[發明專利]一種變距旋翼動力系統模塊

在審

• 申請號: 201710139027.2
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106697281A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王一博;胡龍
• 申請（專利權）人: 北京天宇新超航空科技有限公司
• 主分類號: B64C27/59
• 分類號: B64C27/59;B64D27/26;B64D33/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及飛行器的變距旋翼動力系統，屬于航空產品技術領域。

背景技術

旋翼系統是現代直升機及多旋翼飛行器的重要組成部分。定距旋翼系統和變距旋翼系統是目前小型飛行器最主要的兩種旋翼系統，定距旋翼是通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力的，而變距槳則是通過改變旋翼槳距來完成。隨著現代飛行器對旋翼動力系統的要求提高，變距旋翼動力系統越來越得到飛行器設計人員的青睞，這主要歸結為兩方面原因：1隨著槳葉尺寸的增加，旋翼慣性增大，定距槳的轉速變化范圍有限；2變距旋翼動力系統通過改變槳距具有更高的動力響應速度。但是，相比于定距旋翼系統，變距旋翼系統增加了變距機構，其結構也相對復雜，這不僅提高了其系統本身結構設計的難度，也對整機結構設計提出了更高的要求。本發明涉及一種變距旋翼系統動力模塊，該動力模塊集成了燃油發動機及其動力總成、啟動器、散熱風扇和旋翼變距機構，簡化了油動變距旋翼系統的結構布局，使變距多旋翼動力部分獨立于整體飛行器機架結構，在不改變系統傳動方式和內部部件相對位置的情況下，適用多種飛行器機體結構，包括多旋翼、傾轉旋翼飛行器等。

發明內容

本發明涉及一種變距旋翼動力系統模塊，該旋翼動力系統模塊結構緊湊，能夠驅動旋翼并實現變距控制，通過對油門和槳距的混合控制，達到指定的升力要求，提高了動力系統的升力響應速度。

本發明提供了一種變距旋翼動力系統模塊，包括變距旋翼動力總成(1)、變距控制機構(2)和變距旋翼(3)。

所述變距旋翼動力總成(1)，包括機架(4)，安裝于機架(4)上的發動機(11)、離合器(12)、聯軸器(13)、減速器(14)，散熱風扇(15)和啟動器(16)。所述散熱風扇(15)、啟動器(16)、離合器(12)、聯軸器(13)和減速器(14)的輸入端均與發動機(11)同軸。該動力總成集成了啟動器、散熱、驅動和變距的功能，適配多種變距旋翼(三葉旋翼、四葉旋翼等)。發動機(11)動力輸出依次經由離合器(12)，聯軸器(13)和減速器(14)傳遞到變距旋翼(3)，為飛行器提供升力；離合器(12)保證發動機離車啟動，合車運轉。減速器(14)可有效提高動力總成的輸出扭矩，以適應變距旋翼(3)的額定工作狀態。散熱風扇(15)能夠實現冷卻發動機(11)的功能。啟動器(16)為發動機啟動提供動力。

所述機架(4)包括端板、垂直于端板(41)平面的兩個側板(42)，以及兩側板之間的多個設備支架(發動機支架(43)，減速器支架(44)，散熱風扇支架(45)和啟動器支架(46))，所述的設備支架用于固定所述發動機(11)、減速器(14)、散熱風扇(15)和啟動器(16)。其中，發動機支架(43)和啟動器支架(46)平面均同時垂直于端板(41)和側板(42)平面。該機架(4)中各部件均為板桿結構形式，適用于碳纖維復合材料成型工藝，加工與制造成本低，同時結構各部件便于拆裝，與飛行器機體結構的連接接口適用于多種飛行器布局。

所述變距控制機構(2)，包括變距控制舵機(21)，變距搖臂(22)，定盤(23)和動盤(24)。該變距機構與傳統直升機變距機構的區別在于其保留了總距變距機構，省去了周期距變距機構，結構簡單緊湊，可靠性增強。舵機(21)為變距機構提供驅動力，變距搖臂(22)驅動定盤(23)和動盤(24)沿發動機輸出軸方向運動，同時定盤(23)與動盤(24)產生沿減速器輸出軸的相對旋轉，實現旋翼變距與旋轉功能。該變距控制機構(2)所有作動機構和驅動部件均安裝在模塊內部，與飛行器機體結構之間不存在機械接口。

所述變距旋翼(3)，包括旋翼葉片(31)和槳轂(32)。該變距旋翼與傳統直升機旋翼相同，三葉槳、四葉槳和多葉槳均適用。

本發明的技術特點是：

1.本發明動力總成的設計方案較緊湊，所有傳動設備(散熱風扇、啟動器、聯軸器、離合器、減速器輸入端)均與發動機軸同軸，采用的撓性聯軸器可有效隔振，且傳動效率高。而目前已應用的或發明專利([CN201510352516]，[CN201510834969]，[CN201510708147)，[CN201410790940])中描述的多旋翼動力系統均是依靠皮帶或錐齒輪傳動的，這種方式的傳動效率會損失，對應的支撐結構也復雜，且發動機支架位于飛行器機體內部，旋翼系統的設計改動會影響到整機的結構設計，可擴展性不高；