本發(fā)明涉及旋翼裝置領(lǐng)域，具體是一種變轉(zhuǎn)速剛性旋翼飛行器用槳轂。

背景技術(shù)：

常規(guī)直升機(jī)具有高效的垂直起降、空中懸停和低速機(jī)動(dòng)能力，在現(xiàn)代軍民用領(lǐng)域具有不可替代的重要作用，但是常規(guī)直升機(jī)在航程、航時(shí)和飛行速度等性能指標(biāo)上與固定翼飛機(jī)存在明顯差距。在保留常規(guī)直升機(jī)優(yōu)點(diǎn)的前提下，如何提高直升機(jī)的航程、航時(shí)及飛行速度，具有重要的工程實(shí)用意義。

常規(guī)直升機(jī)通常根據(jù)最大設(shè)計(jì)起飛重量、最大設(shè)計(jì)前飛速度和設(shè)計(jì)臨界高度，確定直升機(jī)旋翼的直徑和槳尖旋轉(zhuǎn)線速度，即確定了固定的旋翼轉(zhuǎn)速。針對(duì)固定轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的旋翼，當(dāng)細(xì)長(zhǎng)槳葉的旋轉(zhuǎn)角速度偏離設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速過(guò)大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生共振等嚴(yán)重的后果，為了避免出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，除自轉(zhuǎn)下滑等少數(shù)情況，常規(guī)直升機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速被限制在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速附近很小的一個(gè)狹窄轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍內(nèi)工作。

采用固定旋翼轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)方法，雖然降低了旋翼的氣動(dòng)和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、分析和制造難度，但也是限制常規(guī)直升機(jī)續(xù)航性能和提高飛行速度的重要原因之一。

對(duì)于固定旋翼轉(zhuǎn)速的直升機(jī)，當(dāng)直升機(jī)在設(shè)計(jì)點(diǎn)以外的飛行狀態(tài)下飛行時(shí)，旋翼的旋轉(zhuǎn)角速度和功率消耗高于實(shí)際需用值，導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的浪費(fèi)和耗油率的提高，制約了直升機(jī)的續(xù)航性能。直升機(jī)的最大前飛速度除受發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制之外，旋轉(zhuǎn)旋翼細(xì)長(zhǎng)彈性槳葉上的氣流分離及局部激波對(duì)于直升機(jī)的最大前飛速度限制更為嚴(yán)重，固定轉(zhuǎn)速旋翼槳尖的自轉(zhuǎn)線速度越大，為避免出現(xiàn)激波，直升機(jī)所能達(dá)到的最大前飛速度越小。因而，如果可以解決旋翼轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)技術(shù)，準(zhǔn)許旋翼轉(zhuǎn)速大范圍變化，對(duì)于提高直升機(jī)航程、航時(shí)和最大前飛速度等性能指標(biāo)具有重要的工程意義。

旋翼轉(zhuǎn)速的變化會(huì)引發(fā)一系列的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

首先，為維持直升機(jī)的懸停及空中飛行，在保持旋翼拉力的前提下，旋翼轉(zhuǎn)速越低，旋轉(zhuǎn)槳葉的離心力越小，采用常規(guī)的鉸接式旋翼及柔性梁結(jié)構(gòu)的無(wú)鉸式旋翼槳葉的揮舞角度就會(huì)越大，引起旋翼氣動(dòng)效率的降低甚至共軸雙旋翼上下槳葉的觸碰，所以變轉(zhuǎn)速旋翼槳轂的揮舞剛度必須要足夠大，不準(zhǔn)許槳葉在揮舞和擺振方向發(fā)生較大的變形，槳轂不應(yīng)安裝揮舞鉸與擺振鉸。

其次，旋翼槳葉的固有頻率會(huì)隨旋翼轉(zhuǎn)速變化而顯著變化，為防止旋翼轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中出現(xiàn)槳葉固有頻率與旋翼轉(zhuǎn)速整數(shù)倍頻率重合發(fā)生共振現(xiàn)象，一個(gè)有效的手段就是提高旋翼槳葉的固有頻率，減少轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中在較低的頻率上發(fā)生共振現(xiàn)象的可能性。而槳轂作為安裝槳葉的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其約束剛度和邊界條件等均會(huì)影響到旋翼槳葉的固有頻率，而且，槳轂的剛度越大，質(zhì)量越輕，越有利于提高槳葉的固有頻率特性。

因而，解決適合于旋翼轉(zhuǎn)速大范圍變化槳轂的設(shè)計(jì)技術(shù)，發(fā)明具有剛度大、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)鉸式旋翼槳轂，具有重要的工程實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供了一種旋翼轉(zhuǎn)速需要大范圍變化的變轉(zhuǎn)速剛性旋翼飛行器用槳轂，其具有零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，剛重比大的特點(diǎn)，便于在變轉(zhuǎn)速旋翼直升機(jī)上使用。

本發(fā)明包括槳轂中央件，槳轂中央件上附加彈性片，槳轂中央件與彈性片共同固定有變距鉸。。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的變距鉸包括可以旋轉(zhuǎn)的變距鉸內(nèi)筒、不旋轉(zhuǎn)的變距鉸外殼和變距搖臂，變距搖臂固定在變距鉸內(nèi)筒上，變距鉸內(nèi)筒和變距鉸外殼之間架設(shè)有第一徑向軸承和第二徑向軸承，通過(guò)軸承使變距鉸內(nèi)筒在變距搖臂的帶動(dòng)下在變距鉸外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；槳轂中央件帶有外伸支臂，變距鉸內(nèi)筒穿套在槳轂中央件的外伸支臂上，變距鉸內(nèi)筒通過(guò)與變距鉸內(nèi)筒接觸的轉(zhuǎn)接套筒與架設(shè)在槳轂中央件外伸支臂上的止推軸承的動(dòng)圈接觸，架設(shè)在槳轂中央件外伸支臂上的止推軸承的不動(dòng)圈通過(guò)轉(zhuǎn)接套筒與調(diào)心軸承內(nèi)圈接觸，調(diào)心軸承的內(nèi)圈由螺母鎖緊，所述變距鉸內(nèi)筒可以繞槳轂中央件的支臂轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的彈性片穿套槳轂中央件外伸支臂固定在槳轂中央件上，變距鉸外殼通過(guò)螺栓與彈性片的兩端固定鎖緊，限制變距鉸外殼的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步改進(jìn)，變距鉸內(nèi)筒內(nèi)部插入有槳葉，變距鉸內(nèi)筒上開(kāi)有鉸制孔，鉸制孔配合鉸孔螺栓鎖緊槳葉，限制槳葉在變距鉸內(nèi)筒徑向方向運(yùn)動(dòng)，由變距鉸內(nèi)筒帶動(dòng)槳葉實(shí)現(xiàn)變距運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明有益效果在于：沒(méi)有常規(guī)的揮舞鉸與擺振鉸，通過(guò)采用內(nèi)外雙層變距鉸結(jié)構(gòu)分解槳葉載荷，利用大長(zhǎng)寬比的薄彈性片提高變距鉸揮舞和擺振方向剛度，此種槳轂結(jié)構(gòu)剛度大，重量輕，且結(jié)構(gòu)緊湊，零部件少，適合在轉(zhuǎn)速需要大范圍變化的變轉(zhuǎn)速剛性旋翼飛行器上使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體示意圖。

圖2為本發(fā)明槳轂中央件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本發(fā)明變距鉸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4本發(fā)明內(nèi)部剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括槳轂中央件1（如圖2所示），槳轂中央件1上附加彈性片2，槳轂中央件1與彈性片2共同固定有變距鉸。

所述的變距鉸如圖3所示，包括可以旋轉(zhuǎn)的變距鉸內(nèi)筒4、不旋轉(zhuǎn)的變距鉸外殼3和變距搖臂5，變距搖臂5固定在變距鉸內(nèi)筒4上，變距鉸內(nèi)筒4和變距鉸外殼3之間架設(shè)有第一徑向軸承6和第二徑向軸承7，通過(guò)軸承使變距鉸內(nèi)筒4在變距搖臂5的帶動(dòng)下在變距鉸外殼3內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；槳轂中央件1帶有外伸支臂，變距鉸內(nèi)筒4穿套在槳轂中央件1的外伸支臂上，變距鉸內(nèi)筒4通過(guò)與變距鉸內(nèi)筒4接觸的轉(zhuǎn)接套筒8與架設(shè)在槳轂中央件1外伸支臂上的止推軸承9的動(dòng)圈接觸，架設(shè)在槳轂中央件1外伸支臂上的止推軸承9的不動(dòng)圈通過(guò)轉(zhuǎn)接套筒10與調(diào)心軸承11內(nèi)圈接觸，調(diào)心軸承11的內(nèi)圈由螺母12鎖緊，所述變距鉸內(nèi)筒4可以繞槳轂中央件1的支臂轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的彈性片2穿套槳轂中央件1外伸支臂固定在槳轂中央件1上，變距鉸外殼3通過(guò)螺栓與彈性片2的兩端固定鎖緊，限制變距鉸外殼3的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)部剖視圖如圖4所示，變距鉸內(nèi)筒4內(nèi)部插入有槳葉13，變距鉸內(nèi)筒4上開(kāi)有鉸制孔14，鉸制孔14配合鉸孔螺栓鎖緊槳葉13，限制槳葉13在變距鉸內(nèi)筒4徑向和軸向方向運(yùn)動(dòng)，由變距鉸內(nèi)筒4帶動(dòng)槳葉13實(shí)現(xiàn)變距運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。