一種上旋翼半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種上旋翼半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]與單旋翼直升機靠尾槳進行航向操縱不同，共軸式直升機通過上下旋翼槳距差動來進行航向操縱，即一副旋翼總距增加，另一副旋翼總距減小，兩副旋翼產(chǎn)生反扭矩差以提供航向操縱的扭矩。上下旋翼總距的變化同時會帶來各自升力的變化，為保證航向操縱時升力旋翼總升力不變，兩副旋翼的升力增加和減小的量需保持相等。根據(jù)航向操縱的不同結(jié)構(gòu)形式，常規(guī)形式共軸式直升機操縱系統(tǒng)可分為全差動操縱系統(tǒng)(如圖1所示)和半差動操縱系統(tǒng)(如圖2所示)。
[0003]如圖1，共軸直升機全差動操縱系統(tǒng)航向操縱原理為，通過差動操縱上旋翼和下旋翼總距(即一副旋翼總距增加的同時另一幅旋翼總距以相等的操縱量減小)改變其反扭矩以產(chǎn)生航向操縱力，此時旋翼系統(tǒng)總升力不會隨之發(fā)生改變。全差動操縱系統(tǒng)需要上旋翼系統(tǒng)和下旋翼系統(tǒng)在總距操縱和周期變距操縱機構(gòu)之外，另增加航向操縱機構(gòu)，因此機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0004]如圖2和圖3，常規(guī)形式共軸直升機半差動操縱系統(tǒng)航向操縱原理為，通過操縱航向杠桿4和航向搖臂3，控制下旋翼系統(tǒng)2的總距改變其反扭矩以產(chǎn)生航向操縱力，此時上旋翼系統(tǒng)1和下旋翼系統(tǒng)2總升力會隨之發(fā)生改變，因此需要同時操縱總距以補償升力的改變量。對于常規(guī)形式共軸直升機半差動操縱系統(tǒng)，由于其航向操縱部分需要與下旋翼總距和周期變距操縱結(jié)合，機械結(jié)構(gòu)仍然非常復(fù)雜，且增加了下旋翼系統(tǒng)2以下的高度空間，使得內(nèi)旋翼軸6和外旋翼軸7的長度均增加，容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題，且不能充分利用上下旋翼之間的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種上旋翼半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)，以解決常規(guī)半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上旋翼和軸下旋翼軸較長，容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題，且不能充分利用上下旋翼之間的空間等缺點。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種上旋翼半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)，主要包括下旋翼總距和周期變距操縱系統(tǒng)和上旋翼總距和周期變距操縱系統(tǒng)。下旋翼總距和周期變距操縱系統(tǒng)位于下旋翼軸上，上旋翼總距和周期變距操縱系統(tǒng)位于上旋翼軸上，兩套系統(tǒng)相互獨立。
[0007]所述下旋翼總距和周期變距操縱系統(tǒng)，包括連接下旋翼變距搖臂的下旋翼變距拉桿，下旋翼自動傾斜器，以及帶動下旋翼自動傾斜器做上下滑動和縱橫向傾斜運動的伺服舵機操縱拉桿和伺服舵機，各部分通過桿端軸承連接。該下旋翼變距拉桿為兩端安裝有桿端軸承的桿狀結(jié)構(gòu)，主要功能為帶動下旋翼變距搖臂操縱下旋翼的槳距；該下旋翼自動傾斜器是包含和外軸一起旋轉(zhuǎn)的下旋翼自動傾斜器內(nèi)環(huán)以及不隨旋翼軸旋轉(zhuǎn)的下旋翼自動傾斜器外環(huán)。通過下旋翼自動傾斜器內(nèi)環(huán)扭力臂機構(gòu)傳遞的扭矩，帶動下旋翼自動傾斜器內(nèi)環(huán)與外軸一起旋轉(zhuǎn)；通過下旋翼自動傾斜器外環(huán)扭力臂機構(gòu)，下旋翼自動傾斜器外環(huán)與機體相連，使其不隨外軸一起旋轉(zhuǎn)；該伺服舵機操縱拉桿為兩端安裝有桿端軸承的桿狀結(jié)構(gòu)，主要功能為傳遞伺服舵機的操縱運動；該伺服舵機帶有可旋轉(zhuǎn)搖臂，通過遙控信號控制其旋轉(zhuǎn)運動，從而產(chǎn)生操縱運動。
[0008]所述上旋翼總距和周期變距操縱系統(tǒng)，包括連接上旋翼變距搖臂的上旋翼變距拉桿、上旋翼自動傾斜器、上旋翼航向控制系統(tǒng)，以及連接上旋翼變距拉桿、上旋翼自動傾斜器和上旋翼航向控制系統(tǒng)的上旋翼剪型搖臂，各部分通過桿端軸承連接。該上旋翼變距拉桿為兩端安裝有桿端軸承的桿狀結(jié)構(gòu)，主要功能為帶動下旋翼變距搖臂操縱下旋翼的槳距；該上旋翼自動傾斜器，包含和內(nèi)軸一起旋轉(zhuǎn)的上旋翼自動傾斜器內(nèi)環(huán)以及不隨旋翼軸旋轉(zhuǎn)的上旋翼自動傾斜器外環(huán)。通過上下傾斜器連桿組成的平行四邊形機構(gòu)和下旋翼自動傾斜器連接，并最終通過主伺服舵機的作動操縱進行上下滑動和縱橫向傾斜運動，并通過上旋翼剪型搖臂傳遞給上旋翼，轉(zhuǎn)化為上旋翼總距操縱和周期變距操縱。該上旋翼航向控制系統(tǒng)，包含航向長拉桿、航向滑套、航向杠桿、航向支撐、航向伺服舵機連桿以及航向伺服舵機，各部分通過桿端軸承連接。該航向長拉桿為兩端安裝有桿端軸承的桿狀結(jié)構(gòu)，主要功能為將航向操縱傳遞給航向滑套；該航向滑套是圓筒狀結(jié)構(gòu)，主要功能為為將航向操縱傳遞給上旋翼剪型搖臂；該航向杠桿為Y型結(jié)構(gòu)，主要功能為將航向操縱傳遞給航向長拉桿；該航向支撐是Η型結(jié)構(gòu)，主要功能為支撐航向杠桿進行杠桿的運動；該航向伺服舵機連桿為兩端安裝有桿端軸承的桿狀結(jié)構(gòu)，主要功能為將航向操縱傳遞給航向杠桿；該航向伺服舵機為帶有旋轉(zhuǎn)搖臂的作動裝置，主要功能為接受遙控信號產(chǎn)生航向操縱。該上旋翼航向控制系統(tǒng)通過航向伺服舵機的作動操縱進行上下滑動，并通過航向長拉桿和上旋翼剪型搖臂傳遞給上旋翼，轉(zhuǎn)化為上旋翼總距操縱，產(chǎn)生偏航運動所需的反扭矩。該上旋翼剪型搖臂為長條形狀，主要功能為將航向操縱傳遞給上旋翼。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是解決了常規(guī)半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上旋翼和軸下旋翼軸較長，容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題，且不能充分利用上下旋翼之間的空間等缺點。
【附圖說明】
[0010]圖1全差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)示意圖。
[0011]圖2常規(guī)形式半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖3常規(guī)形式半差動航向控制的共軸式無人直升機傳動操縱系統(tǒng)示意圖。
[0013]圖4上旋翼半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖5上旋翼半差動航向控制的共軸式無人直升機傳動操縱系統(tǒng)示意圖。
[0015]圖6上旋翼半差動航向控制的共軸式無人直升機操縱系統(tǒng)示意圖。
[0016]圖7為本發(fā)明外形示意圖。
[0017]圖中符號說明如下:
[0018]1、上旋翼系統(tǒng)；2、下旋翼系統(tǒng)；3、航向搖臂；4、航向杠桿；5、上旋翼扭力臂；6、內(nèi)旋翼軸；7、外旋翼軸；8-上旋翼系統(tǒng)；9_下旋翼系統(tǒng)；10_內(nèi)軸；11_外軸；12_上旋翼變距拉桿；13_上旋翼剪型搖臂；14_航向滑套；15_上旋翼自動傾斜器內(nèi)環(huán)；16_上旋翼自動傾斜器外環(huán)；17_上下傾斜器連桿；18_下旋翼變距拉桿；19_下旋翼自動傾斜器內(nèi)環(huán)；20_下旋翼自動傾斜器外環(huán)；21_下旋翼變距拉桿；22_航向操縱拉桿；23_航向杠杠；24_航向支撐；25-航向長拉桿。
【具體實施方式】
[0019]見圖1 一圖7，下面結(jié)合附圖對本