且因此可能損壞可移動結(jié)構(gòu)。此外，如果可移動結(jié)構(gòu)在變形時到達(dá)其激活位置，那么它可能不再使噴射流準(zhǔn)確地朝向發(fā)動機(jī)艙的前方偏轉(zhuǎn)，由此降低反推力裝置的有效性。此外，如果可移動結(jié)構(gòu)在變形時到達(dá)其中性位置，那么它可能不再準(zhǔn)確地完全關(guān)閉反推力裝置，由此導(dǎo)致一小部分噴射流從渦輪噴氣發(fā)動機(jī)朝向發(fā)動機(jī)艙的前面的不期望泄露。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種用于致動飛行器反推力裝置的可移動結(jié)構(gòu)的致動器系統(tǒng)，所述飛行器反推力裝置通過所述致動器系統(tǒng)限制該可移動結(jié)構(gòu)的移動期間顯著變形的風(fēng)險，并且還提出裝有此致動器系統(tǒng)的反推力裝置和噴氣發(fā)動機(jī)。

發(fā)明概述

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種用于致動飛行器的反推力裝置的可移動結(jié)構(gòu)的致動器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

第一電動馬達(dá)；

第一致動器，所述第一致動器布置在所述第一電動馬達(dá)附近以由所述第一電動馬達(dá)驅(qū)動；

第二致動器和第一柔性傳動軸，所述第一柔性傳動軸首先連接到所述第二致動器并且其次連接到所述第一電動馬達(dá)，使得所述第二致動器布置為由所述第一電動馬達(dá)驅(qū)動；

第二電動馬達(dá)；

第三致動器，所述第三致動器布置在所述第二電動馬達(dá)附近以由所述第二電動馬達(dá)驅(qū)動；

第四致動器和第二柔性傳動軸，所述第二柔性傳動軸首先連接到所述第四致動器并且其次連接所述第二電動馬達(dá)，使得所述第四致動器由所述第二電動馬達(dá)驅(qū)動；以及

控制裝置，所述控制裝置用于控制所述電動馬達(dá)以使由所述兩個電動馬達(dá)對所述第一致動器、所述第二致動器、所述第三致動器和所述第四致動器的驅(qū)動同步。

由于兩個馬達(dá)和控制裝置的存在，因此能夠檢測兩個馬達(dá)之間的同步的任何誤差，并且相應(yīng)地修正由控制裝置生成的對兩個馬達(dá)的控制設(shè)定點(diǎn)。本發(fā)明的致動器系統(tǒng)因此使得以下成為可能：通過控制兩個馬達(dá)來避免各個致動器失同步，由此通過致動器系統(tǒng)限制可移動結(jié)構(gòu)在移動期間的變形。因此能夠迅速地檢測可移動結(jié)構(gòu)變形的開始，并且相應(yīng)地適應(yīng)施加于兩個馬達(dá)的控制，以修正變形。

此外，均由專用馬達(dá)驅(qū)動的兩個致動器的具體布置使得以下成為可能：馬達(dá)和與其相關(guān)聯(lián)的致動器之間具有較短的扭矩傳遞，由此進(jìn)一步限制致動器失同步的任何風(fēng)險并且因此限制可移動結(jié)構(gòu)變形的任何風(fēng)險。

本發(fā)明還提供了一種飛行器反推力裝置，包括可移動結(jié)構(gòu)和如上所述的致動器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)以如下方式進(jìn)行布置：以在中性位置與激活位置之間移動所述可移動結(jié)構(gòu)，在所述激活位置中所述可移動結(jié)構(gòu)用來使噴射流從所述飛行器的噴氣發(fā)動機(jī)朝向所述飛行器的前方偏轉(zhuǎn)。

此外，本發(fā)明提供了一種飛行器噴氣發(fā)動機(jī)，包括反推力裝置，所述反推力裝置包括可移動結(jié)構(gòu)和如上所述的致動器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)布置為以在中性位置與激活位置之間移動所述可移動結(jié)構(gòu)，在所述激活位置中所述可移動結(jié)構(gòu)用來使噴射流從所述飛行器的噴氣發(fā)動機(jī)朝向所述飛行器的前方偏轉(zhuǎn)。

附圖簡述

藉由本發(fā)明的具體的非限制性實(shí)施例的以下描述，可以更好地理解本發(fā)明。參照附圖，其中：

圖1是可移動結(jié)構(gòu)和與該可移動結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的本發(fā)明致動器系統(tǒng)的示意立體圖，未示出計(jì)算部件；以及

圖2是圖1所示致動器系統(tǒng)的示意側(cè)視圖，未示出可移動結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

參考圖1和2，該示例中的本發(fā)明致動器系統(tǒng)1用于沿著平移軸線x在中性位置與激活位置之間平移地移動飛行器的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)反推力裝置(未示出)的單個可移動結(jié)構(gòu)2，在所述激活位置中所述可移動結(jié)構(gòu)2將噴射流從渦輪噴氣發(fā)動機(jī)朝向飛行器的前方偏轉(zhuǎn)。

為此目的，致動器系統(tǒng)1具有第一電動馬達(dá)11和第二電動馬達(dá)12。在該示例中，兩個電動馬達(dá)11和12完全相同，并且因此可以遞送相同的機(jī)械功率。兩個馬達(dá)11和12都是永磁同步電機(jī)。

此外，致動器系統(tǒng)1具有四個致動器，在該示例中所有四個致動器都是球頭螺旋絲桿，并且它們在下面稱為第一致動器21、第二致動器22、第三致動器23和第四致動器24。

在該示例中，第一致動器21直接由第一馬達(dá)11驅(qū)動，使得不存在將第一致動器21連接到第一馬達(dá)11的柔性傳動軸。第一致動器21與第一馬達(dá)11一體。

對稱地，在該示例中，第三致動器23直接由第二馬達(dá)12驅(qū)動，使得沒有柔性傳動軸將第三致動器23連接到第二馬達(dá)12。第三致動器23與第二馬達(dá)12一體。

此外，致動器系統(tǒng)1具有第一柔性傳動軸31，所述第一柔性傳動軸31直接連接到第二致動器22并且也連接到第一馬達(dá)11，使得第二致動器22可以由第一馬達(dá)11驅(qū)動。同樣地，致動器系統(tǒng)1具有第二柔性傳動軸32，所述第二柔性傳動軸32直接連接到第四致動器24并且也連接到第二馬達(dá)12，使得第四致動器24可以由第二馬達(dá)12驅(qū)動。

在這樣的情況下，致動器和馬達(dá)的具體布置使得以下成為可能：直接在第一馬達(dá)11與第一致動器21之間和在第二馬達(dá)12與第三致動器23之間傳遞扭矩，并且還提供了第一馬達(dá)11與第二致動器22之間和第二馬達(dá)12與第四致動器24之間較短的傳動，由此限制致動器丟失同步的風(fēng)險并且因此限制可移動結(jié)構(gòu)變形的風(fēng)險。

有利地，因此僅需要兩個柔性傳動軸31和32以使得所有四個致動器21、22、23和24都得到驅(qū)動。這限制了致動器系統(tǒng)1中柔性傳動軸的數(shù)量，該軸是非常柔性的且可以導(dǎo)致連接于其上的致動器丟失同步。此外，由于其柔性，柔性傳動軸會經(jīng)受通常難以補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械共振模式。

四個致動器21、22、23和24優(yōu)選以規(guī)律間隔布置在可移動結(jié)構(gòu)2的邊緣3之一附近，邊緣在垂直于平移移動軸線x的可移動結(jié)構(gòu)2、端部處是橫截面。

因此，可移動結(jié)構(gòu)2在其邊緣附近通過四個致動器21、22、23和24以分布的方式經(jīng)受推力，由此限制所述可移動結(jié)構(gòu)2變形的任何風(fēng)險。

在優(yōu)選實(shí)施例中，兩個馬達(dá)11和12并且因此第一致動器21和第三致動器23都在可移動結(jié)構(gòu)2上布置在所述可移動結(jié)構(gòu)2的最大變形的區(qū)域處，即在最容易變形的區(qū)域處。

在該示例中，第一馬達(dá)11和第一致動器21定位在邊緣3的端部之一處，并且第二馬達(dá)12和第三致動器23定位在邊緣3的另一個端部處，應(yīng)理解邊緣3是開口的截面。

這進(jìn)一步限制了當(dāng)可移動結(jié)構(gòu)2正在移動時變形的任何風(fēng)險。具體地，兩個馬達(dá)11和12以如下方式布置在可移動結(jié)構(gòu)2的端部處：由于可移動結(jié)構(gòu)2的最大變形，可移動結(jié)構(gòu)2的端部之間同步的任何誤差都可以檢測到并修正。

為此目的，致動器系統(tǒng)1包括用于控制馬達(dá)11和12的控制裝置以通過兩個馬達(dá)11和12同步驅(qū)動第一致動器21、第二致動器22、第三致動器23和第四致動器24。更準(zhǔn)確地，控制裝置配置為伺服控制兩個馬達(dá)11和12的角度位置，以管理各個致動器21、22、23和24的同步驅(qū)動。以具體方式，控制裝置包括與第一馬達(dá)11相關(guān)聯(lián)的第一角度位置傳感器和與第二馬達(dá)12相關(guān)聯(lián)的第二角度位置傳感器。例如，控制裝置包括與第一馬達(dá)11相關(guān)聯(lián)的第一求解器41和與第二馬達(dá)12相關(guān)聯(lián)的第二求解器42?？刂蒲b置進(jìn)一步包括生成用于第一馬達(dá)11的第一角度位置設(shè)定點(diǎn)cm1和用于第二馬達(dá)12的第二角度位置設(shè)定點(diǎn)cm2的計(jì)算構(gòu)件43，而作為由第一求解器41生成的角度位置信息θ1的函數(shù)和由第二求解器42生成的角度位置信息θ2的函數(shù)。

在兩個馬達(dá)11和12之間的同步誤差的情況下，計(jì)算構(gòu)件43檢測出由兩個求解器41和42提供的角度部分θ1與θ2之間的差，并且因此采用對于兩個馬達(dá)11和12的設(shè)定點(diǎn)cm1和cm2。

致動器系統(tǒng)1因此可以迅速地檢測馬達(dá)11和12之間的同步問題并因此致動器21、22、23和24之間的同步問題，并且它可以有效地修正此問題，由此限制可移動結(jié)構(gòu)2變形的任何風(fēng)險。

致動器系統(tǒng)1優(yōu)選包括第三柔性傳動軸33，所述第三柔性傳動軸33首先連接到第二致動器22，其次連接到第四致動器24，以提供第二致動器22與第四致動器24之間的驅(qū)動聯(lián)接。由于致動器21、22、23和24沿著可移動結(jié)構(gòu)2的邊緣3規(guī)律地分布，在該示例中三個柔性傳動軸31、32和33具有大體上相同的長度。

應(yīng)當(dāng)觀察到，即使沒有第三柔性傳動軸33，致動器21、22、23和24也通過兩個馬達(dá)11和12而正確地同步。第三柔性傳動軸33有利地用來進(jìn)一步改善各個致動器21、22、23和24之間的同步，由此限制可移動結(jié)構(gòu)2變形的任何風(fēng)險。

此外，由于第二致動器22和第四致動器24各自均連接到馬達(dá)11和12兩者，因此在柔性傳動軸31、32和33中的任一個丟失的情況下，第二致動器22和第四致動器24仍然可以由兩個馬達(dá)11和12中的一個驅(qū)動，由此確?？梢苿咏Y(jié)構(gòu)2由四個致動器21、22、23和24機(jī)械連接地驅(qū)動。同樣地，第三柔性傳動軸33和兩個馬達(dá)11和12的存在使得以下成為可能：即使在丟失馬達(dá)11和12中一個的情況下，也確?？梢苿咏Y(jié)構(gòu)2由四個致動器21、22、23和24機(jī)械連接地驅(qū)動。

此外，在馬達(dá)、致動器或柔性傳動軸卡住的情況下，計(jì)算構(gòu)件43布置為生成用于產(chǎn)生兩個馬達(dá)11和12中交替搖動的設(shè)定點(diǎn)。由于力交替地施加于由馬達(dá)11、12、致動器21、22、23和24以及柔性傳動軸31、32和33構(gòu)成的驅(qū)動鏈的兩個端部，其中馬達(dá)11和12在所述鏈的端部處，因此這使得釋放受阻擋的馬達(dá)、致動器或柔性傳動軸成為可能。

在具體實(shí)施例中，兩個馬達(dá)11和12設(shè)計(jì)為使得其各自能夠自己單獨(dú)地驅(qū)動四個致動器21、22、23和24，但速度低于兩個馬達(dá)11和12都提供動力時的驅(qū)動速度。更具體地，兩個馬達(dá)11和12都設(shè)計(jì)為使得來自兩個馬達(dá)11和12的功率總和等于在正常操作期間驅(qū)動四個致動器21、22、23和24所需的功率。

因此，相比于其各自設(shè)計(jì)為能夠單獨(dú)地以兩個馬達(dá)11和12都提供動力時驅(qū)動四個致動器21、22、23和24的速度相等的速度驅(qū)動所有四個致動器21、22、23和24的情況，兩個馬達(dá)11和12在尺寸和重量方面保持合理。

當(dāng)然地，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例，并且可以有多種變化而仍在由權(quán)利要求書界定的本發(fā)明范圍中。

具體地，盡管在該示例中第一致動器直接由第一馬達(dá)驅(qū)動，但是第一致動器也可僅僅布置在第一馬達(dá)附近。致動器系統(tǒng)那么將會包括短柔性傳動軸并且尤其是比將第二致動器連接到第一馬達(dá)或?qū)⒌谒闹聞悠鬟B接到第二馬達(dá)的柔性傳動軸短得多，所述短柔性傳動軸則會首先連接到第一致動器且其次連接到第一馬達(dá)，使得第一致動器可以由第一馬達(dá)驅(qū)動。同樣地，盡管在該示例中第三致動器直接由第二馬達(dá)驅(qū)動，但是第三致動器可僅可以布置在第二馬達(dá)附近。致動器系統(tǒng)則會包括短柔性傳動軸并且尤其是比將第二致動器連接到第二馬達(dá)或?qū)⒌谒闹聞悠鬟B接到第二馬達(dá)的柔性傳動軸短得多，所述短柔性傳動軸則會首先連接到第三致動器并且其次連接到第二馬達(dá)，使得第三致動器可以由第三馬達(dá)驅(qū)動。然而，優(yōu)選的是第一馬達(dá)直接驅(qū)動第一致動器并且第二馬達(dá)直接驅(qū)動第三致動器。

盡管在該示例中第一柔性傳動軸直接連接到第一馬達(dá)，所述軸可以直接連接到第一致動器并且連接到第二致動器，使得第二致動器由第一馬達(dá)經(jīng)由第一致動器驅(qū)動。第一柔性傳動軸則會經(jīng)由第一致動器連接到第一馬達(dá)。此外，盡管在該示例中第二柔性傳動軸直接連接到第二馬達(dá)，所述軸可以直接連接到第三致動器并且連接到第四致動器，使得第四致動器由第二馬達(dá)經(jīng)由第三致動器驅(qū)動。第二柔性傳動軸則可以經(jīng)由第三致動器連接到第二馬達(dá)。

致動器系統(tǒng)不必包括第二致動器與第四致動器之間的第三柔性傳動軸。

此外，致動器系統(tǒng)可以包括比所述數(shù)量更多的致動器和/或馬達(dá)，假設(shè)它具有比致動器更少的馬達(dá)以避免使得致動器系統(tǒng)過于笨重。

盡管在該示例中馬達(dá)布置在可移動結(jié)構(gòu)的邊緣的端部處，但是馬達(dá)可以布置在可移動結(jié)構(gòu)的其它區(qū)域中。然而，優(yōu)選的是馬達(dá)布置在可移動結(jié)構(gòu)的邊緣的所述端部處。

此外，盡管在該示例中致動器規(guī)律地分布在可移動結(jié)構(gòu)的邊緣的周邊附近，但是致動器可以分布為使得第二與第四致動器之間的距離大于第一與第二致動器之間(或第三與第四致動器之間)的距離，以便制第一柔性傳動軸和第二柔性傳動軸的長度。在這樣的情況下，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選包括第二致動器與第四致動器之間的以下長度的第三柔性傳動軸，所述長度因此長于其它兩個柔性傳動軸的長度，以提高各個致動器之間的同步，且尤其是第二致動器與第四致動器之間的同步。