[发明专利]用于直升机的反扭矩组件及系统以及操作直升机的方法

说明书

本发明包括用于直升机的反扭矩组件，该反扭矩组件包括多个定桨距马达，所述多个定桨距马达安装在直升机的尾桁上的一个或更多个枢轴上，其中，所述一个或更多个枢轴上的所述多个定桨距马达适于在包括悬停模式的第一操作模式期间定向成与直升机的尾桁基本上共面，并且其中，定桨距马达适于在不同于第一模式的第二直升机操作模式期间定向成与直升机的尾桁基本上不共面。

技术领域

本发明总体上为飞行控制的领域，并且具体地涉及用于直升机的反扭矩系统和控制。

联邦政府资助研究声明

不适用。

背景技术

在不限制本发明的范围的情况下，结合反扭矩系统对其背景进行描述。

反扭矩尾旋翼通常用在直升机中，并且通常邻近于提供飞行器稳定性的竖向翼片安装。在这种构型中，直升机旋翼产生横向气流。尾旋翼可以被以高角速度驱动，以提供足够的空气动力响应。有时，由直升机主旋翼和尾旋翼产生的涡流会相互作用并由此降低由旋翼产生的推力的效率。涡流的干扰还可能导致噪音的增大。为了解决这些问题，竖向翼片可以由环形机翼(有时被称为环翼)代替，该环形机翼具有比尾旋翼的直径大的内径并且可以围绕尾旋翼安装。

发明内容

在一个实施方式中，本发明包括用于直升机的反扭矩组件，该反扭矩组件包括：多个定桨距马达，所述多个定桨距马达安装在直升机的尾桁上的一个或更多个枢轴上，其中，所述一个或更多个枢轴上的所述多个定桨距马达在包括悬停模式的第一操作模式期间适于定向成与直升机的尾桁基本上共面，并且其中，定桨距马达适于在不同于第一模式的第二直升机操作模式期间定向成与直升机的尾桁基本上不共面。在一个方面中，所述多个定桨距马达能够沿与其他马达不同的方向操作以提供相反的推力，或以相同方向的推力操作，或是以不同的速度操作，又或者以不同的方向和速度操作。另一方面，反扭矩组件包括3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个或更多个定桨距马达，并且每个马达均能够独立地或成组地开启或关闭，可以是变速马达，或者能够沿不同的方向独立地引导推力。另一方面，反扭矩组件限定为还包括围绕反扭矩组件的一个或更多个单个的马达的环或整流罩，每个环或整流罩均附接至单独的枢轴，或者反扭矩组件由附接至枢轴的单一的环或整流罩包围。另一方面，在悬停模式期间，反扭矩组件与尾桁基本上共面。另一方面，第二直升机操作模式是飞行模式，并且其中，反扭矩组件在飞行模式期间与尾桁基本上垂直。另一方面，马达是电动马达。另一方面，该模块还包括飞行控制计算机中的逻辑，该逻辑用于针对在从第一操作模式转变至第二操作模式以及从第二操作模式转变至第一操作模式期间的反扭矩组合系统进行计算，并且该逻辑用于独立地控制螺旋桨的方向和定桨距马达的速度以将反扭矩组件系统定位成具有最佳推力角度和最佳推力大小。

本发明的另一实施方式包括用于直升机的反扭矩组件系统，该系统包括：多个定桨距电驱动变速马达，所述多个定桨距电驱动变速马达安装在一个或更多个枢轴上；以及一个或更多个驱动机构，所述一个或更多个驱动机构用于在包括悬停模式的第一直升机操作模式期间将定桨距电驱动变速马达定向成与直升机的尾桁基本上共面，并且用于在不同于第一模式的第二直升机操作模式期间将定桨距电驱动变速马达定向成与直升机的尾桁基本上不共面，其中，第二直升机操作模式是飞行模式。在一个方面，该系统还包括飞行控制计算机中的逻辑，该逻辑用于计算在从第一操作模式转变至第二操作模式及从第二操作模式转变至第一操作模式期间来自反扭矩组件系统的方向和推力，并且该逻辑用于独立地控制螺旋桨的方向和定桨距电驱动变速马达的速度，以将反扭矩组件定位成具有最佳推力角度和最佳推力大小。

在又一实施方式中，本发明包括操作直升机的方法，该方法包括：将包括位于直升机的尾桁的端部处的枢轴上的两个或更多个定桨距电驱动变速马达的反扭矩组件进行定向，其中，定桨距电驱动变速马达在包括悬停模式的第一直升机操作模式期间定向成与直升机的尾桁基本上共面，并且其中，所述两个或更多个定桨距电驱动变速马达在不同于第一模式的第二直升机操作模式期间定向成与直升机的尾桁基本上不共面，其中，第二直升机操作模式是飞行模式。