本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)。

技術(shù)背景

油動多旋翼直升機(jī)與傳統(tǒng)電動多旋翼直升機(jī)相比，具有續(xù)航時間長、載荷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，因此受到越來越多的應(yīng)用。油動多旋翼直升機(jī)與電動多旋翼直升機(jī)的區(qū)別之一在于二者控制螺旋槳拉力的方式不同。電動多旋翼直升機(jī)(如圖1所示)改變螺旋槳拉力是通過電子調(diào)速器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)的，而油動多旋翼直升機(jī)(如圖2所示)則是通過變距舵機(jī)帶動變距拉桿，從而改變螺旋槳總距，間接改變旋翼拉力。油動多旋翼直升機(jī)旋翼系統(tǒng)圍繞轉(zhuǎn)動軸安裝，其典型內(nèi)部構(gòu)造如圖3所示，槳葉安裝在變距殼體上，為了能使槳葉可以繞變距軸自由旋轉(zhuǎn)，旋翼系統(tǒng)內(nèi)部采用變距軸克服槳葉離心力，采用軸承支撐起變距殼體。裝備這種形式的旋翼系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件多、質(zhì)量大、維護(hù)性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、重量輕、使用壽命長、易于安裝及維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)，主要包括轉(zhuǎn)動軸、金屬簧片組、安裝軸A、安裝軸B、揮舞橡膠、滑動軸承、變距殼體和槳葉。

如圖4-圖5所示，上述零件的安裝關(guān)系為：金屬簧片組置于轉(zhuǎn)動軸上部內(nèi)側(cè)，通過安裝軸A與轉(zhuǎn)動軸鉸接，防止金屬簧片組在轉(zhuǎn)動軸內(nèi)竄動；揮舞橡膠內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)動軸上部套合，滑動軸承內(nèi)側(cè)與揮舞橡膠外側(cè)套合，滑動軸承主要起支撐作用并允許變距殼體做小幅周向轉(zhuǎn)動，揮舞橡膠作用是依靠橡膠變形能力允許槳葉做揮舞運(yùn)動；變距殼體內(nèi)側(cè)與滑動軸承外側(cè)套合，并通過安裝軸B與金屬簧片組鉸接，使得變距殼體所受離心力可以通過安裝軸B傳遞到金屬簧片組上；槳葉通過螺栓與變距殼體連接。如圖6所示，金屬簧片組是由多片較薄的金屬簧片組成，其作用為提供較小扭轉(zhuǎn)剛度的同時還可以承受較大拉力。

優(yōu)點(diǎn)及功效：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明克服了現(xiàn)有油動多旋翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件多、質(zhì)量大、安裝及維護(hù)性差的缺點(diǎn)。本發(fā)明充分利用金屬簧片組易于扭轉(zhuǎn)但抗拉能力強(qiáng)的特點(diǎn)，這種柔性結(jié)構(gòu)使其取代傳統(tǒng)油動多旋翼系統(tǒng)中變距軸的作用，有效減輕了重量；采用滑動軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)軸承，其性能和壽命更優(yōu)且重量量較??；采用揮舞橡膠，為槳葉提供揮舞鉸，有利于旋翼系統(tǒng)的動力學(xué)穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1電動多旋翼直升機(jī)旋翼系統(tǒng)示意圖；

圖2油動多旋翼直升機(jī)旋翼系統(tǒng)示意圖；

圖3油動多旋翼直升機(jī)旋翼系統(tǒng)局部剖視圖；

圖4基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)等軸側(cè)視圖；

圖5基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)剖視圖；

圖6金屬簧片組組成示意圖；

圖7基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)操縱示意圖

圖中符號標(biāo)記如下：

1-轉(zhuǎn)動軸；2-金屬簧片組；3-安裝軸A；4-安裝軸B；5-揮舞橡膠；6-滑動軸承；7-變距殼體；8-槳葉；9-金屬簧片；10-轉(zhuǎn)動軸角速度；11-變距殼體轉(zhuǎn)動角度；12-金屬簧片組轉(zhuǎn)動角度；13-離心力。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

見圖1—圖3，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、重量輕、使用壽命長、易于安裝及維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

參見圖4-圖6，本實施例的基于金屬簧片的油動多旋翼柔性旋翼系統(tǒng)主要構(gòu)成如下：

如圖4-圖5所示，金屬簧片組2置于轉(zhuǎn)動軸1上部內(nèi)側(cè)，通過安裝軸A3與轉(zhuǎn)動軸1鉸接，防止金屬簧片組2在轉(zhuǎn)動軸1內(nèi)竄動；揮舞橡膠5內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)動軸1上部套合，滑動軸承6內(nèi)側(cè)與揮舞橡膠5外側(cè)套合，滑動軸承6主要起支撐作用并允許變距殼體7做周向轉(zhuǎn)動，揮舞橡膠5作用是依靠橡膠變形能力允許槳葉8做揮舞運(yùn)動；變距殼體7內(nèi)側(cè)與滑動軸承6外側(cè)套合，并通過安裝軸B4與金屬簧片組2鉸接，使得變距殼體7所受離心力可以通過安裝軸B4傳遞到金屬簧片組2上；槳葉8通過螺栓與變距殼體7連接。如圖6所示，金屬簧片組2是由多片較薄的金屬簧片9組成，其作用為提供較小扭轉(zhuǎn)剛度的同時還可以承受較大拉力。

參見圖7，本實施例操作過程如下：

油動多旋翼啟動，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)動軸1轉(zhuǎn)動產(chǎn)生一定的角速度10，角速度10逐漸增加最終趨于恒定；在轉(zhuǎn)動軸1的帶動下，金屬簧片組2、揮舞橡膠5、滑動軸承6、變距殼體7及槳葉8均以角速度10轉(zhuǎn)動，此時槳葉8產(chǎn)生的離心力13通過安裝軸B傳遞給金屬簧片組2，金屬簧片組2抗拉能力較強(qiáng)，可承受住此時較大的離心力13；此時旋翼系統(tǒng)趨于穩(wěn)定并達(dá)到動平衡。

當(dāng)油動多旋翼需進(jìn)行機(jī)動動作時，將通過拉桿使變距殼體7繞離心力13作用線旋轉(zhuǎn)某一角度11，此時與變距殼體鉸接的金屬簧片組2將受到繞離心力13作用線的扭矩，但由于金屬簧片組2的特殊結(jié)構(gòu)及性能，其對于扭矩的阻尼較小，屬柔性結(jié)構(gòu)，因而金屬簧片組2也會繞離心力13作用線旋轉(zhuǎn)某一角度12；變距殼體7的旋轉(zhuǎn)帶動槳葉8的旋轉(zhuǎn)，即此時旋翼系統(tǒng)的總距改變，產(chǎn)生的拉力也隨之改變。

若此時旋翼系統(tǒng)處于前飛狀態(tài)，根據(jù)直升機(jī)氣動理論，會引起槳葉的揮舞力矩，此揮舞力矩使變距殼體7與滑動軸承6產(chǎn)生徑向相對運(yùn)動，二者間的揮舞橡膠5受到擠壓；揮舞力矩消失時，揮舞橡膠5因具有一定的彈性形變能力，可恢復(fù)至擠壓前狀態(tài)；揮舞橡膠5的可對此揮舞力矩產(chǎn)生阻尼作用，增強(qiáng)旋翼系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的有益效果是克服了現(xiàn)有油動多旋翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件多、質(zhì)量大、安裝及維護(hù)性差的缺點(diǎn)。本發(fā)明充分利用金屬簧片組易于扭轉(zhuǎn)但抗拉能力強(qiáng)的特點(diǎn)，這種柔性結(jié)構(gòu)使其取代傳統(tǒng)油動多旋翼系統(tǒng)中變距軸的作用，有效減輕了重量；采用滑動軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)軸承，其性能和壽命要優(yōu)于普通軸承且重量較?。徊捎脫]舞橡膠，為槳葉提供揮舞鉸，有利于旋翼系統(tǒng)的動力學(xué)穩(wěn)定性。