[發(fā)明專利]一種共軸雙旋翼直升機(jī)上下旋翼獨(dú)立操縱裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110700165.X
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113386954A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉士明;喻新泉;應(yīng)旭成;仰杰杰;邵松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍總參謀部第六十研究所
• 主分類號: B64C27/10
• 分類號: B64C27/10;B64C27/59;B64C11/34
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種共軸雙旋翼直升機(jī)上下旋翼獨(dú)立操縱裝置，包括上旋翼、下旋翼、下旋翼自動(dòng)傾斜器和上旋翼自動(dòng)傾斜器；下旋翼自動(dòng)傾斜器從旋翼軸外部對下旋翼進(jìn)行變距操縱，上旋翼自動(dòng)傾斜器從旋翼軸內(nèi)部對上旋翼進(jìn)行操縱，實(shí)現(xiàn)對上下兩副旋翼的槳距獨(dú)立操縱；上下旋翼的操縱完全獨(dú)立，不存在耦合，上下旋翼的操縱不會(huì)相互影響。上下旋翼自動(dòng)傾斜器皆繞中心球鉸傾斜，多根拉桿安裝在動(dòng)環(huán)的不同方位角處，可實(shí)現(xiàn)兩片或多片槳葉旋翼的變距操縱，適用范圍廣；上旋翼的操縱桿系完全包絡(luò)在旋翼軸和槳轂內(nèi)部，不暴露于旋翼流場，可降低旋翼阻力；舵機(jī)和自動(dòng)傾斜器支撐軸位于旋翼軸外側(cè)，對旋翼軸尺寸要求較低，結(jié)構(gòu)緊湊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于共軸雙旋翼直升機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種共軸雙旋翼直升機(jī)上下旋翼獨(dú)立操縱裝置。

背景技術(shù)

直升機(jī)具有垂直起降和懸停能力，對起降場地的要求較低，能夠在非鋪裝地面或城市高樓樓頂?shù)葓龊掀鸾担捎谄涫褂玫撵`活性，直升機(jī)在航空器領(lǐng)域具有不可替代的作用。目前世界上的無人直升機(jī)主要有單旋翼帶尾槳型和共軸雙旋翼型無人直升機(jī)兩類。共軸雙旋翼型直升機(jī)無需尾槳和尾傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)尺寸比單旋翼帶尾槳直升機(jī)更為緊湊，共軸雙旋翼型無人直升機(jī)的雙旋翼槳距操縱分為上下旋翼聯(lián)動(dòng)操縱和上下旋翼獨(dú)立操縱兩種。

俄羅斯的卡50等直升機(jī)采用上下旋翼聯(lián)動(dòng)操縱方式對共軸雙旋翼直升機(jī)進(jìn)行操縱，上旋翼自動(dòng)傾斜器位于上下旋翼之間，下旋翼自動(dòng)傾斜器位于下旋翼下方，通過一組布置于下旋翼槳葉之間的拉桿連接上下自動(dòng)傾斜器，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)旋翼的聯(lián)動(dòng)操縱。上下旋翼聯(lián)動(dòng)操縱的操縱方式自由度較少，但連桿結(jié)構(gòu)復(fù)雜，眾多桿系串聯(lián)降低結(jié)構(gòu)可靠度，且上下旋翼的聯(lián)動(dòng)桿系以及整套上旋翼操縱系統(tǒng)皆暴露于旋翼流場，直升機(jī)飛行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大阻力。

上下旋翼獨(dú)立操縱可獨(dú)立控制上旋翼和下旋翼的總距及周期變距，分別由三個(gè)舵機(jī)與上下自動(dòng)傾斜器相連，下旋翼的操縱裝置可采用常規(guī)單旋翼直升機(jī)的旋翼軸外操縱裝置，因空間限制，上旋翼的操縱裝置需采用軸內(nèi)操縱的方式。目前采用旋翼軸內(nèi)操縱方式的直升機(jī)非常少，如CH7直升機(jī)等兩片槳葉的蹺蹺板式旋翼，其通過兩根置于軸內(nèi)的拉桿連接位于旋翼軸底部的自動(dòng)傾斜器和旋翼軸頂部的換向機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)兩片槳葉變距。其機(jī)械原理局限于槳葉片數(shù)為兩片的旋翼，且拉桿從旋翼頂部伸出后換向，暴露于旋翼外側(cè)，產(chǎn)生阻力較大。其運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)復(fù)雜，需要使用多個(gè)拉桿和桿端軸承，會(huì)累積操縱誤差，降低直升機(jī)的控制精度。另外，軸內(nèi)操縱拉桿從旋翼頂部伸出，占據(jù)了旋翼頂部空間，會(huì)影響旋翼整流罩或雷達(dá)等旋翼頂部設(shè)備的布局。

因此，設(shè)計(jì)一種氣動(dòng)阻力小、結(jié)構(gòu)簡潔、工作可靠的共軸雙旋翼上下旋翼獨(dú)立操縱系統(tǒng)，尤其是完全包絡(luò)于旋翼軸內(nèi)部的上旋翼軸內(nèi)操縱系統(tǒng)，對解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題具有重要的工程意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種共軸雙旋翼直升機(jī)上下旋翼獨(dú)立操縱裝置。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種共軸雙旋翼直升機(jī)上下旋翼獨(dú)立操縱裝置，包括上旋翼、下旋翼、下旋翼自動(dòng)傾斜器和上旋翼自動(dòng)傾斜器；下旋翼自動(dòng)傾斜器從旋翼軸外部對下旋翼進(jìn)行變距操縱，上旋翼自動(dòng)傾斜器從旋翼軸內(nèi)部對上旋翼進(jìn)行操縱，實(shí)現(xiàn)對上下兩副旋翼的槳距獨(dú)立操縱。

進(jìn)一步的，所述下旋翼由下旋翼槳葉和下旋翼槳轂中心件組成；下旋翼槳葉安裝于下旋翼槳轂中心件內(nèi)部，中間由變距軸承和推力軸承連接，可相對轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變距運(yùn)動(dòng)；下旋翼變距搖臂位于下旋翼槳轂中心件外側(cè)，其與下旋翼槳葉固連；所述下旋翼自動(dòng)傾斜器包括下旋翼自動(dòng)傾斜器不動(dòng)環(huán)、下旋翼自動(dòng)傾斜器動(dòng)環(huán)、下旋翼自動(dòng)傾斜器中心球鉸；下旋翼舵機(jī)一端與機(jī)體鉸接，一端與下旋翼自動(dòng)傾斜器不動(dòng)環(huán)鉸接；下旋翼防扭臂連接機(jī)體和下旋翼自動(dòng)傾斜器不動(dòng)環(huán)，以保證不動(dòng)環(huán)不隨旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)；下旋翼自動(dòng)傾斜器不動(dòng)環(huán)與下旋翼自動(dòng)傾斜器動(dòng)環(huán)間由軸承連接，可相互轉(zhuǎn)動(dòng)；下旋翼自動(dòng)傾斜器動(dòng)環(huán)中心與下旋翼自動(dòng)傾斜器中心球鉸鉸接，繞其轉(zhuǎn)動(dòng)，下旋翼自動(dòng)傾斜器中心球鉸在下旋翼主軸上沿導(dǎo)軌可上下滑動(dòng)；下旋翼變距拉桿一端與下旋翼變距搖臂鉸接，另一端與下旋翼自動(dòng)傾斜器動(dòng)環(huán)鉸接；下旋翼自動(dòng)傾斜器的運(yùn)動(dòng)通過下旋翼變距拉桿帶動(dòng)下旋翼槳葉實(shí)現(xiàn)總距和周期變距操縱。