一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]參見圖1和圖2，傳統(tǒng)形式直升機(jī)旋翼系統(tǒng)一般包括三個鉸(即三個旋轉(zhuǎn)自由度)，分別為操縱傳統(tǒng)旋翼槳葉1槳距角變化的傳統(tǒng)旋翼變距鉸4，允許傳統(tǒng)旋翼槳葉1在飛行中作上下?lián)]舞運(yùn)動的傳統(tǒng)旋翼揮舞鉸3以及允許傳統(tǒng)旋翼槳葉1在飛行中作前后運(yùn)動的傳統(tǒng)旋翼擺振鉸5。
[0003]傳統(tǒng)旋翼槳葉1揮舞運(yùn)動引起的主要原因是直升機(jī)前飛時(shí)，傳統(tǒng)旋翼槳葉1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和前飛運(yùn)動疊加，以頂視逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋翼為例，前行槳葉(槳葉旋轉(zhuǎn)至右側(cè)時(shí))相對來流速度大于和后行槳葉(槳葉旋轉(zhuǎn)至坐側(cè)時(shí))，前行槳葉產(chǎn)生的升力就會大于后行槳葉，即旋翼右側(cè)升力大于左側(cè)升力。在沒有傳統(tǒng)旋翼揮舞鉸3時(shí)，兩側(cè)槳葉升力大小不等將構(gòu)成滾轉(zhuǎn)力矩使直升機(jī)向左側(cè)翻。當(dāng)增加傳統(tǒng)旋翼揮舞鉸3時(shí)，前行槳葉升力大，便繞傳統(tǒng)旋翼揮舞鉸3向上揮舞；后行槳葉升力小，便繞傳統(tǒng)旋翼揮舞鉸3向下?lián)]舞，這樣，不平衡的滾轉(zhuǎn)力矩?zé)o法傳到機(jī)身，從而避免了直升機(jī)前飛中產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)。
[0004]傳統(tǒng)旋翼槳葉1擺振運(yùn)動引起的主要原因是直升機(jī)前飛時(shí)傳統(tǒng)旋翼槳葉1的揮舞運(yùn)動引起了其質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心的距離隨揮舞運(yùn)動不斷變化，如傳統(tǒng)旋翼槳葉1向上揮舞時(shí)，槳葉質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心的距離減小，反之亦然，由此帶來的科里奧利力將產(chǎn)生對較大的往復(fù)力矩，作用于傳統(tǒng)旋翼槳轂2上，引起旋翼系統(tǒng)的疲勞和振動等問題。此時(shí)，若在傳統(tǒng)旋翼槳葉1根部加一個傳統(tǒng)旋翼擺振鉸5，即賦予槳葉一個前后方向的自由度，可消除該力矩，避免其傳遞到傳統(tǒng)旋翼槳轂2上。
[0005]傳統(tǒng)形式直升機(jī)旋翼系統(tǒng)的缺點(diǎn)有:
[0006](1)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較重、壽命較短以及維護(hù)性差；
[0007](2)高速前飛時(shí)，后行槳葉揮舞產(chǎn)生的迎角補(bǔ)償作用使其更容易進(jìn)入氣動失速狀態(tài)，從而降低其氣動效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、壽命長、維護(hù)性好以及推遲高速前飛后行槳葉失速等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)，主要包括剛性旋翼槳轂、剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉。它們之間的位置連接關(guān)系是:剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉膠接成一個整體，并和剛性旋翼槳轂通過螺栓連接。
[0010]所述剛性旋翼槳轂，安裝于剛性旋翼軸上，剛性旋翼槳葉襯套位于剛性旋翼槳轂內(nèi)，剛性旋翼槳轂通過剛性旋翼槳轂銷釘連接旋翼剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)。
[0011]所述剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)，包括固化安裝于槳葉內(nèi)部的剛性旋翼槳葉預(yù)埋件，以及位于剛性旋翼槳葉預(yù)埋件內(nèi)部的剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承，剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承通過剛性旋翼槳葉襯套的進(jìn)行限位，剛性旋翼槳轂-槳葉連接銷釘用于固定剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承，同時(shí)承受剛性旋翼槳葉工作時(shí)的離心力，剛性旋翼變距搖臂連接剛性旋翼槳葉預(yù)埋件，用于將變距運(yùn)動傳遞到剛性旋翼槳葉上，剛性旋翼槳葉襯套用于限制剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)在旋翼系統(tǒng)的空間位置，該剛性旋翼槳葉預(yù)埋件是其上設(shè)有三個通孔的橢圓狀結(jié)構(gòu)件；剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)的作用為把從剛性旋翼變距搖臂傳遞過來的變距運(yùn)動傳遞到剛性旋翼槳葉上，實(shí)現(xiàn)了剛性旋翼槳葉的變距操縱。
[0012]所述剛性旋翼槳葉是橫截面帶有翼型的長條形結(jié)構(gòu)，剛度較常規(guī)旋翼槳葉高，可消除前飛時(shí)的旋翼揮舞運(yùn)動，從而推遲后行槳葉的失速。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是克服直升機(jī)常規(guī)蹺蹺板式槳轂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較重以及壽命短等問題，同時(shí)避免高速前飛時(shí)后行槳葉由于揮舞而更容易進(jìn)入氣動失速狀態(tài)從而降低氣動效率等問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、壽命長和維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0014]圖1傳統(tǒng)旋翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2傳統(tǒng)旋翼系統(tǒng)變距機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3剛性旋翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖4剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型外形圖。
[0019]附圖標(biāo)記如下:
[0020]1-傳統(tǒng)旋翼槳葉；2-傳統(tǒng)旋翼槳轂;3-傳統(tǒng)旋翼揮舞鉸;4-傳統(tǒng)旋翼變距鉸;5-傳統(tǒng)旋翼擺振鉸。6-剛性旋翼槳葉；7-剛性旋翼槳轂;8-剛性旋翼槳葉預(yù)埋件;9-剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承;10-剛性旋翼槳葉襯套;11-剛性旋翼槳轂-槳葉連接銷釘;12-剛性旋翼變距搖臂。
【具體實(shí)施方式】
[0021]見圖1一圖5，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0022]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，參看圖3-圖5，提供了一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)，它克服直升機(jī)常規(guī)蹺蹺板式槳轂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較重以及壽命短等問題，同時(shí)避免高速前飛時(shí)后行槳葉由于揮舞而更容易進(jìn)入氣動失速狀態(tài)從而降低氣動效率等問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、壽命長和維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0023]見圖3-圖5，本實(shí)施例的一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)，它主要包括剛性旋翼槳轂7、剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉6。它們之間的位置連接關(guān)系是:三者之間彼此相互連接，剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉6膠接成一個整體，并和剛性旋翼槳轂7通過螺栓連接。
[0024]其中，剛性旋翼槳轂7，通過剛性旋翼槳轂銷釘11連接剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)。
[0025]見圖4，本實(shí)施例的一種直升機(jī)的剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)，主要構(gòu)成如下:
[0026]剛性旋翼槳葉預(yù)埋件8及位于剛性旋翼槳葉預(yù)埋件8內(nèi)部的剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承9，剛性旋翼槳葉襯套10位于剛性旋翼槳轂7內(nèi)，用于剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承9的限位，剛性旋翼槳轂-槳葉連接銷釘11用于固定剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承9，同時(shí)承受剛性旋翼槳葉6工作時(shí)的離心力，剛性旋翼變距搖臂12連接剛性旋翼槳葉預(yù)埋件8，用于將變距運(yùn)動傳遞到剛性旋翼槳葉6上。剛性旋翼槳葉6與傳統(tǒng)旋翼槳葉1不同之處還在于，由于形狀及結(jié)構(gòu)不同，剛性旋翼槳葉6的揮舞剛度非常高，再加上剛性旋翼系統(tǒng)本身去掉揮舞鉸后對揮舞的限制，基本消除了它的揮舞運(yùn)動，從而也消除了相應(yīng)的由揮舞而產(chǎn)生的擺振運(yùn)動。對于直升機(jī)高速前飛時(shí)所面臨的旋翼因左右升力不對稱而產(chǎn)生的側(cè)翻力矩問題，上述實(shí)施例剛性旋翼系統(tǒng)的幾種典型控制案例，具體敘述如下:
[0027](一)單旋翼直升機(jī)的控制
[0028]以頂視逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋翼為例，和傳統(tǒng)形式直升機(jī)旋翼系統(tǒng)類似，剛性旋翼系統(tǒng)也將產(chǎn)生向左的側(cè)翻力矩。此時(shí)，采用由控制系統(tǒng)主動給出旋翼系統(tǒng)向右傾斜的操縱，產(chǎn)生向右的滾轉(zhuǎn)力矩來平衡左側(cè)翻力矩。
[0029](二)關(guān)于機(jī)體左右對稱的多旋翼飛行器(如橫列式直升機(jī)、共軸直升機(jī)或多旋翼直升機(jī))的控制由于處于對稱位置的剛性旋翼槳葉旋轉(zhuǎn)方向相反，其側(cè)翻力矩可相互平衡，因此無需控制系統(tǒng)給出主動控制操縱，進(jìn)一步簡化了全系統(tǒng)復(fù)雜性。同時(shí)，由于消除了旋翼的揮舞，對于后行槳葉來說，沒有因揮舞而產(chǎn)生的迎角補(bǔ)償，其旋翼載荷和相對迎角較小，推遲了它的失速，更加有利于提高直升機(jī)的前飛速度。
[0030]綜上所述，本實(shí)用新型各實(shí)例的直升機(jī)剛性旋翼系統(tǒng)及控制方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是:
[0031](1)克服直升機(jī)常規(guī)蹺蹺板式槳轂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較重以及壽命短等問題；
[0032](2)避免高速前飛時(shí)后行槳葉由于揮舞而更容易進(jìn)入氣動失速狀態(tài)從而降低氣動效率；
[0033](3)具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、壽命長和維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)，其特征在于:它包括剛性旋翼槳轂、剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉；剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉膠接成一個整體，并和剛性旋翼槳轂通過螺栓連接； 所述剛性旋翼槳轂，安裝于剛性旋翼軸上，剛性旋翼槳葉襯套位于剛性旋翼槳轂內(nèi)，剛性旋翼槳轂通過剛性旋翼槳轂銷釘連接旋翼剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)； 所述剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)，包括固化安裝于槳葉內(nèi)部的剛性旋翼槳葉預(yù)埋件，以及位于剛性旋翼槳葉預(yù)埋件內(nèi)部的剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承，剛性旋翼關(guān)節(jié)軸承通過剛性旋翼槳葉襯套進(jìn)行限位，剛性旋翼變距搖臂連接剛性旋翼槳葉預(yù)埋件，將變距運(yùn)動傳遞到剛性旋翼槳葉上，剛性旋翼槳葉襯套限制剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)在旋翼系統(tǒng)的空間位置;該剛性旋翼槳葉預(yù)埋件是其上設(shè)有三個通孔的橢圓狀結(jié)構(gòu)件;剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)把從剛性旋翼變距搖臂傳遞過來的變距運(yùn)動傳遞到剛性旋翼槳葉上，實(shí)現(xiàn)剛性旋翼槳葉的變距操縱； 所述剛性旋翼槳葉是橫截面帶有翼型的長條形結(jié)構(gòu)，剛度較常規(guī)旋翼槳葉高，消除前飛時(shí)的旋翼揮舞運(yùn)動，推遲后行槳葉的失速。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直升機(jī)的剛性旋翼系統(tǒng)，它包括剛性旋翼槳轂、剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉；剛性旋翼變距機(jī)構(gòu)和剛性旋翼槳葉膠接成一個整體，并和剛性旋翼槳轂通過螺栓連接。本實(shí)用新型采用關(guān)節(jié)軸承替代常規(guī)蹺蹺板式槳轂結(jié)構(gòu)的深溝球軸承和推力軸承，從而去掉了變距軸、揮舞鉸和擺振鉸等一系列復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以克服直升機(jī)常規(guī)蹺蹺板式槳轂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較重以及壽命短等問題，同時(shí)避免高速前飛時(shí)后行槳葉由于揮舞而更容易進(jìn)入氣動失速狀態(tài)從而降低氣動效率等問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、壽命長和維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B64C27/43
【公開號】CN205087148
【申請?zhí)枴緾N201520873040
【發(fā)明人】胡奉言
【申請人】中航維拓（北京）科技有限責(zé)任公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月4日