CN102826220B - 一种能够平衡反扭矩的推力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种能够平衡反扭矩的推力装置，包括涵道螺旋桨和导向筒；涵道螺旋桨的涵道壳体外壁上对称固定有两根转轴，在其中一根转轴侧边固定安装有液压作动器；导向筒由多级圆环薄壁筒同轴套接组成；相邻圆环薄壁筒之间安装有沿圆环薄壁筒轴向的作动筒；在最外部的圆环薄壁筒内壁上对称固定有两根轴套，轴套与涵道壳体外壁上的转轴配合，且其中一根轴套侧向固定有摇臂，摇臂与液压作动器配合。本发明采用涵道螺旋桨能够提供给旋转机翼飞机前飞推力，提高飞机的飞行速度；通过调节导向筒的旋转角度就能产生不同大小的平衡力矩；通过调节导向筒的长度，使得涵道螺旋桨与导向筒在不同速度下达到最佳匹配状态，发挥较高的空气动力学效率。

Description

一种能够平衡反扭矩的推力装置
技术领域
本发明涉及航空动力技术领域，具体为一种能够平衡反扭矩的推力装置。
背景技术
对于通过旋翼旋转产生升力进行飞行的飞行器，在旋翼旋转产生升力的同时，对机身将产生反扭矩。目前平衡反扭矩的方式有共轴双桨、单旋翼带尾桨等等，但是对于多飞行模式的旋转机翼飞机（申请号为201110213680.1），由于在飞行过程中，其旋翼需要锁定为固定翼，所以现有的共轴双桨模式不适合所述的旋转机翼飞机；而尾桨结构存在尾桨和尾桨传动系统事故率很高，旋翼飞机在低空或贴地飞行、地面作业时，高速旋转的尾桨容易发生碰撞障碍物及地面人员的事故等问题，而且尾桨还是旋翼飞机的振源和噪声源之一，另外由于在所述旋转机翼飞机后部需要安装T型尾翼，尾翼结构与尾桨结构易发生干涉。所以现有的共轴双桨、单旋翼带尾桨等平衡反扭矩的结构形式不适合具有多飞行模式的旋转机翼飞机。
发明内容
要解决的技术问题
为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种能够平衡反扭矩的推力装置，不仅能够实现平衡反扭矩的目的，还能够通过前推动力装置提高所述旋转机翼飞机的前飞速度。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种能够平衡反扭矩的推力装置，其特征在于：包括涵道螺旋桨和导向筒；所述涵道螺旋桨的涵道壳体外壁上对称固定有两根转轴，两根转轴的中心线重合且垂直经过涵道中心轴线，在其中一根转轴侧边固定安装有液压作动器，液压作动器输出轴的中心轴线平行于涵道中心轴线；所述导向筒由多级圆环薄壁筒同轴套接组成；沿着涵道螺旋桨喷流出口方向，多级圆环薄壁筒的直径依次减小；对于相邻的两个圆环薄壁筒，外部圆环薄壁筒的内径等于内部圆环薄壁筒的外径，且相邻两个圆环薄壁筒的筒壁之间为间隙配合；相邻圆环薄壁筒之间安装有沿圆环薄壁筒轴向的作动筒；在最外部的圆环薄壁筒内壁上对称固定有两根轴套，所述轴套与涵道壳体外壁上的转轴配合，且其中一根轴套侧向固定有摇臂，摇臂与液压作动器配合，驱动轴套绕转轴转动。
有益效果
本发明采用涵道螺旋桨能够提供给旋转机翼飞机可观的前飞推力，提高旋转机翼飞机的飞行速度；将本发明安装在旋转机翼飞机尾部，且涵道壳体外壁上的两根转轴平行于主旋翼转轴，那么通过调节导向筒的旋转角度就能产生不同大小的平衡力矩；此外通过调节导向筒的长度能使得涵道螺旋桨与导向筒在不同速度下达到最佳匹配状态，发挥较高的空气动力学效率。
附图说明
图1：本发明在导向筒完全收缩时的前视图；
图2：本发明在导向筒完全收缩时的结构示意图；
图3：涵道螺旋桨的结构示意图；
图4：导向筒完全收缩时的结构示意图；
图5：导向筒完全伸长时的结构示意图；
图6：导向筒轴线与涵道螺旋桨轴线重合时的示意图；
图7：导向筒轴线与涵道螺旋桨轴线成一定角度时的结构示意图；
图8：导向筒轴线与涵道螺旋桨轴线成一定角度时的俯视图；
其中，1、螺旋桨；2、涵道；3、导向筒；4、液压作动筒；5、一级导向圆筒；6、二级导向圆筒；7、三级导向圆筒；8、四级导向圆筒；9、五级导向圆筒；10、旋转轴套；11、作动筒；12、摇臂。
具体实施方式
下面结合实施例具体说明本发明：
本实施例为用于旋转机翼飞机上的反扭矩推力装置，整个装置安装在旋转机翼飞机的尾部。
参照附图1和附图2，本实施例中的能够平衡反扭矩的推力装置包括涵道螺旋桨和用于改变推力方向且可伸缩的导向筒3。
涵道螺旋桨分为旋转产生气流的螺旋桨1和环绕螺旋桨的涵道2。在涵道壳体外壁上对称固定焊接有两根直径30mm的转轴，两根转轴的中心线重合且垂直经过涵道中心轴线。当整个装置安装在旋转机翼飞机的尾部时，两根转轴的中心线与主旋翼的转动轴平行。在其中一根转轴侧边固定焊接有液压作动筒4，液压作动器输出轴的中心轴线平行于涵道中心轴线，液压作动筒用于驱动导向筒偏转，改变导向筒轴线与螺旋桨轴线的角度。
参照附图4和附图5，所述导向筒由多级圆环薄壁筒同轴套接组成，本实施例中共有5级圆环薄壁筒，分别为一级导向圆筒5、二级导向圆筒6、三级导向圆筒7、四级导向圆筒8和五级导向圆筒9。沿着涵道螺旋桨喷流出口方向，多级圆环薄壁筒的直径依次减小，即本实施例中一级导向圆筒5内径最大，五级导向圆筒9的内径最小。对于相邻的两个圆环薄壁筒，外部圆环薄壁筒的内径等于内部圆环薄壁筒的外径，且相邻两个圆环薄壁筒的筒壁之间为间隙配合。相邻圆环薄壁筒之间安装有沿圆环薄壁筒轴向的作动筒，用于驱动内部圆环薄壁筒相对外部圆环薄壁筒做轴线滑动，改变相邻两个圆环薄壁筒的相对位置，使导向筒能够伸缩改变长度。
本实施例中，所有导向圆筒壁厚相同；一级导向圆筒外径2200mm，内径2170mm，长365mm，在一级导向圆筒5的内壁上均匀焊接有4个作动筒，所述作动筒的伸出端端部通过螺钉与二级导向圆筒6固定连接；二级导向圆筒6长300mm，其外径等于一级导向圆筒5的内径2170mm，内径为2140mm，通过控制一级导向圆筒内壁的4个作动筒同步进行伸缩运动，当4个作动筒完全缩回时，二级导向圆筒最前端距一级导向筒最前端70mm，当4个作动筒完全伸长时，二级导向圆筒最尾端距一级导向筒最尾端为250mm。其余导向圆筒采用相同的方式套接。特别的，相邻导向圆筒内壁上作动筒的分布相差45度。
在最外部的圆环薄壁筒，即一级导向圆筒的内壁上对称固定焊接有两根旋转轴套10，旋转轴套10的内径30mm外径50mm，所述旋转轴套与涵道壳体外壁上的转轴配合，组成旋转机构。其中一根轴套侧向固定焊接有摇臂12，摇臂与液压作动器配合，驱动轴套绕转轴转动。
参照附图6，当导向筒3相对涵道2无偏转时，导向筒3的轴线与涵道螺旋桨的轴线相重合，涵道螺旋桨产生的气流沿螺旋桨轴线方向，产生的推力也沿螺旋桨轴线方向，各级导向圆筒完全伸长时导向筒3的长度为1365mm。
参照附图7和附图8，导向筒3完全伸长，长度为1365mm，驱动液压作动筒4伸长60mm，导向筒3相对涵道2偏转，导向筒3的轴线与涵道螺旋桨的轴线成15度夹角，涵道螺旋桨产生的气流通过导向筒将改变方向，则螺旋桨1产生的推力方向偏转15度，本装置能产生一个在水平方向与螺旋桨1轴线垂直的力，其大小为螺旋桨1产生推力的sin15°倍，从而能够平衡主旋翼旋转产生的反扭矩，沿涵道螺旋桨轴向方向的分力则作为旋转机翼飞机的推力，提高旋转机翼飞机的飞行速度。

Claims (1)

1.一种能够平衡反扭矩的推力装置，其特征在于：包括涵道螺旋桨和导向筒；所述涵道螺旋桨的涵道壳体外壁上对称固定有两根转轴，两根转轴的中心线重合且垂直经过涵道中心轴线，在其中一根转轴侧边固定安装有液压作动器，液压作动器输出轴的中心轴线平行于涵道中心轴线；所述导向筒由多级圆环薄壁筒同轴套接组成；沿着涵道螺旋桨喷流出口方向，多级圆环薄壁筒的直径依次减小；对于相邻的两个圆环薄壁筒，外部圆环薄壁筒的内径等于内部圆环薄壁筒的外径，且相邻两个圆环薄壁筒的筒壁之间为间隙配合；相邻圆环薄壁筒之间安装有沿圆环薄壁筒轴向的作动筒；在最外部的圆环薄壁筒内壁上对称固定有两根轴套，所述轴套与涵道壳体外壁上的转轴配合，且其中一根轴套侧向固定有摇臂，摇臂与液压作动器配合，驱动轴套绕转轴转动，轴套带动导向筒相对涵道偏转。
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