用于控制发动机和反推装置的功率的装置技术领域
本发明涉及用于航空器的用于控制发动机功率及控制反推装置的装
置。
背景技术
此类控制装置能够，例如，被用于具有喷射发动机或涡轮螺桨发动机
的航空器。
这种控制装置能够控制发动机功率及反推装置。反推装置是指导发动
机在向前的方向上产生推力的装置，以便于使航空器减速并在着陆时减少
制动距离。
这种控制装置通常包括用于调节功率的控制杆和反推力杆，用于调节
功率的控制杆通常被称为油门杆或推力杆，两者均适于在空转位置和完全
驱动位置之间枢转，以便于旋转控制元件。与控制元件配合的传感器适于
将控制命令传输到控制单元。
大部分现有控制装置能够提供一种功能，其中，当控制杆被定位在其
驱动路径的一定角度范围内时，其它控制杆的任何同步操作都通过机械类
型的阻碍措施而受阻。
例如，在专利申请WO2011/042147中，该阻碍措施通过将指状物同
时滑动到形成于结构中的第一凸轮轨道中以及形成于和装置的控制元件
为一体的部分上的第二凸轮轨道中来实现；指状物被设置在细长的凹槽中，
细长的凹槽形成于推力杆的端部并且通过杆连接到反推力杆。当操作反推
力杆和推力杆时，指状物在第一和第二凸轮轨道的凹槽中滑动，因此导致
指轮旋转。
此类控制装置具有良好的机械强度。然而，其会在一些作用点引起高
机械应力，需要对这些部分保险设计。此类保险设计是重要的，因为这些
部分的位置在运动链上。该保险设计还会增加控制装置的重量。当需要杆
的高精度旋转角度，从杆的该点起防止另一杆旋转时，此类控制装置还操
作复杂。
众所周知，例如专利申请WO2011/042146是“啮合滚轴(engaging
roller)”系统，在同一系统中，如果杆定位在其驱动路径的预定角度之前
且如果另一杆被驱动，则进一步执行第二功能，将杆自动回复至其空转位
置。
该“啮合滚轴(engagingroller)”类型的系统允许一个组件提供两个
功能，降低了部件的数量、体积、重量和成本。然而，此类系统具有低机
械强度，并仅通过调整系统的使用来实现锁定精度的预期等级，由于装配
误差和加工精度，调整系统很难管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于航空器的用于控制发动机功率及控
制反推装置的装置，其执行上述两种功能，即，机械锁定相对于另一杆超
过其工作行程角度范围的杆，以及在另一杆驱动时，自动返回超过其工作
行程角度范围的杆，同时具有良好的机械强度并减少重量、体积和成本。
为了这一目的，本发明涉及用于航空器的用于控制发动机及控制反推
装置的装置，控制装置包括：
-框架，
-推力杆，其在铰链轴上铰接到框架，
-反推力杆，其在铰链轴上铰接到推力杆，推力杆和反推力杆适于从
其空转位置枢转至完全驱动位置，其特征在于，其进一步包括：
-支承面，其设置在反推力杆的一部分上，
-主凸轮轨道，其在框架上，以及
-锁定杆，其包括铰接在推力杆上的枢转轴，设置在枢转轴的两侧的
第一端和第二端，
并且其中，当推力杆枢转过大于或等于相对于其空转位置所界定出的
预定角度的角度时，反推力杆的驱动被压靠在反推力杆的支承面上的锁定
杆的第二端和压靠在主凸轮轨道上的锁定杆的第一端阻止。
有利地，当锁定杆(推力或反推装置)被施加外力时，控制装置具有
高结构强度。尤其是，由于其在运动链中的上游位置，当反推力杆锁定并
且力施加到反推力杆上时，锁定杆和框架受到压缩，这促进控制装置的结
构阻力。
有利地，提高了锁定精度。
有利地，推力杆是单轴，不具有接力或中间凸轮或齿轮，它们在位置
精度、可靠性、部件数量及重量方面是很昂贵的。控制装置不再具有连杆
系统，连杆系统会导致杆排列问题。
有利地，运动链在操作的推力模式中和在操作的反推装置模式中均连
续。有利地，控制元件是不具有盲区的控制指轮。
有利地，反推力杆不断地向着底部止动块偏移，以便限制由震动导致
的移动。控制装置的人体工程学和安全性也通过反推力杆对底部止动块
“自动”按压而提高。
该控制装置能够有利地安装有“啮合滚轴(engagingroller)”系统来
提供锁定系统的冗余度而无需共有部分。
根据一些特殊实施例，控制装置包括以下一个或多个特征：
-其包括：
-止动面，其设置在框架上，所述止动面作为主凸轮轨道的延伸部延
伸，以及
-第二凸轮轨道，其形成于反推力杆的一部分上，并作为支承面的延
伸部延伸；所述第二凸轮轨道与反推力杆的支承面形成界定角度；所述界
定角度被界定在与反推力杆的铰链轴相垂直的平面内；
-其中，当推力杆被定位在所述预定角度之前时，锁定杆的第一段被设置
成面对并距离止动面第一预定距离，以便通过逆时针枢转锁定杆来驱动反
推装置；锁定杆的第二端在支承面上滑动，以便使推力杆在到达第二凸轮
轨道之前返回其空转位置；
-其中，当反推力杆枢转过大于或等于相对于其空转位置所界定出的预定
角度的角度时，推力杆的驱动被压靠在框架的止动面上的锁定杆的第一端
以及压靠在第二凸轮轨道上的锁定杆的第二端阻止；
-其中，所述界定角度被选择，以便当反推力杆被定位在所述预定角度之
前时，第二端被设置在支撑面上，并且推力杆驱动反推力杆向着其空转位
置顺时针枢转；
-其中，支撑面具有连接至第二凸轮轨道的一端和其相对端，反推力杆的
铰链轴被定位在相距反推力杆的支撑面一定距离处；并且其中，所述距离
在所述相对端和连接至第二凸轮轨道的一端之间增加；
-其包括：
-止动块，其股东到推力杆上；当反推力杆在空转位置时，反推力杆
靠在所述止动块的上面；
-偏置装置，其适于在反推力杆上形成扭矩，以便向着所述止动块返
回反推力杆；
-其中，偏执装置包括固定到推力杆上的突出物和固定到所述突出物的偏
置弹簧；
-其中，止动块包括侧面，当反推力杆在完全驱动位置时，反推力杆适于
靠紧该侧面；
-其中，锁定杆的第一和/或第二端包括各自的第一和/或第二滚轴，各自
枢转地安装在平行于所述铰链轴的轴上；
-其中包括控制指轮，其适于在预定方向上绕着推力杆的铰链轴旋转，以
便于控制发动机功率，并且其中，推力杆直接驱动所述控制指轮；
-其中包括连接杆，其将反推力杆连接至所述控制指轮，并且其中通过连
接杆，反推力杆导致控制指轮在与预定方向相反的方向上旋转，以便控制
航空器的反推装置；
-其中，第二凸轮轨道具有大致圆形形状，其中心是反推力杆的铰链轴，
以便驱动反推力杆所需的力是大致恒定的；
-其中，主凸轮轨道具有大致圆形的形状，其中心是推力杆的旋转中心，
以便一旦推力杆驱动，在主凸轮轨道和锁定杆的第一端之间保持恒定工作
空隙；
-其中，界定角度在91°至179°之间；以及
-其中，主凸轮轨道与框架的止动面在与推力杆的铰链轴相垂直的平面内
形成角度；所述角度在91°至179°之间。
附图说明
通过阅读下述仅作为示例给出的说明，并参考附图，将更好地被理解
本发明，其中：
-图1是本发明的控制装置的侧面的视图；
-图2是与如图1所示的面相对的侧面的视图；
-图3是根据本发明的控制装置的一部分的透视图；
-图4是如图1所示的侧面的一部分的视图，推力杆位于预定角度之
前；
-图5是图4的局部放大图；
-图6是如图4所示的侧面的局部视图，其中反推力杆被驱动；
-图7是与如图6所示的视图类似的视图，其中推力杆定位在预定角
度之后；
-图8是如图1所示的侧面的局部视图，其中反推力杆位于预定角度
σ之前；以及
-图9是与如图1所示的视图类似的视图，其中反推力杆定位在预定
角度σ之后。
控制装置的描述参考如图1所示的直角坐标系(x，y，z)。术语，
例如“上”和“下”是相对于图1中所示的控制装置的位置界定的。
具体实施方式
参考图1、2和3，根据本发明的控制装置2包括框架4、在铰链轴8
上铰接到框架4上的推力杆6、铰接到框架4的控制指轮10，以及将推力
杆6连接到控制指轮10的连杆11。
推力杆6包括球形抓握端61，球形抓握端61具有中心62。推力杆6
的铰接轴8的旋转中心与球形抓握端61的中心62间隔距离Ra。
框架4具有法兰的形状，法兰位于平面(x,z)中。凸轮轨道，下文
被称为主凸轮轨道12，被安置在该法兰的上边缘。该主凸轮轨道12具有
圆形的形状，其中心是推力杆的铰链轴8的中心，其半径Rb例如在距离
Ra的1/7到距离Ra的7/10之间。
框架4包括平坦的止动面14，其设置在法兰的前面。止动面14位于
平面(y,z)中，其作为主凸轮轨道12的一端的延伸。止动面14和主凸
轮轨道12一起形成界定在平面(x,z)中的角度。该角度α例如在91°至
179°之间。
推力杆6通过在预定方向S上直接旋转控制指轮10来控制发动机的
功率。所述杆适于绕着铰链轴8枢转，沿着空转位置R0和最大功率位置
之间的驱动路径。图1和图2示出了空转位置。其位于止动面14的一侧。
当推力杆6在空转位置R0时，发动机不提供任何功率。当推力杆在最大
驱动位置时，发动机产生最大功率。推力杆6具有如图1所示的侧面18
和如图2所示的相对侧面20。
控制指轮10适于绕着旋转轴旋转，旋转轴与推力杆6的铰链轴8同
轴延伸，以便控制发动机功率控制装置和反推装置，两者都没有示出。位
置传感器，也没有示出，与控制指轮10对齐连接。这些位置传感器电连
接至用于控制功率控制装置和反推装置的单元。
控制装置2包括，在推力杆的侧面18上，绕着铰链轴24铰接到推力
杆6上的反推力杆22、用于反推力杆的止动块26，以及绕着枢转轴30铰
接到推力杆6上的锁定杆28。铰接轴24和枢转轴30平行于推力杆6的铰
链轴8。
反推力杆22适于控制反推装置的门或螺旋桨的运动。其还控制功率
输出，无需推力杆6的动作。其适于沿着如图1所示的空转位置P0和如
图9所述的最大驱动位置P4之间的驱动路径枢转。在空转位置，反推装
置的门形成推进喷管的延伸。远离空转位置，门被完全展开；或者在涡轮
螺桨发动机的情况下，螺旋桨的倾角被反向。在最大驱动位置P4，发动机
功率为可允许的最大反向推力模式，并且在涡轮螺桨发动机的情况下，倾
角被反向至可能的最大值。当反推力杆在其空转位置P0时，其大致水平
地靠着止动块26的上面延伸，如图1和2所示。
反推力杆22具有轭或U形。其包括绕着铰链轴24铰接在推力杆上的
抓握臂32、第一驱动臂33和第二驱动臂34。
连杆11铰接到反推力杆的驱动臂33的一端并且在控制指轮10的侧
面的外围部分。一旦反推力杆22在驱动方向Fa驱动，连杆11适于驱动
控制指轮10在与预定方向S相反的方向上旋转。
反推力杆的第二驱动臂34的一部分具有支承面36和凸轮轨道，被称
为第二凸轮轨道38，其作为支承面36的延伸。支承面36具有连接到第二
凸轮轨道38的一端361和连接到抓握臂32的相对端362。支承面36是平
坦的。其形成斜坡，斜坡相对于抓握臂32轻微倾斜。界定在反推力杆的
铰链轴24和反推力杆的支承面36之间的距离d在连接到抓握臂32的一
端362和连接到第二凸轮轨道38的一端361之间增加。从第二凸轮轨道
38开始，铰链轴24和支承面36之间的距离d是恒定的；第二凸轮轨道
38与铰链轴24同轴。
换言之，支承面36与第二凸轮轨道38在其连接处形成角度β。角度
β被选择，以便当反推力杆22位于预定角度σ之前时，第二端41在支承
面36上并且推力杆6的驱动导致反推力杆22向着其空转位置P0顺时针
枢转。该角度β，例如，在91°至179°之间。
第二凸轮轨道38具有圆形的形状，其中心是反推力杆22的铰链轴24
的中心，并且其半径Rm例如在距离Ra的5/100至距离Ra的14/50之间。
由第二轨道38形成的弯曲的半径Rm和将反推力杆的铰链轴24与铰
接轴24在由支承面36所界定的平面上的正投影隔开的最小距离dm之间
的比率在距离Ra的4/100至距离Ra的27/100之间。
止动块26固定到推力杆的侧面18上，以便其垂直延伸。其具有上面
261和侧面262，上面261大致在平面(x,y)中，并且当反推力杆在空转
位置时，反推力杆的抓握臂32靠在其上，侧面262相对于平面(y，z)
轻微地倾斜，当反推力杆在最大驱动位置时，反推力杆的支承面36紧靠
在平面(y,z)上。
锁定杆28具有第一自由端40和第二自由端41，各自在枢转轴30的
一侧。第一端40和第二端41分别具有第一滚轴42和第二滚轴44，第一
滚轴42和第二滚轴44绕着平行于推力杆的铰接轴8的轴枢转。
控制装置2进一步包括偏置装置，其适于产生反推力杆22上的扭矩，
以便所述杆向着止动块26顺时针枢转。
当反推力杆22位于空转位置P0靠着止动块26时，偏置装置有利地
将反推力杆22保持在该位置。这增加了控制装置的安全性。确保反推力
杆22不能因振动而意外地结合，例如，当穿过湍流区域时。
只要反推力杆22在驱动方向Fa枢转过小于预定角度σ的角度，偏置
装置适于将反推力杆22推向其空转位置P0。预定角度σ相对于反推力杆
22在止动块26上的空转位置P0上时的角度界定。
在所阐释的实施例中，偏置装置包括垂直于侧面18延伸的突出物48
以及在所述突出物48的一面和锁定杆的一部分50之间延伸的偏置弹簧52。
偏置弹簧52适于推进锁定杆的第二滚轴44靠在反推力杆的支承面36上。
偏置弹簧52以及支承面36的倾斜将反推力杆22带到空转位置靠着止动
块26的上面。
可选地，偏置装置包括固定在推力杆6或锁定杆28或抓握臂32上的
扭力弹簧。
根据另一个变体，偏置弹簧52由弹簧片替代。
当在推力模式下操作时，由于飞行员在驱动方向Fi将推力杆6从其空
转位置P0移动向完全驱动位置运动，同时反推力杆在空转位置P0，第一
滚轴42沿着主凸轮轨道12滑动。偏置弹簧52推进第二滚轴44靠在支承
面36上。由第二滚轴44施加在支承面36上的压力按压靠在止动块26上
的在空转位置P0的反推力杆22。第一滚轴42不干扰推力杆6的运动。
参考图4，当推力杆6在预定角度之前定位，锁定杆的第一滚轴42
的轴被设置成面向界定在主凸轮轨道12的一端16和止动面14之间的边
缘/转角；预定角度相对于当推力杆6在空转位置时的角度界定。然后，
锁定杆的第一端40被设置在距离止动面14第一预设距离I处。
当锁定杆28在第一滚轴42上产生压力时，该配置允许第一滚轴42
和止动面14之间配合，第一滚轴42施加力将推力杆6返回至其空转位置。
因此，参考图6，由于在驱动方向Fa啮合反推力杆22，支承面36在第二
滚轴44上施加力，第二滚轴趋于加重锁定杆28的逆时针枢转，加重止动
面14上的第一滚轴42的动作，并因此推力杆6返回至空转位置。当推力
杆到达所述空转位置，第二滚轴44于是与第二凸轮轨道38成线，这阻止
了锁定杆28的逆时针旋转，以及因此阻止反推力杆22上的任何力。因此，
即使推力杆6以小于或等于预定角度φ的一个角度轻微啮合，反推力杆22
能够被飞行员在驱动方向Fa上啮合，从而在反推力杆22上施加充足的力
将推力杆6带到其空转位置并压缩偏置弹簧52。
因此，当推力杆6本身已经被小于预定角度φ的角度结合时，根据本
发明的控制装置2允许结合反推力杆22。并且在这种情况下，反推力杆
22的结合机械地将推力杆6返回至其空转位置。
参考图7，在企图驱动反推力杆22同时推力杆6被大于预定角度
的角度结合的情况下，反推力杆22在驱动方向Fa的旋转被锁定杆的第二
滚轴44和第一滚轴锁定，第二滚轴44压靠在反推力杆的支承面36上，
并且锁定杆的第一滚轴压靠在主凸轮轨道12上。
需要注意的是，在反推力杆22的该位置，锁定杆的第一端40被设置
成与主凸轮轨道12成直角并且距离主凸轮轨道12间隔Dp，如图5所示。
该间隔Dp是反推力杆22的工作间隙。换言之，由于间隔Dp，在反推力
杆22被靠着主凸轮轨道12的第一滚轴42接触锁定前，反推力杆22能够
被驱动一个小角度。该间隔Dp允许整个机构没有阻碍风险地运动。该间
隔Dp防止控制装置超静定。如果该间隔Dp是0，则不可能驱动反推力杆
26。间隔Dp充分小，以便如果反推力杆22被驱动同时推力杆被结合大于
预定角度φ的角度，第二滚轴44不能到达第二凸轮轨道38，并且因此反
推力杆22的更大驱动是不可能的。
该工作间隙很小。此外，该工作间隙在推力杆6的整个路径上恒定，
因为主凸轮轨道12是圆形的并且与推力杆6的旋转中心同轴。
在反推装置模式中，如果在推力杆6在空转位置时飞行员驱动反推力
杆22，第二滚轴44首先在支承面36上滑动，然后在第二凸轮轨道38上
滑动。偏置弹簧52被压缩，并且锁定杆28逆时针枢转。第一端40靠拢
止动面14但不邻接。
参考图8，当反推力杆22在预定角度σ前定位时，锁定杆的第二端
41在支承面36上并且第一端40设置在止动面14上。
在该位置，推力杆6能够被飞行员在驱动方向Fi驱动。一旦推力杆6
驱动，锁定杆28绕着铰链轴8被推力杆6旋转，而不绕着枢转轴30枢转。
然后，锁定杆的第一端40紧靠在止动面14上。第一滚轴42的止动引起，
通过反弹，锁定杆28的顺时针旋转，导致第二滚轴44在反推力杆22的
支承面36上施加力，这导致所述杆的顺时针运动，将其返回至其空转位
置P0靠着其止动块26。推力杆6的驱动于是被允许。
反推力杆22表面上通过偏置弹簧52压靠在其止动块26上，只要反
推力杆的驱动力Fa保持在一定预定临界值以下。超过该值，如果反推力
杆22被枢转过小于预定角度σ的角度，推力杆6的驱动保持可能如果在
驱动方向Fi上施加在推力杆6上的力足以使得反推力杆22向着其止动块
26返回其空转位置。
参考图9，当反推力杆22定位在预定角度σ之后时，第二滚轴44定
位在第二凸轮轨道38上，并且推力杆6在驱动方向Fi上的旋转被压靠在
框架的止动面14上的锁定杆的第一滚轴42和压靠在第二凸轮轨道38上
的锁定杆的第二滚轴44阻碍，具有一些工作间隙。需要注意的是，即使
在推力杆6的该阻止位置，第一滚轴42位于距离止动面14的第二距离I’
处，允许推力杆6旋转小角度。该旋转相当于避免控制装置的不确定性所
需的工作间隙。第二距离I’根据航天器生产商所允许的工作间隙来计算。
在图9中可见，反推力杆的最大驱动位置用虚线表示，当反推力杆22
在最大驱动位置时，支承面36紧靠在止动块26的侧面262。
主凸轮轨道12的半径Rb，第二凸轮轨道38的半径Rm，偏置弹簧52
的长度和硬度，以及间隔Dp的长度和第一预定距离I和第二预定距离的
长度，根据一根杆在另一跟杆锁定之前所允许的理想旋转角度以及用于操
作每根杆的预期力来选择。
例如，在本发明的示例中，推力杆的驱动路径的预定角度φ等于2°，
并且反推力杆的驱动路径的预定角度σ等于25°。在图4至9中，预定角
度φ被放大以便更易于理解本发明。