飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括用于控制共軸雙旋翼系統(tǒng)中上、下自動傾斜器傾斜的周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)，所述周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)具有一公用的傳動結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：其分別利用周期距軸和差動周期距軸為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)來分別帶動T形三叉搖臂上、下端的同向移動或反向移動，最終使得上、下傾斜器發(fā)生同向或反向傾斜，不但能夠順利實(shí)現(xiàn)周期距操縱和差動周期距操縱，且結(jié)構(gòu)更加間接、緊湊。
【專利說明】
飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)操縱鏈路，特別涉及一種飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，共軸雙旋翼系統(tǒng)是用于產(chǎn)生升力和操縱直升機(jī)的，這種系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于卡-26、卡-32等型號的直升機(jī)上，這種系統(tǒng)的特性在卡莫夫公司出版的上述型號直升機(jī)的技術(shù)使用手冊中已經(jīng)做了詳細(xì)的說明，在此就不做更大篇幅的介紹了。
[0003]目前已知的方案中，卡-32直升機(jī)的共軸雙旋翼系統(tǒng)與本實(shí)用新型最為接近，卡_32直升機(jī)的共軸雙旋翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括:減速器和2個向相反方向旋轉(zhuǎn)的軸，上、下旋翼槳轂分別固定在2個向相反方向旋轉(zhuǎn)的軸上，上、下旋翼設(shè)置水平鉸、垂直鉸和軸向鉸;卡-32直升機(jī)的共軸雙旋翼系統(tǒng)還包括每個旋翼的操縱鏈路，在這些鏈路中包括2個自動傾斜器、2個滑筒、總距和差動槳距機(jī)構(gòu)、用于連接這些組件的搖臂和拉桿。其中，下旋翼的自動傾斜器直接安裝在減速器的上部，它與旋翼槳葉周期變距桿連接。上旋翼的自動傾斜器安裝在位于2個旋翼之間的減速器軸上，并與下自動傾斜器相連接，通過拉桿與下旋翼一起旋轉(zhuǎn)，以保證上下自動傾斜器的傾斜平行度。上下滑筒安裝在上旋翼軸上，在上下旋翼之間的空間上?；步?jīng)過軸槽中的螺栓與軸內(nèi)部的拉桿連接，再經(jīng)過這些拉桿與安裝在減速器下部的用于控制旋翼總距和差動槳距的旋翼操縱機(jī)構(gòu)連接。上、下旋翼的自動傾斜器分別通過各自的滑筒搖臂、拉桿與上、下旋翼槳葉軸向鉸相連。
[0004]目前卡-32直升機(jī)原型機(jī)的旋翼系統(tǒng)所存在的一些局限性為:
[0005]和其它所有已知的直升機(jī)旋翼系統(tǒng)一樣，卡-32直升機(jī)原型機(jī)在以平飛姿態(tài)飛行時，在槳葉向后運(yùn)動的方位(與飛行方向相反的方向)上的槳葉根部截面形成反向擾流區(qū)。在反向擾流區(qū)，也就是在槳葉后緣方向出現(xiàn)槳葉氣流分離的區(qū)域，不能產(chǎn)生升力。因此，為了補(bǔ)償旋翼槳盤的升力，在這些方位上增加槳葉攻角。增加槳葉攻角可以引起槳葉葉型阻力的增加，從而導(dǎo)致本來用于旋翼轉(zhuǎn)動的能量的無效消耗。但隨著飛行速度的增加，反向擾流區(qū)增加，必須增加后行槳葉的攻角直到最大值為止，由此出現(xiàn)槳葉氣流分離和升力特性損失，這些因素限制了直升機(jī)的平飛速度。
[0006]為了增加平飛速度，其中一種較為可行的思路為:采用剛性共軸雙旋翼結(jié)構(gòu)，在飛行過程中，通過同時減少上、下旋翼后行槳葉的攻角，降低氣動阻力，同時增大前行槳葉的攻角，由此在不影響直升機(jī)懸停、垂直裝填和小速度飛行時氣動性能的情況下，降低上、下旋翼旋轉(zhuǎn)時的能量消耗。該種思路存在的問題是:由于目前共軸雙旋翼系統(tǒng)中，在進(jìn)行直升機(jī)橫向移動的周期距控制時，控制上、下自動傾斜器同向傾斜，由上、下自動傾斜器分別推動上、下旋翼的前、后行槳葉攻角變化，最終改變上、下旋翼的兩錐體迎面平行變化，實(shí)現(xiàn)橫向移動;此過程中，上旋翼的前行槳葉和下旋翼的前行槳葉攻角一個增大另一個減小，上旋翼的后行槳葉和下旋翼的后行槳葉攻角也是一個增大另一個就減小，因此，該種控制方式或結(jié)構(gòu)無法滿足該設(shè)計(jì)思路。
[0007]此外，若增加新的控制方式來滿足后行槳葉攻角的變化，則又要考慮周期距控制和新控制方式之間的配合，以及結(jié)構(gòu)簡潔、緊湊的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠讓上、下旋翼后行槳葉攻角同時減小且結(jié)構(gòu)簡潔、緊湊的飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:包括用于控制共軸雙旋翼系統(tǒng)中上、下自動傾斜器傾斜的周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)，周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)采用一公用的操縱鏈路，其具體結(jié)構(gòu)包括:一逆時針旋轉(zhuǎn)90°的L形搖臂，該L形搖臂在初始狀態(tài)下具有一第一水平臂，以及一與第一水平臂端部連接固定的第一垂直臂，第一水平臂與第一垂直臂的交界處通過一水平設(shè)置的差動周期距軸與固定支點(diǎn)鉸接;該第一水平臂的另一端與差動周期距驅(qū)動器鉸接，進(jìn)而由差動周期距驅(qū)動器驅(qū)動L形搖臂繞差動周期距軸轉(zhuǎn)動;一逆時針旋轉(zhuǎn)90°的T形三叉搖臂，該T形三叉搖臂在初始狀態(tài)下具有一第二水平臂、一第二上垂直臂以及一第二下垂直臂，該第二水平臂、第二上垂直臂和第二下垂直臂的交界處通過一水平設(shè)置的周期距軸與第一垂直臂的上端鉸接;第二水平臂的另一端與周期距操縱機(jī)構(gòu)的橫向操縱桿通過連桿間接連接，進(jìn)而由周期距操縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動其繞周期距軸轉(zhuǎn)動；第二上垂直臂的上端用于通過下自動傾斜器連桿組件與下自動傾斜器連接，第二下垂直臂的下端用于通過上自動傾斜器連桿組件與上自動傾斜器連接。
[0010]優(yōu)選的，所述下自動傾斜器連桿組件包括三叉搖臂一、連桿一、連桿二、連桿三，三叉搖臂一的一端通過連桿一與第二上垂直臂的上端鉸接，第二端通過連桿二與下自動傾斜器的非旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)鉸接，第三端通過連桿三與下自動傾斜器的滑筒鉸接。
[0011 ]優(yōu)選的，所述上自動傾斜器連桿組件具有一能夠貫穿直升機(jī)上旋翼軸的內(nèi)置式操縱過渡鏈路，周期距操縱機(jī)構(gòu)以及差動周期距操縱機(jī)構(gòu)通過內(nèi)置式操縱過渡鏈路與上自動傾斜器實(shí)現(xiàn)連接。
[0012]優(yōu)選的，所述內(nèi)置式操縱過渡鏈路包括軸內(nèi)拉桿、上橫桿、下橫桿、過渡滑筒、上橫桿軸和下橫桿軸，過渡滑筒通過鍵連接在上旋翼軸的下端部外，過渡滑筒可在鍵的導(dǎo)向下沿上旋翼軸上下滑動；上橫桿位于上旋翼軸的上方，其中部設(shè)與上自動傾斜器的滑筒鉸接的上橫桿軸，上橫桿的一端部通過上拉桿與上自動傾斜器的不旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)相連;下橫桿位于上旋翼軸的下方，其中部設(shè)與過渡滑筒鉸接的下橫桿軸;軸內(nèi)拉桿有一對，該對軸內(nèi)拉桿的下端分別鉸接在下橫桿軸至下橫桿兩端部之間，該對軸內(nèi)拉桿的上端分別鉸接在上橫桿軸至上橫桿兩端部之間。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]本實(shí)用新型中，通過周期距操縱機(jī)構(gòu)來控制上自動傾斜器、下自動傾斜器同向傾斜，使得上、下旋翼的各槳葉在每個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)改變不同角度，確保實(shí)現(xiàn)原有直升機(jī)縱向或橫向移動功能;再由差動周期距操縱機(jī)構(gòu)控制上自動傾斜器、下自動傾斜器在直升機(jī)橫向上的相向或反向傾斜，使得上、下旋翼的前行槳葉攻角均增大，后行槳葉攻角均減小，進(jìn)而減小前行氣動阻力，降低無效消耗，提高平飛速度。
[0015]且周期距操縱機(jī)構(gòu)的橫向操縱鏈路和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)具有一公用的傳動結(jié)構(gòu)，其分別利用周期距軸和差動周期距軸為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)來分別帶動T形三叉搖臂上、下端的同向移動或反向移動，最終使得上、下傾斜器發(fā)生同向或反向傾斜，不但能夠順利實(shí)現(xiàn)周期距操縱和差動周期距操縱，且結(jié)構(gòu)更加間接、緊湊。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型中飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型中周期距操縱鏈路工作時公用傳動結(jié)構(gòu)的狀態(tài)示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型中差動周期距操縱鏈路工作時公用傳動結(jié)構(gòu)的狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)用新型中的飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)包括周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)，周期距操縱機(jī)構(gòu)用于控制共軸雙旋翼系統(tǒng)中上自動傾斜器13、下自動傾斜器12同向傾斜，而差動周期距操縱機(jī)構(gòu)則用于控制上自動傾斜器13、下自動傾斜器12相向或反向傾斜;本實(shí)用新型中上自動傾斜器13、下自動傾斜器12均包括自內(nèi)而外依次同軸套裝的滑筒、非旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)、旋轉(zhuǎn)外環(huán)，非旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)與旋轉(zhuǎn)外環(huán)之間滾動配合，非旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)與滑筒之間通過萬向球鉸結(jié)構(gòu)鉸接;其中，上自動傾斜器13通過鍵套裝在上旋翼軸上，并可沿上旋翼軸垂直移動，下自動傾斜器12則固定在直升機(jī)的減速器上，也可在減速器上沿垂直方向移動。
[0020]本實(shí)用新型中，為了精簡結(jié)構(gòu)，周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)具有一公用的操縱鏈路，如圖1所示，包括:
[0021 ] 一逆時針旋轉(zhuǎn)90°的L形搖臂24，該L形搖臂24在初始狀態(tài)下具有一第一水平臂，以及一與第一水平臂端部連接固定的第一垂直臂，第一水平臂與第一垂直臂的交界處通過一水平設(shè)置的差動周期距軸23與固定支點(diǎn)25鉸接;該第一水平臂的另一端與差動周期距驅(qū)動器21鉸接，進(jìn)而由差動周期距驅(qū)動器驅(qū)動L形搖臂24繞差動周期距軸轉(zhuǎn)動；
[0022]一逆時針旋轉(zhuǎn)90°的T形三叉搖臂21，該T形三叉搖臂21在初始狀態(tài)下具有一第二水平臂、一第二上垂直臂以及一第二下垂直臂，該第二水平臂、第二上垂直臂和第二下垂直臂的交界處通過一水平設(shè)置的周期距軸26與第一垂直臂的上端鉸接;第二水平臂的另一端與周期距操縱機(jī)構(gòu)的橫向操縱桿通過連桿27間接連接，進(jìn)而由周期距操縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動其繞周期距軸26轉(zhuǎn)動;第二上垂直臂的上端用于通過下自動傾斜器連桿組件28與下自動傾斜器13連接，第二下垂直臂的下端用于通過上自動傾斜器連桿組件29與上自動傾斜器連接。
[0023]本實(shí)施例中，下自動傾斜器連桿組件28包括三叉搖臂一281、連桿一282、連桿二283、連桿三284，三叉搖臂一 281的一端通過連桿一 282與第二上垂直臂的上端鉸接，第二端通過連桿二 283與下自動傾斜器12的非旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)鉸接，第三端通過連桿三284與下自動傾斜器12的滑筒鉸接。
[0024]本實(shí)施例中，由于上自動傾斜器13、下自動傾斜器12之間取消拉桿直連結(jié)構(gòu)，為獲得新鏈路來獨(dú)立控制上自動傾斜器的同時簡化結(jié)構(gòu)，上旋翼軸為空心管狀軸體，上自動傾斜器連桿組件29具有一能夠貫穿上旋翼軸的內(nèi)置式操縱過渡鏈路，以便周期距操縱機(jī)構(gòu)以及差動周期距操縱機(jī)構(gòu)通過內(nèi)置式操縱過渡鏈路與上自動傾斜器13實(shí)現(xiàn)連接。
[0025]內(nèi)置式操縱過渡鏈路包括軸內(nèi)拉桿30、上橫桿31、下橫桿32、過渡滑筒33、上橫桿軸34和下橫桿軸35，過渡滑筒33通過鍵連接在上旋翼軸的下端部外，過渡滑筒33可在鍵的導(dǎo)向下沿上旋翼軸上下滑動；上橫桿31位于上旋翼軸的上方，其中部設(shè)與上自動傾斜器13的滑筒鉸接的上橫桿軸34，上橫桿31的一端部通過上拉桿36與上自動傾斜器13的不旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)相連;下橫桿32位于上旋翼軸的下方，其中部設(shè)與過渡滑筒33鉸接的下橫桿軸35;軸內(nèi)拉桿30有一對，該對軸內(nèi)拉桿30的下端分別鉸接在下橫桿軸35至下橫桿31兩端部之間，該對軸內(nèi)拉桿30的上端分別鉸接在上橫桿軸34至上橫桿31兩端部之間。
[0026]該內(nèi)置式操縱過渡鏈路采用三叉搖臂二 291、連桿四292、連桿五293、連桿六294配合實(shí)現(xiàn)下橫桿32的一端部與第二下垂直臂的下端連接，具體為:三叉搖臂二 291的一端通過連桿四292與第二下垂直臂的下端，第二端通過連桿五293與過渡滑筒33連接，第三端則通過連桿六294與下橫桿32—端連接。
[0027]周期槳距控制(用于控制直升機(jī)的縱向一橫向移動)
[0028]如圖2所示，此工作狀態(tài)下，差動周期距驅(qū)動器21不動作，L形搖臂24的第一水平臂左端(本實(shí)施例中所述的左、右、上、下是基于附圖中的相對位置)固定不動，而L形搖臂的第一水平臂右端又通過差動周期距軸23與固定支點(diǎn)25連接，進(jìn)而使得L形搖臂24為一個固定狀態(tài);周期距操縱機(jī)構(gòu)的縱向一橫向操縱桿進(jìn)行橫向撥動，連桿27上下移動，由于L形搖臂24不動，使得連桿27拉動T形三叉搖臂21繞周期距軸26逆時針轉(zhuǎn)動，T形三叉搖臂21的第二上垂直臂和第二下垂直臂分別拉動下自動傾斜器連桿組件28的連桿一282和上自動傾斜器連桿組件29的連桿四292—個向左一個向右移動;連桿一 282左移時，三叉搖臂一 281繞其與連桿三284的鉸接點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)動，驅(qū)動連桿二283上移，使得下自動傾斜器的旋轉(zhuǎn)外環(huán)左端上傾;連桿四292右移時，三叉搖臂二 291繞其與連桿五293的鉸接點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)動，連桿六294上移，下橫桿32左端抬起，通過軸內(nèi)拉桿30的帶動，上橫桿31右端下移，由上拉桿36推動上自動傾斜器13的旋轉(zhuǎn)外環(huán)右端下傾，使得上、下自動傾斜器相向傾斜，最終上、下旋翼同步周期性地改變槳距，最終實(shí)現(xiàn)直升機(jī)縱向或橫向移動的控制。
[0029]差動周期距控制(用于控制上自動傾斜器、下自動傾斜器在直升機(jī)橫向上的相向或反向傾斜)
[0030]如圖3所示，差動周期距驅(qū)動器21動作，使得L形搖臂24繞逆時針旋轉(zhuǎn)，使得L形搖臂24的第一垂直臂上端和周期距軸26產(chǎn)生水平位移，帶動T形三叉搖臂21整體向左移動，進(jìn)而使得拉動下自動傾斜器連桿組件28和連桿組件29同時向左移動，連桿一282左移時，三叉搖臂一281繞其與連桿三284的鉸接點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)動，驅(qū)動連桿二283上移，使得下自動傾斜器的旋轉(zhuǎn)外環(huán)左端上傾;連桿四292左移時，三叉搖臂二 291繞其與連桿五293的鉸接點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)動，連桿六294下移，下橫桿32左端下降，通過軸內(nèi)拉桿30的帶動，上橫桿31右端抬起，由上拉桿36推動上自動傾斜器13的旋轉(zhuǎn)外環(huán)右端上傾，使得上、下自動傾斜器相向傾斜，使得直升機(jī)飛行過程中，減少上、下旋翼后行槳葉的攻角，降低氣動阻力，同時增大前行槳葉的攻角，由此在不影響直升機(jī)懸停、垂直裝填和小速度飛行時氣動性能的情況下，降低上、下旋翼旋轉(zhuǎn)時的能量消耗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路，其特征在于:包括用于控制共軸雙旋翼系統(tǒng)中上、下自動傾斜器傾斜的周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)，周期距操縱機(jī)構(gòu)和差動周期距操縱機(jī)構(gòu)采用一公用的操縱鏈路，其具體結(jié)構(gòu)包括: 一逆時針旋轉(zhuǎn)90°的L形搖臂，該L形搖臂在初始狀態(tài)下具有一第一水平臂，以及一與第一水平臂端部連接固定的第一垂直臂，第一水平臂與第一垂直臂的交界處通過一水平設(shè)置的差動周期距軸與固定支點(diǎn)鉸接;該第一水平臂的另一端與差動周期距驅(qū)動器鉸接，進(jìn)而由差動周期距驅(qū)動器驅(qū)動L形搖臂繞差動周期距軸轉(zhuǎn)動； 一逆時針旋轉(zhuǎn)90°的T形三叉搖臂，該T形三叉搖臂在初始狀態(tài)下具有一第二水平臂、一第二上垂直臂以及一第二下垂直臂，該第二水平臂、第二上垂直臂和第二下垂直臂的交界處通過一水平設(shè)置的周期距軸與第一垂直臂的上端鉸接;第二水平臂的另一端與周期距操縱機(jī)構(gòu)的橫向操縱桿通過連桿間接連接，進(jìn)而由周期距操縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動其繞周期距軸轉(zhuǎn)動；第二上垂直臂的上端用于通過下自動傾斜器連桿組件與下自動傾斜器連接，第二下垂直臂的下端用于通過上自動傾斜器連桿組件與上自動傾斜器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路，其特征在于:所述下自動傾斜器連桿組件包括三叉搖臂一、連桿一、連桿二、連桿三，三叉搖臂一的一端通過連桿一與第二上垂直臂的上端鉸接，第二端通過連桿二與下自動傾斜器的非旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)鉸接，第三端通過連桿三與下自動傾斜器的滑筒鉸接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路，其特征在于:所述上自動傾斜器連桿組件具有一能夠貫穿直升機(jī)上旋翼軸的內(nèi)置式操縱過渡鏈路，周期距操縱機(jī)構(gòu)以及差動周期距操縱機(jī)構(gòu)通過內(nèi)置式操縱過渡鏈路與上自動傾斜器實(shí)現(xiàn)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行器共軸雙旋翼系統(tǒng)用周期距與差動周期距操縱鏈路，其特征在于:所述內(nèi)置式操縱過渡鏈路包括軸內(nèi)拉桿、上橫桿、下橫桿、過渡滑筒、上橫桿軸和下橫桿軸，過渡滑筒通過鍵連接在上旋翼軸的下端部外，過渡滑筒可在鍵的導(dǎo)向下沿上旋翼軸上下滑動；上橫桿位于上旋翼軸的上方，其中部設(shè)與上自動傾斜器的滑筒鉸接的上橫桿軸，上橫桿的一端部通過上拉桿與上自動傾斜器的不旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)相連;下橫桿位于上旋翼軸的下方，其中部設(shè)與過渡滑筒鉸接的下橫桿軸;軸內(nèi)拉桿有一對，該對軸內(nèi)拉桿的下端分別鉸接在下橫桿軸至下橫桿兩端部之間，該對軸內(nèi)拉桿的上端分別鉸接在上橫桿軸至上橫桿兩端部之間。
【文檔編號】B64C27/10GK205554580SQ201520884492
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年11月9日
【發(fā)明人】劉宏偉, 程明哲, 韓杰
【申請人】德奧通用航空股份有限公司